“当我们在2019年12月到2020年1月间第一次听说SARS-CoV-2时,我们的反应是‘知道么,我们要对它进行测序,’”犹他州卫生部门下属犹他公共卫生实验室(PHL)的首席科学官兼NGS及生物信息学主任Kelly Oakeson回忆道。“我们知道我们可以应用从细菌工作中学到的许多知识,因此我们很快就展开了测试。DNA测序这不仅会在地方级发挥作用,测试数据还可用于全国范围的监测。”
刚开始鉴定这种病毒时,他们希望了解是一个人还是社区中的一群人将病毒带入医疗保健机构,以及应该如何采取措施遏制病毒。
最初,Oakeson只有一位实验室科学家Anna Sangster,她不仅完成所有的SARS-CoV-2测序,还要完成菌株分离和诊断检测。“Anna当时疯狂工作,每天工作12小时。一心想杀死病毒。”他也只有一个生物信息学家Erin Young,他开发了内部分析流程,“从零开始,飞速完成,以便我们能弄清楚生成的SARS-CoV-2数据。”
基于NGS的检测是追踪、减缓和防止病毒传播的最有效方式之一。尽管聚合酶链式反应(PCR)检测更常见,但基于NGS的检测被证明在准确性、敏感性和特异性方面都更为出色。它可以充分解释病毒来源、传播和菌株进化,以及患者是否会受合并感染影响。关于传播的信息有助于公共卫生人员准确锁定疫情爆发聚集地,广泛应用时可提供是否应实施或取消限制措施的信息。
因此Oakeson团队的快速行动至关重要。他经常会感受到巨大的压力,度过了许多不眠之夜,但他很高兴他们能如此快速地行动并扩展工作。他们是第一个实施和验证COVIDSeq的公共卫生实验室。在2020年期间,PHL又雇佣了1位生物信息学家和2位实验室科学家。Oakeson也有能力以引入更多设备。目前他们有3台MiSeq™系统、一台NextSeq™550、一台iSeq™100系统和一台NovaSeq™6000及对应的所有液体处理功能。Oakeson还购买了硬件和“快得离谱”的DRAGEN™服务器。
就测序能力而言,他们是美国目前最出色的公共卫生实验室之一。“我们希望能够将这个项目扩展成为全国公共卫生实验室的模范”
在缺少协调的全国性监测系统情况下,在NGS和监测工作中最成功的实验室是那些已经拥有支持和基础设施的实验室。
除此之外,Oakeson还有拥有更多——犹他州卫生部门的强力支持、基础设施和领导能力——尽管5年前他刚到实验室时,他们只有一台MiSeq测序仪和一位工作人员。虽然小但很强大,他们实施了一项强大的测序项目来寻找细菌病原体,还参与了CDC PulseNet项目对食源性疾病进行监测。他们还帮助医院和长期护理机构进行抗生菌耐药性测序,同时也研究传染病,甚至帮助美国红十字会鉴定血源性病原体的暴发来源。
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