Illumina：基于测序的监测如何协助对抗COVID-19
对首席医务官Phil Febbo医学博士的访谈
诊断检测和监测是对抗病原体爆发的重要补充策略。Illumina首席医务官Phil Febbo医学博士介绍了基于测序的监测在对抗COVID-19中的重要作用。
问：诊断检测（PCR）和监测检测有什么 不同?
答: 从根本上说，诊断检测可以帮助医生管理患者，而监测有助于管理群体。
问: 我们如何利用基于测序的监测来对抗SARS-CoV-2?
答: 基于测序的监测主要从5个方面来对抗SARS-CoV-2:
测序鉴定出了SARS-Cov-2是导致在武汉出现的聚集性呼吸道疾病的病毒。深度鸟枪法测序是无偏倚的，可用于鼻腔拭子和其他样本，以此来寻找非宿主基因组材料，然后组装成潜在的病原体。测序快速鉴定出了该病毒与蝙蝠中特有的一种冠状病毒高度相似，同时也揭示了与宿主细胞附着有关的蛋白突变，这有助于解释该病毒感染人类细胞的能力。1最近， 《自然》杂志的一项分析提供了SARS-CoV-2在宿主物种中通过自然选择机制进化的证据，尽管该病毒从蝙蝠到人类的确切途径仍不清楚。2设计用于诊断检测的PCR探针需要这些重要的序列。
测序是追踪病毒的全球传播途径所必需的。研究人员已向全球流感共享数据库（GISAID）提交了超过2434个基因组，鉴定了聚集性感染和传播途径。3 这有助于公共卫生机构作出如何遏制和控制病毒的决策。例如，西雅图Fred Hutchinson癌症研究中心的计算生物学家 Trevor Bedford博士已证明，在他测序的39例病例中，有35例来自中国，而另外4例来自欧洲和伊朗。4因此，西雅图地区的输入性病例不是单一来源，而是多个来源，这表明控制措施不能只集中于追踪对最确定群体的暴露，而需要采取更积极的措施来遏制病毒的传播。
测序可以确定病毒在传播过程中的适应速度。SARS-CoV-2在传播时似乎每月会发生两次突变。这一信息能让公共卫生人员确定该病毒有多大概率躲过已建立的PCR检测并对治疗产生耐药性。5
测序鉴定了治疗靶点。研究人员正在开发各种疗法，包括从靶向特定病毒蛋白的小分子药物到针对病毒抗原的疫苗等，而了解病毒基因组对于了解这些药物的疗效至关重要。例如，从SARS-CoV-2序列可以发现，此前针对SARS感染开发的靶向主要病毒蛋白酶的药物可能对SARS-CoV-2有效，这是因为这两种病毒的蛋白酶的总体遗传同源性为97%。但是，之前研发的疫苗不太可能有效，这是因为它们的高抗原性表面蛋白的差异很大（只有76%的同源性）。6,7
了解联合感染的影响需要基于测序的监测。COVID-19有可能在出现致命症状之前都表现为无症状。呼吸道病原体通常可以通过降低宿主免疫力和促进联合感染来引起进行性疾病，从而造成更严重的、危及生命的疾病。 虽然我们还处于此次疫情爆发的早期，但我们已经听说基于测序的监测检测在阳性病例中鉴定出了常见的鼻病毒和不太常见但更危险的呼吸道合胞病毒（RSV）。如果确定常见的联合感染会导致重大疾病，则治疗应侧重于联合感染，而不是SARS-CoV-2。8
这些能力使得监测对于追踪疾病，以及确定控制流行病和管理群体的最佳方法极为重要。
如需深入了解我们如何追踪冠状病毒突变的传播，请参阅这篇由Bedford和Febbo撰写的， 发表在《国家地理》上的文章。
References
Zhu N, Zhang D, Wang W, et al. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. N Engl J Med.2020;382(8):727-733.
Andersen KG, Rambaut A, Lipkin WI, Holmes EC, Garry RF. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med. 2020; doi: https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9
GISAID – Global Initiative on Sharing All Influenza Data, www.gisaid.org
@trvrb - Trevor Bedford Tweet on March 15, 2020 https://twitter.com/trvrb/status/1239427193945485312
Stellrecht KA. The drift in molecular testing for influenza: mutations affecting assay performance. J Clin Microbiol.2018;56(3):e01531-17.
Wu F, Zhao S, Yu B, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature.2020;579(7798):265-269.
Lu R, Zhao X, Li J, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020;395(10224):565-574.
Xing Q, Li G, Xing Y, et al. Precautions are needed for COVID-19 patients with coinfection of common respiratory pathogens. medRxiv 2020.02.29.20027698; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.29.20027698
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