免责声明:本网站持续更新。在所有内容翻译完成之前,其中一些内容可能为英文。

SARS-CoV-2变种基因组监测

SARS-CoV-2变种基因组监测

病毒在不断变化,其中包括COVID-19的致病病毒SARS-CoV-2。随着时间的推移,这些基因变异会导致可能具有不同特征的新变种出现。

The SARS-CoV-2 genome encodes instructions organized into sections, called genes, to build the virus. Scientists use a process called genomic sequencing to decode the genes and learn more about the virus. Genomic sequencing allows scientists to identify SARS-CoV-2 and monitor how it changes over time into new variants, understand how these changes affect the characteristics of the virus, and use this information to better understand how it might impact health.

For example, some variant viruses are of particular concern because they spread easier, cause more severe disease, or may escape the body’s immune response.

As CDC and public health partners sequence more SARS-CoV-2 genomes, we will improve our understanding of which variants are circulating in the US, how quickly variants emerge, and which variants are the most important to characterize and track in terms of health.

SARS-CoV-2基因组

Genes in the SARS-CoV-2 genome that contain instructions to build parts of the virus are shown in different colors. For example, the brown section in the picture has genetic instructions to build the spike protein, which then allows the virus to attach to human cells during infection. This section of the genome serves as a key region for monitoring mutations.

SARS-CoV-2基因组

Genes in the SARS-CoV-2 genome that contain instructions to build parts of the virus are shown in different colors. For example, the brown section in the picture has genetic instructions to build the spike protein, which then allows the virus to attach to human cells during infection. This section of the genome serves as a key region for monitoring mutations.

病毒在不断变化,其中包括COVID-19的致病病毒SARS-CoV-2。随着时间的推移,这些基因变异会导致可能具有不同特征的新变种出现。

The SARS-CoV-2 genome encodes instructions organized into sections, called genes, to build the virus. Scientists use a process called genomic sequencing to decode the genes and learn more about the virus. Genomic sequencing allows scientists to identify SARS-CoV-2 and monitor how it changes over time into new variants, understand how these changes affect the characteristics of the virus, and use this information to better understand how it might impact health.

For example, some variant viruses are of particular concern because they spread easier, cause more severe disease, or may escape the body’s immune response.

As CDC and public health partners sequence more SARS-CoV-2 genomes, we will improve our understanding of which variants are circulating in the US, how quickly variants emerge, and which variants are the most important to characterize and track in terms of health.

变种如何出现?

genome-envelope

The virus genome is packed inside an envelope that contains proteins, including the spike protein.

突变是指动物或人被感染后随时间自然发生的病毒基因密码变化。随着SARS-CoV-2的传播,预计会出现一定数量的基因变种,监测流行病毒中基因组重要区域发生的关键突变非常重要。许多突变不会影响病毒传播或导致疾病的能力,因为它们不会改变感染所涉及的主要蛋白质。最终,这些病毒会被对病毒更有利的突变所取代。

To find more information about the mutations and variants CDC is monitoring in the US and globally, go to the SARS-CoV-2 Variants page.

变种如何出现?

突变是指动物或人被感染后随时间自然发生的病毒基因密码变化。随着SARS-CoV-2的传播,预计会出现一定数量的基因变种,监测流行病毒中基因组重要区域发生的关键突变非常重要。许多突变不会影响病毒传播或导致疾病的能力,因为它们不会改变感染所涉及的主要蛋白质。最终,这些病毒会被对病毒更有利的突变所取代。

要查找有关CDC在美国和全球范围内监测的突变和变种的更多信息,请前往SARS-CoV-2变种页面。

genome-envelope

病毒基因组被包裹在包含蛋白质(包括刺突蛋白)的包膜内。

疾控中心如何追踪SARS-CoV-2变种?

在美国,CDC通过以下方法使用基因组监测来追踪新出现的变种:

病毒图标

领导全国SARS-CoV-2毒株监测(NS3) 系统

自2020年11月起,CDC定期从各州卫生部门和其他公共卫生机构接收SARS-CoV-2样本,进行测序、进一步鉴定和评估。2021年1月25日,NS3系统扩大规模,每周可处理750个样本。该系统的显著优点是可以定期从全国各地收集大量具有代表性的样本,并对病毒进行鉴定,而不仅仅是测序。

NS3提交指导文件external icon

NS3样本显示为系统发生树external icon

已发布的COVID-19序列

实验室图标

与商业诊断实验室合作

CDC正在与大型商业诊断实验室签订合同,对全美各地的样本进行测序。这些实验室承诺每周对6,000个样本进行测序,有能力根据国家的需要扩大测序规模。

地标图标

与大学合作

CDC与七所大学签订了合约,与公共卫生机构合作进行基因组监测研究。这些研究旨在为全国各地的病毒基因组学和分子流行病学提供更深入的见解。

CDC为SARS-CoV-2测序拨款近900万美元

美国地图图标

支持州、地区、地方和部落卫生部门的工作

自2014年以来,CDC的高级分子检测计划一直在将下一代测序和生物信息学功能整合到美国公共卫生系统中。一些州和地方卫生部门已将这些资源作为应对COVID-19的一部分。公共卫生部门支持地方调查,进行研究,并向公共数据库提供基因组数据。为了进一步支持这些工作,2020年12月18日,CDC通过流行病学和实验室能力计划从COVID补充基金中拨款1500万美元。

SPHERES系统图标

领导突发公共卫生事件应对、流行病学和监测(SPHERES)联盟SARS-CoV-2测序工作

自疫情初期以来,CDC一直领导一个国家实验室联盟(SPHERES)对SARS-CoV-2进行测序。SPHERES联盟由160多个机构组成,包括学术中心、企业、非政府组织和公共卫生机构。通过这种协调,基因组数据可以通过公共数据库提供给公共卫生专业人员、研究人员和企业使用。

为什么基因组监测对公共卫生很重要?

  • 在人际间更快传播的能力
  • 导致更轻或更严重疾病的能力​​​​​​​
  • 通过特定诊断检测逃避检测的能力 
    Many commercial nucleic acid amplification tests (NAATs) that use reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) have multiple targets to detect the virus, such that even if a mutation impacts one of the targets, the other RT-PCR targets will still work. However, there are some tests that rely on only one target, and mutations may impact their ability to work. FDA is using public health sequencing data to monitor mutations and their impact on confidential/proprietary diagnostic test designs.
  • Decreased susceptibility to medical therapies that employ monoclonal antibodies
    这种疗法涉及专门设计的抗体,该抗体靶向病毒区域以阻断感染。由于这些治疗方法比天然免疫反应产生的抗体更具特异性,所以它们对出现的变种病毒可能无效。
  • 逃避自然免疫或疫苗诱导免疫的能力 
    SARS-CoV-2的自然感染和疫苗接种都会产生针对刺突蛋白多个部分的“多克隆”抗体反应。该病毒需要在刺突蛋白中积累显著突变,以逃避疫苗或自然感染引起的免疫。

在这些可能性中,逃避疫苗诱导免疫的能力将是最令人担忧的。目前还没有明确的证据表明这种情况正在发生,但科学家们正在仔细评估这种可能性。