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应对新型冠状病毒 病原组数据库打响“马前炮”
2020-01-2048

近来,我国部分医疗机构陆续出现不明原因肺炎病人,后认定为由新型冠状病毒感染引起。此次事件引发科技界思考。


“目前,我们应对传染病的策略基本上是被动的。在传染病疫情发生之后,分离鉴定可疑微生物,确定病原体,而后展开传染源、动物宿主、传播途径、诊断治疗等研究。这样一来,传染病肯定跑在治疗预防的前面,这是‘马后炮’。”在1月17日举办的香山科学会议第673次,“病原组国家大数据与生物安全”讨论会上,中国工程院院士、中国疾病预防控制中心徐建国这样说。


新型冠状病毒,真的是“前无古人”?


此次在武汉发现的新型冠状病毒,据央视新闻报道,中国疾控中心副主任冯子建表示,通过各种各样调查,相关证据大多指向华南海鲜批发市场。该市场已于1月1日休市。


其基因组测序工作在1月10日已经完成,序列已在网上公开。遗憾的是,目前已有的基因组数据库中,没有与之相似、相近的数据案例。


为了把“马后炮”变成“马前炮”,徐建国提出“反向病原学”。


即首先发现、分离、命名新的微生物,评估其潜在致病性,提出未来可能引起突发传染病疫情的微生物目录,在此基础上研究检测、诊断、治疗、防控的措施,从而预防发生或早期扑灭疫情。


“过去的教科书说,大部分微生物在19世纪被发现了。错!人类目前分离出的病毒和细菌,还不到其全部种类的1%。”徐建国说,西班牙科学家估计世界上存在1012种原核生物,其中主要是细菌。而学术界正式命名的细菌只有15000种左右,约是其总量的一亿分之一。


“有那么多的细菌、病毒等微生物是未知的,我们不知道哪些致病哪些不致病,怎么能从病原体中发现呢?”会上,他问道。


因此,参会的专家们呼吁,建立病原组国家数据库。将样本的分离部位、发现地点、种类等数据信息及基因组数据等全都录入库中,以便在出现新疫情时,快速溯源、鉴定。


“冠状病毒在蝙蝠体内最多,大家猜测是由蝙蝠传染的,可蝙蝠与人类活动相隔较远,很有可能存在中间宿主,也许就是某个野生动物,在海鲜市场里卖的。一提野生动物,大家都不敢说了,这就没有线索,研究起来更不容易。”北京化工大学生命科学与技术学院院长童贻刚告诉《中国科学报》。


野生动物携带太多未知病原


童贻刚介绍,随着人类活动范围不断扩大,挤占了野生动物的原始生存环境,它们不得不到人类活动密集的地方。同时,人们的消费能力提高,越来越多的人去消费各种野味,饲养宠物的人也越来越多。这就导致大家跟野生动物、媒介动物接触的机会不断增多。


“对野生动物来说,有些细菌是它的正常菌群。拿我们最近研究的青藏高原来说,每只秃鹫体内都有大量产气荚膜梭菌,因为它吃死尸,需要借助类似的细菌帮助消化,但对人类而言,产气荚膜梭菌成了烈性病原体。”徐建国说,“我们对旱獭的粪便进行研究,发现所有的大肠杆菌菌株中都携带多种致病基因,所有有致病的大肠杆菌的老祖宗,在旱獭身上都能找到。”


他介绍,像秃鹫、旱獭等野生动物,每种可以携带约400-800种细菌,其中至少有40-50种细菌已知是人类的致病菌。青藏高原上有318种野生动物,它们来到世界上比人类早得多,不可能是有意与人为敌的。而对于它们携带的微生物,我们知之甚少。


其实每一种野生动物身上都携带自己的病毒,这些病毒在一般情况下是不会感染其他物种的。“但是由于病毒的多样性极其复杂,而且病毒总是处在持续的变异过程中,一些特定的基因突变会导致动物病毒跨种传播。一旦动物病毒突破物种屏障,就可能产生新的疫情。”童贻刚说。


建设病原组国家数据库,难在哪里?


目前,我国的病原组数据库都是以病原种类或研究单位为基础建立的,比较零散,没有国家层面统一的数据库。


朱宝利介绍,建设病原组国家数据库,整体思路分为三个层面。首先是病原体的分离培养和保存,在此基础上,对病原体的致病性、耐药性等表型进行鉴定,并对其基因组进行测定。最后,要将病原体的基因型与表型对应分析,达到通过基因组序列确认病原体致病性、耐药性、来源的目的,从而实现传染病的早期预警和预防,为国家生物安全提供全面的保障。


与会专家认为,2003年曾经发生过SARS,如果事先数据库中已经有很多与SARS相近的其他病毒,比如它的“兄弟姐妹”,找起病原体来就会非常快。


目前,建设病原组国家数据库,存在两大难点。


首先是样本和数据标准化的问题。“病毒、细菌等分离出来后,其分离部位、地点、环境信息等,除了基因序列外,测定机器的型号、测定量等信息也都要记录下来,这是很复杂的,如何能保证大家录入的数据有效?这是接下来需要思考的。”朱宝利说。


另一难点是样本量的问题。朱宝利举例,“像引起腹泻的沙门氏菌,分离后有2600多个血清型,我们将所有血清型的基因序列都测定了,也不能代表这种菌。因为即使是同一个基因型,其基因组信息也不一样。”


因此,究竟需要测定哪些、测多少个才能代表一种微生物,还需要相关领域的专家确定。未来,建设病原组国家数据库,需要农业、环境、临床、包括海关在内的专家、从业者共同努力。

 

作者:刘如楠

版权申明:本文来源中国科学报,版权归原作者所有。

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