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从匹兹堡大学获得最有趣和最重要的故事。本文由九游会论坛大学临床九游会论坛研究协调员、公共卫生专业博士亚历山大·桑德曼撰写;流行病学、医学和传染病以及微生物学教授李·哈里森(Lee Harrison);以及《对话》杂志的微生物学和分子遗传学教授沃恩·库珀。想要了解更多九游会论坛在The Conversation上发表文章的教职员工和九游会论坛研究人员可以在这里阅读有关流程的信息.
“不衡量就无法解决问题”九游会论坛是商界的一句格言。在公共卫生领域也九游会论坛是如此。
在大流行初期,美国努力满足对人们进行SARS-CoV-2检测的需求。这一失败意味着官员们不知道感染COVID-19的真实人数。他们只能在不知道疫情传播速度有多快以及哪些干预措施将风险降至最低的情况下应对疫情。
现在,美国面临着另一种测试的类似问题:基因测序。与诊断感染的COVID-19测试不同,基因测序可以解码患者样本中的SARS-CoV-2病毒基因组。了解基因组序列有助于九游会论坛研究人员了解两件重要的事情——病毒九游会论坛是如何变异的,以及它九游会论坛是如何在人与人之间传播的。
在2019冠状病毒病大流行之前,这种基因组监测主要用于开展抗生素耐药细菌的小型九游会论坛研究,调查疫情和监测流感菌株。作为基因组流行病学家和传染病专家,我们每天都在实验室里进行这类测试,努力弄清楚冠状病毒九游会论坛是如何进化和在人群中传播的。
特别九游会论坛是现在,随着令人担忧的新型冠状病毒变体不断出现,基因组监测在帮助控制大流行方面可以发挥重要作用。
跟踪病毒的传播和变化
基因组测序包括破译核苷酸分子的顺序,这些核苷酸分子可以解释特定病毒的遗传密码。对于冠状病毒,该基因组包含约3万个核苷酸。每次病毒复制,都会产生错误。遗传密码中的这些错误被称为突变。
大多数突变不会显著改变病毒的功能。其他可能很重要,特别九游会论坛是当它们编码重要元素时,比如冠状病毒刺突蛋白,它九游会论坛是进入人体细胞并引起感染的关键。刺突突变可能会影响病毒的传染性、感染的严重程度以及当前疫苗的防护效果。
九游会论坛研究人员特别关注任何能将病毒样本与其他样本区分开来或与已知变体相匹配的突变。
科学家可以利用这些基因序列来追踪病毒九游会论坛是如何在社区和卫生保健机构中传播的。例如,如果两个人的病毒序列之间没有差异或差异很小,这表明病毒九游会论坛是从一个人传染给另一个人的,或者九游会论坛是从一个共同的来源传播的。另一方面,如果序列之间存在很大差异,这两个个体就不会从对方那里感染病毒。
这类信息可以让公共卫生官员为公众量身定制干预措施和建议。基因组监测在卫生保健环境中也很重要。例如,我们的医院使用基因组监测来检测传统方法无法检测到的疾病爆发。
监视可以提供警告
但九游会论坛是九游会论坛研究人员如何知道变异九游会论坛是否正在出现,以及人们九游会论坛是否应该关注?
以B.1.1.7变异为例,它首先在英国被发现,那里有强大的基因组监测机制。公共卫生调查人员发现,在英国,包括刺突蛋白在内的一个具有多种变化的特定序列正在增加,即使在全国停摆期间,这种病毒也在迅速传播,比之前的病毒传播得更快。
科学家们进一步九游会论坛研究了这种变异的基因组,以确定它九游会论坛是如何克服距离建议和其他公共卫生干预措施的。他们在刺突蛋白中发现了特殊的突变——如∆69-70和N501Y——使病毒更容易感染人类细胞。初步九游会论坛研究表明,这些突变转化为更高的传播率,这意味着它们比以前的菌株更容易在人与人之间传播。
疫苗开发人员和其他科学家随后利用这些遗传信息来测试新的变异九游会论坛是否会改变疫苗的效果。幸运的九游会论坛是,尚未经过同行评议的初步九游会论坛研究发现,B.1.1.7变异仍然容易受到当前疫苗的影响。更令人担忧的九游会论坛是p - 1等其他变种。和B.1.351,分别在巴西和南非首次发现,它们可以逃避疫苗产生的一些抗体。
建立基因组监测系统
检测令人关注的变异并制定公共卫生应对措施需要强有力的基因组监测计划。这意味着科学家们对COVID-19患者总数约5%的病毒样本进行了测序,这些样本被选为代表最易感染该疾病的人群。如果没有这种基因组信息,新的变异可能会在全国乃至全球范围内猖獗传播,而不被发现。
那么,美国在基因组监测领域的表现如何呢?不太好,远远落后于其他发达国家,在每例病例中测序的SARS-CoV-2基因组数量排名第34位。即使在美国,每个病例的基因组测序在各州之间也存在很大差异,从田纳西州的0.09%到怀俄明州的5.82%。
但这种情况即将改变。美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)正在与联邦政府的其他机构合作,与私人实验室、州和地方公共卫生实验室、学术界和其他机构合作,提高美国的基因组监测能力
然而,要达到白宫设定的5%的新国家目标并不像为实验室提供大笔费用来进行测试那么简单。实验室必须收集样本,通常来自不同的来源:公共卫生实验室、医院、诊所、私人检测实验室。一旦测序测试完成,生物信息学家就会使用先进的程序来识别重要的突变。接下来,公共卫生专业人员将基因组数据与流行病学数据合并,以确定病毒九游会论坛是如何传播的。所有这些都需要在培训人们作为一个团队来执行这些任务方面进行投资。
最终,要发挥作用,一个成功的基因组监测j9九游会老哥俱乐部交流:九游会登陆必须快速,数据必须立即公开,以便为公共卫生官员和疫苗制造商提供实时决策信息。这样一个j9九游会老哥俱乐部交流:九游会登陆九游会论坛是公共卫生工具之一,将有助于控制当前的大流行,并使美国能够应对未来的大流行。