新研究表明，基因组监测如何是预警系统

基因组监测项目让科学家可以在大流行期间追踪冠状病毒。通过检测患者样本，研究人员能够诊断COVID-19。但他们也能够利用病毒的基因变化来重现其传播路线，并识别新病毒变体的出现。

作为微生物学家，我们研究了冠状病毒基因组在大流行期间突变的速度发现这些变化导致新病例的速度有多快快速疾病传播。

通过将基因变化与新的疾病集群的出现联系起来，我们的研究表明了基因组监测如何为未来的疾病提供新的早期预警。关于病毒如何演变的每日报道可以在病例数量激增之前敲响警钟。

突变发生并且可以跟踪

从2012年开始，研究人员开始开发基因组测序作为一种方式公共卫生专家跟踪传染病。基本上，它们能够“读懂”生物体的全部遗传密码，即由A、C、G和T分子组成的长列表，这些分子构成了执行细胞功能的蛋白质蓝图。

当病原体感染主持人时，他们重现自己。遗传密码的更改可以在此点状拼写错误中发生，您可以在一个位置中替换文本的页面，例如在一个位置中替换A T.这些变化是突变。它们为下一代提供了新的指示，可以给予他们新功能 - 也许它们更能够在主机之间移动，生存和启动爆发或引起新的症状。

同一生物的多个版本，但具有遗传密码的变化，在疾病爆发期间循环。根据他们在感染新的主机和传播时的成功程度，各种版本可能变得或多或少是共同的。

历史上，公共卫生实验室以病原体的名义追踪疾病爆发——sars、沙门氏菌、埃博拉等。但随着基因组测序速度和准确性的提高，研究人员意识到，同一病原体可以根据遗传变异分为许多不同的亚种群。

These are the variants you hear about with regard to the coronavirus—the B.1.1.7 strain that first emerged in the U.K., the B.1.617 version that was identified in India, and the B.1.427 and B.1.429 variants that both originated in California. All are technically classified as the same SARS-CoV-2 virus, but they may have quite different features.

筛查和测序不一样

当SARS-COV-2测试一个人的样本时，实验室使用一种称为PCR的技术确定是否存在某些冠状病毒基因。这种方法对于筛选诊断人物是否具有Covid-19，或不适合筛选。它还提供了有关在特定时间和地点中有冠状病毒的重要监测数据。

但它没有序列整个基因组，其由30,000个核苷酸组成 - 那样，Gs，Cs和Ts。PCR筛查试验只需寻找冠状病毒的遗传密码 - 与病毒的穗蛋白有关的基因，有助于它感染人体细胞。这种技术不会在基因组的其他部分中的突变导致突变，因为它不是在寻找它们。

但是，肯定会发生其他突变。测序冠状病毒样本的整个基因组产生了大规模的变体列表。我们的工作解决了这种不断变化的清单，表明，不仅尖峰基因的突变而导致新的爆发簇 - 其他基因的额外突变也增加了爆发。

连接变体和爆发

为了弄清这些突变的作用，我们将在特定时间和地点出现的变异与冠状病毒的繁殖数量(简称R)直接联系起来。R是一种量化传染病爆发强度的方法。它代表一个被感染的人将病菌再传染给多少人。

但是R并不能告诉你病毒基因组的哪个版本被传递了。通过将R和现有的变异直接联系起来，我们能够精确地指出正在出现和增加病毒传播的特定突变。我们发现，随着新变种变得更加常见，COVID-19诊断数量激增。

通过用古典流行病学合并基因组学，我们创建了一个崛起的变体的因素，并r警告案件的速度如何蔓延，哪些变体更有可能引发新的爆发。

为了测试这种方法，我们使用150个基因组在大流行的前三个月内将SARS-COV-2基因型与日常r联系到每日R.我们的方法预测了四个不同国家的疫情的不久的未来，每个国家都有各种各样的授权社会干预措施。

这种初步证据依赖于少数基因组序列，但它是大流行早期阶段提供的所有数据。随着大流行的继续，实验室正在排序数千个基因组环球周刊。我们使用来自英国的2万个基因组复制了我们的初步估计，并得出了同样的观察结果——新的变异导致了更多的传播，变异正在继续扩大，并将随着流感的持续流行而继续增加。

通过将基因组测序数据掺入有关传输性的信息，我们创建了一种预警系统，允许我们预测传播事件。在现实世界中，这样的推进警告可以为公共卫生决策提供通知社会干预措施。人们可以为预测的爆发做好准备。奖金是，我们的模型也会表明当高度传染性的变种正在下降，提供坚定的证据，以支持松动的限制，以恢复正常。

展望未来的威胁

我们相信公共卫生是在整合的黎明基因组用传染病跟踪测序。我们设想了病原体基因组的参考文库，代表了它们许多新出现的变体的多样性。它可能是流行病学家的新工具，这是一个可以持续超出目前大流行的常规监测程序的一部分。

在未来，科学家们希望不需要等待一个爆发生长。我们的研究表明，通过及早发现变异的增加，公共卫生官员可以在新病例不可避免地增加之前迅速作出反应。我们认为，这种预警系统可以提高公众对任何病原体的安全性，并减少各类生物的暴发。

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