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(記者 李麗濤)

自疫情以來(lái)，隨著精準(zhǔn)化防控的深入開(kāi)展，“基因測(cè)序”一詞越來(lái)越常被提及，除了核酸檢測(cè)，大家也更多關(guān)注起樣本基因測(cè)序的結(jié)果。疫情源頭何在?又在哪條傳播鏈上?這些問(wèn)題都要借助基因測(cè)序的力量一一解開(kāi)。那新冠病毒的基因測(cè)序工作又是如何開(kāi)展的?近日，記者跟隨青島市疾病預(yù)防控制中心應(yīng)急檢測(cè)組，了解新冠病毒全基因組測(cè)序的方方面面。

剖析病毒 基因測(cè)序助力疫情溯源

來(lái)到青島市疾病預(yù)防控制中心的微生物檢驗(yàn)科，長(zhǎng)長(zhǎng)的走廊兩邊都是不同功能的實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)工作劃分，實(shí)驗(yàn)室配備了核酸提取儀、核酸定量?jī)x、熒光定量PCR儀、普通PCR儀、全自動(dòng)分子診斷系統(tǒng)、全自動(dòng)分杯處理系統(tǒng)和二代測(cè)序儀等先進(jìn)儀器設(shè)備。據(jù)檢測(cè)組介紹，市疾控中心承擔(dān)了全市新冠病毒疑似陽(yáng)性樣本的復(fù)核和全基因組測(cè)序工作。

“一旦全市醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)等具有新冠病毒核酸檢測(cè)資質(zhì)的單位篩查出陽(yáng)性的樣本，就會(huì)將樣本送到市疾控中心新冠實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于復(fù)核陽(yáng)性的首發(fā)病例、指示病例及入境人員病例的核酸樣本，我們將在第一時(shí)間進(jìn)行全基因組測(cè)序工作，來(lái)確定病毒的基因型別，并進(jìn)行新冠病毒基因溯源?！笔屑部刂行奈⑸餀z驗(yàn)科主任、應(yīng)急檢測(cè)組組長(zhǎng)汪照國(guó)這樣告訴記者。

無(wú)縫隙銜接 四步完成病毒基因測(cè)序溯源

新冠病毒基因測(cè)序和溯源也有一個(gè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的流程，從樣本接收到確定新冠病毒的基因型別，需要大致四個(gè)步驟：核酸提取和檢測(cè)、RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒全長(zhǎng)捕獲、文庫(kù)構(gòu)建與上機(jī)測(cè)序、生物信息學(xué)分析(序列分析)。

第一步：核酸提取和檢測(cè)

經(jīng)過(guò)核酸檢測(cè)，確定為陽(yáng)性的首發(fā)病例、指示病例、入境人員以及需要追蹤傳播鏈條的病例都將挑選其病毒載量，符合測(cè)序條件的樣本，進(jìn)行全基因組測(cè)序工作。

第二步：病毒全長(zhǎng)捕獲

工作人員在進(jìn)行樣本采集時(shí)，除了新冠病毒，呼吸道上的細(xì)胞、細(xì)菌甚至其他病毒都會(huì)隨著棉簽一起進(jìn)到采樣管里。由于新冠病毒屬于RNA病毒且含量相較其他成分不占優(yōu)勢(shì)，因此基因測(cè)序工作的第一步就是要在這個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中找到新冠病毒。

檢測(cè)組人員通常用根據(jù)分子生物學(xué)原理設(shè)計(jì)的試劑盒，將潛在的RNA新冠病毒逆轉(zhuǎn)錄成DNA片段，并根據(jù)新冠病毒的特性單獨(dú)將其捕獲出來(lái)。

第三步：文庫(kù)構(gòu)建和上機(jī)測(cè)序

文庫(kù)構(gòu)建是將捕獲產(chǎn)物純化后，再通過(guò)片段化等一系列操作將片段處理成測(cè)序儀可識(shí)別的程度，為后續(xù)上機(jī)測(cè)序做鋪墊，其產(chǎn)物則稱之為文庫(kù)。

文庫(kù)構(gòu)建不僅是基因測(cè)序流程中非常關(guān)鍵的一步，也是極具技術(shù)含量的一步。由于是純手工操作，且步驟繁瑣耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)精度與速度的要求都很高，任何疏忽都會(huì)影響到整個(gè)基因測(cè)序結(jié)果。

無(wú)論人還是環(huán)境的樣本，都需要實(shí)驗(yàn)人員因地制宜地結(jié)合豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行專業(yè)的操作，以達(dá)到最佳的質(zhì)量進(jìn)行上機(jī)。所以我們要求檢測(cè)人員必須具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和過(guò)硬的技術(shù)。

第四步：生物信息學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備每臺(tái)最多能完成約100個(gè)樣本的基因測(cè)序工作，這個(gè)過(guò)程通常需要19-24個(gè)小時(shí)。

在此期間，測(cè)序儀會(huì)根據(jù)不同的信號(hào)將新冠病毒進(jìn)行識(shí)別與拼接。然后由測(cè)序小組成員對(duì)機(jī)器拼接的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行判讀，轉(zhuǎn)化成準(zhǔn)確完整可靠的序列數(shù)據(jù)，這便是生物信息分析環(huán)節(jié)中技術(shù)含量最高的部分。有時(shí)幾個(gè)突變位點(diǎn)的差異就能揭示不同病例之間的傳播關(guān)系，所以得到一條準(zhǔn)確完整的序列對(duì)溯源工作至關(guān)重要。

拼接完成的病毒序列與已知數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)結(jié)果，可以為溯源工作提供參考依據(jù)。如果序列在同一進(jìn)化樹(shù)分支上，則可以判斷這些病例是否來(lái)自同一傳播鏈或傳染源。

后續(xù)工作：全基因組測(cè)序和溯源報(bào)告

在數(shù)據(jù)比對(duì)完成后，還要及時(shí)撰寫(xiě)全基因組測(cè)序分析報(bào)告。每個(gè)病例基因組序列全長(zhǎng)多少?為奧密克戎變異株哪一進(jìn)化分支?與哪個(gè)首發(fā)或指示病例共享最多突變位點(diǎn)?或又在此基礎(chǔ)上增加了哪個(gè)突變位點(diǎn)?推斷可能與哪次疫情為同一傳播鏈。若青島的數(shù)據(jù)庫(kù)查無(wú)此例，則需要與省疾控、國(guó)家疾控的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)。

新冠病毒測(cè)序的重要意義則在于輔助流行病學(xué)調(diào)查，為判斷病例與人、與物之間的相互關(guān)系、確定傳播鏈條、追溯前期密接者或物品開(kāi)展調(diào)查提供有力線索，加強(qiáng)重點(diǎn)人員篩查與監(jiān)測(cè)?！捌涓顚觾r(jià)值還在于研究病毒的毒力和耐藥基因，這對(duì)于治療疾病有重大意義?！鄙綎|省疾病預(yù)防控制中心傳染病防制所副所長(zhǎng)劉倜告訴記者。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)72小時(shí) 青島最快24小時(shí)出結(jié)果!

國(guó)家對(duì)新冠病毒測(cè)序工作要求的時(shí)長(zhǎng)是72小時(shí)出結(jié)果，但經(jīng)過(guò)市疾控基因測(cè)序小組團(tuán)隊(duì)的不斷努力，目前可以40個(gè)小時(shí)完成樣品的接收、處理與分析工作。對(duì)于一些特殊的樣本，最快能在24小時(shí)內(nèi)得到測(cè)序結(jié)果。

據(jù)介紹，青島市疾控中心還具有第三代全基因組測(cè)序能力。二代和三代測(cè)序技術(shù)相結(jié)合，能夠?yàn)橥话l(fā)公共衛(wèi)生事件中的全基因組測(cè)序工作設(shè)置“雙保險(xiǎn)”。如今，基因測(cè)序團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在還建立了青島市自己的新冠病毒數(shù)據(jù)庫(kù)，一旦出現(xiàn)疫情，就可以從中提取數(shù)據(jù)，與新增案例進(jìn)行比對(duì)。

從疫情開(kāi)始至今，基因測(cè)序小組在每一次突發(fā)疫情的面前都能挺身而出，多少個(gè)深夜，為了快速精準(zhǔn)溯源，他們連軸工作，在這個(gè)離病毒最近的地方，全年無(wú)休，為疫情防控貢獻(xiàn)著自己的力量。