對病毒進行實時測序如何幫助有效抑制傳染病的暴發

來源：作者：人氣：-發表時間：2017-10-26 09:01:00【大中小】

自從藍舌病病毒（bluetongue virus，BTV）在英國首次出現已經10年了，目前英國所面臨的狀況與荷蘭非常相似，這些病毒都已經開始傳播和擴散了，很多人認為，這種病毒的到來或許會誘發一些狀況出現。

BTV會引發牛羊患上藍舌病，盡管主要受到影響的還是羊群，藍舌病的臨床癥狀范圍非常廣泛，常常從很少或沒有任何疾病跡象到死亡。2006年秋天這種病毒最開始進入北歐地區，隨后病毒在多個國家散布其“種子”，比如德國和荷蘭等，BTV是一種經常在熱帶和亞熱帶肆虐的病毒。

在歐洲出現的病毒BTV8引發了非常嚴重的后果，使得牛和羊出現了很高的感染率和死亡率，后來研究人員發現，一種名為庫蠓的昆蟲會在牲畜間傳播藍舌病，而隨著氣候的變化，藍舌病如今正在向歐洲北部蔓延，而蝙蝠則正好以庫蠓為食。BTV能熬過歐洲的冬天，并且在第二天繼續出現，從而成為目前最大的疫情爆發之一的病毒，而如今BTV正在跨越英吉利海峽進入英國。

在歐洲出現的病毒BTV8引發了非常嚴重的后果

對口蹄疫進行測序

在BTV8的整個爆發過程，分子鑒定在其中扮演著關鍵角色，即對病毒的遺傳物質進行檢測和特性分析，利用傳統方法在實驗室中常常需要花費數天時間才能夠分離到病毒，而分子鑒定方法則僅需要花費幾個小時就能夠完成。BTV至少包含28種不同形式，其稱之為不同的血清型，不同血清型對于免疫系統而言似乎并不相同，而闡明所流行的血清型對于研究人員開發新型疫苗非常重要，而分子生物學方法則是首個能夠確定病毒血清型的手段。

在英國，BTV的著陸就好像是爆發異常最可怕的牲畜疾?。谔阋撸┮粯?，2007年8月2日首次報道在倫敦南部薩里郡（Surrey）的牧場中出現了口蹄疫的爆發，隨后很快口蹄疫就擴散到了周邊的農場中。與2001年英國爆發的口蹄疫不同的是，直到2007年對病毒診斷和特性分析的分子生物學方法才嶄露頭角，實時熒光定量PCR就能夠對口蹄疫病毒的基因組進行擴增和檢測，而且數個小時就能夠完成，這就意味著研究人員能夠以更快速更精準地方法對病毒/疫情的爆發進行有效控制。

從歷史上來講，在病毒疫情爆發后，對病毒基因組進行測序常常能夠幫助研究人員評估病毒的擴散機制以及病毒的來源，2007年爆發的口蹄疫就代表了實時對病毒全基因組進行測序的開端，通過對病毒的完整基因組進行分析，研究人員不僅能夠確定突變的病毒，還能夠采取有效措施來遏制病毒的進展。

基因組由單個核苷酸組成，這些核苷酸連接在一起就能夠形成一種特殊代碼，此前研究人員通過研究發現，隨著病毒在不同的農場中進行擴散，大約就有4個核苷酸會不斷發生變化，因此當9個改變的缺口被發現時就意味著仍有尚未確認被病毒感染的農場。當然了，分子流行病學在這一點上看似并不新鮮，很多研究都會大量病毒進行研究，這就能夠幫助研究人員深入剖析病毒的來源以及病毒如何驅動疫情的爆發，比如，一項在越南進行的研究就發現，登革熱病毒能夠在南方傳播，但其會通過人類的運動定期向北邊移動。

來自格拉斯格大學的研究人員通過研究發現了蘇格蘭病毒病毒的來源以及其擴散機制，同時他們還鑒別出了丙肝病毒傳播的熱點區域，然而，在病毒爆發期間利用全基因組測序技術或許就能為研究人員帶來全新的視野。

民眾在閱讀防御埃博拉的科普海報

抵御埃博拉

7年之后，在疫情爆發期間對病毒基因組進行實時測序在西非的埃博拉疫情中凸顯出了巨大潛力，直到2014年，和其它很多病毒一樣，研究者仍然基于傳統的追蹤接觸方法來研究埃博拉疫情的流行病學特征，同時他們想盡力找到哪些人會被感染，以及尋找這些感染的來源。當然了目前這種策略仍然非常有價值，其對于調查和控制疫情爆發非常重要，但盡管如此，如今技術已經發展到了分子生物學的手段，尤其是基因組測序，其能夠幫助科學家們快速制定應對疫情爆發的策略。

以埃博拉病毒為例，對樣本中的病毒進行實時測序就能夠快速發現幾內亞地區的兩個譜系的埃博拉病毒，而在塞拉利昂建立的測序設施至少發現了9種不同譜系埃博拉病毒的傳播；通過將樣本同特殊病毒譜系相聯系，研究人員就有可能解決疾病傳播鏈的問題。同時研究人員還在南美寨卡病毒的爆發中使用了相同的方法，通過測序技術就能夠有效指導疾病的控制。

對病毒進行實時測序并不是傳統流行病學研究的另一種選擇，其只是增加了很多細節信息，從2007年口蹄疫爆發到現在已經10年時間了，分子生物學的方法對于研究人員進行疾病的追蹤、控制，最終有效遏制疾病的流行非常關鍵和重要。

文章來源

【1】Bluetongue： how to spot and report the disease

【2】Culicoides midges

【3】Field observations during the Bluetongue serotype 8 epidemic in 2006： II. Morbidity and mortality rate， case fatality and clinical recovery in sheep and cattle in the Netherlands
Preventive Veterinary Medicine doi：10.1016/j.prevetmed.2008.06.003

【4】serotype

【5】Molecular Epidemiology of the Foot-and-Mouth Disease Virus Outbreak in the United Kingdom in 2001
J Virology doi： 10.1128/JVI.01236-06

【6】Reverse transcription polymerase chain reaction

【7】Sequencing a genome

【8】Transmission Pathways of Foot-and-Mouth Disease Virus in the United Kingdom in 2007
PLOS Pathogens doi：10.1371/journal.ppat.1000050

【9】Dengue Virus in Sub-tropical Northern and Central Viet Nam： Population Immunity and Climate Shape Patterns of Viral Invasion and Maintenance
PLoS Negl Trop Dis doi：10.1371/journal.pntd.0002581

【10】Spatiotemporal Reconstruction of the Introduction of Hepatitis C Virus into Scotland and Its Subsequent Regional Transmission
J Virology doi： 10.1128/JVI.02106-15