数据库有助应对新型冠状病毒

近日,国内多地出现新型冠状病毒感染肺炎病例。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,治疗预防肯定跑在传染病的后面,这是‘马后炮’。”1月17日,在以“病原组国家大数据与生物安全”为主题的香山科学会议第673次学术讨论会上,中国工程院院士、中国疾病预防控制中心研究员徐建国如是说。

新型冠状病毒尚无相似数据案例

此次在武汉发现的新型冠状病毒,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。

因此,参会专家呼吁,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,但没有线索,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,越来越多的人消费各种野味和饲养宠物。这就导致人类跟野生动物、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。例如,秃鹫体内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,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种细菌是人类已知的致病菌。

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不会感染其他物种。“但由于病毒的多样性极其复杂且持续变异,一些特定的基因突变会导致病毒跨种传播。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。

建设国家数据库难在哪儿

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。

中科院微生物研究所研究员朱宝利介绍,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。其次,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保障。

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、测定机器的型号、测定量等信息也都要记录下来,这很复杂。如何保证录入的数据有效,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,即使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。