來源：網(wǎng)絡(luò)      時間：2020-04-24

       自新型冠狀病毒爆發(fā)以來，Oxford Nanopore Technologies一直致力于和中國及全球的公共衛(wèi)生實驗室共同協(xié)作，支持新型冠狀病毒的測序工作。  

       2020年2月5日，首個基于ARTIC快速測序方案獲得的新型冠狀病毒基因組序列在GISAID數(shù)據(jù)庫發(fā)布。ARTIC Network項目由英國惠康基金會(Wellcome Trust)資助，旨在為病毒爆發(fā)開發(fā)方案，提供實時的流行病學(xué)信息。項目組開發(fā)了一組針對新型冠狀病毒的實驗室和生物信息學(xué)工作流程， 使用納米孔測序儀，8小時內(nèi)即可完成病毒基因組的鑒定。 

        中國杭州市疾控中心的科學(xué)家們率先使用ARTIC Network開發(fā)的工作流生成了高準(zhǔn)確度的新型冠狀病毒基因組。目前，國內(nèi)及國際實驗室正在使用該工作流進(jìn)行針對該病毒的更深入的研究。  

       杭州市疾病控制與預(yù)防中心李鈞博士表示:“杭州市疾控中心率先完成了全國首個僅使用納米孔數(shù)據(jù)的新型冠狀病毒基因組組裝。團(tuán)隊在未使用其他測序技術(shù)進(jìn)行矯正的情況下，獲得的最終組裝結(jié)果與參考基因組一致性為100%。隨著疫情的持續(xù)發(fā)展，在接近樣本的地方對病毒進(jìn)行準(zhǔn)確的實時監(jiān)測，并在短時間內(nèi)獲得有效信息，對了解病毒來源、變異引起的毒力演變和疫情擴(kuò)散情況，以進(jìn)行針對性的防控工作尤為重要?！? 

      英國伯明翰大學(xué)和ARTIC項目組的首席研究員 Nicholas Loman 教授表示:“這項工作是建立在我們?yōu)椴《玖餍胁￠_發(fā)快速現(xiàn)場測序解決方案的經(jīng)驗基礎(chǔ)上。通過快速產(chǎn)生病毒序列并在開源平臺上共享這些數(shù)據(jù)，可以最大程度地將基因組學(xué)數(shù)據(jù)利用到流行病防控響應(yīng)中去?！?nbsp;

        該基因組序列已上傳至GISAID公共數(shù)據(jù)庫，為全球更多的科學(xué)家開展進(jìn)一步工作提供借鑒。ARTIC Network開發(fā)的工作流包含靶向多重引物組合，RAMPART實時分析軟件包，以及完整的從樣本制備到可用于分享的基因組序列的分步指南。  

       基于此前在病毒爆發(fā)中積累的經(jīng)驗，以及包括在2013-2016年間西非埃博拉病毒流行中的工作，ARTIC工作小組第一時間迅速響應(yīng)，提供了優(yōu)化的新型冠狀病毒檢測方案。在過去3年中，ARTIC項目組一直致力于開發(fā)針對病毒爆發(fā)中樣本處理的端到端的測序方案，為公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)生成可用于迅速判斷和執(zhí)行的實時流行病學(xué)信息。

       在包括埃博拉病毒，寨卡病毒、黃熱病毒和麻疹病毒等多次疫情中，這支由英國多所院校組成的團(tuán)隊(包括愛丁堡大學(xué)、伯明翰大學(xué)、劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、比利時魯汶大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校和福瑞德·哈金森癌癥研究中心)皆開發(fā)出了研究方法，提供“手提實驗室”作為測序資源和解決方案，并協(xié)作當(dāng)?shù)厝藛T培訓(xùn)。他們目前正在與當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家合作，支持正發(fā)生在剛果民主共和國的埃博拉疫情，巴基斯坦的脊髓灰質(zhì)炎病毒監(jiān)測以及盧旺達(dá)的麻疹監(jiān)測。  

      ARTIC與Oxford Nanopore攜手合作，利用納米孔實時傳遞數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，共同開發(fā)出8小時端到端的快速工作流。2020年1月31日，Oxford Nanopore200臺便攜式MinION測序儀啟程從英國前往中國，支持國內(nèi)快速新冠病毒測序及疫情監(jiān)控。  

      基因組數(shù)據(jù)對疫情爆發(fā)的影響 

      在病毒爆發(fā)期間，前瞻性的基因組數(shù)據(jù)有助于提供該病毒與其他病毒的親緣關(guān)系、進(jìn)化模式、地理分布和人類宿主等相關(guān)信息。這些信息可用于協(xié)助流行病學(xué)調(diào)查，尤其是在結(jié)合使用其他類型的數(shù)據(jù)(例如病例數(shù)量)時。更快速的獲取并共享數(shù)據(jù)，將有助于更好的響應(yīng)公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。而快速獲得病原體序列數(shù)據(jù)同樣能夠支持開發(fā)疫苗和提升診斷能力。 

       納米孔測序  

      Oxford Nanopore開發(fā)了一系列基于納米孔測序的設(shè)備，從手持測序儀MinION到大規(guī)模測序儀PromethION。這些設(shè)備可實時對DNA或RNA進(jìn)行測序，從而提供快速的見解。納米孔可處理任意長度的序列片段，因此可以根據(jù)需要對非常長的序列進(jìn)行測序。該技術(shù)已被用于包括傳染病和食源性病原體在內(nèi)的多個疫情暴發(fā)場景，尤其是在對耐藥性病原體的理解上。除微生物學(xué)外，納米孔測序還用于許多其他科學(xué)研究領(lǐng)域，包括人類遺傳學(xué)、癌癥研究、植物和環(huán)境應(yīng)用。  

       疫情中的數(shù)據(jù)共享--致謝  

      以上資源信息皆源于公開分享的病毒基因組序列。該基因組序列信息(MN908947)由上海公共衛(wèi)生臨床中心、武漢中心醫(yī)院、華中科技大學(xué)、武漢疾病控制預(yù)防中心、中國疾病預(yù)防控制中心、澳大利亞悉尼大學(xué)共同合作完成。 

       關(guān)于ARTIC RNA

       病毒(如埃博拉、MERS病毒、SARS病毒、流感病毒等)的快速進(jìn)化可導(dǎo)致其基因組中的變化不斷累積，這些信息可被用于重建流行病學(xué)致病過程。ARTIC是一個由研究學(xué)者和公共衛(wèi)生研究人員組成的國際網(wǎng)絡(luò)，并創(chuàng)建了可部署到偏遠(yuǎn)且資源有限地區(qū)的“手提箱實驗室”。針對一系列新興的病毒性疾病，將基于Oxford Nanopore Technologies開發(fā)的單分子便攜式測序儀MinION生成的測序序列與分析平臺緊密連接，并整合相關(guān)的流行病學(xué)知識，可在極其迅速的時間內(nèi)揭示傳染病的傳播、病毒進(jìn)化和流行病學(xué)關(guān)聯(lián)。這種實時的方法能夠在患者樣本采集后的數(shù)天內(nèi)提供可行的流行病學(xué)見解。