通過解碼基因組，科學家開始在COVID19上占據上風

　　導致COVID-19的冠狀病毒的遺傳密碼只有大約3萬個堿基，但它講述了一個怎樣的故事呢？

　　這些核苷酸隱藏了病毒過去的秘密，包括它的起源，它在家庭中的傳播和它到遙遠港口的旅程。他們通過感染沒有明顯疾病癥狀的人來表明病毒已經擴散了多長時間，以及是否能夠隱藏起來。他們可以為藥物、疫苗和公共衛生戰略指明道路，從而可能控制住一場失控的危機。

　　解開這一切需要團隊合作和技術的結合，而這在近20年前非典爆發時是不存在的。但是今天，當一種致命的病毒不知從何而來的時候，遺傳學家是國際偵探游戲中不可或缺的玩家。

　　"現在我們真的可以得到這個謎題的更完整的版本，"國家過敏和傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases)基因組學和先進技術辦公室(office of genomics and advanced technology)主任Liliana Brown博士說。

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　　在20世紀的大部分時間里，尋找細菌/病毒的核心技術一直是一種勞動密集型的過程，稱為接觸追蹤。它首先搜索第一個被感染的人。然后搜索范圍擴大到那些最初與患者互動的人，然后是他們互動的人，等等。

　　幸運的是，接觸追蹤的結果是一個帶有時間節點的細菌傳播地圖，包括每一個病例的疾病，死亡和康復。這些調查提供了關于病原體如何傳播、有多致命以及采取哪些措施--包括隔離、學校停課和旅行限制--可以減緩其傳播的推斷和見解。

　　然而，接觸追蹤是一個不完美的過程，它依賴于人們的記憶、他們的坦率以及沒有與陌生人偶遇的機會。利用基因組學，科學家可以追蹤病人之間突變的進程，并建立它們之間的關聯性。

　　它可以填補由于記憶缺失或隱瞞而留下的空白。它甚至可以標記出遠距離陌生人之間新的、令人擔憂的傳播方式--例如，通過通風口或連接公寓的管道，或者通過空氣中比預期逗留時間更長的粒子。

　　"基因組學已經完全改變了我們追蹤病毒并了解它們傳播的能力，"Kristian Andersen說，他是這個新興領域的先驅，在Scripps研究轉化研究所工作。"我們正在獲得以前不可能獲得的知識。"

　　病毒會一次一個地泄露它的秘密。當它從一個寄主傳到另一個寄主，或從一個種群傳到另一個種群時，它不斷地傳播、收獲，或只是修改定義它的序列。

　　有了功能強大的計算機和對基因如何運作和變化的成熟理解，遺傳學家在成堆的數據中尋找能讓他們占上風的線索。

　　為了做到這一點，他們分解從不同的人或動物身上采集的病毒樣本的DNA或RNA序列。然后他們把這些序列疊在一起，看它們是如何改變的，在哪里改變的。有了足夠的樣本，他們就可以重建病毒變化的"樹譜"。

　　通過觀察樹干--所有樣本的共同祖先--他們可能會發現爆發的最早的病人。這可以幫助科學家確定這種病毒何時首次在人類身上出現，并縮小可能孵化出這種病毒的動物物種的范圍。

　　他們可以進一步觀察分支，了解誰感染了誰，傳播的速度有多快，以及傳播過程中的突變是使病毒更具傳染性還是更具致命性。

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　　當樣本的遺傳多樣性似乎大得令人難以置信時，研究人員必須探索有關他們正在對付的病毒的新可能性。

　　也許它感染的人比最初認為的要多，但傳播時沒有引起癥狀。也許它從它的動物基地對人類發動了多次攻擊。或者它可能已經在人體中無害地循環了多年，并且最近獲得了一種突變，導致它的宿主生病。

　　在僅僅十多年的時間里，這種類型的基因偵查--科學家稱之為系統動力學分析--改變了疾病偵探調查疾病爆發的方式。

　　在長達三年的恐怖統治期間，埃博拉病毒的基因組分析發現了幾個問題，當時它似乎變得更擅長從一個人跳到另一個人，并證明了關閉塞拉利昂和利比里亞邊境的價值。

　　對寨卡病毒的研究顯示，2013年，寨卡病毒在法屬波利尼西亞傳播時對胎兒造成了傷害，一年多之后，它在巴西引發了一波出生缺陷。

　　基因測序幫助確認了蝙蝠是中東呼吸綜合征病毒的起源，駱駝是將MERS傳染給人類的動物。

　　到目前為止，中國科學家已經對至少115個COVID-19冠狀病毒樣本進行了全基因組測序，并與國際遺傳學家分享了詳細信息，后者正在對這些樣本進行篩選，以尋找答案。

　　這些序列已經證明，病毒在感染人類之前，是從野生動物宿主中產生的。蝙蝠是主要的懷疑對象，因為從武漢及周邊地區的蝙蝠身上提取的病毒樣本，與從疫情初期因不明原因的肺炎住院患者身上提取的樣本，其RNA幾乎沒有區別。

　　同樣的模式--樹干底部是蝙蝠，武漢第一批比他們高一點的人類病人，以及最近越來越多的受害者--使科學家能夠確定病毒在人體內出現的時間大約在12月初。

　　作為一個附帶的好處，測序工作為中國關于其疫情管理的說法提供了科學依據。中國當局聲稱，他們對一種危險的新病毒的出現迅速做出了反應，他們對中國人民和國際社會沒有任何保留。到目前為止，他們與世界共享的基因數據表明這是正確的。

　　最后，將基因排序技術與老式的疾病搜索相結合，讓科學家們得以近實時地了解到罕見的進化過程。

　　在像人類這樣的長壽生物身上觀察它需要數千年的時間。但是病毒是不斷變化的，通過篩選一次爆發的樣本，研究人員可以非常清晰地捕捉到病毒適應的微妙過程。

　　加州大學洛杉磯分校(UCLA)的生物數學家Marc Suchard博士研究了艾滋病病毒和流感的進化，他說，即使是一個微小的變化，也可能揭示出病毒突變的關鍵時刻，這種突變要么會增強其適應性，要么會導致其滅亡。

　　有了病毒生命周期的動態細節，科學家可以做的不僅僅是證實他們關于自然選擇如何選擇贏家的猜測，Suchard說。他們可以幫助回答一些最令人擔憂的問題：誰應該首先接種疫苗？檢疫會有效嗎？什么時候令人欣慰的文化習俗會危及一個社區的安全？

　　他說，在一個病毒威脅不斷的世界里，最終結果可能是挽救生命。