

2022年,新冠病毒(COVID-19)再次成为头条新闻,但与此同时,还有一系列其他备受关注的病毒:年初春季,导致儿童肝炎病例增加的腺病毒;夏季爆发的猴痘(以前称为天花)——现称猴痘(mpox);呼吸道合胞病毒(RSV)的早期激增;以及感恩节假期后流感病例的高峰。这些病毒都对临床医生、流行病学家和病毒学家构成了挑战。但专家们通过利用在新冠大流行期间开发的工具来应对这些挑战。
2022年初,我们工具箱迎来了第一次“试运行”:由于高度传染性的奥密克戎变异株的出现,导致了大量新冠病毒病例。病毒学家不得不重演大流行的早期阶段:识别毒株、测试其疾病严重程度,并了解其逃避免疫系统的能力。现有新冠疫苗被用于对抗奥密克戎,幸运的是,它们显示出良好的有效性。到目前为止,这些研究已经很熟悉,并且早期结果被迅速共享,为全球公共卫生官员如何保护民众提供了信息。
在病例初步激增之后,2022年春季,许多地区开始减少新冠病毒的检测和追踪。美国疾病控制与预防中心(CDC)更改了其关于口罩佩戴的指南,因此外出佩戴口罩的人减少了。尽管如此,研究人员仍继续追踪奥密克戎及其亚变异株,那些为理解最新毒株争分夺秒工作的人们并未得到多少喘息——2022年还有更多病原体等着他们。
基因组测序预测病毒传播
监测病毒突变是疫情早期采用的一种对抗病毒的工具,因为它曾多次被证明是有效的。自2008年以来,研究人员一直在对各类病毒进行基因测序,并将完整的基因组上传到GISAID,这是一个科学监测计划。他们的工作使得在2009年H1N1流感大流行初期和2013年禽流感疫情期间能够快速开展研究。
新加坡生物信息学研究所执行主任、GISAID合作者Sebastian Maurer-Stroh表示:“当未知的冠状病毒于2020年1月出现时,GISAID在流感监测方面已经发挥了12年的关键作用。” Maurer-Stroh说,该协作组织的工具集虽然是为追踪流感病毒而设计的,但却是与研究界和世界卫生组织(WHO)等大型组织合作建立的。这些工具相对容易改编,用于追踪新冠病毒的传播。
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GISAID的SARS-CoV-2基因组数据库有助于对该病原体的刺突蛋白进行研究,刺突蛋白是病毒进入我们细胞并引起感染的部分。这也意味着各国可以监测其人口中不同毒株的兴衰,并相应地修改指南。尽管2022年初新的SARS-CoV-2基因组提交数量开始下降,但GISAID和WHO仍在追踪奥密克戎及其亚变异株的出现。
但在2022年5月,GISAID的研究人员注意到有新的基因组被上传。hMpxV病毒及其引起的疾病mpox在非洲国家已经地方性流行,但很少引起该大陆以外的感染。GISAID监测显示,新的谱系正在迅速传播,到7月份,该病毒已遍布75个国家。当月,WHO宣布该疫情为公共卫生紧急事件。此后,病例一直稳步下降,尽管WHO报告称仍有七个国家出现新病例。截至12月15日,全球已有超过80,000例Mpox病例。
废水为疾病爆发提供线索
与GISAID监测Mpox病毒DNA序列的同时,研究人员还在使用在大流行期间使用的另一种监测工具。7月至10月间纽约的废水样本显示,脊髓灰质炎病毒在13个采样县中的6个县中传播。
早在2020年4月,废水采样就已在下水道中检测到新冠病毒;同年9月,CDC启动了国家废水监测系统(NWSS)来监测病毒水平。与大规模PCR检测相比,废水检测是一种简单且无干扰的方式,可以发现病毒活动的热点。
南佛罗里达大学分子医学系病毒学家Michael Teng说:“你可以在废水里追踪很多病毒,而我们从新冠病毒中看到的是,它可能是一种更容易进行流行病学研究的方式,至少在大方向上是这样。”废水监测无法 pinpoint 个人,因此无法帮助在潜在的“超级传播者”感染他人之前识别他们。但它是病毒学家了解病毒水平总体地理趋势的有力工具。
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该州脊髓灰质炎病毒的传播是“沉默的”,但构成了真实威胁。自从引入脊髓灰质炎疫苗以来,美国几乎不再出现脊髓灰质炎病例,该疫苗在美国儿童中的平均接种率高达92%——尽管一些县的疫苗接种率低至37%。
疫苗在个体之间和个体之间对抗病毒
正如大流行所证明的那样,疫苗接种是阻止病毒传播的最佳工具之一(如果不是最重要的话)。新冠疫苗可以预防感染,如果你确实感染了,接种疫苗后患重病的可能性会降低。
因此,当研究人员预测新冠病毒、流感和RSV的“三重流行”将席卷美国时,信息很明确:接种流感疫苗和新冠加强针。但是,由于没有RSV疫苗,儿童和老年人的病例数迅速增加。
Teng表示,他的研究重点是呼吸道病原体:“我们在第一株病毒序列公布后大约11个月就有了新冠疫苗,但RSV早在1957年就被发现,从那时起,我们一直没有好的疫苗。但今年一个非常令人兴奋的消息是,辉瑞公司(开发了其中一种新冠疫苗的公司)与GSK公司在老年人RSV疫苗测试中取得了非常好的结果。”
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Teng说,新冠疫苗的购买为辉瑞和Moderna等公司带来了资金注入,后者能够投资于它们在大流行前很久就开始的研究。Teng表示,这笔资金使Moderna能够推进多项疫苗的研发,包括一种艾滋病毒(HIV)疫苗。
2022年对抗病毒的这些重要环节——基因组监测、废水监测和疫苗开发——仅仅是抗击传染病巨大斗争的一部分。当然,我们对新冠病毒和其他病毒仍然有很多未知之处,而且我们无法预测2023年会带来什么。但研究人员掌握的关于病毒传播的信息比以往任何时候都多,他们已经开始将大流行的经验付诸实践。