2020年6月11日之前，北京已連續56天無新增新冠病例。然而就在此時(shí)，北京新發地市場(chǎng)突然出現了1例新冠病毒感染者，并且引發了一波疫情。他是從何處感染了新冠病毒？來(lái)自中國的科學團隊展開(kāi)了追蹤。

在中國醫(yī)學科學院病原生(shēng)物學研究所、北京地壇醫(yī)院、清華大(dà)學、北京市疾病預防控制(zhì)中心、北京大(dà)學、中國科學院北京基因組研究所等的共同努力下，科學家(jiā)最終将“疑兇”鎖定在境外冷鏈進口食品上(shàng)。這也是中國科學家(jiā)第一次提出新冠病毒可(kě)能在冷鏈中傳播的發現。随後，在國內(nèi)多(duō)個(gè)地區(qū)也都發現在冷鏈食品表面檢測出新冠病毒核酸，并且中國疾控中心在青島在冷鏈食品的表面分離出新冠病毒。所以這也從另一個(gè)方面提示冷鏈食品在新冠病毒傳播中的重要性。

近日，中國醫(yī)學科學院-北京協和(hé)醫(yī)學院副院長王健偉在北京舉行(xíng)的2020未來(lái)科學大(dà)獎周“病毒與人(rén)類健康”主題論壇上(shàng)詳解了這背後的發現之旅。

王健偉表示，2020年6月11日的病例發現以後，通(tōng)過對患者軌迹的追溯，北京有(yǒu)關部門(mén)對他的密切接觸者和(hé)接觸的環境樣本進行(xíng)了檢測。發現兩份來(lái)自新發地農貿市場(chǎng)的樣本是新冠病毒的核酸檢測陽性。在這個(gè)基礎上(shàng)，對新發地進行(xíng)了擴大(dà)檢測，在538份樣本中檢測出45份呈陽性。所以這就提示新發地在疫情發生(shēng)中發揮重要的作(zuò)用。因此，北京市有(yǒu)關部門(mén)在2020年6月13号果斷關閉了新發地市場(chǎng)。市場(chǎng)關閉以後，在全市采取了嚴格的管控措施，病例數(shù)量迅速下降，到2020年7月初，基本上(shàng)沒有(yǒu)新發的病例，疫情得(de)到了有(yǒu)效的控制(zhì)。

新發地是北京最大(dà)的農貿市場(chǎng)，有(yǒu)超過5000以上(shàng)的攤位，每天的客流量有(yǒu)5萬以上(shàng)，它的疫情得(de)到了高(gāo)度重視(shì)。北京市有(yǒu)關部門(mén)對新發地的員工進行(xíng)了篩查，發現在3300多(duō)位員工當中有(yǒu)169位是新冠病毒核酸陽性。在關閉市場(chǎng)之前，從5月底到關閉市場(chǎng)之前的10多(duō)天中，有(yǒu)55萬顧客到訪過新發地。通(tōng)過對他們的追蹤，發現有(yǒu)103例是新冠病毒陽性。在這個(gè)基礎上(shàng)，對全市1000萬人(rén)進行(xíng)了篩查，發現96人(rén)是陽性。截至2020年7月10日，總共發現了368名感染者。

“确定感染之後我們就需要回答(dá)幾個(gè)問題”，王健偉稱，“第一就是病毒是什麽時(shí)候進入新發地市場(chǎng)的？我們把所有(yǒu)的病例做(zuò)一個(gè)時(shí)間(jiān)的分布，因為(wèi)新冠病毒感染的潛伏期一般在14天以內(nèi)，所以從6月初的病例往前推，我們推斷應該是在5月底，這個(gè)病毒侵入到了市場(chǎng)中。橙色的代表市場(chǎng)的員工，黃色代表市場(chǎng)的顧客，藍(lán)色的病例代表沒有(yǒu)市場(chǎng)接觸史的感染者，但(dàn)是他們都是這些(xiē)病例的密切接觸者。這些(xiē)病例基本上(shàng)都和(hé)新發地有(yǒu)直接或間(jiān)接的關系，所以新發地是這次疫情唯一的來(lái)源。”

在這個(gè)基礎上(shàng)需要進一步回答(dá)：既然新發地是疫情的來(lái)源，那(nà)麽它的源頭是在哪裏？北京市有(yǒu)關部門(mén)對新發地內(nèi)環境樣本和(hé)從業人(rén)員進行(xíng)了檢測，包括交易大(dà)廳的負一層，檢測了584個(gè)人(rén)，其中有(yǒu)122人(rén)是陽性，陽性率高(gāo)達20.9%。市場(chǎng)上(shàng)的其他廳檢測了2727人(rén)，47人(rén)陽性，陽性率隻有(yǒu)1.7%。所以交易大(dà)廳引起了高(gāo)度的關注。交易大(dà)廳分成幾個(gè)區(qū)，包括海鮮區(qū)、展櫃區(qū)、豆制(zhì)品區(qū)和(hé)牛羊肉區(qū)。通(tōng)過對這幾個(gè)區(qū)的分析發現，海鮮區(qū)的檢出率是最高(gāo)的，高(gāo)達50%以上(shàng)。而且按照每個(gè)攤位的檢出率來(lái)看，S14号攤位的檢出率是最高(gāo)的。“我們對一些(xiē)攤位的環境樣本和(hé)人(rén)員樣本都進行(xíng)了檢測，發現有(yǒu)14個(gè)攤位的工作(zuò)人(rén)員和(hé)環境樣本都是陽性的，所以我們就把這14個(gè)攤位作(zuò)為(wèi)研究的重點。”

因為(wèi)北京當時(shí)沒有(yǒu)疫情傳入，而且在這之前也沒有(yǒu)發現感染者，所以病毒極有(yǒu)可(kě)能是從新發地的環境當中來(lái)的，因此科研團隊就對這些(xiē)攤位進行(xíng)了重點的研究。對2020年5月下旬到6月12日之前到訪的這14個(gè)攤位的3200多(duō)名顧客進行(xíng)了抗體(tǐ)的檢測，發現有(yǒu)5位顧客的抗體(tǐ)是陽性的，而恰好這5位顧客在5月30日和(hé)31日都到訪過S14這個(gè)攤位，而且這5個(gè)人(rén)和(hé)他的密切接觸者，14天內(nèi)都沒有(yǒu)到訪過其他的中高(gāo)風險地區(qū)，也沒有(yǒu)接觸過來(lái)自中高(gāo)風險地區(qū)的人(rén)員，所以可(kě)以排除是外來(lái)的感染。在這個(gè)基礎上(shàng)，科學家(jiā)對他們到訪的攤位進行(xíng)了研究。顯示S14攤位感染的比例是最高(gāo)的，7個(gè)員工全部都感染了，而且抗體(tǐ)的陽性率也是最高(gāo)的。另外，從發病的時(shí)間(jiān)來(lái)看，他們的發病時(shí)間(jiān)在發病的感染者當中也是比較早的。這個(gè)攤位的所有(yǒu)工作(zuò)人(rén)員14天以內(nèi)都沒有(yǒu)到訪過其他的中高(gāo)風險地區(qū)，也沒有(yǒu)接觸過來(lái)自中高(gāo)風險地區(qū)的人(rén)員，所以提示S14攤位可(kě)能是感染的源頭。

王健偉表示，接下來(lái)需要确認的是，既然是環境樣本可(kě)能造成暴露，那(nà)麽病毒是從哪兒來(lái)的呢？把流行(xíng)病學和(hé)測序技(jì)術(shù)相結合的基因組流行(xíng)病學，對于追蹤傳染的來(lái)源是一個(gè)非常有(yǒu)用的工具。但(dàn)在環境樣本中，病毒的含量是特别低(dī)的，而且樣本量又非常大(dà)，通(tōng)過高(gāo)通(tōng)量測序有(yǒu)一定困難。“所以，我們在北京大(dà)學謝曉亮教授的支持下，清華大(dà)學王建教授的團隊也開(kāi)發了一種基于SHERRY的Minerva技(jì)術(shù)，通(tōng)過這個(gè)技(jì)術(shù)可(kě)以把文庫構建的速度縮短(duǎn)到5個(gè)小(xiǎo)時(shí)以內(nèi)，測序的速度更加快捷；另外，還(hái)建立了基因組富集的方法，使載量很(hěn)低(dī)的樣本能夠得(de)到有(yǒu)效測序。”

王健偉介紹，基于這樣一個(gè)技(jì)術(shù)體(tǐ)系，科學家(jiā)通(tōng)過合作(zuò)，對110份新冠病毒陽性的感染者和(hé)環境樣本進行(xíng)了病毒基因組測序，得(de)到了72條高(gāo)質量的全基因組序列，包括56條感染者的基因組序列和(hé)16條環境樣本的基因組序列。環境樣本的病毒載量都是非常低(dī)的，“但(dàn)是通(tōng)過這樣的方法我們也得(de)到了它的全序列。對于這個(gè)序列進行(xíng)分析發現，每一條序列上(shàng)都有(yǒu)8個(gè)突變的位點，有(yǒu)53%的序列隻有(yǒu)這8個(gè)突變，其餘的序列還(hái)有(yǒu)其他一些(xiē)突變，這就說明(míng)這些(xiē)突變是單一的來(lái)源，從病毒基因組的層面也證明(míng)新發地的感染是單一來(lái)源的。“

在這個(gè)基礎上(shàng)王健偉等科學家(jiā)做(zuò)了病毒的進化樹(shù)分析，“就像我們排家(jiā)譜一樣，看看誰跟誰更近。在那(nà)個(gè)時(shí)間(jiān)段，在吉林和(hé)黑(hēi)龍江也有(yǒu)疫情，但(dàn)是我們發現，來(lái)自北京新發地的序列和(hé)北京在3月份之前流行(xíng)的毒株、當時(shí)在黑(hēi)龍江和(hé)吉林流行(xíng)的毒株都是不一樣的，但(dàn)是和(hé)在國外流行(xíng)，特别是在歐洲等地流行(xíng)的毒株突變位點是相同的，說明(míng)這個(gè)毒株不是來(lái)自于國內(nèi)，而是來(lái)自于境外。那(nà)麽境外是從哪兒來(lái)的？因為(wèi)市場(chǎng)裏面有(yǒu)兩個(gè)攤位是售賣三文魚的，其中S14攤位是自己在市場(chǎng)內(nèi)切割，這兩個(gè)攤位中的另外一個(gè)攤位沒有(yǒu)病例，而S14攤位員工全部感染，并且他們賣的商品中隻有(yǒu)三文魚是從境外進口的。”

為(wèi)了進一步追溯感染的來(lái)源，科學家(jiā)對三文魚進行(xíng)了檢測。攤位在5月30号曾經購入了一家(jiā)公司的三文魚，這個(gè)三文魚是從境外進口的。對市場(chǎng)內(nèi)所有(yǒu)的三文魚的供應商倉庫的3000多(duō)份三文魚進行(xíng)了檢測，發現有(yǒu)6份是陽性，而其中5份是來(lái)自X公司。因為(wèi)5月30号S14号攤位購入的三文魚已經賣完了，所以很(hěn)遺憾，無法得(de)到魚的樣本。但(dàn)是科學家(jiā)從一份沒有(yǒu)開(kāi)封的魚體(tǐ)表面，通(tōng)過測序得(de)到了覆蓋55%的基因組序列。通(tōng)過比對發現這個(gè)序列，和(hé)前面在新發地測得(de)的流行(xíng)毒株的序列是一緻的，也有(yǒu)這些(xiē)相同的基因突變的位點。“所以這就提示，盡管我們因為(wèi)樣本原因沒有(yǒu)分離到這個(gè)病毒，無法證明(míng)它的感染性，但(dàn)是可(kě)以提示進口的冷鏈食品可(kě)能是病毒的傳播載體(tǐ)。這也是第一次提出了這樣的一個(gè)發現。随後在國內(nèi)多(duō)個(gè)地區(qū)也都發現在冷鏈食品表面檢測出新冠病毒核酸，并且中國疾控中心在青島在冷鏈食品的表面分離出新冠病毒。所以這也從另一個(gè)方面提示冷鏈食品在新冠病毒傳播中的重要性。”

在新發地新冠病例的溯源中，宏基因組技(jì)術(shù)發揮了巨大(dà)的作(zuò)用。

王健偉表示，近年來(lái)，高(gāo)通(tōng)量的宏基因組測序技(jì)術(shù)逐漸得(de)到了應用，并且發揮了重要的作(zuò)用，特别是在病原體(tǐ)的診斷當中，發揮“一錘定音(yīn)”的作(zuò)用。宏基因組技(jì)術(shù)用于病原體(tǐ)的檢測有(yǒu)很(hěn)多(duō)的優勢。一是和(hé)PCR這些(xiē)序列依賴的方法相比，它是非序列依賴性的，所以不需要預知任何病原體(tǐ)序列信息就可(kě)以進行(xíng)檢測。二是病原體(tǐ)檢測的靈敏度比較高(gāo)。三是檢測的通(tōng)量高(gāo)，可(kě)以同時(shí)檢測上(shàng)萬種病原微生(shēng)物的物種，也可(kě)以發現可(kě)能的共感染。四是檢測效能高(gāo)，通(tōng)過一次測序就可(kě)以拼接出病原體(tǐ)的基因組序列，不需要再重複進行(xíng)實驗。五是解析的深度深，可(kě)以同時(shí)分析病原體(tǐ)的變異和(hé)耐藥等情況。最後，它獲取的信息全，除了獲取病原的序列之外，還(hái)可(kě)以同時(shí)獲取宿主的基因組和(hé)轉錄組的信息，為(wèi)預警和(hé)臨床診療提供基礎。