阻止流行病的蔓延
Tanja Stadler说,科学和技术有潜力阻止未来流行病的蔓延。但这需要科学家和当局之间更好的合作。
一种可以被破译和分析的基因密码不仅存在于人类身上;病原体如病毒和细菌也有一个。自上世纪90年代艾滋病毒大流行以来,科学家们一直在破译病原体的蓝图。从一开始,基因序列的数学分析就一直是这些努力的核心。
数学过程可以帮助评估谁可能感染了谁的艾滋病毒。两个样本的基因序列越相似,两个人相互感染的可能性就越大。这类分析很快成为法律诉讼与那些被指控故意将艾滋病毒传染给他人的人有关。
一个众所周知的悲惨案件涉及五名保加利亚护士和一名巴勒斯坦医生,他们在利比亚被判处死刑,据称他们故意将艾滋病毒感染给数百名儿童。然而,对遗传物质的分析表明,早在护士到达和医护人员于2007年获释之前,这些儿童就感染了艾滋病毒。
追踪病原体的传播途径
近年来,分析技术已经变得相当复杂。革命性的技术可以快速而廉价地确定大量样本的基因序列。例如,MinION测序技术小到可以放在手掌上。这意味着一旦发生疫情它可以被用于在发展中国家对病原体的DNA进行现场测序。这避免了跨境出口血液样本的所有法律和物流障碍。
数学和统计方法也在不断地变得更快、更可靠。这是我们小组活跃的领域。我们正在与其他科学家合作,进一步开发BEAST软件包,以分析和解释测序数据。我们还致力于使科学界熟悉该软件。为此,我们发起了一年一度的系列国际研讨会,教人们如何使用它。
由于我们所取得的进展,我们现在不仅可以考虑特定病原体的潜在传播途径——这在法律程序中很常见——还可以考虑病原体在整个人群中的传播途径。通过适当的分析和模拟,还可以判断关闭边境或禁止飞行等卫生政策措施的效果。
实时分析的要求
虽然在2013-2016年西非埃博拉疫情和最新的南美寨卡疫情期间都使用了MinION技术和BEAST软件,但相关各方之间的合作并不顺利,进程尚未完全建立。这就解释了为什么分析要花时间进行。
各方之间的充分合作将使实时分析成为可能。世界卫生组织必须向进行测序的科学家提供非官僚化的支持,他们收集的数据必须立即向所有科学家提供。就科学家而言,他们必须将研究结果直接提交给卫生当局,后者才能采取必要措施控制疫情。
在好莱坞惊悚片《传染病》中,科学家和当局花了很长时间才控制住一种正在全球迅速传播的致命病原体。未来,有效实时数学分析迅速实施衍生措施将有希望使我们能够在流行病演变成大流行病之前阻止其蔓延。
进一步探索
Gytis Dudas等人。病毒基因组揭示了传播和维持埃博拉疫情的因素,自然(2017)。DOI: 10.1038 / nature22040
N. R. Faria等。寨卡病毒在巴西和美洲的建立和秘密传播,自然(2017)。DOI: 10.1038 / nature22401
利比亚爆发的HIV-1和HCV序列自然(2006)。DOI: 10.1038 / 444836 a