如果您最近曾經出國旅行,回國後可能會在美國幾個機場的航站樓遇到人員,邀請乘客接受檢測,檢查是否感染COVID-19病毒。這種方式持續追蹤COVID-19可能通過旅客進入國內的情況以及他們帶來的變種情況,效果出乎意料地好。
就在繁忙的假期旅遊季來臨之際,該計畫的運營者美國疾病控制與預防中心(CDC)、波士頓生物技術公司Concentric by Ginkgo Bioworks以及XpresCheck正擴大範圍,除了SARS-CoV-2外,也開始對流感病毒和呼吸道合胞病毒(RSV)進行篩查。最終,該計畫將陸續增加對30多種病原體的檢測。
自2021年啟動以來,該基於旅客的基因監測計畫(Traveler-based Genomic Surveillance,TGS)提供了關鍵的窗口,讓我們了解COVID-19在國內外的傳播情況,特別是隨著更多人依賴家用檢測盒而不再報告結果的情況下。每週大約有6,000名抵達美國7個主要國際機場的旅客自願接受檢測。他們也提供基本的匿名資料,如航班起飛地和行程中其他國家;並回答有關疫苗接種狀況、年齡以及是否曾與最近檢測呈陽性的人密切接觸等問題。對流感和RSV也會提出類似問題。
到目前為止,該計畫已納入超過36萬名旅客,對超過1.4萬個樣本進行基因測序,並將數據上傳至公開的基因資料庫,協助公共衛生官員更好了解病毒在何處傳播。TGS最早在美國發現BA.2.86變種,該病例是一名8月從日本乘飛機抵達華盛頓杜勒斯機場的旅客,甚至早於日本本身報告任何案例。這也是該變種首次在丹麥和以色列以外的地方被發現。
「我們在這個平台上取得了相當大的成功,」美國CDC旅客健康分支主任辛迪·弗里德曼博士表示。「因為旅客在旅行過程中會傳播和感染各種病原體,他們可以幫助我們彌補全球監測的空白部分,早期了解什麼病原體進入國內,以及全球各地的情況。」由於並非所有國家都擁有強大的傳染病檢測和監測體系,TGS計畫提供的信息不僅關於美國,也關於全球。「我們不再等待某人生病後才去看醫生或去急診室,」弗里德曼說。「我們試圖提前一步獲取數據。」
弗里德曼表示,她和團隊也不完全依賴長途跨洲航班旅客的奉獻精神自願接受鼻拭子檢測。自2021年啟動以來,該計畫還開始收集和研究飛機的污水樣本,以及飛機排放廢水的共用排水道中的樣本。弗里德曼表示,這種收集方式可以更有效地追蹤進入國內的病原體,因為「一個樣本代表200至300名飛機上的人」。弗里德曼表示,她的團隊也在研究從機場取樣,進一步推進對病原體全球傳播來源和威脅的了解。
在最新版本的計畫中,紐約甘迺迪機場、舊金山國際機場、波士頓洛根機場和杜勒斯機場的旅客自願採樣鼻腔,Concentric的實驗室利用Ginkgo進行基因分析,檢測SARS-CoV-2、流感病毒和RSV。科學家也剛開始對這些額外病毒在污水中的篩查。如果序列顯示突變或其他變化,將送往亞特蘭大CDC實驗室進行更深入分析。與原始COVID-19檢測一樣,所有基因數據都上傳至公開基因資料庫,供研究人員研究。
未來幾年,該計畫將增加對數十種其他病毒和細菌的檢測,以及表明病毒或細菌已經對現有治療產生抗藥性的突變。最終,弗里德曼表示,她的團隊希望從機場取樣空氣,為了更好地了解病原體從全球哪裡傳入,以及是否存在公共衛生威脅,因為現有治療無法控制它們。
未來將進行篩查的一組病原體包括副流感病毒,可能導致喉炎或肺炎,對嬰幼兒尤其危險。「對一些呼吸道病原體,如副流感病毒3型,公開基因組數據目前完全沒有,」Concentric的計算生物學家卡桑德拉·菲利普森表示。「我們很高興能建立這些病毒的全球基線數據庫。我們提供的數據越多,對這些病原體的整體認識就越深。」