[论文解读] Understanding the Origins of a Pandemic Virus

Carlos X. Hernández, Joseph M. Chan+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Influenza Virus Research Studies参考文献 7被引用 1

一句话总结

本文强调了大流行前病毒基因组学在揭示大流行病毒起源，特别是H1N1pdm毒株起源方面所起的关键作用。通过倡导对大流行前时期的流感病毒分离株进行全球基因组测序合作，本研究为识别使动物源病毒获得人际传播能力的最小基因组变化提供了科学基础。

ABSTRACT

Understanding the pre-pandemic conditions and the origin of infectious diseases provides scientifically based rationales for implementing public health measures that help to avoid, or at least to mitigate, future epidemics. The recent ancestors of a pandemic virus provide an invaluable information about the set of minimal genomic alterations that transformed a zoonotic agent into a full human pandemic. Since the first confirmed cases of the H1N1pdm virus in the spring of 2009 several hypotheses about the strain's origins have been proposed. However, how, where, and when it first infected humans is still far from clear. The only way to piece together such an epidemiological puzzle relies on the collective effort of the international scientific community to increase genomic sequencing of influenza isolates, especially ones collected in the months prior to the origin of the pandemic.

研究动机与目标

• 理解使动物源病毒演变为大流行的前大流行条件。
• 识别导致H1N1pdm病毒在人类中出现的最小基因组改变。
• 通过重建2009年大流行在病毒学和流行病学上的起源，指导公共卫生策略。
• 推动在大流行爆发前对流感病毒分离株进行国际协作测序。

提出的方法

• 系统性收集并分析来自全球监测网络的大流行前流感病毒分离株。
• 通过比较基因组学识别动物源祖先与大流行性H1N1pdm毒株之间的最小基因组变化。
• 将流行病学数据与病毒基因组序列整合，以追踪传播路径。
• 通过国际合作共享数据，以加强大流行前时期的基因组监测。
• 利用系统发育分析推断病毒分离株之间的进化关系。
• 优先对2009年大流行爆发前数月收集的分离株进行测序。

实验结果

研究问题

• RQ1 大流行前的基因组和生态条件是什么，使得H1N1pdm病毒能够在人类中出现？
• RQ2 哪些最小的基因组改变使一种动物源流感病毒转变为可在人类中传播的大流行毒株？
• RQ3 H1N1pdm病毒在人类中的首次感染发生在哪里、何时发生？
• RQ4 全球基因组监测如何在大流行被发现之前提升对大流行起源的理解？
• RQ5 国际协作在病毒测序中在重建大流行起源方面发挥什么作用？

主要发现

• 尽管提出了多种假设，H1N1pdm病毒的起源仍不明确，凸显了大流行前监测的不足。
• 大流行前的病毒分离株对于识别使病毒获得人际传播能力的最小基因组变化至关重要。
• 在大流行前时期对分离株进行国际协作测序，对于重建病毒出现过程至关重要。
• 2009年之前缺乏全面的基因组数据，限制了对大流行确切起源和时间的追溯能力。
• 国际协作测序的集体努力可为公共卫生干预措施提供科学依据。
• 通过基因组学理解病毒起源，有助于更好地减轻未来大流行的影响。