Bir Sonraki Pandemiyi Birleştirmek

Covid-19, Kamboçya’ya bir yıl önce 23 Ocak’ta, hastalığın ilk tespit edildiği şehir olan Wuhan’dan bir Çin vatandaşı uçarak geldi ve kısa süre sonra ateşle hastalandı. Covid-19’a neden olan koronavirüs SARS-CoV-2’nin genetik materyalini tespit etmek için yapılan bir PCR testi, Covid-19’a neden olan koronavirüs pozitif çıktı. Bu haberle birlikte hastalık resmen başka bir ulusun sınırlarını deldi.

Gelişmekte olan bir sağlık sistemi ve Wuhan’dan birçok direkt uçuşa sahip gelişmekte olan bir ülke olan Kamboçya için, yeni hastalık özellikle yüksek bir risk teşkil ediyor gibi görünüyordu.

Kamboçya’da yıllardır çalışan Ulusal Alerji ve Bulaşıcı Hastalıklar Enstitüsü’nde bir halk sağlığı araştırmacısı olan Dr. Jessica Manning de bir fırsat gördü: ülkenin yeni hastalıkları izlemek için küresel çabaya katılmasına yardımcı olmak.

Dr. Manning, bir organizmanın genomunu oluşturan harfleri okuyan bir cihaz olan genetik sıralayıcı aracılığıyla hastadan nazal ve oral örnekler aldı; sıralayıcı, Kamboçya hükümetinin Phnom Penh’deki parazitoloji bölümündeki laboratuvarına yeni eklenen bir üründü. Dr. Manning, “Dizilerin sıralayıcıdan çıkmasını bekleyemedim,” diye hatırladı. “Tamamen baş döndürücü bir heyecandı. “

Sıralayıcı, ham verileri, örnekteki genomları bir araya getirip diğer bilinen organizmalarla karşılaştırabilen IDseq adlı çevrimiçi bir yazılım paketine yükledi. Sistem, Dr. Manning’in grubundan numunenin ne içerebileceğine dair herhangi bir ipucu olmadan, Wuhan’da tanımlanan yeni koronavirüsün genomuyla neredeyse aynı olan bir virüs içerdiğini doğruladı. Virüsün genomundaki yaklaşık 30.000 harften sadece biri iki sekans arasında farklılık gösterdi.

Covid-19’un ilk günlerinde araştırmacılar, PCR testlerinin ne kadar doğru olduğunu veya virüsün potansiyel olarak farklı özelliklere sahip yeni türler ürettiğini bilmiyorlardı. Kamboçya raporu, PCR testinin doğruluğunu onaylamaya yardımcı oldu ve dizilerde yalnızca küçük değişikliklerin göründüğünü ortaya çıkardı. Virüs önemli ölçüde mutasyona uğruyor gibi görünmüyordu – bu, hastalığın test edilmesinin, tedavi edilmesinin ve aşılamanın daha kolay olacağının bir göstergesi.

Dr. Manning’e göre bu egzersiz, gelişmekte olan dünyadaki küçük bir araştırma karakolunun bile yeni veya beklenmedik patojenleri başarılı bir şekilde tespit edip genomlarından onlar hakkında önemli bilgiler toplayabileceğinin kanıtıydı. Bu nedenle, onun laboratuvarı ve benzerleri, bir sonraki potansiyel pandemi için erken uyarı sistemi olarak hizmet edebilir.

Kara kutuyu açma

40 yaşındaki Dr. Manning, kariyerine yeni hastalıkları değil, gelişmekte olan dünyayı en çok etkileyen bilinen hastalıkları inceleyerek başladı.

2008 yılında Emory Üniversitesi’nde tıp diplomasını alırken, Bamako Üniversitesi’ndeki bir proje kapsamında sıtmayı incelemek ve tedavi etmek için Mali’ye gitti. “Altı ay boyunca çalılıklarda örnek toplayarak yaşadım” dedi. “Kimsenin bana söylemediği gece şiddetli sıtma vakaları geliyor. Aylardır tam bir gece uyuyamadım. Korkunçtu, çünkü kapıdan 10 saniye sonra pek çok çocuk bizim onları değerlendirdiğimiz gibi ölecekti. “

Genç ve ağır bir hastaya artesunate adlı yeni bir sıtma ilacı uyguladığını ilk kez hatırladı. Dr. Manning, “Neredeyse ölüydü ve iki gün sonra ayağa kalktı ve iyiydi” dedi. Lazarus gibiydi. Dr. Manning, ofisinde Fatoumata adında bir kız çocuğu olan hastanın yanında bir fotoğrafını tutuyor.

Dr. Manning, “Böyle bir iş yapmak tüm duyularınıza saldırıyor” dedi. “Bu çok büyük. Ama çalışmamız gereken yer burası. “ Kredi. . . The New York Times için Thomas Cristofoletti

Çalışmanın araştırmayı ve hastaları tedavi etmeyi nasıl birleştirdiğini beğendi. “Yatağın başındayken ve bankta olduğunuzda bu yepyeni bir boyut getiriyor,” dedi laboratuvar anlamında. “Böyle bir iş yapmak tüm duyularınıza saldırıyor. Bu çok büyük. Ama çalışmamız gereken yer burası. ”

Haiti, Malavi ve Ruanda’da halk sağlığı projelerini takip ettikten sonra, Dr.Manning 2014 yılında epidemiyoloji alanında yüksek lisans derecesi aldı ve ardından Dr. Anthony S başkanlığındaki Ulusal Alerji ve Bulaşıcı Hastalıklar Enstitüsü’nde doktor araştırmacısı olarak görev aldı. Fauci.

Enstitüde, insanları sivrisineklerin taşıdığı birçok hastalığa karşı koruyacak evrensel bir sivrisinek aşısının nasıl geliştirileceğini anlamaya çalıştı. Aşı, sivrisinek tükürüğüne karşı bir bağışıklık tepkisi üreterek, sivrisinekteki herhangi bir patojenin ısırılan kişiyi enfekte etmesini önleyerek çalışır. Dr. Manning, insanlardaki bağışıklık belirteçlerinin sivrisinek tükürüğüne ve taşıdığı hastalıklara maruz kaldıkça nasıl değiştiğini incelemek için Kamboçya’da bir anket başlattı. Şimdiye kadar proje, sivrisinek tükürüğüne karşı bir aşı geliştirmeye yardımcı olabilecek beş molekül ortaya çıkardı.

Anket ayrıca Kamboçya’da birçok hastalığın gizemli kaldığını ortaya çıkardı. Dr. Manning, “Teşhis zordur ve bazı böcekleri teşhis etmek diğerlerinden daha zordur” dedi. “Sıtma gibi büyüklere odaklanma eğilimindeyiz. Bir hasta çok ateşliyse sıtmayı çöp sepeti teşhisi olarak kullanırız. Doktorlar neyin yanlış olduğunu tam olarak bilmediğinde, hastaları genellikle bir torba antibiyotik ve sıtma ilaçlarıyla tedavi ediyorlar.

2018’de Dr.Manning, Bill ve Melinda Gates Vakfı’ndan, araştırmacılara gelişmekte olan ülkelerdeki bulaşıcı hastalıklar hakkında daha fazla bilgi edinmek için genomiği kullanma hibeleri veren Küresel Büyük Zorluk hakkında bilgi aldı. Dr. Manning, bunu “Kamboçya’nın bu kara kutusunda neler olduğunu anlamanın” bir yolu olarak gördü – birçok açıklanamayan hastalığına patojenlerin neden olduğunu tam olarak bulmak için.

2019’da, Dr. Manning hibelerden birini kazandı ve kısa süre sonra üç meslektaşıyla birlikte, kara kutuyu açmaya yardımcı olabilecek araçları kullanmayı öğrendikleri San Francisco’daki bir araştırma merkezi olan Chan Zuckerberg Biohub’a uçtu.

“Dev bir yapboz gibi”

Dr. Manning’in projesi, bilinmeyen patojenleri tanımlamak için metagenomik sıralama adı verilen bir yaklaşım kullanıyor. Koronavirüsü tespit etmek için yaygın olarak kullanılan PCR testleri gibi daha geleneksel genomik tanı teknikleri, tek bir patojenin ayırt edici genetik dizisini arar. Bu testler doğru, hızlı ve nispeten ucuzdur – ancak yalnızca aradığınızı bildiğiniz bir patojeni bulabilirler.

Bunun yerine, metagenomik sıralama, bir numunedeki tüm genomik materyali okur ve mevcut tüm organizmaları tanımlar: yardımcı bakteriler, yaygın patojenler, daha önce hiç görülmemiş mikroplar. Dr. Manning, eski ABD Savunma Bakanı Donald H. Rumsfeld’den popüler bir alıntı yaparak, “Metagenomik bilmediğimizi bilmediğimizi gösterebilir,” dedi.

Ancak bilinmeyen bilinmeyenleri belirlemek aslında karmaşıktır. Yaygın dizileme makineleri, DNA ve RNA moleküllerini, her biri düzinelerce ila yüzlerce genetik yapı bloğu içeren kısa parçalara böler ve her birindeki blok dizilerini okur. Bu, başlangıçta nasıl düzenlendikleri hakkında hiçbir bilgi olmadan milyarlarca kısa sekans üretir.

Tüm bu verileri anlamlandırmak için, Dr.Manning’in laboratuvarı, tüm kısa segmentlerin herhangi bir sayıda genomu oluşturmak için nasıl bir araya gelebileceğini tersine çeviren ücretsiz bir çevrimiçi, açık kaynaklı yazılım paketi olan IDseq’i kullanıyor ve bunları bilinen genomlarla karşılaştırıyor halka açık veritabanları.

San Francisco, California Üniversitesi’nde biyokimyacı ve IDseq’in baş geliştiricisi Joseph DeRisi, “Dev bir yapboz gibi,” dedi. “Parçaların kenarlarının uyuştuğu yerde, onları bir araya getirebilir ve genomun bir resmini oluşturabilirsiniz. “Bu analiz, yüzlerce veya binlerce güçlü işlemciye dayanan hesaplama açısından zahmetlidir. Ancak IDseq, buluttaki sunucularda çalışır ve gelişmekte olan ülkelerdeki araştırmacıların analizi ücretsiz olarak uzaktan yapmasına olanak tanır.

Metagenomik eğitimlerini aldıktan sonra, Dr. Manning ve meslektaşları Kamboçya’ya döndüler ve Chbar Mon kasabasındaki bir hastanede bir sıralama projesi oluşturdular. Şimdi, açıklanamayan ateşi olan hastalar hastaneye geldiğinde, işçiler kan örneklerini alıyorlar ve onları Phnom Penh’deki Kamboçya hükümetinin parazitoloji bölümünde Dr.Manning’in laboratuvarına gönderiyorlar, burada araştırmacılar hastayı tam olarak neyin rahatsız ettiğini belirlemek için metagenomik analizi çalıştırıyorlar .

Böyle bir hasta Mayıs ayında ortaya çıktı. 13 yaşındaki Phoun Phalla, sekiz aydır ara sıra ateş, ağrı ve titreme ile hastaydı ve kimse onun neyin yanlış olduğundan tam olarak emin değildi.

Phalla’nın ebeveynleri onun metagenomik çalışmaya katılmasına izin verdikten sonra, tıbbi personel onun kanını çekti ve araba ile Phnom Penh’deki laboratuvara teslim ettirdi. Oradaki teknisyenler, örneklerini sıralayıcıdan geçirdi ve verileri IDseq’e yükledi.

Tarama, Phalla’nın bir hastanın karaciğerinde pusuya yatıp ardından kan dolaşımına girerek ateş, yorgunluk ve baş ağrısına neden olabilecek bir sıtma türü taşıdığını gösterdi. Standart antimalaryal ilaçların kullanımı sınırlıdır; parazit karaciğere geri çekilir, ancak haftalar veya aylar sonra tekrar alevlenir.

Hastane, kesin bir teşhisle, karaciğerde saklanan sıtma parazitlerini öldürebilen birkaç ilaçtan biri olan primakin’i reçete etti. Phalla kısa süre sonra tekrar sağlıklıydı, yemek pişiriyor ve genç akrabalarıyla oyun oynuyor. Annesi, “Buradaki insanlar ona bakılmış gibi hissediyor” dedi. İyileştiği için çok rahatladım. ”

Erken uyarı sistemi

Güneydoğu Asya’da yeni patojenleri izlemek, son zamanlarda Covid-19 salgınını anlamak ve bir sonraki salgını gerçekleşmeden durdurmak için küresel çabanın önemli bir parçası haline geldi. Ocak ayının sonlarında, çoğu Kamboçya’daki Pasteur Enstitüsünde bulunan bir grup araştırmacı, 2010 yılında Kamboçya’da yakalanan bir yarasada SARS-CoV-2 ile yakından ilişkili bir koronavirüsü keşfetmek için metagenomik dizileme kullandığını açıkladı. Keşif, ” Araştırmacılar, Güneydoğu Asya, SARS-CoV-2’nin kökenleri için devam eden araştırmada ve gelecekte koronavirüsler için gözetimde dikkate alınması gereken önemli bir alanı temsil ediyor ”diye yazdı.

Araştırmanın lideri Dr. Veasna Duong, Kasım ayında Nature’a “Aradığımız şey buydu ve bulduk” dedi. “Aynı zamanda heyecanlı ve şaşırtıcıydı. ”

Bu bulgu, virüslerin türler arasında nasıl ve ne zaman geçtiğini daha iyi anlamak isteyen araştırmacıların dikkatini çekti.

Dr. Duong, özellikle insanların meyve yarasalarına yakın olduğu yerlere bakıyor. Geçen ay BBC’ye verdiği demeçte, “Bu tür bir maruziyet virüsün mutasyona uğramasına izin verebilir ve bu da bir pandemiye neden olabilir” dedi.

Dr. Manning, Patojenlerin insanlara sıçrayabileceği iki yerel ıslak pazarda hayvanları izlemeye başlamak için metagenomik kullanarak Kamboçya’nın bulaşıcı hastalıklar merkezi ile çalışmayı planlıyor. Ve grubu, yakın zamanda ateş izleme projesini yeni ve teşhis edilmemiş hastalıkların yayılması hakkında erken uyarı sağlamak amacıyla Phnom Penh’deki iki kalabalık hastaneye genişletti.

Küçük bir Kamboçya laboratuarının tek başına bir sonraki potansiyel salgını yakalaması olası değildir, ancak Dr. Manning’in yaklaşımı için güçlü bir kavram kanıtı sağlamıştır.

“Kamboçya merkezli proje, metagenomik dizilemenin değerini gerçekten gösterdi,” diyor Gates Vakfı’nda bir genomik uzmanı olan ve Dr. Manning’in hibe alma teklifini seçmesine yardımcı olan bir program görevlisi olan Dr. Farhad Imam.

“Bir sonraki salgın için bir erken tespit ağı kurabilirsiniz” dedi. “Ne olduğunu ne kadar hızlı anlarsak, onu yenmek için araçları o kadar hızlı geliştirebiliriz. ”

[ Facebook’taki Science Times sayfası gibi. | Kaydolun Science Times haber bülteni.]