摘要:新型冠状病毒 (2019-nCoV) 是一种新出现的病原体,于 2019 年 12 月底首次在中国武汉发现。该病毒是导致人类严重呼吸道疾病和肺炎样感染的持续疫情的罪魁祸首。由于中国和中国境外病例数量不断增加,世卫组织宣布冠状病毒为全球卫生紧急事件。截至 2 月,已报告近 35,000 例病例,至少有 24 个其他国家或地区报告了冠状病毒病例。包括美国在内的几个国家报告了人际传播。目前尚无有效的抗病毒药物或疫苗可用于治疗这种感染。由于该病毒是一种新出现的病原体,有关病毒的宿主、发病机制、传播性等许多问题仍未得到解答。需要研究人员的合作努力来填补有关这种新病毒的知识空白,开发适当的诊断工具和有效的治疗方法来对抗这种感染。植物生物技术的最新进展证明,植物有能力在短时间内快速生产疫苗或生物制药。本文讨论了中国 2019-nCoV 疫情的爆发、快速开发疫苗的必要性以及植物系统用于生物制药开发的潜力。
摘要 宏基因组学研究通过超越公共卫生或经济利益宿主来发现许多新型病毒。然而,得到的病毒基因组往往不完整,而且分析主要表征了病毒在其动态中的分布。在这里,我们整合了从宏基因组学研究中积累的数据,以揭示正粘病毒科(包括流感病毒在内的 RNA 病毒家族)案例研究的地理和进化动态。首先,我们使用正粘病毒科武汉蚊病毒 6 的序列来追踪其宿主的迁移。然后,我们研究正粘病毒基因组的进化,发现该家族成员之间的基因获得和丢失,特别是负责细胞和宿主向性的表面蛋白。我们发现武汉蚊病毒 6 的表面蛋白表现出加速的非同义进化,暗示抗原进化,即脊椎动物感染,并且属于具有高度分化的表面蛋白的更广泛的 quaranjavirid 组。最后,我们量化了正粘病毒的发现进展,并预测仍有许多不同的正粘病毒科成员有待发现。我们认为,无论是否发现新病毒,只要研究设计能够解析完整的病毒基因组,持续的宏基因组研究将对了解病毒及其宿主的动态、进化、生态学大有裨益。
摘要:2020 年初,一种新型冠状病毒——严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 引发了 COVID-19 疫情。迫切需要更好地了解这种新病毒并开发控制其传播的方法。在本研究中,我们试图通过考虑 SARS-CoV-2 与 2003 年引发疫情的 SARS-CoV 之间的高度遗传相似性,并利用现有的 SARS-CoV 免疫学研究,为 SARS-CoV-2 疫苗设计提供参考。通过筛选 SARS-CoV 免疫原性结构蛋白中实验确定的 SARS-CoV 衍生的 B 细胞和 T 细胞表位,我们鉴定出一组源自刺突 (S) 和核衣壳 (N) 蛋白的 B 细胞和 T 细胞表位,它们与 SARS-CoV-2 蛋白的映射相同。由于在 120 个可用的 SARS-CoV-2 序列中未观察到这些已识别表位的突变(截至 2020 年 2 月 21 日),因此这些表位的免疫靶向可能提供针对这种新型病毒的保护。对于 T 细胞表位,我们对相关的 MHC 等位基因进行了群体覆盖率分析,并提出了一组表位,估计这些表位在全球以及中国都具有广泛的覆盖率。我们的研究结果提供了一组经过筛选的表位,可以帮助指导针对 SARS-CoV-2 的疫苗开发的实验工作。
1918 年至 1919 年的西班牙流感大流行在 2 年间时盛时衰,在此过程中不断演变,最终蔓延至地球的每个角落,估计造成 5000 万至 1 亿人死亡。1 这种疾病导致年轻人死亡,而且死亡人数比例过高。当时没有疫苗,也没有有效的治疗方法。在许多情况下,这种病毒性疾病是通过继发性细菌性肺炎而导致患者死亡。当时,还没有治疗这些继发感染的抗生素。一个世纪后,我们面对的是一种攻击方式略有不同的病毒。严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2)——导致冠状病毒病 (COVID-19) 的病毒——直接感染肺部,并通过诱发“细胞因子风暴”、扰乱凝血和攻击其他器官而导致死亡。这种病毒甚至会导致非常年老的人死亡。这种新病毒似乎与西班牙流感具有类似的传染性 2 和致死率 3。然而,现在还为时尚早,还有很多我们不知道的事情,包括它将如何影响不同地区的不同人群,以及可能导致什么样的长期后遗症。伦敦帝国理工学院和其他地方的建模人员警告说,如果不加以阻止,SARS-CoV-2 可能会在未来 1-2 年内导致数百万人死亡。4 虽然我们应该非常认真地阻止疫情的蔓延,但与此同时,我们还需要同样认真地关注如何确保最不严重的附带后果。这将是一个棘手的问题。
DOI: 10.6026/97320630016139 摘要:2019 年 12 月 31 日,中国武汉市首次报告出现类似肺炎的异常症状。一周之内,中国当局报告称,他们已将病原体确定为冠状病毒家族的新成员,该家族与几年前导致 MERS 和 SARS 的冠状病毒家族相同。这种新病毒被称为 2019 新型冠状病毒 (2019- nCoV)。三周后,世界卫生组织宣布 2019-nCoV 能够直接在人与人之间传播,该病毒已蔓延至三大洲的多个国家,感染了近两千人,其中至少五分之一的人病情相当严重。死亡人数迅速上升。然而,世界卫生组织正式宣布,目前仍没有推荐的抗 nCoV 疫苗用于高危人群,也没有针对疑似或确诊 nCoV 患者的治疗方法,更不用说 2019-nCov 了。因此,在目前的疫情爆发为全球大流行之前,提出新的可能和实用的方法来预防高危人群,并治疗 2019-nCov 诱发的疾病 (2019 冠状病毒病;COVID-19) 患者,是及时和至关重要的。提出了一种这样的潜在临床方案作为假设。关键词:血管紧张素转换酶-2 (ACE2);转录调控网络 (TRNs) 冠状病毒 (CoV);中东呼吸综合征 (MERS);严重急性呼吸综合征 (SARS);2019 年新型冠状病毒 (2019-nCoV 冠状病毒病 2019 (COVID-19))
植物病毒对可持续经济构成威胁,因为它们会导致产量下降。植物病毒的流行病学尤其令人感兴趣,因为它们通过昆虫媒介动态传播并通过种子传播。病毒进化的速度和方向取决于它们所处的选择性环境。了解植物病毒的生态学对于许多植物病毒的传播至关重要。准确及时地检测植物病毒是控制植物病毒的重要组成部分。快速的气候变化和通过自由贸易协定实现的贸易全球化促进了媒介和病毒在各国之间的传播。影响病毒出现的另一个因素是种植遗传多样性低、植物密度高的单一作物。植物材料(种质和活体植物)的贸易也导致了新病毒的出现。病毒在新的环境中具有快速的适应和发展。蚜虫是植物病毒最广泛和最重要的媒介。桃蚜传播 100 多种不同的植物病毒。在自然界中,植物病毒也通过线虫、真菌、螨虫、叶蝉、粉虱、甲虫和飞虱传播。病毒性疾病的症状多种多样,经常与非生物胁迫的症状混淆。病毒性疾病的控制基于两种策略:i) 免疫(通过植物转化、育种或交叉保护获得的遗传抗性),ii) 预防以限制病毒(去除受感染的植物并控制其载体)。对于管理,我们依靠快速准确地识别疾病。
针对导致 2019 年冠状病毒病 (Covid-19) 的严重急性呼吸道疾病冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 感染的疫苗的原始试验已清楚表明疫苗有效。然而,对疫苗接种政策至关重要的问题仍然只能得到部分解答。这些问题包括新病毒变种的影响、疫苗剂量之间的时间、疫苗对无症状感染与严重疾病的影响、疫苗免疫力的减弱以及可能与加强针一起使用的混合搭配策略的潜在增强效果。只要有可能,就应通过随机试验来评估疫苗效力。这样一来,有效的比较就很简单了,并且在解决政策问题方面具有相当大的优势。在大流行中,应将随机化的组织、监管和治理障碍降至最低。尽管如此,非随机研究仍然有一席之地,尽管必须认识到它们的局限性。例如,Covid-19大流行早期评估和加强监测(EAVE II)数据库提供了有关苏格兰单剂BNT162b2或ChAdOx1 nCoV-19疫苗有效性的重要发现。1 与美国不同,在英国等国家,进行此类大规模队列研究的可能性相对容易,因为在英国,所有疫苗接种的全国登记都可以与全面的病毒检测数据联系起来。此外,英国的大部分测试样本都是经过基因测序的。然而,我们无法随机化变异,因此在比较它们的效果时,不可避免的是某些方面必须是观察性的。英国公共卫生部(PHE)的Lopez Bernal及其同事现在在该杂志2中描述了一种替代的非
抽象病毒是人类微生物组的丰富和关键成分,但是通过宏基因组准确地发现它们仍然具有挑战性。当前,可用的病毒参考基因组在微生物组样本中代表多样性,并且很难扩大这种病毒参考。因此,即使考虑了从头元基因组组装和binning的功能,许多病毒仍无法通过宏基因组学检测到,因为病毒缺乏通用标记。在这里,我们描述了一种新颖的方法,用于对人肠道微生物组的新病毒成员进行分类,并展示所得资源如何改善元基因组分析。我们检索了> 3,000个富含元基因组样品(病毒膜)的病毒样颗粒(VLP),评估了每个样品中富集的效率以利用最高纯度的病毒率,并应用了涉及组装和比较的多个分析步骤,并与成千上万的大都市群体中的基因组to to Chind new ner Genomes to Inder new now ver new ver genomes。我们报告了超过162,000个病毒序列通过了数千个肠道元基因组和病毒瘤的质量控制。绝大多数检索的病毒序列(〜94.4%)是未知的起源,大多数具有CRISPR间隔匹配的宿主细菌,其中四个可以在我们调查的18,756个肠道元素元中的50%中检测到。我们将获得的序列收集到了新的extaphlan 4.1释放中,该序列可以量化与已知和新发现的病毒多样性相匹配的元基因组中的读数。此外,我们发布了病毒数据库,以进行人类微生物组的进一步病毒和元基因组研究。
[1] Mukherjee R. 全球努力研发 COVID-19 疫苗:因为我们迟早都会感染冠状病毒。《生物科学杂志》,2020 年,45 (1):[2] Dhama K、Sharun K、Tiwari R 等人。COVID-19,一种新发冠状病毒感染:疫苗、免疫疗法和治疗学设计和开发的进展和前景。《人类疫苗免疫疗法》,2020 年,1-7。[3] Burton DR、Walker L M。COVID-19 时期的合理疫苗设计。《细胞宿主微生物》,2020 年,27 (5):695-698。[4] Wang F、Kream RM、Stefano G B。基于证据的 mRNA-SARS-CoV-2 疫苗开发观点。医学科学监测:国际医学实验与临床研究杂志,2020,26(e924700。[5] Diamond MS,Pierson T C。大流行期间针对新病毒的疫苗开发面临的挑战。Cell Host Microbe,2020,27(5):699-703。[6] Amanat F,Krammer F。SARS-CoV-2 疫苗:现状报告。Immunity,2020,52(4):583-589。[7] Yang ZY,Kong WP,Huang Y ,等。DNA疫苗在小鼠中诱导 SARS 冠状病毒中和和保护性免疫。Nature,2004,428(6982):561-564。[8] Chen WH,Strych U,Hotez PJ ,等。SARS-CoV-2 疫苗管道:概述。Current Tropical Medicine报告,2020 年,1-4。[9] Roper Rl R K. SARS 疫苗:我们在哪里?疫苗专家评论 2009,8 (887-898。[10] Prompetchara E、Ketloy C、Palaga T. COVID-19 中的免疫反应和潜在疫苗:从 SARS 和 MERS 流行病中吸取的教训。亚太过敏和免疫学杂志,2020 年,38 (1): 1-9。[11] Peeples L. 新闻专题:避免在研发 COVID-19 疫苗过程中出现陷阱。美国国家科学院院刊,2020 年,117 (15): 8218-8221。
人工智能驱动的模拟器的兴起:构建新的水晶球 计算社区联盟 (CCC) 四年期论文 Ian Foster(芝加哥大学)、David Parkes(哈佛大学)和 Stephan Zheng(Salesforce AI Research) 五十年前,天气预报员努力预测明天的天气是否与今天相同。如今,天气预报通常可以准确预测未来一周或更长时间,让个人和社会能够为不再不可预见的事情做好准备。这种显著的转变在很大程度上归功于计算机,尤其是计算模拟的兴起,这是一种使用计算机预测复杂系统未来状态的方法。模拟最初是在第二次世界大战的最后几天为军事目的而开发的,现在已遍布人类社会和经济领域,为决策者提供了一个非凡的水晶球,不仅可以预测下周的天气,还可以预测飞机在不同天气模式下飞行时的表现、新药对新疾病的有效性以及未来电池中新材料的行为。计算机模拟是在计算机上执行的数学建模过程,旨在预测现实世界或物理系统的行为或结果。 1 模拟通常通过将空间(例如北美)划分为多个小单元来配置,每个小单元保存一组值(例如温度和压力)以及一组本地规则,用于更新下一个时间步骤的单元(例如,基于单元和相邻单元的当前温度和压力,一分钟后的温度/压力)。模拟运行以测量的输入(温度/压力)为种子,并反复应用其规则来随时间更新模拟系统。更准确的输入数据、更小的单元和更好的规则可以实现更高保真度的模拟(例如,下周而不是明天的良好天气预报)。计算机模拟的使用现在在社会上如此普遍,毫不夸张地说,美国和国际的持续繁荣、安全和健康在一定程度上取决于模拟能力的持续改进。如果我们能够预测两周后的天气,指导新病毒性疾病新药的设计,或者管理将生产成本和时间降低一个数量级的新制造工艺,情况会怎样?如果我们能够预测人类的集体行为,例如,在自然灾害期间对疏散请求的响应,或劳动力对财政刺激的反应,情况会怎样? (另请参阅 CCC Quad 关于疫情信息学的配套论文,其中讨论了