华大基因神速解码“超级病毒”
时间:2011-06-19 00:00 来源:深圳商报 作者: 点击:次
| 从5月30日中午华大基因位于香港的实验室接到寄自德国汉堡埃彭多夫大学医学院的感染病例DNA样本，到6月2日华大基因和合作团队发布“疫情是由一种新型具有超级毒性的大肠杆菌引起”的消息，时间不过三天。时隔5天之后的6月7日，让全世界振奋的消息再次从深圳发出：华大基因研究院已研制完成德国大肠杆菌检测试剂盒，并免费向全球疾病控制和研究机构提供检测方案和引物信息。
华大基因领衔的合作团队何以能在接到检测样本之后的不到72小时时间里便揪出疫情的元凶，并在四五天时间里研制成功检测试剂盒？深圳商报记者通过采访，试图还原对华大基因的研究人员来说这非比寻常的一个多星期。 缉凶之始 留学生牵线搭桥，越洋标本成关键 “这是一场与死神的赛跑，也是一场全球范围内科研机构的科学竞赛。”昨天上午，深圳华大基因研究院的新闻发言人、生物学博士杨碧澄如此告诉深圳商报记者。 “死神”是一场突如其来的肠出血性大肠杆菌感染疫情。在媒体的表述里，这是一种“超级病毒”。最新的消息显示，自5月1日接到首例感染报告至今，疫情已在德国造成3235个感染病例，38人死亡。 未知的恐惧才是最可怕的恐惧。从黄瓜被“误伤”开始，这场横行欧洲的疫情其实一直找不到“真凶”。直到华大基因找到“真凶”，未知的恐惧才得到消除。 杨碧澄的描述，提供了这场科学竞赛之始的这样几个情节： 5月27日，德国汉堡埃彭多夫大学医学院临床部的工作人员小心翼翼地将一根装有纯化病菌DNA的小试管交给快递公司，要求紧急送往中国香港。试管里的纯化病菌DNA采自该中心一位肠出血性传染病人。在这类病人的人数不断增加时，德国汉堡埃彭多夫大学医学院的微生物专家被患者们要求检验的样品所包围。 5月30日中午，华大基因在香港的实验室收到了这管纯化病菌DNA。研究人员立即对这管DNA进行清理，几个小时之后，便投入到DNA序列的测试工作。大约6个小时之后，香港实验室在31日完成了这管DNA的序列测试，并立即将测试数据传送到深圳华大基因研究院。 “DNA数据产出之后，我们立即开始了生物数据的分析工作。”杨碧澄告诉深圳商报记者，“在数据分析的过程中，我们有4位核心研究人员，一直都在加班加点、夜以继日地工作，直到6月2日下午我们发布这次疫情是由一种新型具有超级毒性的大肠杆菌引起的消息。”她表示，华大基因参加这次基因组测序和数据分析的这个研究团体总共有十多人，但是“暂时不方便透露他们的名字”。 德国方面是如何找到深圳华大基因开展这项研究的？这还得从正在德国汉堡埃彭多夫大学医学院做博士后项目研究的杨亮说起。 杨亮今年不到30岁，但他在这次流行的大肠杆菌基因研究中发挥了非常特殊的作用。正是他牵线搭桥，让德国研究人员及时找到了可迅速进行基因测序的深圳华大基因研究院。杨亮此前在接受新华社记者的采访时透露，事情缘于他和自己的博士后导师、德国细菌专家罗德5月份在食堂进餐时的一次谈话。 据杨亮介绍，罗德在就餐闲聊时向他介绍了正在德国爆发的疫情，还说从患者症状看，病菌非常怪异。刚从丹麦出差回来的杨亮立即建议他赶紧去找深圳华大基因研究院合作，对病菌进行基因测序，以揭开病菌致病谜底。可谓机缘巧合，杨亮此前出差丹麦正是与那里的华大基因分部商谈自己研究的另一种细菌的测序事宜。于是，德国方面立即联系华大基因，委托基因测序事宜，并在几天后获得了他们想要的结果。 杨碧澄在采访中也向深圳商报记者证实，是德国方面主动联系了华大基因。她认为，正是由于华大基因作为目前全世界最大的基因组测序和研究中心，在国际上享有极高的知名度，德国方面才会主动联系华大基因进行这次研究合作。 特殊收获 端午当天获得突破，基因序列命名粽子 记者注意到，这次的研究成果是以深圳华大基因研究院、德国汉堡埃彭多夫大学医学院、中国疾病预防与控制中心和军事医学科学院微生物流行病研究所的名义联合发布的。这个合作团体是如何开展工作的？ 杨碧澄告诉记者，德国方面主要是提供这次研究的样本，另外它还有很多临床的病人可以提取研究样本，临床的研究工作主要是由德国方面来完成的。“我们在研究的过程中，一旦有新的发现，就会第一时间告诉德国方面，他们可以在临床阶段进行进一步的分析。”国内的其他两家合作伙伴，主要是负责实验阶段的一些实验室检测工作，以验证华大基因的发现。华大基因则主要是负责基因测序和生物信息学分析以及进一步的信息发掘工作。 杨碧澄透露，华大基因在5月31日获得了基因测序的数据。研究人员在短短的两天内就获得了对这些基因数据的最初步分析结果，揭示出它是一种新型的具有超级毒性的大肠杆菌，兼具侵袭、产毒、肠出血等特征，而且该新型菌株带有多种耐抗生素的特异在基因，致使其难以治疗。 “获得了这个致病菌株的一些最基本的致病线索后，我们的研究人员接下来还要面临更多的数据分析工作，他们也在不断地更新这个大肠杆菌基因组的序列，并开展一系列后续的分析，最终发现了它包含的8种抗生素的抗性基因，以及有可能的直接来源的菌株。”杨碧澄说，这些研究成果都是在6月4日、5日第一时间向世界公布。 杨碧澄还跟记者讲述了当中一个很有意思的故事：后续研究那段时间正好是端午节期间，但参加科研的人员都没有休息，一直在加班。就在端午节那天，他们组装出了一个更新版本的基因组序列。这是第一个真正意义基于从头测序的组装结果，也是真正意义上的这次德国爆发的大肠杆菌的参考序列。这个全基因组组装结果，比早前发布的版本更加完整，完整度大于99%，包含的信息也更全面。对这个版本的基因组序列的分析同样证实了该大肠杆菌含有来自肠出血性大肠杆菌（EHEC）和肠黏附性大肠杆菌（EAEC）的致病基因。因为那天是端午节，这些研究人员内部就把这个版本的基因序列称为“粽子版本序列”。被称为“粽子版本序列”的这个全基因组组装结果于6月7日与检测试剂盒同时发布。 “在外界看来压力很大、非常辛苦的科研工作，我们的科研人员却是乐在其中。”杨碧澄说道。 争分夺秒 跑赢死神事关责任，胜出竞赛证明实力 作为第一时间向全世界公开这次研究成果的平台，华大基因的官方网站上依然记录着中国人在这场科学竞赛中的重要时间节点。 6月2日14时41分28秒，华大基因及其合作团队宣布，此次在德国爆发的疫情是由一种新型具有超级毒性的大肠杆菌引起的。 6月4日7时15分33秒，华大基因公布对这次疫情大肠杆菌的最新研究进展，“已发现8种抗生素的抗性基因”。 6月5日零时3分7秒，华大基因公布，发现引起此次疫情爆发的菌株“与2001年在欧洲分离的菌株01－09591及2002年的中非分离株55989有高度相似性”，为疾病的起源、传播和控制提供线索。 6月7日18时44分零5秒，华大基因再次发布让全世界振奋的消息，华大基因研究院研制完成了德国大肠杆菌检测试剂盒，并免费向全球疾病控制和研究机构提供检测方案和引物信息。在同一条消息里，华大基因发布了一个更新版本的全基因组组装序列（“粽子版本序列”）。 而在这些时间节点上，6月2日14时41分28秒发布的研究报告，是全世界第一份揭示出这次德国疫情元凶的研究报告。就在同一天稍晚的时候，德国明斯特大学和生命技术公司的合作团队也宣布，测出来自一位患者的病菌基因组序列。两个报告的公布时间相差不到24小时。 杨碧澄也向记者透露，从6月2日开始投入检测试剂盒的研制，到6月6日研制完成，也不过4天时间。 为什么中国人更快？“我们可能比别人先想到测序吧，而且中国人可能办事也更有效率一些。”留学德国的细菌学者杨亮对新华社记者说，“中国科学家用最新的系统生物学技术给这个传染病的控制提供了最快的信息渠道，这说明我们的科学家在科学领域是挺敏感、挺前沿的。” “三天两夜就找到德国这次疫情的致病元凶意味着什么？”杨碧澄在回答深圳商报记者提问时表示，对于一项科研工作来说“这个时间是很快的”。她坦言，除了研究人员的争分夺秒，它确实也是一场竞赛，“因为这场疫情关涉到公共安全的紧急状况，我们既是在和死神赛跑，也是在和国际上一些在做着类似研究的机构进行的一场科学竞赛。我们也是希望在完成这个项目的同时，证明华大基因在这方面的实力和付出。”杨碧澄说。 无私公布 相关成果世界共享，后续研究紧盯治疗 在华大基因的官网上记者还看到，在发布这些消息的同时，华大基因及其合作团队还将这次研究测试的菌株的基因组图谱和其他研究成果，全部上传至美国国家生物技术信息中心（NCBI）数据库，供全世界的研究人员共享。 “NCBI数据库是全球公认的权威分子生物学数据库，也是一个公开的国际生物学信息搜索查询平台，如果你需要，全世界的人都可以登录这个平台查找信息。”杨碧澄解释说。 据新出版的美国《科学》杂志的报道，深圳华大基因研究院在6月2日向世人公开新病菌的全基因组数据后，研究人员通过维基、博客等现代通讯工具在线传播最新的研究结果。汉堡埃彭多夫大学医学院微生物学家霍尔格·罗德说：“研究进展如此之快令我吃惊，给我留下了深刻印象。” 而在6月3日，当华大基因宣布在德国爆发的疫情是由一种新型具有超级毒性的大肠杆菌引起的消息传到正在英国召开的应用生物信息和公共健康微生物学会议上时，与会科学家立即开始分析华大基因提供的病菌基因组序列。西班牙一家生物信息公司很快对新大肠杆菌的基因组序列进行自动分析，该公司研究员玛丽娜·曼瑞奎在自己的博客中写道：“在不到24小时的时间里，我们获得了数据、装配序列，并对序列进行解读。这是一个很好的研究范例。” “华大基因及其合作团队的研究成果公布之后，我们从国外一些研究同行那里得到了非常正面的反馈信息，他们都非常认同华大基因的做法。对检测试剂盒的研制成功和信息公开之后，德国联邦政府也正在利用这些公开的数据为公众提供服务，他们也非常关注和认可我们所做的。”杨碧澄16日告诉深圳商报记者。 杨碧澄表示，检测试剂盒的研制成功意味着，“它对这次疫情将直接起到监控和病毒检测的作用，可以有效地防止疫情的扩散，对患者来说，可以在很短的时间内快速地检测出是否感染了这个大肠杆菌，从而进行一些有针对性的治疗”。在公开报道中，这个“很短的时间”为两至三个小时。免费向全球疾病控制和研究机构提供检测方案和引物信息，其最重要的意义在于，世界各国只要有需要，具有相应的基本实验设备和检测素材，都可以也有能力去完成这项检测。“出于对整个疫情如何实施有效的监控和保障整个社会的公共卫生健康考量，我们觉得中国人应该也有能力担当起这个责任。”杨碧澄说道。 在采访的最后，杨碧澄向记者透露，目前华大基因已经掌握了这次大肠杆菌疫情的更多致病基因信息，接下来他们将有针对性地对它的致病机理展开研究，再下一步会通过对它的一些临床上的实验，进行药物和治疗方案的研发。 “我们正在跟德国方面和一些药物研发机构进行合作，一方面要对更多的临床样本进行研究，而最终是希望彻底了解它的致病机理，以寻找有针对性的抗体或药物。”杨碧澄说。 这，将是人类更大的福祉。 (责任编辑：glia) |