對病原體測序以支持動物疾病控制

2019年，口蹄疫暴發，而疫苗無效，使摩洛哥無數的牛、綿羊、豬、山羊和其他蹄類家畜處于危險之中。口蹄疫是具有高度傳染性的病毒性疾病，受感染動物會發燒、口蹄上出水泡，可能導致跛行和其他癥狀，使動物不適合食用，給農民造成損失。原子能機構與糧農組織合作，支持地方當局建設先進分子技術能力，通過開展基因比較分析，選擇了一種不同的疫苗，成功結束了疫情。

諸如導致口蹄疫之類病毒，正在不斷演變為新的種類和毒株。疫苗是控制病毒暴發的有效方案，但特定的疫苗只對特定的病毒株有效。了解一種病毒的基因組對于確定最佳疫苗至關重要。

保護摩洛哥蹄類動物的工作在疫情暴發前兩年就開始了，當時卡薩布蘭卡國家食品安全辦公室的工作人員通過原子能機構的技術合作計劃接受了培訓，內容包括識別和描述疾病病原體以及指導控制和應對措施。這只是2017年原子能機構-糧農組織基因測序服務建立以來開展的許多培訓舉措之一。目前，這項服務所提供的支持橫跨了亞非拉，為那里的專家使用和了解最新的病原體表征分析技術提供了幫助。

“描述病原體特征和了解動物疾病和人畜共患疾病的起源對于制定有效的疾病應對措施至關重要。”糧農組織/原子能機構糧農核技術聯合中心動物健康技術官員Ivancho Naletoski說。Naletoski一直在帶頭提供測序服務，為全球科學家構建動物疾病和人畜共患疾病系統發育樹培訓提供支持。

系統發育樹是說明一種生物體進化過程的分支圖，有助于科學家了解一種病毒的不同暴發之間的關系并確定其來源或起源。Naletoski說，系統發育樹和深入的遺傳分析，有利于當局做出正確選擇，使病原體得到控制。“對于決策者而言，掌握試圖解決的病毒的準確基因概況非常重要。這些數據可以幫助各國在選擇疫苗時節省時間和費用。因此，對我們的服務需求越來越大。”

迄今，原子能機構-糧農組織的測序服務已收到54種不同動物疾病（如口蹄疫和非洲豬瘟）和人畜共患疾病（如狂犬病、布魯氏菌病和裂谷熱）的4200多份樣本和序列。為測序服務網絡的數據庫作出貢獻的科學家來自世界各地的25個實驗室，并依靠該服務進行基因測序。

“基因測序儀的購買和維護可能非常昂貴。對于那些工作量處理非常大的實驗室來說，購買一臺儀器是有意義的，但對于大多數國家的實驗室來說，這是不劃算的。”Naletoski說：“我們正在通過提供資源，與成熟的測序公司合作，幫助較貧窮國家的小型實驗室減少資本投資并獲得與他們利用當地測序硬件所獲得的一樣的信息。”

測序服務為網絡中的科學家提供試劑和培訓，指導他們如何采集高質量樣本并準備測序，以及如何進行原始數據處理和系統發育分析。這項服務還有助于協調和支付由專門商業測序實驗室進行測序的樣本。因此，這項服務對于參與的動物生產和健康實驗室而言是公益服務。

“由于實際測序由第三方進行，因此我們的重點是幫助實驗室正確準備樣本和解釋結果。為此，我們已制定分步走的綜合指南，并且在大流行病之前，在世界各地組織了培訓活動。”Naletoski解釋說，并強調培訓期望用戶掌握這項服務和樣品準備流程，從而培訓新的參與者。

納米比亞大學高級講師UmbertoMolini是原子能機構-糧農組織測序服務的多產用戶和支持者。早在2016年，Molini和溫得和克中央獸醫實驗室就成為這項測序服務的首批用戶。Molini說，在過去的五年里，測序服務不僅幫助納米比亞當局更好地了解了在納米比亞牲畜和活動中流行的已知病毒的起源和不同毒株，而且還發現了該國未發現的病毒。

“我們在家豬和疣豬身上發現了豬圓環病毒2型，在牛和羚羊身上發現了D型流感病毒。令人驚訝的是，我們甚至在企鵝身上發現了禽流感。”Molini說。2019年，禽流感大暴發首次襲擊了納米比亞瀕危非洲企鵝群體。借助這項服務，Molini成功將這次暴發隔離并定性為H5N8毒株。

Molini說：“這次暴發導致大約500只企鵝死亡，但在確定了病毒及其毒株后，我們最終確定了所需采取的適當和必要工作，以阻止病毒向家禽傳播。”

雖然H5N8很可能是從遷徙鳥類帶到納米比亞的，但疫情并不總是來自野外。2018年，傳染性喉氣管炎暴發影響了納米比亞家禽養殖場的雞。通過測序服務，Molini發現這次暴發與一種疫苗的不當使用有關，因此能夠很容易采取措施阻止病毒傳播。“基因測序是防治疾病的一個強大而有洞察力的工具。如果更多國家能夠獲得并學會如何使用測序，社會就會更好地阻止未來疾病的暴發。”他說。