COVID-19 パンデミックの初期、この病気が世界の多くの注目を集める前に、中国とオーストラリアの研究者は、武漢で発生した最初の患者の 1 人から分離されたコロナウイルスのゲノムをマッピングしました。 SARS-CoV-2 ウイルスのこの最初の遺伝子設計図は、2020 年 1 月 10 日の直後に公開されました。そのゲノムの開示とその後すぐに続いた他のものは、タイムリーな開発を含め、パンデミックに対する活発な国際科学的対応を導きました。アウトブレイクを管理するための診断テスト、監視戦略、ワクチン、その他の新しいツールの開発。
世界保健機関 (WHO) のレポートで指摘されているように、テクノロジーによって患者から採取したウイルス サンプルのゲノムをわずか数時間で読み取ることができるようになったため、「初めて、リアルタイムのゲノム配列決定により、パンデミックに対する公衆衛生の対応。」各国がパンデミックに対処してきたすべての成功は、そのウイルスゲノムに関する私たちの知識に基づく対策に基づいています。
しかし、SARS-CoV-2 ゲノムに関する情報を収集する必要性はまだ終わっていません。 「パンデミックがいつ、どのように終息するかを結論付けるのは時期尚早です」と、熱帯および新興ウイルス性疾患に関する参照および研究のためのWHO協力センターの副所長であるMeng Ling Moiは述べました。数は減少していますが、6 月 22 日の前の週に 250 万人以上の新規感染と 64,000 人以上の死亡が報告され、多くの国で大幅な増加が見られました。保健当局は、パンデミックの強さと持続性は、世界中に広がっている伝染性の高いウイルスの変種にあると考えています。
ゲノム配列決定は、ウイルスがどのように進化しているか、ウイルスに対する防御がどのように適応する必要があるかを理解するための基本的なツールであり続けています。熟練した研究者の手によって、ゲノムデータは、患者データだけでは把握できない疫学的挙動を含め、コロナウイルスの最も深い秘密を明らかにすることができます。
シーケンシングの非常に重要なため、昨年 12 月のオンライン記者会見で、WHO のテドロス アダノム ゲブレイェスス事務局長は、SARS-CoV-2 シーケンシングの取り組みを強化するよう各国に呼びかけました。欧州委員会は数週間後にそれに続き、EU 加盟国に対し、COVID-19 患者の陽性検査結果の少なくとも 5%、できれば 10% を配列決定するよう求めました。疾病管理予防センター (CDC) も、2 月に米国の目標を 5% に設定しました。
SARS-CoV-2 シーケンスの課題:世界的な比較
世界の保健当局は、確認されたすべての COVID-19 症例の 5% 以上のウイルスゲノムの配列決定を推奨していますが、ほとんどの国はその目標に大きく遅れをとっています。シーケンスの進行状況、ケースロード、または各国でシーケンスされたゲノムの数のマップ用のデータセットを選択してください。
配列決定された COVID-19 ゲノムの割合
確認された COVID-19 の症例数
シーケンスされたウイルスゲノムの数
1%未満
1000万以上
0-999
1%-4.9%
100万～9,999,999
1,000～9,999
5%-9.9%
100,000～999,999
10,000～99,999
10%以上
0～99,999
100,000 以上
特定の国のデータを表示するには、ドロップダウン メニューから選択するか、地図の上にカーソルを置きます。
NYGC のシーケンスおよび分析チームを率いるマニアティスとソーレン・ガーマーは、サンプルの入手が米国での最大の課題であったと述べました。多くの場合、研究用のサンプルを収集するためのリソースがありませんでした」と彼らは電子メールで説明しました. 「これらのサンプルのいくつかを研究と監視のために保存するための真に英雄的な努力の話を聞いたことがあります」が、深刻な緊張状態にある病院は、患者の治療とスタッフの保護を優先しなければなりませんでした。 Maniatis と Germer はまた、米国では調整された資金調達が不足していることを指摘しました。これは、州および地方レベルで不均一であり、連邦レベルで最近始まったばかりです.
欧州バイオインフォマティクス研究所のディレクターである Rolf Apweiler 氏は、彼の組織が運営する専用のゲノム データ プラットフォームに SARS-CoV-2 配列を登録している国は、その野望も大きく異なると述べています。一部の国ではSARS-CoV-2のゲノムサーベイランスの目標が低いか、まったくありませんが、「デンマーク、アイスランド、オーストラリア、英国などの国は、感染率が高く、すべてが陽性の時期にすべての陽性サンプルの10％の間でシーケンスを行うことを目指しています.感染率が低い時期に技術的に実行可能なサンプル」
ゲノム配列決定の取り組みは、最も精力的に取り組んでいる一部の国ですでに実を結んでいる可能性があります。 COG-UK は、英国で SARS-CoV-2 ウイルスを追跡、追跡、制御するために取り組んでいるゲノム専門家のコンソーシアムです。同国の科学者がパンデミックの初期に大規模なゲノム配列決定を確実にするために 2,000 万ポンドの支援を受けて設立されました。政府から。 2020 年 3 月に設立されてから数週間以内に、コンソーシアムは最初にサンプリングされたゲノムを公開しました。現在、450,000 を超えるウイルス ゲノムの配列が決定されています。
O'Grady 氏は、英国でのパンデミックの封じ込めに貢献した功績を認めています。成功した制御手段です」と彼は言いました。南アフリカなどで他の亜種が発見されたとき、英国当局はテストと契約追跡の取り組みを強化し、国内への亜種の拡散を抑えました。
戦いの準備
現在、多くの国が配列決定プログラムの規模拡大に取り組んでいます。 2 月、CDC はゲノム監視の「頭金」として 2 億ドルを約束しました。 4月、バイデン政権は、配列決定の取り組みを強化し、SARS-CoV-2の亜種と戦うために17億ドルを費やしました。 「米国は現在、配列決定に多額の投資を行っており、これまでの成果は脆弱であり、ウイルスの変異によって覆される可能性があることを認識しています」と O’Connor 氏は述べています。
1 月、インド政府は、拡大する機関のネットワークを通じて遺伝子配列決定の取り組みを促進するために、インドの SARS-CoV-2 ゲノミクス コンソーシアムを設立しました。全国的に調整されたゲノム配列決定プログラムは、約 3 か月で 15,000 を超えるゲノムの配列決定を行ったと、コンソーシアムの上級科学者であり、参加機関の 1 つであるニューデリーの CSIR-Institute of Genomics and Integrative Biology の所長である Anurag Agrawal 氏は述べています。 「数値が改善し続けることを期待しています」と彼は言いました。
アフリカでも状況は改善しています。 Medical Research Council/Uganda Virus Research Institute の遺伝疫学およびバイオインフォマティクスの助教授である Segun Fatumo 氏は、アフリカ政府は関連する研究とインフラストラクチャに資金を提供することが緊急に必要であると述べました。しかし、彼はまた、アフリカはコロナウイルスとの戦いで適度に成功しており、ゲノム配列決定がこれに大きく貢献していることにも言及しました.
「WHOは、アフリカ全土のCOVID-19ゲノム配列決定研究所のネットワークを18カ国に確立した」と彼は述べた。 「アフリカは人類の起源と病気への感受性の中心であるため、アフリカ系の集団における大規模なゲノム研究により、潜在的な治療戦略が得られる可能性があります。」
Apweiler は、可能な限り多くの調整と協力を行って世界レベルで取り組む場合にのみ、パンデミックをうまく管理できると感じています。 「ある国で問題となっている SARS-CoV-2 の新しい系統は、すぐに世界的な問題になる可能性があります」と彼は言いました。 「パンデミックへの私たちの対応は、世界的な取り組みの最も弱い部分と同じくらい強力になります。」
Moi 氏は配列決定の重要性について同意していますが、最善の公衆衛生への影響を確保するために、その取り組みと他の地域の優先事項とのバランスを常に取る必要があることも示唆しています。 「特に大規模な流行時には、多数のウイルス [ゲノム] の配列を決定することは現実的ではない可能性があり」、すでに圧力を受けている研究所や医療施設の負担が増える可能性がある、と彼女は述べた。しかし、彼女はまた、「最適なシーケンス戦略が整っていれば、十分に計画されたサンプリングとテストによって強力な洞察を得ることができる」と確信しています.
将来のパンデミックの防止
「パンデミックが 5 年前に起こっていたとしても、ゲノム監視プログラムを大規模に実施することははるかに困難だったでしょう」と O’Connor 氏は述べています。 「配列決定を民主化し、小規模な研究所や公衆衛生当局が利用できるようにする技術は、まったく利用できませんでした。」
ウイルスをマッピングするために開発されたインフラストラクチャとテクノロジーは、COVID-19 以外にも役立つ可能性があります。 「私たちの次の希望は、パンデミック中のウイルス進化の詳細な観察と研究が、将来のパンデミックにおける標的治療薬のより迅速な開発に役立つことです」とManiatis氏は述べています.
彼にとって本当の問題は、情報ネットワークとインフラストラクチャがウイルス監視を日常的にできるようにするかどうかであり、その結果、次の潜在的なパンデミックウイルスの発見が公衆衛生システムの通常の部分になる可能性があります. WHO は、将来の脅威に備えて、ゲノム配列決定を国際保健コミュニティの通常の慣行に統合することが「必須」であると述べています。
Haussler 氏は、世界的な病原体の配列決定とゲノム共有機能を構築することが、将来のウイルスの発生を防ぐのに役立つ可能性があることに同意しました。 「これは、現時点で世界が行うことができる最も重要な投資の 1 つです」と彼は言いました。 「長期的には、多くの命と数兆ドルを救う可能性があります。」
