西非持续暴发的 埃博拉疫情 已造成超过11,000人死亡，报告病例达26,500例。这场疫情将留下心理、医疗、社会和经济方面的创伤，需要许多年才能愈合。利比里亚刚刚 宣布疫情结束，但几内亚和塞拉利昂的疫情仍在持续；因此，若这一毒株卷土重来，我们做好更充分准备至关重要。
近期，在疫情控制方面一项颇具前景的进展是基因组监测技术的发展。这项技术可以对致病微生物或病原体的完整遗传密码进行测序。此类信息前所未有地揭示了基因组如何演变、其可能的起源，以及编码感染人体所需蛋白质的基因。
直到最近，基因组监测仍局限于传统学术环境，通常需要使用价值数十万英镑的测序仪器，并依赖设备完善的分子实验室。到去年为止，测序埃博拉病毒基因组的唯一可行方式是将样本出口至专业实验室，因此需要等待当地许可，也面临获取出口许可证和安排昂贵运输以寄送样本的重大挑战。样本送达时往往状况不佳，而且收到样本后，可能还要数周或数月才能生成基因组序列。
在伯明翰大学，我们一直专注于一项有望实现便携式实时基因组监测的新技术。其目标是缩短基因组测序所需时间，从而提升我们应对埃博拉等疫情乃至新型病原体的能力。我们现已证明，从收到患者样本到完成测序，整个过程可在48小时以内完成。
便携式装备
上个月，乔希·奎克（Josh Quick）前往几内亚疫情中心。他是一名生物信息学家，也是我所在团队的博士生，供职于微生物学与感染研究所。他随身托运了一套便携式基因组监测系统。该系统包含数台MinION：由英国公司Oxford Nanopore研发的便携式“USB闪存盘”测序仪，以及生成埃博拉病毒序列所需的各种化学试剂、移液器和塑料管。
这套设备安装在 欧洲移动实验室 （EML）内。这是一座移动实验室，为几内亚和塞拉利昂多个受埃博拉疫情影响的地区提供诊断服务。两周内，乔希生成了14条埃博拉病毒基因组序列。从采集患者血液样本到生成序列，最快只需48小时；流行病学家可利用这些序列阻止病毒进一步传播。
通过比较患者样本，可以判断这些病例是否可能属于同一传播链，或是否存在尚未发现的传播网络。之所以可行，是因为病毒以恒定速度变化或突变——每年约有20处差异。
乔希留下了一间运转正常的监测实验室，目前由EML在几内亚西部的科亚运营，以实时提供基因组序列信息。
基因组测序与疫苗
此次疫情期间的一项积极进展，是疫苗及疫苗试验得以迅速推进。基因组监测很重要，因为它有助于观察病毒是否会演变并逃逸疫苗作用，也有助于开发直接干扰病毒基因组的早期疗法。治疗靶向区域发生变化可能导致耐药，因此基因组监测数据对参与此类工作的人员大有裨益。
基因组监测还可用于追踪食源性病原体。2011年，德国的一次大肠杆菌疫情是首批在疫情发生期间公开基因组数据的疫情之一。 我们分析了这次疫情的基因组数据 ，发现致病菌株属于此前此类疫情中从未见过的类型，并追踪其可能来源，发现它是在人群中传播的菌株，而非动物来源。
借助便携式基因组监测，或许能更迅速地追溯食源性疫情的源头。未来，生产商可能会在源头利用基因组学监测食品质量。
近在身边的是 十万基因组计划，基因组测序正逐渐走向普及。随着新技术的应用，个人或许很快就能测序自己的基因组，感染性病原体也可能在家中或全科医生诊所完成测序。对于埃博拉疫情，我们希望便携式实时测序能力能够提升未来的应对能力。
本文最初发表于 The Conversation。阅读 原文。本文发表并不代表世界经济论坛认可其观点。
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作者： Nick Loman 是英国医学研究委员会（MRC）生物医学信息学特别培训研究员，任职于 伯明翰大学。
图片：一名卫生检验与检疫研究人员向海关警察演示埃博拉症状。路透社/《中国日报》
