PLOS Biology：对抗病原体的关键隐藏在其基因组中

在大流行期间，随着世界各地的科学家争相寻找追踪和预测病毒运动和进化的方法，基因组测序的可用性、速度和有效性大大提高。它对研制有效疫苗也至关重要。生物学家认为，利用这一势头对社会应对未来的流行病至关重要，但它需要在下一个病原体威胁社会之前，现在就进行大量合作和投资。

　　

有效应对病原体的许多答案在于其基因组。了解埃博拉病毒或导致COVID-19的病毒等病原体的遗传密码，使科学家能够跟踪其运动，预测未来行为，确定疫情的来源，最重要的是，开发有效的疫苗和治疗方法。这项技术在大流行期间至关重要，在未来疫情爆发时将更加重要。

生物学家Jason Ladner和Jason Sahl在《公共科学图书馆·生物学》杂志上发表的一篇文章中指出，这使得基因组测序的持续发展成为疫情最重要的收获之一。基因组测序对全球应对COVID-19产生了巨大影响，随着越来越多的研究人员投入使用，这项技术得到了改进。他们写道，为了更好地应对下一次大流行，我们需要在这些知识的基础上进一步发展，同时也要认识到我们在能力方面仍然存在的差距。

“COVID-19大流行在许多方面代表了多年来积累的测序和分析的高潮，”萨尔说。“我们想强调的是，尽管对大流行的兴趣已经减弱，但其他威胁仍然存在，保持我们的势头，同时建设新的基础设施，对于改善对现有和新出现的威胁的公共卫生反应至关重要。”

为什么历史对现在和未来都很重要

北亚利桑那大学生物科学系的副教授Ladner和Sahl，以及他们在病原体与微生物研究所的同事，在病原体研究中应用和分析尖端基因组技术的前沿，并与各种感染病原体合作，包括埃博拉病毒、寨卡病毒、鼠疫耶尔森氏菌(导致鼠疫)、炭疽和伪伯克氏菌(导致类meliosis)。

在这篇文章中，他们专注于病原体和基因组测序的历史，以帮助读者理解我们现在看到的模式并不是新的。在20世纪60年代，科学家们认为随着疫苗、抗生素、个人卫生和环境卫生规范等方面的发展，传染病已经得到了解决。

Ladner和Sahl写道:“然而，当时我们没有充分认识到人类病原体的惊人多样性，它们快速进化的能力以及病原体与宿主之间相互作用的动态性质。”“综合起来，这些因素大大复杂化了我们减轻传染病影响的努力。”

60年后，病原体仍然很复杂。生物学家为各利益攸关方为下一次大流行做准备提供了路线图:强调科学家需要解决的研究缺陷;指出决策者对合作和投资的迫切需要;向公共卫生官员、媒体、慈善家和其他人解释病原体基因组测序的历史，这样他们就能了解病原体测序对公共卫生的全部潜力。拉德纳说:“我们写这篇文章是为了促进更广泛的讨论，即未来应该如何使用病原体基因组测序来改善公共卫生，以及我们需要哪些类型的投资和创新来促进这一点。”“这不再是一个小众话题，而是一个对多个不同领域的科学家、制定医疗政策的官员和致力于了解最新进展并将其传达给公众的媒体具有广泛吸引力的话题。”

从COVID-19大流行中吸取的教训

• 我们需要更好的基础设施。最大的不足是缺乏支持国家之间和不同研究机构之间实时测序和合作的全球基础设施。其中一些是在大流行期间建立的，但科学家们也发现了测序能力和数据共享方面的缺陷，这意味着他们正在对实地发生的情况进行不完整的了解。这需要利益相关者之间的持续投资。

• 我们需要扩大在应对传染病时使用病原体基因组的方式。这是一个科学问题，但它也比科学问题大得多。拉德纳说:“为了在未来充分发挥病原体测序的公共卫生潜力，我们需要利用2019冠状病毒病大流行带来的势头，同时确保未来投资的好处广泛适用于所有人类传染病。

• 我们需要为病原体基因组学在应对公共卫生威胁方面的作用确定目标。对于COVID，科学家们尽其所能地使用基因组，但在大多数情况下，他们没有明确的目标，即基因组应该如何为公共卫生应对做出贡献。确定这些目标将有助于研究人员为未来的疫情制定计划，并评估应对措施的有效性。

• 我们必须保持这种势头。尽管COVID-19仍是一种威胁，但人们对这一流行病的兴趣已经消退。然而，抗菌素耐药性仍然是一个重大的公共卫生威胁。Sahl说，大流行期间建立的测序基础设施将需要得到持续的联邦投资的支持，否则社会将恢复到大流行前的能力，无法快速应对下一个公共卫生威胁。

Journal Reference:

1. Jason T. Ladner, Jason W. Sahl. Towards a post-pandemic future for global pathogen genome sequencing. PLOS Biology, 2023; 21 (8): e3002225 DOI: 10.1371/journal.pbio.3002225