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    大(dà)数据捉“毒(dú)”显威(wēi)力!

    2020/02/10中国科学报477

    真(zhēn)实世界永远比我们(men)想(xiǎng)象的更出人意(yì)料。

    研究(jiū)显示,零(líng)号新型冠状病毒肺炎患者其实与华南市场(chǎng)并无直接关联。他通过何种渠道感染病毒目前无从得知。零号患者体内的病(bìng)毒是否直接来源于野生动物或者野(yě)生动物的(de)排(pái)泄物,还是另一个隐(yǐn)身于茫茫人海的病(bìng)毒感染者?

    目前,不得而知。

    确定病(bìng)原体的(de)重要(yào)性

    既(jì)然已经(jīng)知道(dào)了病毒,为何(hé)科学家还执着地寻(xún)找源头?面(miàn)对《中国科学报(bào)》的采访,香港(gǎng)大学公共卫生学院教授朱华(huá)晨(chén)表(biǎo)示,确定来源才可以从源头和根本上切断传播(bō)链,避免(miǎn)病原体的再(zài)次引入和再次暴发。

    而确定(dìng)病原体的来源(yuán)需要做一(yī)系列的系统工作。首先是根据(jù)流行病学(xué)关联,找到患者可(kě)能接触、暴露的现场,采集各类与(yǔ)病原体(tǐ)可(kě)能(néng)有关的标(biāo)本,看是(shì)否能检测到类(lèi)似病原体(tǐ)。

    找(zhǎo)到阳性病原体后,需要继(jì)续向上追溯其来(lái)源,包括产地(dì)、运输(shū)过程、可能接触与暴露(lù)的(de)地方。然(rán)后(hòu)把(bǎ)所(suǒ)有病原体全部(bù)测序,根据序列的纵向进(jìn)化和横(héng)向亲(qīn)缘关(guān)系推(tuī)断(duàn)病原体在不同宿主(zhǔ)中传(chuán)播的来龙去脉。

    虽(suī)然新冠病毒早已经被证实了人传人,但是否可能(néng)存(cún)在人传动物,朱华晨认为,也有可能,但无证据。“目(mù)前传(chuán)染源(yuán)都还没搞清,这些就更不可(kě)能清楚(chǔ)了。”如果真的(de)可以人(rén)传(chuán)动物,单纯(chún)隔离(lí)人类的措施对疫情是否完全可(kě)控,朱华(huá)晨表示,仍有待商榷。

    基于基(jī)因组大(dà)数据的(de)防控策略(luè)

    虽然寻(xún)找新冠(guàn)病毒(dú)病(bìng)原(yuán)体的工作仍在继续,但借助二代测序技(jì)术对该病毒本身进(jìn)行研究难(nán)度并不大。

    通俗地说(shuō),对于一个疑似患者的(de)样本,例如肺(fèi)部灌洗液,目前的技术(shù)可以(yǐ)把各种可能的致病微(wēi)生物的基因组DNA序(xù)列都(dōu)读出(chū)来,编成目录。临床医生和技(jì)术人(rén)员可以(yǐ)直接阅读这些“最(zuì)底层”的信息,对比未发传染病患者的(de)样本信(xìn)息,快速发现可感染(rǎn)人类的新(xīn)病(bìng)毒。

    据了解,单(dān)个冠(guàn)状病毒基因(yīn)组大(dà)概在26kb~32 kb。这种(zhǒng)长度对于目前测(cè)序技术而言,没有(yǒu)特(tè)别困(kùn)难之处(chù),检测成本也在可控范围之内。

    然而,关键(jiàn)在于标本的(de)安全性以(yǐ)及对样本间交叉污染的控制。而要排除污(wū)染,需要建立符合(hé)质(zhì)量控制和生产(chǎn)规模(mó)的高通量检测(cè)实验室,这(zhè)需要花费(fèi)相当的(de)时(shí)间。

    此外,采访中,专家还表(biǎo)示,随着(zhe)疑似患(huàn)者样本(běn)源源不断(duàn)送来,检测机构要能在有(yǒu)效时间内抽提RNA并完成测序,然后与(yǔ)已(yǐ)知新冠病(bìng)毒基(jī)因组数(shù)据进(jìn)行比对,以确定患者(zhě)体(tǐ)内是否感染新冠病毒。

    不过,通过测序进行诊断,成本(běn)和技术要求(qiú)都较高。目前,主(zhǔ)要通过聚合酶链式(shì)反应(PCR)检(jiǎn)测(cè)诊断新冠肺炎(yán)。

    科(kē)学家可以从病毒基因组大样本数据中寻找出传(chuán)染能力最强(qiáng)的毒株,进(jìn)而快速理解传染力的形成,并对之产生相应的最有(yǒu)效防控策略。

    而目前困局是,这样大样本病毒(dú)基因组(zǔ)数据库(kù)是否存在。

    以数据追踪“可疑人群”

    当前,全(quán)国多数城市都(dōu)采取严格手段遏制新型肺炎(yán)蔓延,这就(jiù)可以通(tōng)过(guò)用户(hù)数据进(jìn)行采集加(jiā)以控制。

    对此,上海(hǎi)大数据联盟常务副秘书长马慧(huì)民告诉《中(zhōng)国科学报》,“非常时期(qī)用非常手段,只要确保采(cǎi)集到的个(gè)人(rén)位置数据(jù)仅用于(yú)疫情防控就可以。目前除了三大(dà)运营(yíng)商(shāng)以外,微信、支付宝等都(dōu)有用户的基于位置服务(wù)的数据(LBS数据),通过整合感(gǎn)染人(rén)群(qún)的各种LBS数据,就可以(yǐ)还原病毒的传(chuán)播轨迹。但(dàn)是这些LBS数据的(de)采集获取和分析(xī)处(chù)理(lǐ)需要额外经费投(tóu)入,随(suí)感染人群(qún)规(guī)模扩大而(ér)增(zēng)加(jiā),由此(cǐ)产生(shēng)的(de)费用(yòng)由(yóu)政(zhèng)府财政支出。”

    “移动互联网时代,大数据对于(yú)精(jīng)准疫(yì)情防(fáng)控(kòng)将会起(qǐ)到重要作用(yòng)。每个人在哪个位(wèi)置、去了哪里、跟(gēn)什么(me)人有(yǒu)接(jiē)触,都可(kě)以通过手机位置记录下来(lái)。”马慧民提议,此时,关(guān)键(jiàn)在(zài)于有(yǒu)效锁定疫区人群,及时掌握疫区人群的(de)流动以及人(rén)群到(dào)其他城市之后具体的分布(bù)。

    那么数据从(cóng)哪里(lǐ)来?马慧民认为(wéi),一是采取由面及点的做法,即把去年12月以(yǐ)来华南海鲜市场里的手机信息数据和各(gè)类交(jiāo)易信息(xī)都调出来,结合(hé)大数据平台追踪这些人群的流向(xiàng),就(jiù)可以还原重点人群分布和流动图(tú),形成对于疫情发展(zhǎn)的(de)总体判断。二是采(cǎi)取由点及(jí)面的做法(fǎ),即采用(yòng)小程序(xù),把已(yǐ)确诊病例、疑似人群都管控起来,要求(qiú)这(zhè)类(lèi)人(rén)群(qún)在小(xiǎo)程序上及(jí)时登记填写信息(xī),通过大数据平台将这些人群自登记之(zhī)日(rì)前14天的活动轨迹(jì)还原出来,寻找到其中的密集场(chǎng)所,并形成高危场所数据库统一对公众发布,以便(biàn)于公(gōng)众(zhòng)自我检查。

    之后,再结(jié)合(hé)医疗机构(gòu)获得的病毒基因组数据,就(jiù)可以重点追查到强传染性的潜在患者。

    数据建立(lì)新信任机(jī)制战疫情

    此外(wài),马慧民认为,还可以尝(cháng)试用区块链记录每个病例。这等于给(gěi)患者和每个疑似病例建(jiàn)一条链,那么在患者这几周出现的位置上的所(suǒ)有信息(xī)、与他(接触)的(de)人群(qún)都可以(yǐ)出现(xiàn)在这条链上。区块链不可篡改,而且可(kě)以溯(sù)源。

    其实,区块链不(bú)仅仅可(kě)以(yǐ)应用在防疫方面,还能在更大范围内起(qǐ)作用(yòng)。

    “比如,关(guān)于各类医(yī)用物质(zhì)的使(shǐ)用去向、疫情早期到底被谁耽误了等。”马慧(huì)民表(biǎo)示,一(yī)种新的数据技术,可以(yǐ)让我们每(měi)个人(rén)从(cóng)中获得新的(de)信任感。

    这样一来,新的信任(rèn)机(jī)制建(jiàn)立不是靠人或机构的承诺,而是新的数据平(píng)台。

    “真(zhēn)实世(shì)界(jiè)永远比(bǐ)我们(men)想象的(de)更(gèng)出人意料,因此人(rén)类面对自然(rán)必须要有谦卑的心态。”马慧民说(shuō),从预(yù)防(fáng)、溯(sù)源、治(zhì)疗(liáo)、随访、追踪、管理、物流、信息发布和问题解答等方面构建大数据平台(tái),将(jiāng)湍流不息的数据和嗡嗡作响的机器转化为对每(měi)个人的(de)关怀(huái),尽早打赢这(zhè)场(chǎng)疫情阻击战。

    关键词:




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