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捕捉新冠病毒基因序列,基因测序员的真实生活曝光!

2022-04-02 06:10 来源:青岛新闻网
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【青岛新闻网独家】

(记者 李丽涛 宁冠宇)

深夜11点,原本车水马龙的街头此时也行人寥落、车辆稀疏。但位于山东路的市疾控大楼内依然灯火通明,7楼的基因测序实验室里还忙着今天最后一批样本的上机工作,屋内脚步匆匆、热闹不已。

抗疫三年,随着精准防控的深入开展,“基因测序”一词越来越常被提及,除了核酸检测结果,大家也更多关注起样本基因测序的结果。疫情从何而来?又在哪条传播链上?这些问题都要由基因测序一一解开。协助溯源病毒、监控病毒变异趋势、掌握病毒的发展方向,是疫情时期基因测序主要目的。

自3月份青岛出现本土疫情以来,市疾控中心便一直承担着全市新冠病毒阳性样本的基因测序工作,但鲜为人知的是,背后负责这项工作的基因测序小组仅有4人。周彤、刘思彤、刘颂、刘子然,3女1男,平均年龄不满30岁,不到一个月的时间里,他们完成了500余个青岛和部分威海、烟台报告病例的基因测序工作,为确定传播链和溯源工作提供了数据支持。

无缝隙衔接他们将病毒“解剖”得更细

3月青岛突发本土疫情,市疾控各部门紧急部署奔赴一线岗位,微生物检验科也迅速抽调出4名检验人员组成基因测序小组。对于确认阳性的首发病例、指示病例及入境人员病例的核酸样本,在第一时间进行全基因组测序工作,来确定病毒的基因型别,并进行新冠病毒基因溯源。

“通过检测新冠病毒的全基因组序列,再将这个序列通过算法与数据库中的数据进行比对,可以初步判断病毒分支类型,是否与省内或国内其他地域流行株相同。将序列与既往病例序列进行比对,如果序列在同一进化树分支上,则可以判断这些病例是否来自同一传播链或传染源。”作为基因测序“四人小组”的一员,刘子然尽可能想用简洁易懂的词语解释背后复杂的原理。

10平米的基因测序实验室内摆满了各类先进仪器设备,都是用于新冠病毒的基因测序和溯源。设备前插空摆放的四把椅子就是小组成员的“临时工位”,从疫情到现在,他们已经在这个房间里日夜坚守了整整一个月。

基因测序有一个相对标准化的流程,从样本准备、病毒基因组全长捕获、文库构建到上机测序和生物信息学分析,整个测序的过程不能断,需要一直操作,组员们在各司其职的同时,也能“包圆”全流程的步骤,完全胜任对方的工作,在每个步骤之间都做到“无缝隙衔接”。

72小时压缩至24小时!日夜不停与病毒赛跑

由于样本通常是随到随测,为了提高效率,就连等待样本上机检测的时间也被基因测序小组成员也充分利用起来,在机器运转的同时进行着上一批样本的数据分析和下一批样本的文库构建工作,保证机器和人力的时刻运转。

国家对新冠病毒基因测序工作要求的时长是72小时出结果,但在团队的高效运转下,能实现40个小时内完成样品的接收、处理与分析工作。对于一些紧急特殊的样本,最快可在24小时内得到测序结果。

高效率测序的背后也意味着要压缩更多个人休息的时间。刘子然已记不清有多久没抱过女儿了。去年5月刚晋升为新手奶爸的他还没来得及与女儿建立情感,就匆匆奔赴检验岗位。这一个月来更是住在了实验室,偶尔得空回家女儿也早已睡下。尽管内心对妻儿充满了歉意,但看着团队里另外3位妹妹都卯足了劲儿的样子,自己也更有动力了。

可能有人会疑惑,测序结果快一个小时慢一个小时又有多大的区别呢?但对于基因测序小组成员来说,早一个小时出结果,也许就能早一个小时确定传播链条,早一个小时追溯到重点人群以避免更大范围的传播。他们就是在与病毒赛跑,而且必须要跑在前面。

作息跟着样本走他们是溯源工作的“幕后功臣”

日前,在山东省政府新闻办召开的疫情防控新闻发布会上,公布了青岛本轮疫情的病毒基因组序列分型为奥密克戎BA.1.1型进化分支和奥密克戎BA.2型进化分支并存,且基因测序结果与我国本土和入境人员病例基因库比对均不同源。短短两句的溯源结果听起来很简单,但背后却是这4位基因测序员用多少个日夜换来的巨大成果。

如今青岛已实现社会面“动态清零”,但这支团队依然不曾停下脚步,外省输入病例、境外输入病例的核酸样本都在继续进行溯源。实验室里的机器还在不停运转,大家也都各自忙活着手中的任务。这位“95后”小姑娘周彤已经在生物安全柜前整整操作了8个小时了,面前这50个样本在上机前必须手动完成病毒全长捕获和文库构建。用移液枪往样本中加试剂,换枪头,插紧,再加试剂,如此重复,光是这一个动作就要重复上千次。“处理一批样本比做俩小时核心力量训练还累。”周彤带着“95后”特有的幽默打趣道。

看似简单易上手的操作却暗含了各种奥妙,整个步骤繁琐且耗时长,对精度与速度的要求都很高,某个环节稍有疏忽就可能前功尽弃,影响到整个基因测序的结果。有时候熬完整个通宵还纠结在试剂浓度的精准度上,让人直呼崩溃。“最忙的时候连续熬了三天三夜,第二天倒头睡一会儿再继续干。基本上就是作息跟着样本走,什么时候处理完就算结束。”

“我的生日愿望是能好好睡上一觉。”

如果说样本上机前的步骤是“耗体力”,那下机后的步骤就是“费眼力”了。长达19-24个小时的上机测序结束后,便是对测序结果的分析。

刘思彤正坐在一个是普通电脑屏幕3倍大的显示器前,对着满屏黑、红、绿的字母和圆点进行分析,而这些浩如烟海般的字母和圆点正是病毒的基因序列。刘思彤要做的就是对其进行技术分析以获得准确的基因组序列,然后在国内、国外数据库中分别进行比对,寻找与之同源度高的基因序列,以判定它们的亲缘关系。

“我们4个人无一例外,都戴上了眼镜。”刘思彤笑称早已练出“火眼金睛”,上万条序列中每一个倏忽而过的基因突变位点都能被发现,快速溯源直至成功。

尽管承担着高强度的工作,但实验室里的氛围却异常欢乐。忙碌之余,大家还为“四人组”里的“三月寿星”刘颂过了一个难忘的生日。原来,刘颂的生日正值实验室那段没日没夜运转的日子,喝水上厕所都没时间,她自己更没顾得上生日。但好在后来疫情形势趋于平稳,小伙伴们便趁着吃午饭的时间,悄悄定了个水果蛋糕,为刘颂补过了这次生日。

“真是太惊喜了,我没想到大家那么忙还记得我生日。”回忆起点燃蜡烛、切蛋糕的情景,刘颂说她还许了一个“朴实”的生日愿望:“希望疫情赶快结束,能回家好好睡上一觉。”

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