噩梦般的场景近二十年前刚烧入我的记忆:长城杰,北京通常混乱的“第五大道”,荒凉而没有生命的迹象。学校关闭,地铁空虚,人们吓坏了他们的家园。每天晚上,州电视频道报告了新案例和新的死亡。一直在,我们不得不面对一个令人不寒而栗的真理:冠心病,SARS,是如此小说,没有人理解它如何传播或如何有效治疗它。没有疫苗在视线中。最后,它杀死了近1000人。

非典与肆虐中国并在全球蔓延的新冠肺炎疫情(COVID-19)不可避免地有相似之处。然而,对这两种流行病的反应也明显地突出了生物技术和全球合作在过去20年里的发展。基因测序技术、合成生物学和开放科学的进步正在改变我们应对潜在全球流行病的方式。在某种程度上,这两种流行病是科学本身的一面镜子,既反映了技术进步,也反映了合作精神的转变。

我要明确指出的是:任何应对一种新的传染性疾病的措施都是科学、政治、种族主义、错误信息和国家自我意识的模糊混合。这是naïve指出更好的病毒控制,并说这完全是因为技术。然而,对这两次疫情的比较戏剧性地突出了科学界在过去20年里是如何向着更好的方向改变的。

更便宜,更容易的遗传合成

病毒的遗传蓝图是其起源和特质的第一个线索。对Covid-19的反应非常迅速。在武汉的第一个确定的案例中,中国科学家们沉积了病毒的部分遗传蓝图基因库这是一个广泛咨询的在线数据库。

几乎立即,来自所有部门的科学家,生物技术,政府 - 世界各地开始在线订购病毒基因组的部分,以便在自己的实验室中学。

制造定制DNA分子的商业公司的兴起,例如DNA集成技术(IDT)和生物糖类举例说明从2003年到2020年,基因合成发生了多大的变化。从零开始制造整个基因组的成本大幅下降,催生了一个快速发展的廉价邮购病毒(和其他生物体)部件的行业。例如,Biobasic提供“底漆”可以放大COVID-19基因的某些部分,每个只需几美元。这些原始的基因工具,经过快速的合成和提纯,成为科学家在他们自己的实验室里重建病毒重要部分的关键成分。

迅速分享病毒基因组加上轻松在线订购使科学家更容易研究虫子和测试潜在疫苗。根据一个CBS8报告Inovio这家总部位于圣地亚哥的生物技术公司已经研制出了一种潜在的COVID-19疫苗,并在老鼠和豚鼠身上进行了测试。如果它们获得FDA的批准,人类临床试验最早可能在今年夏天开始。萨诺菲Inovio公司、Moderna公司和其他制药巨头紧跟其后。相比之下,SARS疫苗的研制需要大约20个月的时间,而这一流行病已经消退很久了。尽管COVID-19可能面临同样的命运,但疫苗研发的势头是前所未有的。

进一步迈出一步,科学家现在也有能力从头开始重新创建Covid-19。部分病毒遗传序列通常足以为工程疫苗。但是,只有一个现场,完整的版本可以向大量问题提供线索,例如它如何传播,它来自哪里,以及它如何从动物跳到人类。例如,通过系统地突变病毒的部位,科学家可以破译病毒所需的临界基因来扩散或产生疾病,或者在人口内建立更准确的模型。

然而,到目前为止,中国是唯一一个获得完整病毒的国家,这意味着其他国家也需要这样做直接从它的数字DNA代码构建病毒。该技术大约是可能的大约二十年,但商业遗传综合的进步是大量简化过程,这么多,使得主要障碍是对实验室事故或生物恐怖主义的监管恐惧 - 而不是技术。

随着基因合成成本继续下降,合成生物学工具变得更加强大,Lab-Made克隆的大流行病病原体可能会变得更加突出,以便对抗流行病。正如一位冠状病毒专家所说,合成病毒就是“医学研究界如何应对新威胁的未来。

在线,开放科学

SARS和Covid-19回应之间的其他区别不是生物技术。这是数字的。当SARS于2003年爆发时,互联网只能在线上网,以获得大部分用户,电子邮件相对较新。从隔离区域获取信息非常困难。

尽管是数字挑战,但SARS仍然被视为一个统一的时刻,其中国际研究人员 - 以防止所有赔率,竞争和内部队员 - 通过个人通信共享信息,标本和试剂。但是,向更大的受众传播信息依赖于政府机构,包括CDC或期刊的学术论文。

相比之下,Covid-19的数据交换迅速和丰富。由于前发布服务器的兴起,如生物奇,科学家现在可以轻松地绕过月刊出版的月份的同伴审查过程,并直接在线发布结果。

公开分享信息是一把双刃剑:因为Biorxiv论文没有同行评审,他们的质量可以击中或错过。尽管如此,资源迅速出现为在线的水冷却器为研究COVID-19的科学家。例如,一个从零开始构建COVID-19的团队从服务器上提取了四个不同的基因组序列,并将结果取平均值,生成了一个一致的序列。

这种快速传播信息不仅仅是帮助疫苗发展。这也是舒缓的公众恐惧。一种小说,致命的病毒必然会受到公众的恐惧,错误信息和不信任,特别是如果科学家们保持妈妈的早期结果。Biorxiv提供了一种让初步数据进入聚光灯的方法,在那里科学家和记者可以检查,建立或向公众报告固体结果。

预发布服务器并不完美;有可能出现错误信息或被曲解的数据,这些都需要被审查。但很明显,bioRxiv在加速病毒知识传播方面发挥了关键作用,也是开放科学运动的证明。

一个全球战

随着科学变得更加开放,它也变得更加合作。

自2003年SARS爆发以来,全球合作已爆炸于数字以来,目前国际举措是一个十几次。科学界对Covid-19的回应是该班次的强大示例:在对阵时钟的比赛中,而不是“摇动”个人名人的数据,让我们让每个人都能协作和加速发现。

也就是说,在没有“地面零”国家的第一个步骤的情况下,全球合作是不可能的,即,让世界提醒世界爆发。2003年,中国试图在太大的问题之前尝试挤压任何SARS;2019年,中国官员相对迅速地提醒世界卫生组织到Covid-19(尽管没有严重的手臂扭曲和悲惨的死亡)。

我们可以惊叹于基因技术、合成生物学或应对病毒流行的计算机建模方面的进步;但从根本上说,预防疾病爆发需要原产国尽早发出警报——不要再尴尬了。

更多的流行病将接踵而至。在过去的30年里,超过30种新型传染病在全球各地肆虐,模拟实验表明,蝙蝠和其他动物携带的许多病毒有可能直接传染给人类。科学家有一个游戏计划。政府会追随我吗?

图片来源:新型冠状病毒SARS-CoV-2NIAID

范雪来是一位神经科学家出身的科学作家。她在不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)完成了神经科学博士学位,在那里她开发了神经退化的新疗法。在研究生物大脑时,她开始对人工智能和所有生物技术着迷。毕业后,她搬到了加州大学旧金山分校,研究以血液为基础的因素,使衰老的大脑恢复活力。她是……

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