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中国抗疫的底气从哪来? 到这些科技资源共享服务平台找答案

来源:科技日报2021-07-16 09:30

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  2020年11月9日,国际标准化组织生物技术委员会正式发布微生物资源中心数据管理和数据规范,这是国际微生物领域的第一个ISO级别的数据标准,也是我国在国际生物技术标准委员会主导制定的第一个国际标准。

  近日,海外蔓延的新冠肺炎病毒毒株显示了多重变异的特性。针对来源不同的样本,我国科学家利用基因测序精确跟踪出病毒变异的特征。

  认识、追踪、应对新冠病毒,与人类对新冠病毒的首次认知息息相关。

  在疫情初期,我国科学家在首次获取新冠病毒样本几天后,便实现了对这种全新病毒的分离、测序工作,于2020年1月11日向世界卫生组织和各国分享了新冠病毒的全基因序列。随后,国家病原微生物资源库和国家微生物科学数据中心联合开发的“新型冠状病毒国家科技资源服务系统”,将人类首次从分子层面精确认知病原体的时间大大缩短。1月24日,两机构又联合发布了新冠病毒PCR试剂探针引物序列、新冠病毒电子显微镜照片。这些信息的广泛共享为全世界科研人员开发快速分子检测方法、设计分子靶向药物和研发新冠肺炎疫苗提供了指导。

  时至今日,这些信息仍服务于全世界新冠病毒的重要研究,支撑着后续的抗疫工作。

  直面困难,果敢出击,在迎战新冠肺炎疫情的关键时刻,包括国家病原微生物资源库、国家非人灵长类实验动物资源库、国家微生物科学数据中心在内的国家平台以保卫人民健康为己任,第一时间向全球科学家分享了病毒的相关信息等。

  国家资源库和国家科学数据中心携手合作,发挥协同作用,面向国家重大需求、面向人民生命健康,展现出科技创新资源的“基石”作用。

  国家非人灵长类实验动物资源库更是在动物模型建立方面领先国际,成功建立了猕猴、食蟹猴、狨猴、树鼩新冠肺炎模型,在新冠肺炎疫苗、动物模型和药物筛选研究中发挥了重要作用,参与新冠肺炎疫苗评价26项,筛选候选药物及抗体6个,为全国40余家科研院所、大学、企业提供非人灵长类动物资源和技术服务。

  国家病原微生物资源库: 不断丰富人类对病原的认知

  2021年1月,为应对新冠病毒的频繁变异,国家病原微生物资源库(以下简称病原库)将接收并保藏的由广东省疾控中心分离到的501Y.V2南非突变株,共享给中国疾控中心病毒病所、中国医学科学院、中国科学院以及国家病毒资源库和国家人类疾病动物模型资源库等,为迅速启动全国科研联合攻关,评价现有诊断试剂、疫苗研发、动物模型和调整疫情防控策略提供了支撑。

  毫不夸张地说,人类对于病原微生物的认知深度,取决于病原库的保有量,它已成为人类对病原认知的“家底”。

  2020年,病原库制定新冠病毒保藏接收与审批流程,接收来自全国新冠病毒毒株保藏申请,截至2020年12月底,已有11家单位提出保藏申请,共158株新冠病毒毒株被纳入国家保藏中心统一管理,同时对外开展共享。

  此外,在保障新冠肺炎疫苗研发方面,病原库还提供毒种第三方检测服务工作,为10家被检测单位进行毒种检测;为2家疫苗公司提供主种子批、工作种子批毒种制备;为科研单位提供灭活的毒株作为标准品,进行试剂盒评价,提供新冠病毒毒株用于新冠肺炎疫情防控、动物模型建立、药物评价和疫苗研发等科学研究。

  国家微生物科学数据中心: 在微生物大数据领域引领全球

  2020年2月18日,国家微生物科学数据中心(以下简称数据中心)发布“全球冠状病毒组学数据共享与分析系统”,首次整合包括此次新冠病毒基因组数据在内的全球冠状病毒基因组11504个,核酸序列46245条,为科学家进行分析研究提供了重要的支撑和保障,并促进国内外冠状病毒数据汇集与综合分析及共享。

  2020年2月20日,中国科学院微生物所齐建勋研究员团队完成了新冠病毒S蛋白结构解析,在文章发表前第一时间将结构数据上传到了国际蛋白质结构数据库(PDB)和数据中心,6个小时后数据中心网站上线并供全球科学家下载,国际PDB于2020年3月18日提供共享。

  数据中心在支撑禽流感、埃博拉、寨卡病毒的暴发研究中也持续提供最新数据的支持,在食品安全、公共卫生、疾病防御等多个领域提供数据和服务,持续为重点研发计划、科技基础资源调查专项等提供数据汇交和共享服务,目前已经承担了“生物安全关键技术”“公共安全风险防控与应急技术”等专项超过130个机构200个项目的数据汇交,在生物安全与病原微生物领域可共享数据集超过12000个,数据量超过3PB。

  作为世界微生物数据中心的承担单位,国家微生物科学数据中心在国际交流与合作方面具有良好的基础,逐步在微生物大数据领域的国际合作方面占据了全球领先的地位。2020年11月9日,国际标准化组织生物技术委员会正式发布微生物资源中心数据管理和数据规范,这是国际微生物领域的第一个ISO级别的数据标准,也是我国在国际生物技术标准委员会主导制定的第一个国际标准。该中心与国家病原微生物资源库合作牵头组织的国家自然科学基金委重大国际合作项目与俄罗斯联邦基础与转化医学研究中心、巴西FIOCRUZ基金会奥斯瓦尔多·克鲁兹研究所、印度海德拉巴贾瓦哈拉尔·尼赫鲁科技大学等金砖国家主要机构开展了持续的合作,在新冠病毒的传播机制和流行病学研究方面,取得了重要的成果。

  中国科学院院士、国家微生物科学数据中心专家组组长高福在此前召开的香山科学会议上曾表示,现今信息、统计学和生物技术高速发展,病原微生物及其导致疾病的信息产生了海量数据,如何采集、筛检、存储、管理和分析挖掘这些信息,并解决传染病防控的具体工作,是新的科学问题。古老的现场调查数据揭示了传染病传播的三大重要环节,奠定了传染病防控的基本思路和基础,并促进了流行病学学科的发展。如今的现场调查数据借助信息技术突破了地域和规模的限制,在展示、综合和分析方面日趋便利,筛检有用的数据并采用合理的分析模型和统计学方法,才能为传染病防控提供有效的方案。

  国家非人灵长类实验动物资源库: 人类有效应对疾病的“突破口”

  数据显示,2020年,国家非人灵长类实验动物资源库(以下简称资源库)通过非人灵长类和树鼩资源保障及技术支持,为新冠实验提供了实验猴761只,技术服务20440余人次,在新冠肺炎疫苗、动物模型和药物筛选研究中发挥了重要作用,其中评价新冠肺炎疫苗26项,有7个正在临床试验,2个已上市;筛选候选药物及抗体6个。

  非人灵长类实验动物是新冠肺炎疫苗等研究必不可少的实验动物。作为资源库的依托单位,中国科学院昆明动物研究所全力支持和保障,为新冠肺炎疫苗评价、动物模型、候选药物筛选等作出了重要贡献,在支撑新冠肺炎疫情防控、核酸检测试剂盒研发、新冠肺炎疫苗评价、动物模型构建等方面起到了不可替代的作用。

  此外,在服务脑科学计划方面,资源库提供了脑脊液、骨髓、血液、组织、细胞等样品2000余份,为全国科研机构、大学、医院、企业等开展40余项技术服务项目,同时建立了“国家非人灵长类实验动物资源库”线上系统和“模型—评价”资源数据库,逐步实现了资源库的“数字孪生”。(张佳星)

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