簡介-下一代測序COVID19
由於冠狀病毒NGS的可用性和可負擔性，下一代測序(NGS)已成為科學界應對COVID-19大流行的不可或缺的組成部分。基因組資料實現了前所未有的病原體監測，並基於病毒基因組序列快速開發了診斷檢測和疫苗。
對SARS-CoV-2基因組的首次觀察來自復旦大學上海公共衛生臨床中心的科學家。Yong-Zhen Zhang教授率領的團隊對2019年12月26日從武漢一名患者身上採集的分離株進行定序；他們於2020年1月5日完成基因體組裝。 該基因體序列與該團隊的長期研究夥伴、雪梨大學病毒學家Eddie Holmes教授共用。他在1月11日將序列上傳到公共資料庫向全世界介紹生物的基因組。
該序列資料立即用於疫苗開發工作，為在臨床試驗之外使用的最早兩種mRNA疫苗奠定了基礎。它也是今天使用的許多SARS-CoV-2診斷檢測的基礎。
但測序工作並未就此停止。截至2021年初，已對600,000多個病毒基因體進行定序，並在GISAID資料庫中公開分享[1]。在這麼短的時間段內，任何病原體產生的基因體序列都更多。如此驚人的資料收集使科學家能夠追蹤病毒的傳播，根據系統發育資料繪製傳播地圖，測量其突變率，發現新出現的值得關注的變異體，並鑑定超級傳播事件。
如果沒有從如此之多分離株中生成的全基因體序列資料，這些成就皆不可能實現。在美國和英國等國家/地區，實驗室已經建立了定序工作流程[2]，旨在容納運行分子診斷測定後遺留的低體積殘留樣本。雖然疫情具有毀滅性，但來自世界各地實驗室的NGS資料貢獻標誌著病毒基因體學的黃金時代。
例如，日本的科學家已經產生並公開分享了數萬個SARS-CoV-2基因組序列。這些資訊使他們能夠發現最初在英國、南非和巴西發現的新興變異株的本地引入[3] —這些變異株的傳染性高於原始毒株，並可能降低某些疫苗的有效性。最近從日本存放到公共資料庫的序列來自長崎大學、國立傳染病研究所和茨城縣公共衛生研究所。
亞太地區[4]最近的其他基因體序列貢獻來自孟加拉、汶萊、中國、香港、印度[5]、印尼[6]、菲律賓、韓國和澳洲。一些機構正在使用社群媒體來讓住戶瞭解最新資訊。例如，菲律賓基因體中心最近發推文稱：「在棘蛋白區域帶有多個關注的突變的SARS-CoV-2變異體首先在PGC的DNA測序核心設施經由全基因體測序被檢測到，並在PH中進行基因體學特性化，並在2021年10月3日正式命名為譜系P.3。」
對代表性比例的COVID-19病例進行定序的國家/地區提供了有關病毒如何演變以及哪些突變可能最令人擔憂的關鍵資訊。例如，最初在英國檢測到的B.1.1.7變異體和最初在南非發現的B.1.351變異體均包含比基於SARS-CoV-2標準進化率預期的突變多得多的突變[7]，導致科學家推測，這些更具傳染性的變異體可能已在感染時間延長的患者中進化[8]。大量突變可能反映了病毒對來自免疫系統的巨大且重複的選擇性壓力作出反應。
在一些國家，NGS工具也被部署用於社群監測計畫，通常基於廢水[9]。社群廢水中病毒多樣性和數量方面的趨勢通常預示著幾週後在這些地區臨床上將看到的情況；這些資訊可以幫助指導公共衛生政策，尤其是區域封鎖等緩解措施。
另外，一個名為MetaSUB [10]的志工驅動專案使用從全球城市中交通系統等公共場所收集的樣品的宏基因組測序。去年，這些樣本包括SARS-CoV-2基因體，資料與這些地區的臨床趨勢基本相符。
「隨著越來越多的國家開始實施定序計畫，將有更多機會更好地瞭解新興病原體的世界，以及它們在各種氣候、生態系統、文化、生活方式及生物群落中與人類和動物的相互作用」，世界衛生組織全球傳染性危害防範主任Sylvie Briand在最近發佈的使用SARS-CoV-2基因體定序指南中寫道[11]。「如果我們想為未來的威脅做好更充分的準備，就必須加速將基因組測序融入全球衛生界的做法。」
COVID-19大流行疫情凸顯了全基因組定序的價值以及前瞻性傳染病監測的必要性，以在新的、新出現的疾病在全球傳播之前對其進行檢測。投資適當的資源並建立監測基礎設施至關重要，以確保我們為應對下一次大流行威脅做好更充分的準備。
基因組監測和流行病學只是實驗室診斷如何支援COVID-19管理的一個例子。如需瞭解更多有關各種機會的資訊，請參閱 亞太醫療技術協會(APACMed)的新報告《診斷在COVID-19管理中的關鍵作用》。
參考文獻：
[1] GISAID資料庫
[2] 桑格研究所的COVID-19定序，桑格研究所部落格
[3] 診斷學在COVID-19管理中的關鍵作用，APACMed
[4] 新型冠狀病毒之基因體流行病學-以亞洲為中心之次取樣，Nextstrain
[5] 「冠狀病毒：印度在新冠疫情逼近之際尋找新毒株」，BBC
[6] 「印尼加大力度發現難以捉摸的COVID變異株」，日經亞洲
[7] 「 五種新出現的冠狀病毒變異體中最令人擔憂的突變」，科學美國人
[8] 「加速演變的熔爐」：Covid-19癌症患者HIV可能在變異體的出現中發揮作用，《華盛頓郵報》
[9] 「利用廢水追蹤新冠病毒COVID-19」，Nature Biotechnology
[10] MetaSUB集團
[11] 世界衛生組織SARS-CoV-2基因體定序指南
