eDNA是一种可以监测样本中特定DNA链的技术。
最初，该技术用于监测濒危物种，无需使用摄像机或肉眼即可确认其存在。
如今，该技术也被用于协助检测新冠病毒，并帮助遏制病毒传播。
试想一下，你以为已经灭绝的动物物种其实仍然存活，而你甚至没有亲眼见到它。巴西蛙类物种Megaelosia bocainensis在1968年彻底消失后，科学家们认为该物种已经灭绝。但借助一项新颖的基因检测技术，它于2020年被重新发现。
如今，借助一种新方法，此类发现已成为可能。该方法可回收并解读动物释放到环境中的微量DNA。它被称为环境DNA，即eDNA，其原理在于每种动物都会向其所处环境中脱落DNA，动物在活动过程中会通过皮肤、毛发、鳞片、粪便或体液等途径脱落DNA。
作为 野生动物 生物学家，我们在佛罗里达大学的惠特尼海洋生物科学实验室与海龟医院工作，我们利用eDNA追踪一种病毒，该病毒是一种称为纤维乳头瘤病的海龟大流行病的致病源，它会导致使人衰弱的肿瘤。我们还利用eDNA检测野生海龟。
2020年，人类健康领域的研究人员开始将eDNA技术用于追踪新冠肺炎大流行。这是一个典型例子，说明一个领域的研究（野生动物保护）如何能够被应用于另一个领域（人类疾病防控）。展望未来，我们相信eDNA将成为监测人类和动物健康的重要工具。
从土壤微生物到海龟
20世纪80年代，科学家开始在土壤样本中寻找微生物DNA。在接下来的20年里，该技术被改良用于空气和水样本，科学家也开始利用eDNA检测体型较大的动物 和植物。
尽管eDNA技术背后的科学原理较为复杂，但采集和检测样本的实际过程相对简单。样本需通过极细的滤纸过滤，滤纸可截留游离的细胞和DNA链。读取样本中存在的DNA所用技术，与用于组织或血液样本的技术相同，通常采用定量聚合酶链式反应或全基因组测序。科学家既可以读取所有生物体中存在的全部DNA，也可以仅针对目标物种的DNA进行检测。
科学家如今已常规利用eDNA检测濒危野生动物和入侵物种。无需亲眼看见或借助镜头即可判断某种动物是否存在，这是一项了不起的进步，减少了监测和保护脆弱物种所需的时间、资源和人力投入。
然而，要真正保护濒危物种，不仅需要监测动物本身，还需要监测威胁其生存的病原体。环境DNA能够监测寄生虫、真菌以及可导致野生动物患病的病毒。
追踪新冠肺炎
尽管科学家早在十多年前就已将eDNA应用于人类病原体检测，但直到当前新冠肺炎人类大流行开始，eDNA的再利用才大规模兴起，使该技术在极短时间内取得了惊人的进展。
冠状病毒基因组并非由DNA构成，而是由其近亲分子RNA构成。因此，研究人员迅速优化了eDNA的一种变体——eRNA，用于检测空气和人类废水中的冠状病毒RNA。
例如，在佛罗里达大学健康香德医院，研究人员从两名新冠肺炎患者的病房中采集了空气样本。研究人员利用eRNA，成功分离并测序了该病毒。这一结果证实空气是一种重要的传播途径，直接影响了公共卫生指南的制定。
当科学家将eRNA应用于存档的废水样本时，可以检测出SARS-CoV-2的真实出现日期。西班牙巴伦西亚废水中的SARS-CoV-2浓度于2020年3月9日达到峰值，但由于感染与出现严重临床症状之间存在时间滞后，临床病例数直到2020年4月初才达到峰值。
这种预测性监测对医疗卫生系统具有深远意义，能够争取时间做好准备，不仅针对新冠肺炎，也针对未来任何威胁人类的疾病暴发。
疾病的交叉领域
人类疾病与动物疾病必须共同研究，这一点至关重要。60%的新发人类病原体来源于动物，其中许多（42%）起源于野生动物种群，包括埃博拉病毒、寨卡病毒、西尼罗病毒和马尔堡病毒。另一方面，人类也可能将病原体传播给动物。
SARS-CoV-2已感染圣地亚哥一家动物园的猿类、纽约一家动物园的大型猫科动物以及欧洲农场的水貂——后者催生了新的变异株，可能对人类构成新的威胁。
医务人员、兽医和科学家将人类、动物与环境福祉的这种融合称为OneHealth或EcoHealth（生态健康）。将人类与野生动物疾病放在一起研究和治疗，能够认识到它们的共性，并且往往能带来突破。
借助eDNA，无论病原体来自何处，都可以在环境中对其进行监测。综合性eDNA监测项目可以经济高效地对人类、家畜和野生动物疾病发出提前预警。
