測序技術在新型冠狀病毒防治中的作用

瀏覽次數：12738　發布日期：2020-3-5　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

人民日報報道

當地時間1月30日晚，世界衛生組織（WHO）宣布，將新型冠狀病毒疫情列為國際關注的突發公共衛生事件。世衛總干事譚德塞說，WHO 相信中國的疫情一定能得到遏制，由于病毒的傳播仍有很多未知數，世衛組織擔憂中國之外的疫情會有惡化，這無關感染數量，關系人的健康和生命。

新型冠狀病毒感染人數全球范圍不斷攀升，疫情的防控和藥物疫苗的研發是當下大家最關注的問題，一項項科研成果的陸續取得，為我們奠定了堅決打贏疫情防控阻擊戰的信心。

作為一種未知的新型病毒，仍有諸多問題需要深入解決，一般地，一種全新的傳染病爆發之后研究關注的問題主要分為：
1. 確認引起傳染病爆發的病原微生物；
2. 病原微生物從何而來；
3. 病原微生物感染人的途徑；
4. 病原微生物的傳播風險；
5. 治療該病原微生物的藥物和疫苗。

測序技術在確認病原微生物類型、來源與其感染人途徑中發揮重要作用，以本次2019-nCoV 病毒性肺炎為例：

測序技術助力確認病原微生物

2019年12月，一群原因不明的肺炎患者與中國武漢的海鮮批發市場有關。高福院士團隊通過對三名肺炎患者的支氣管肺泡灌洗液樣本進行全基因組測序、三代測序、直接PCR、培養驗證，發現了以前未知的 β 冠狀病毒，命名為2019-nCoV^[1]。

石正麗團隊對5位患者肺泡灌洗液進行 mNGS 測序，87.1%的去人源后 reads 比對到了與冠狀病毒相關的嚴重急性呼吸綜合征（SRRSr-CoV），之后用 targeted PCR 和從頭組裝得到完整了2019-nCoV 病毒全長序列（29891 bp），整個序列與 SARS-CoV 的相似性在79.5%^[2]。

之后多個機構在此基礎上開發了核酸檢測試劑盒用以檢測患者是否有此病毒感染。

測序技術助力確認病原微生物來源

病原微生物來源需要通過獲得多個病毒全長基因組序列后與數據庫已有的各病毒序列進行序列相似性分析，進化樹分析等進行確認。在獲得高質量的病毒全長基因組序列的過程中需要基于二代測序、三代測序以及二、三代測序結合等手段。

石正麗等通過將 2019-nCoV 病毒序列與蝙蝠的冠狀病毒 BatCoV RaTG13 等序列進行序列相似性分析及進化樹分析證明 2019-nCoV 與 BatCoV RaTG13 有更近的親緣關系，為本病毒來源于蝙蝠提供了依據^[2]。

測序技術助力確認病原微生物感染途徑

病毒感染人的途徑更多的是通過對病毒序列和蛋白功能的分析以及分子水平來發現與確認。石正麗老師團隊^[2]在1月22日在線發的論文中從分子水平中揭示了 2019-nCoV 與 SARS 病毒使用相同的細胞進入受體 ACE2。

病原微生物傳播風險測定

病毒的傳播風險目前主要通過流行病學分析來確定，也有文章通過生物信息分析的方法，利用已有的2019-nCoV 全長基因組序列與 SARS 和 MERS 進行功能比較來說明 2019-nCoV 的傳播風險。

藥物疫苗研發

研究治療 2019-nCoV 的藥物和疫苗領域，中科院上海藥物所和上海科技大學的科學家們聯手利用結構生物學輔助的化合物篩選平臺發現了30種可能對 2019-nCoV 有效的化合物；傳統疫苗（滅活疫苗和減毒活疫苗）需要分離，培養，純化，在疫苗制備的工藝流程中一般不需要二代測序。通過基因重組技術獲得減毒活疫苗還有 DNA 疫苗研發過程中可能會用到基因測序進行驗證。

另外，病毒的自然存儲宿主、中間宿主、早期軌跡、在人群中的進化趨勢及病毒變異等問題可能也會有需要通過更多病毒的全基因組測序來解決。

參考文獻
[1] Zhu N, et al. A Novel Coronavirusfrom Patients with Pneumonia in China. The New England Journal of Medicine ,2019. DOI: 10.1056/NEJMoa2001017
[2] Zhou P, et al. Discovery of a novel coronavirusassociated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential batorigin. bioRxiv, 2020. doi: https://doi.org/10.1101/2020.01.22.914952