专家呼吁建立全球遗传预警系统，以应对下一次大流行和抗微生物药物耐药性

COVID-19 大流行使世界发生了翻天覆地的变化。在与它作斗争的过程中，我们最重要的武器之一是基于全基因组测序的基因组监测，它收集了给定微生物的所有遗传数据。这项强大的技术跟踪了病毒的传播和进化，有助于指导公共卫生应对措施以及疫苗和治疗方法的开发。

但是，基因组监测在减少全球疾病和死亡人数方面的作用远不止保护我们免受COVID-19的侵害。来自欧洲临床微生物学和传染病学会（ESCMID）的临床和公共卫生微生物学家组成的国际团体在《科学前沿》（Frontiers in Science）上撰文，呼吁对技术、能力、专业知识和合作进行投资，将病原体的基因组监测置于未来大流行防范的最前沿。

“易流行传染病的跨境速度与人员和贸易货物在世界各地的旅行速度一样快，”比利时布鲁塞尔自由大学的主要作者、欧洲疾病预防和控制中心（ECDC）前首席微生物学家Marc Struelens教授说。“今天的局部疫情可能成为明天的世界下一次大流行危机。”

一个重要的开端

大多数以前在人类中从未见过的疾病是人畜共患病——在感染人类的动物中发现的疾病。动物的许多疾病也可以用抗生素和其他用于人类的抗菌剂来治疗。然而，抗菌素在人类和动物中的广泛使用导致了耐药性，因为微生物进化是为了生存。因此，我们面临着两个主要的重叠公共卫生威胁：一个来自人畜共患病的新传染病，另一个来自抗微生物药物耐药性的上升。应对这些威胁需要世界卫生组织（WHO）倡导的“同一个健康”协作方法，该方法认识到人类健康取决于我们生态系统的健康。

科学家们说，答案是重新利用COVID-19带来的增加的基因组监测技术和能力来充当哨兵。需要利用将公共卫生机构、兽医和医生聚集在一起的基因组监测来监测人类和动物疾病以及抗微生物药物耐药性。通过整合所有这些领域的流行病学和临床数据，我们可以全面了解病原体及其带来的风险。

“病原体基因组监测是一种工具，可以研究微生物种群的抗菌选择压力与这些微生物对耐药性的适应性进化之间的相互作用，”Struelens说。“它使我们能够检测超拟合、耐多药的流行克隆（’超级细菌’）的出现并解开传播动态。基因组监测可以帮助追踪病毒变异株、细菌菌株和耐药性迹象的人畜共患和人际传播。

快速响应

对病原体的实时基因组监测可以让我们快速检测出新的耐药细菌菌株和在人类和动物之间跳跃的新疾病，并监测它们的传播和进化。

这些信息可以为疫苗接种活动提供信息，帮助设计有针对性的治疗方法，并指导公共卫生应对措施，所有这些都有助于防止流行病爆发。

监测全基因组还将使我们能够更深入地研究新疾病和已知疾病的演变，以衡量它们的危险程度并确定对策。在全球化的世界中，病原体传播迅速，基因组监测将使诊断和治疗感染同样快速成为可能。

斯特鲁伦斯和他的同事们强调了新的测序技术，包括长读长基因组测序、超快速测序和单细胞测序，以及人工智能如何帮助推动世界某些地区的监测进展。

“在许多地方，基因组监测已经为疾病传播提供了重要的保护，”斯特鲁伦斯说。“这包括欧洲、北美和澳大利亚的食源性感染，以及全球许多国家的禽流感等流行性病毒性疾病。

互联互通的世界

科学家们说，为了使基因组监测有效，我们需要全球范围内可访问的实时数据。为了实现这一目标，我们需要在能力和专业知识方面进行大量投资，同时考虑到世界各地不同水平的基础设施和培训。在COVID-19大流行期间，已经获得基因组监测专业知识和设备的国家在监测大流行和调整应对措施方面具有重大优势。作者为公平实施包括低收入和中等收入国家在内的全球互联监测系统提供了一个框架。

“斯特鲁伦斯等人的文章是任何对基因组监测作为流行病准备的一部分感兴趣的人的必读之作，”荷兰鹿特丹伊拉斯谟医学中心的Marion Koopmans教授在一篇社论中说。“工具和雄心已经存在——下一步是为未来的全球卫生建立公平、协作的监测基础设施。拟议的世卫组织“大流行病条约”将是关键，它定义了一些国际参与规则，以便更好地防范。未来是有趣的时代。

我们还迫切需要投资于合作，在动物卫生、人类和公共卫生学科之间架起桥梁，并在国家和卫生机构之间建立联系。这不仅对于确保利益相关者能够合作，而且对于我们在数据管理和监管方面达成协议至关重要，以便患者的数据得到匿名化和保护。

Struelens说：“为了确保全球基因组监测协作系统的普遍参与，我们面临的关键挑战是足够的实验室和测序能力，培训专家队伍，以及在全面、安全的数字健康信息基础设施中获得经过验证的基因组数据分析和共享工具。“将流行病病原体基因组信息与流行病学信息相结合，必须从地方到全球层面进行大规模整合。”