新型冠状病毒是这样被发现的……他们惊呼“这跟鼠疫一个级别!”

 

“医学界”,800万中国医者,的精神家园...



记录一下首次发现新型冠状病毒,的经历~
2019年12月26日刚上班,还是如往常一样先大概浏览一下,这一天的mngs病原微生物自动解读结果,没问题的话就开始,一天的研发工作了。

意外的是,发现有一个样本报出了,敏感病原体——SARS冠状病毒,有几十条的序列,且这个样本只有这么,一个有意义的病原体,如果是普通病毒,这已经是一个相当,可靠的结果了。心头一紧,赶紧后台查看详细的,分析数据,发现相似度并不算很高,只有大约94.5%(这跟卡相似度的阈值有关,相当于只筛选下了,相似度比较高的序列)。

想到有几种可能:1、sars不同毒株基因组有,一定差异;2、RNA病毒容易突变,距离SRAS事件17年了,变异比较大;3、近缘物种的错误比对等等。为了确认结果的可靠性,开始了详细分析。

好在之前已经遇到过几次这种类似的敏感,的病原体确认分析工作,而且领导也曾跟我讨论过,几次能不能做一个新发病原自动挖掘的分析流程,心里一直记着这个事情,在做其他权重更高优先级更高的,项目时也随手做了一个初步的版本出来,这个样本刚好,可以派上用场。我给它起了个名字,相比于日常(于日常,)生产用的分析流程,它多了个后缀:“探索版”,包含了几乎所有已测序,的病毒基因组。

探索版的分析结果提示这个,病原体跟bat SARS like coronavirus最相似,整体相似度在87%左右,而跟SARS的相似度是约81%。比对上的序列数由,几十条上升到了500多条,此外也组装出,了5条contig,加起来有1200多bp,此时基本上可以确认是,一种冠状病毒,可以针对冠状病毒进行详细,分析。分析期间也开始跟解读负责人和领导小,范围内部保密讨论。



进一步分析,无论是拿原始,序列去ncbi nt库blastn,还是拿组装后的序列,去blastn,结果都是跟Bat SARS like coronavirus最相似,但整体的相似度也是,只有87%左右,进行nr库蛋白blastx对比的相似,度也差不多,因此对结果保留怀疑。



病毒的分类信息一直都,很混乱,分类规则不统一,有些基于分型基因(比如甲流)、有些则没有明确的,分型基因,通过其他方法去分类。此前并没有去调研过Bat SARS like 跟SARS的分类方法,在NCBI Taxonomy上,Bat SARS like 是划分到SARS下面的。

如此紧急的情况下,没有时间去调研文献,手上的数据也不多,基于基因组的相似度,潜意识里认为既然Bat SARS like是SARS的下属分类,那么这个检测到的未知病毒至少,也是一个跟bat SARS like平行的物种,即一个新型的Bat SARS like(后来看文献SARS和Bat SARS like是通过几个非,结构蛋白进行分类)。



进一步地毯式地分析,了几千个冠状病毒基因组,从相似度、覆盖率、基因组分布均匀等,几方面进行评估,最终找出两株最相似,的基因组,bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21(1月9号公布,基因组序列后,很多文章分析的,也是这两个)。

下午才发到群里的图
仅仅这些信息还是不够的,至少还要看看进化上,的信息,于是开始着手,做进化树分析。



下载了所有,冠状病毒的基因组,最后经过质量过滤、聚类等分析,筛选出了160株,的冠状病毒基因(基本包含了所有已知,的各种动物的冠状病毒)。将组装的序列与160株冠状病毒基因组,基于全基因组平均相似度做了进化分析(题外话,个人认为在物种,进化分析上,基于全基因平均,相似度构建进化树,比基于某个基因,构建的进化树要更准确、合理一些,毕竟是从全局来考量,当然,研究结构、功能等另说,此时组装的序列也很短,没有完整的基因序列),结果不出意外,还是跟Bat SARS like coronavirus聚得最近,而且也是在sars,的大支上。



跑到了傍晚才出图


左上角一大块红色是SARS,边缘颜色没那么,红的是batsarslike,再往外的大,蓝边是另一群bat SARS like,未知的病毒跟45、21聚在比较独立,的一支上了,红框圈起来的。

比较奇怪的是,这个未知的病毒跟bat-SL-CoVZC45和bat-SL-covzxc21聚到了一个,相对独立的分枝上,而其它Bat SARS like则很集中地聚,在sras那一群里面,想着也许是这两个的,分类有点问题,但去看了出处的文献,方法上跟其它的,也没啥区别,尊重文献的分类吧,暂且认为是对的。(这也是后面某些专家们把这个,未知病毒判定为新型冠状病毒的依据之一)

部分进化树截图
前端反馈这个患者病重,着急要检测结果,但是这么一个重大的病原体确实,不可轻易报出,中午跟几个领导紧急,开了个会,决定继续深入分析,延迟发放报告,同时分享数据给中国,医学科院病原所一块分析。

后面从基因层面(orf1ab、S、N等基因)进行了深入分析,并没有什么意义比较大的,发现了,主要还是检测到,的序列数少,覆盖率太低,都是不完整的基因,做不了什么。



中午时已经提出了重测补,数据进行分析。重测可以进行,技术重复性验证,避免一些未知因素的,污染导致的假阳,确保样本确实有该病原体,另外可以有更多的数据,进行分析,如能组装出完整的基因组,分析结果更可靠,能做的深入分析也更多。



第二天(2019.12.27)一早数据出来后,赶紧进行了组装分析,终于组装出了接近完整,的基因组序列。数据同时也共享给了,中国医学科学院病原所做其他深入分析。这次的序列数由之前,的500多条升到了47万多条!





因为时间有限,还有其他研发项目需要做,就没有详细去对组装,结果进行补gap获取完整基因组了。另外也已经分享数据,给病原所了,他们也会做这个,所以就没有去组装出一条完整的,基因组序了,已有的组装结果能,满足大部分分析需求了。

后面也继续做了一些,深入的分析。

回帖序列分布均匀,没有明显的偏好,平均深度和中,位深度基本一致,深度达到了1000x,说明组装没啥问题,测序也挺好,未知病原体也是完整的,基因组存在。



重新构建了进化树,这次选择了ncbi所有,冠状病毒的参考株(以登录号以NC开头,官方认为最可信的),外加几株前一天分析最近源,的株。



进化树结果跟前一天的,基本一致。



基因组共线性分析、orf注释等表明这个未知冠状病毒是,典型的betacov(orf1ab、S、M、N、E等基因)。共线性图里颜色较浅的是,s蛋白区域,是差异最大的基因。



经过与who官网推荐,的sars 7条PCR验证靶标序列比对,发现平均相似度也,只有90%左右,关键是引物序列也有,几个变异,推测sars的检测试剂盒无法检测,这个未知病原体(后面的很多地方的实验,验证也是如此)。

此外还做了,很多其他针对基因、蛋白等详细的深入分析,不再赘述了。

分析至此已经基本可以确认这个,患者的样本里面确实有一个病毒,但这个病毒与所有已知基因组信息的,病毒都不太像,可能是一种跟Bat SARS like coronavirus类似的新型,病毒。



现在看回我当时的那句话,真是一语成谶,对不起全国人民了,都怪我这个乌鸦嘴

这不一定是SARS,传染性、致病性都未知,同时也意识到了问题潜在,的严重性,对实验室做了,全面清理消毒,样本无害化销毁,实验操作相关人员,进行了相关监测。

接下来就是怎么去报告的,问题了,直接报可能会吓着医生,何况这可能是,一个新发病毒,报错了就是重大的事故。有一些必要的信息还是需要先,进行排查的。

最先想到的当然是野生动物,接触史,当时得到的信息是,这个病人回过老家,不排除接触过蝙蝠,或者被蝙蝠咬了都可能。



也曾怀疑(曾怀疑)是不是哪里的人工病毒相关,工作人员操作不慎误感染,毕竟前段时间的布鲁菌集体感染,就是因为某个工厂灭菌不彻底引发的。



没有更多信息了,还是要赶紧跟,医生沟通这个事情,毕竟我们能保证送检的,样本里面就是有这个未知病毒,其他事情就交给医生去,调查处理了。

中午前已经跟医生沟通了,患者也隔离了。



因为没有掌握其他更多,信息,患者也隔离了,这个病毒又不是真正,的sars,想着或者仅仅只是个野生,的bat SARS like,传染性未知,所以紧张的心情,也有些放松了。但因为患者病重,也不容小觑,仍然密切跟医院沟通中。期间也在继续,做一些深入分析。27号、28号公司领导也在跟医院和疾控的,人电话沟通这个事,29号、30号还亲自去武汉,跟医院、疾控中心的领导当面汇报交流,这个事情,包括所有我们的分析结果,以及医学科学院病原所的分析结果。一切都在紧张、保密、严格的调查中(此时医院和疾控的人早,已经知道有多名类似患者,我们沟通了检测结果,之后已经开始了应急处理,但我不知道而已)。

本以为这个事情,会很快过去,毕竟除了这个患者,好像也没有听到其他,患者感染的消息,但到12月30号的时候,听到消息说类似症状的患者,还有挺多个,神经又一下子绷紧了。特别是,大概是30号下午吧,一个“友商”在另一个患者的样本里面,可能也检测到了同一种病毒,但他们直接发了,检测到sars冠状病毒的报告,瞬间把消息给引爆了。晚间相关部门也发了“不明原因肺炎”的公告,31号凌晨时相关流言也,开始在微博上大肆传播。

真正让我再度紧张的是,友商共享了序列,给我们分析,我分析一看,确实就是同一种病毒!潜意识里的,第一个想法就是“这病毒具有传染性”!可能还真是一种,新型的sars!

30号深夜拿到友商,的序列进行分析。





两个未知病毒聚在了一起,相似度超过99%。



(由于友商的序列是,经过与sars比对筛选的,所以跟SARS相似度达到93%,而我们的完整的,序列则约86%,但两者的同源性,还是接近100%)



两两直接比对,所有序列均能比对上,相似度达99.6%,再保守的区域,不同物种间的相似,度几乎不可能这样高,而且全基因组覆盖率,超过了20%,确认是同一种病毒无疑!

此时的心情既很紧张,也很激动。紧张在于,这个未知的病毒可能,会像sars那样恐怖;激动在于,我们通过mngs技术及早,发现并确认了这个病原体,并且对患者进行了隔离,在病毒大范围传播之前有可能,通过防控措施把它扼杀在摇篮中!

心情复杂,感慨万分,随即发了条没几人,能懂的朋友圈。



12月31号早间,微博上关于sars的流言,开始大肆传播。我一直在等着,看官方如何回应。下午官方发布通告,只说了是“不明原因肺炎”,并未提是什么病原体,有27例类似的病例,其中7例重症。看到这个消息后,我感觉事情不妙了,猜测这个病毒传染能力,并不低。然而官方的通报却是“未发现明显人传人现象”,早期掌握的数据并不多,局势不好判断,何况是新发病毒,为了稳住社会情绪,避免民众过度恐慌,这样的通告其实,也可以理解。

此时专家组已经开始介入,武汉病毒所等“国家队”也开始分析鉴定,他们知道更多信息,有更多样本和数据,也更有条件更专业,所以后续我就没有做太多深入,分析的工作了,等待官方的结果。

刚开始我对国家在处理这些,突发的重大公共卫生事件的能力还是挺有信心的,毕竟经过了SARS、甲流等事件的洗礼。此外,就在两个多月前,的北京鼠疫事件,也是由我们通过mngs,检测出来上报的,当天上报后他们就,启动了应急处理程序,马上用(马上用),了其他方法再次验证,第二天一早就看到新闻了,后续也没有发现新传染(新传染,)的病例,防控做得很好。mngs在鼠疫事件,中立了大功,想着在这个未知病毒的防控中也能,起很大作用吧。

媒体开始辟谣,最早见新京报发出“SARS系谣言”,人民日报等则用词稍微,委婉些“不能断定是SARS”,后面8位“造谣”的人被抓了。看到这些新闻后,不知怎么的,心里突然有点失望了。科学上尚未有定论或者有,争议的东西,直接就是谣言了?开始有一种感觉:这种辟谣的论调,以及那些过度乐观的宣传都会把这个事情,推向难以挽回的局面。媒体的高调辟谣会,干预这个病毒科学的定性,过度乐观的宣传会,让大众缺乏敬畏之心,不会采取防卫措施。后续事态的发展又一次验证了,我的担忧。

事件引爆了以后,也有些朋友来,问我是否知情,特别是武汉的朋友。在告知一定要先严格,保密后(毕竟有人被抓了),我还是透露了一点消息,给他们,让他们一定要注意防护。





这个对话或许也能理解为什么,要辟谣sars,以及命名为新型冠状病毒,毕竟基因组相似,度只有80%左右(题外话,肠道病毒同一个型别的,不同毒株,很多的相似度也才80%左右),sars给我们带来了,太多创伤,大众对其极为恐慌。



新型冠状病毒和sars不同的基因的,相似度不同,从75%到94%不等,特别是S基因,与人细胞受体(ACE2)相关,相似度才75%。所以说不是SARS,那也算是有依据吧。不过后来石正丽的文章中,通过他们的方法分析,新型冠状病毒也是,属于sarsr-CoV(SARS相关冠状病毒)。

事件后续的发展,大家都知道了。这里再说说几个问题。

为什么我们两天就已经分析出了这个未知的病毒是,一个跟sars很像的冠状病毒,并且上报了所有分析结果,官方要到1月7号才发布消息明确肺炎是,由新型冠状病毒引起的?

其实我们做的工作只是分析,鉴定了送检样本里面有这么个病毒,但肺炎是否是,这个病毒导致的,我们并没有去分析,也无法去分析,检测到病毒不等于,肺炎由该病毒引起。如此重大的卫生事件,官方自然要严谨论证,而且也有一套国际参考,验证流程(科赫法则)。官方要做的不仅是检测,到多个样本都有这么个病毒,还要验证肺炎是因为这个,病毒导致的等等。



分离、培养、验证等等这些都是很花,时间的,还要经过专家讨论,达成共识。从近段时间(段时间)发表的很多关于新型冠状病毒,的论文上也可以看到,很多测序数据都是在1月份,的头两三天就完成了的。

这个事情还有一个很,感概的事情就是,知道真相的人噤如寒蝉,不知道真相的人各种“大力科普”、“深度分析”;亲身经历的公司只字,不敢言,其他公司各种借势营销。从鼠疫到新型冠状病毒,皆是如此,呵呵,好有意思。

要谈对整个事件的看法,最大的感觉就是失望,痛心,还有愤怒。我们都已经发现,那么及时了,为啥现在还是没能控制住?让全国进入的疫情大战?更多的不是科学因素,也不是技术因素,而是决策和媒体。

我曾经是个很愤青的人,事已至此,无力回天,传递信心才是最重要的吧。马后炮,人人都是精英,谁都不曾想到事情,发展成这个样子,所以也懒得去,批判很多事情了。但有些话还是想说几句。

辟谣SARS、媒体宣扬的乐观情绪,这些在最早期的时候都没有,太大问题,毕竟对这个病毒的认知,非常有限。在应对这些重大,公共卫生事件时,疾控系统可能采用“内严外松”的规则,内部谨慎小心、严格验证、仔细评估,对外通告却可能偏向乐观,避免引起过度恐慌。何况在这次事件上,怎么去给公众交代,显然已经不是疾控系统,能单独决策的事了。

武汉交通枢纽的地位,不必多言,当时也临近春节,正是餐饮、旅游、电影等服务业的旺季。悲观的宣传无疑,会重创这些服务业,还会引起大众过度恐慌,导致物资哄抢,社会混乱等严重后果。若这病毒真无什么,传播能力,或者因为采取了这些,措施扼杀了病毒的传播,社会没看到这个病毒,能带来什么危害,决策者必然会被骂反应,过度、小题大做,到时自然要背锅。相反,过于乐观的宣传,病毒不强则皆大欢喜,开心过大年,病毒强则会导致,大众缺乏防范意识,防控工作难以展开,最终导致病毒的快速传播,产生更加严重的后果。所以,当你作为一个,决策者的时候,你不得不综合考虑,方方面面的因素,社会、经济乃及政治各方面,都需要做一个平衡,非常考验决策者和专家,们的能力和远见。

走对了,平淡无奇,走错了,千古罪人。

这个世界没有平行宇宙,我们无法知道哪种,决策才是更正确的,或更错误的。在国内这种什么事情都喜欢往乐观上面,宣传的大氛围下,以及侥幸心理的存在,决策者做什么决策,可想而知。

在事件的后期发展中,特别是1月12号左右开始,我相信专家们已经看到,事情正在往不好的方向发展了(首批确诊的41例患者,约30%并无海鲜市场接触史,此时多地开始出现,疑似病例了,有些已经初步核酸阳性)。但是在后续的宣传上还是太过于,乐观和艺术化了,同时还在不断辟谣,还没任何发布预警的迹象。“不排除有限人传人,持续人传人风险低,可防可控”,用词颇为谨慎讲究,且不说是否过于乐观,就问有多少普通民众,知道什么是“有限人传人”?什么是“持续人传人”?他们的理解可能就是基本,不会人传人,自然毫无戒备之心。我还在朋友圈科普了一下。



从现在发表的很多,论文上也可以看出,很多专家很早就对这个病毒,的传播能力有较深的认识了,越往后,掌握的数据越多,对局势的预判越清晰。我相信专家们早已,给出不怎么乐观的预判,但如果某些人,为了顾及某些人或,某些媒体的面子(毕竟之前宣传得太乐观,现在打脸太疼),罔顾专家意见,不顾民众健康,不得不往乐观上面去通告,坚持不发布预警,这就不可原谅了。无论是谁,该罚的罚,该撤职的撤职。

别的不多说了,谈点希望吧。

mNGS确实是一个好技术,在疑难、危重病例诊断以及这种突发的重大公共卫生事件的早期监测和,爆发监测中起到很大的作用。现在提供mngs病原体,检测服务厂商有很多,建议疾控系统可以跟一些,技术好的企业建立直接沟通的渠道,能够更快速地应对像,这样的突发事件。另外,mngs企业们也可以,建立一个信息共享平台,在遇到这些事件时及时,共享信息,看看是否有爆发(我知道这个很难,一方面本来就是商业机密,另一方面敏感病原体谁,都不敢轻易报吧,但我还是觉得这个,事情很有意义,希望有朝一日可以,成为现实吧)。

也希望我们经历了,这次新型冠状病毒事件后,国家的重大公共卫生事件的,处理能力有长足进步吧。个人认为,在通告宣传上可以借鉴天气,预报的规则——“总是会往危害大,些方面去预报”,以提醒民众做更多预防,降低心理预期。俗话说:没有期望就不会失望。

这件事情对我而言,仿佛就是一场年终大考,用尽所学,交了一份还算,合格的答卷吧,只是这份答卷是否发,挥出最大的作用了呢?第一次亲身参与到了,一次如此重大的公共卫生事件,做出了一点贡献,也锻炼成长了许多。

据我目前所知,最早发现这个病毒的,应该就是我们了,因为也是我们上报结果,以后,疾控系统开始介入。从gisaid数据库网站上提交,的数据看,样本收集的时间也是我们,最早的。也许其他机构也测,到了这个病毒,但这是未知的病毒,核酸数据库中没有参考,基因组,他们不一定有这个生信能力,去分析鉴定。



所以,应该就是我们首次发现了这个,新型冠状病毒吧,记录一下。

希望早点战胜疫情吧。

中国加油!武汉加油!

2020.01.28

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抗新型肺炎故事征集中
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病毒传染力究竟有多强,牵动所有人的心。

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来源:小山狗 新民晚报

责编:郑华菊


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