专家讲解如何追踪冠状病毒变异

新的COVID-19变种可能会潜在地危及到迄今为止为控制大流行所做的许多工作。索尼娅Gonçalves解释了基因组监测如何帮助我们追踪和控制它们。

之前大流行病， Sonia Gonçalves领导疟疾基因组流行病学网络的基因组监测工作。自2020年春季以来，她在维康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的团队已经扩大，以支持COVID-19的工作，现在正在寻找新的变种出现在哪里病毒突变。

1.你如何跟踪新的冠状病毒突变？

我们通过持续分析大量的病毒样本，观察病毒的遗传密码是如何变化的，以及发生了哪些突变。

允许我们获得特定样品的遗传信息的技术称为基因组测序。

基因组监测是我们如何将数据转化为关于发生了什么和在哪里发生的知识。我们结合基因组数据通过流行病学数据(关于病毒如何在社区中传播)的测序产生。这为我们了解病毒种群是如何变化的以及病毒是如何进化的提供了思路。

2.为什么基因组监测很重要?

基因组监测很重要，因为它有助于我们了解病毒人口中发生的事情。

例如，在COVID-19大流行期间，我们可能会看到病例上升或下降。但我们不知道是什么导致了这种增加或减少。通过基因组监测，我们能够了解病毒发生了什么，它是如何传播的，以及它是否发生了重大变化。

例如，通过基因组监测，在英格兰东南部发现了一种新变种(B.1.1.7)的频率迅速增加，那里的英格兰公共卫生部正在调查感染上升的原因，尽管有限制，这种情况仍在发生。

因此，基因组监测是一种工具，可以支持公共卫生机构如何控制大流行。这就是为什么我们必须与公共卫生机构密切合作，为他们提供基因组数据，然后与流行病学数据整合在一起。

这些信息对于公共卫生机构支持在实地使用哪些干预措施的决策至关重要。

3.基因组监测如何在实践中工作？

在桑格，根据大流行的阶段，我们每周都会收到数十万份样本;在高峰期，我们每周会收到40万到50万份样本。这些都是阳性和阴性的样本冠状病毒全英国的测试实验室。

有很多活动协调接收所有这些样本，以确保我们正在获取处理所需的样本和所有相关的数据，并且在当天的正确时间，因此转变时间来检索数据是快速的尽可能。

首先，阳性样品被自动选择，然后在实验室处理和测序。测序过程大约需要24小时。然后，生成的测序数据将被合并、分析并每天报告给英国的公共卫生机构和卫生与社会保障部。

所以我们的日常活动都集中在确保我们得到所有的样本通过管道，我们产生数据并每天分享它。

这是一个大规模的操作，涉及大量团队。迄今为止，桑格研究所已经产生了大量的数据 - 世界上的所有基因组数据的四分之一。我们的作品是Covid-19基因组学英国联盟（Cog-UK）的一部分，该联盟（Cog-UK）已在世界SARS-COV-2上产生了几半的基因组数据。

4.您生产的所有基因组数据会发生什么？

一旦测序完成并对数据进行分析，基因组数据就会立即在国家和国际层面上共享，世界各地的人们都可以访问这些数据。我们通过不同的数据库共享数据，例如GISAID，这是一个国际数据库，目前所有COVID-19数据都在其中。

分享数据是管理大流行的基础。如果是全球努力，我们只能控制大流行，因为如果令人关切的变种出现在世界的一部分中，它会影响整个世界。

我们可以在全国范围内拥有一个非常好的计划，但如果在不同的国家中有一个新的变体，我们没有检测到它，或者我们不知道它，它可以危及所有正在做的工作。

5.如何在COVID-19大流行中使用基因组监测数据?

在大流行期间，我们有不同的方式来使用基因组监测数据。

在2019冠状病毒病(COVID-19)出现之初，我们关注了该病毒是如何传入中国的，以及它是如何在英国境内传播的。

我们还利用基因组数据来控制疫情。通过这些数据，我们可以看出一个地方的病例激增是由一种变体引起的还是由不同的变体引起的。所以我们知道这是否是由一种传播速度非常快的特定变异引起的疫情，或者是否有不同的变异在周围环境中导致了病例的增加。

最近，焦点已经转移到使用基因组数据来识别和跟踪“值得关注的变异”。该病毒发生了新的变异，有几种令人担忧的变种在人群中流行。其中一些病例与高传染性有关，这本身就是一个问题，因为它会导致病例增加。

也有人担心其中一些变异可能会影响某些疫苗的功效。重要的是，一旦新变种被识别出来，数据就会被公开。疫苗项目和正在开发疫苗的研究人员可以立即使用这些数据:首先，评估这些变异是否对疫苗有任何影响;如果是这样的话，迅速做出改变来适应疫苗。

6.如何识别“关注的变体”?

病毒一直在进化这是一个自然的过程——当病毒复制时，就会发生突变。有新突变的病毒被称为变体。

一个“正在调查的变体”可能有一个或一系列的突变，它通常与流行病学背景有关。例如，如果我们看到一种特定的变体或一组特定的突变，但我们也看到这种特定变体的病例数量在增加，这可以被宣布为“正在调查的变体”。

当一种特定的突变或一组特定的突变也与病毒行为方式的差异有关时，它就成为了一种“值得关注的变异”;例如，这种特定的变异具有更高的传染性，或对免疫反应的影响。

公共卫生机构宣布了不同的关注。我们与他们合作提供支持性的基因组数据。当一种变异被发现时，监测这种变异是如何传播的，以及这种变异是如何被引入这个国家的是非常重要的。

从基因组监测的角度来看，一旦检测到值得关注的变异，我们就集中精力识别经过测序过程的所有样本，哪些是值得关注的变异或正在调查的变异。

我们的数据分析流水线目前正在筛选四种令人担忧和六种调查的变体，但这是不断审查的，以添加新的。然后将此数据提供给公共卫生机构，该机构使用该信息包含这些变体的传播。

7.基因组数据如何有助于控制大流行?

最好的例子是通过检测令人担忧的变体。在大流行的这种阶段，基因组监测的最大价值是最大的。

这些变体的存在是令人担忧的，因为他们可以危及到目前为止与疫苗计划完成的所有工作。因此，有能力知道正在发生的事情，这些变体正在传播以及如何包含它们，是非常重要的，并且基因组数据需要在那里支持这些活动。

毫无疑问会有更多的变种出现，病毒在不断进化。问题是，在全球范围内，这一数字如此之高，使得病毒有很多机会进化和发展新的突变。所以我们会有新的变种。我们需要保持这种能力，一旦它们出现，我们就能发现它们。

非常重要的是，所有国家都要加强它们的基因组监测工作，因为了解正在发生的情况和病毒如何演变，对于遏制大流行绝对是根本的。

即使在大流行得到控制之后，继续将基因组监测作为基线活动也是非常重要的，因为它仍将向我们提供关于病毒如何变化或没有变化的信息。

8.未来基因组监测的作用是什么？

我们在Covid-19期间做的工作表明了基因组监测能够控制大流行以及与公共卫生机构密切合作的重要性。这项工作提供了资源，分析方法以及如何更好地回应未来的流行病。

这是一次难以置信的学习经历。我们还在不断学习。即使疫情结束，我们仍将继续学习。但我确实相信，我们将为应对未来的流行病做好更好的准备。

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