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金宝搏体育:古DNA研究加入抗击新冠肺炎疫情战斗

2020-03-20|防控抗疫

作者:文少卿 袁靖

文少卿,金宝搏体育生物人类学博士,在金宝搏体育生命科学学院现代人类学教育部重点实验室从事博士后工作期间,主攻的是分子考古。2019年9月入职金宝搏体育科技考古研究院后,他主要从事古代遗址出土人骨和动物骨骼的生物考古工作。2020年元月,他在去荆州釆集用于古DNA研究的熊家冢墓地出土人骨的过程中,与武汉的疫情不期而遇。随后,他利用自己的专业特长,主动参与到抗击新冠肺炎疫情的战斗中。

01
文理结合  基因探秘




金宝搏体育科技考古研究院成立两年多来,我们的古DNA研究团队和生命科学学院合作,利用古DNA高通量测试平台,基于二代测序技术具有的检测位点多、通量高、成功率高等优势,对多个考古遗址出土的人骨和动物骨骼开展研究,取得了阶段性的成果。

我们参与研究了陕西省西安市杨官寨遗址的社会结构。通过对属于仰韶文化庙底沟阶段的墓地出土的85例人骨进行古DNA分析,发现其中母系来源的多样性极高,父系遗传结构稳定,初步确定当时的社会是以父系亲缘关系为纽带,显示距今5000多年的杨官寨遗址已出现男性为主导的社会组织关系;结合墓葬的分布情况,发现墓圹之间距离近的,基因的亲缘关系也较近,推测当时是按照亲缘关系的远近来划定墓葬的位置。

我们还参与研究河南省安阳市殷墟大司空遗址的人群构成及社会现象。基于二代测序技术,同时检测了55例人骨的性别、母系线粒体和父系Y染色体,发现父系和母系的遗传谱系均为东亚常见类型,没有发现以前报道的殷墟存在西欧亚人群基因的证据。还发现在父系和母系遗传谱系中没有主体类型,暗示大司空遗址的人群来源多样,似乎与其他地方的人群存在比较频繁的基因交流,这个研究结果与体质人类学发现的该遗址的众多人骨中,颅面部形态变异程度较高的特征相一致。还有一个发现是属于殷墟四期的一例殉人和另一例疑似腰斩的人骨的母系遗传类型完全一致。

除人骨的DNA研究外,我们还参与研究陕西省凤翔县雍山血池秦汉祭祀遗址中皇家祭祀用马的方式。通过对血池遗址的7号长坑中26匹幼马马骨的古DNA分析,发现其母系来源的多样性极高、马匹的性别比例中雄性略多、枣色马占绝对主体、马匹的爆发力和灵活度一般。这些显示出当时马匹的来源地不止一处,对祭祀用马的性别要求并不严格,但对同一坑中马的毛色有较为明确的规定,这些马匹似乎不会长成优良的战马。



02
古为今用  实现创新




我们对考古遗址出土的人骨和动物骨骼的古DNA研究逐步深入,取得了阶段性的成果。当前,在抗击新冠肺炎疫情的战斗中,金宝搏体育科技考古研究院的古DNA研究团队又成为了奋斗在一线的战士。

科技考古研究院的文少卿博士在疫情开始时,就主动向武汉的医院捐献了近万个样本采集器。同时,文少卿博士和他的研究团队在跟踪文献及与多个地区疾病预防控制中心的研究人员交流后发现,各地疾病预防控制中心和科研机构主要采用荧光定量PCR法和宏基因组法对新冠病毒进行检测,这两种方法有时会出现局限性。如荧光定量PCR法的敏感度不够,检测试剂盒的“假阴性”较高,最为突出的表现是临床症状等多项指标均指向新冠病毒感染的疑似病例,核酸检测却为阴性,造成重复检测以及确诊延迟的问题。而宏基因组法的核酸提取物中绝大部分是人源核糖核酸污染,病毒核糖核酸的数据量占总数据量的1‰以下,不容易检测出来,因此会出现病毒的覆盖度较低,影响后续的分析。

文少卿博士从事的是古DNA研究,考古遗址出土的人骨经历了数千年的埋藏过程,经过长期的基因降解和泥土中各种细菌的侵入,人骨中人源DNA相当少,一般在1‰以下,绝大部分是菌源DNA污染,高效地富集不到1‰的人源DNA,正是古DNA高通量测序的长项,我们的探针捕获技术,灵敏度极高。由此,文少卿博士和他的团队有针对性地设计了高效的新冠病毒捕获测序试剂盒。

这个新冠病毒捕获测序试剂盒具有两个优点:

一是测序获取信息全,判定准确,对样本质量要求低。与核酸检测仅能检测几百bp长度的病毒基因不同,新冠病毒捕获测序技术能够获得病毒全长近三万多bp的基因序列,获取病毒的全部信息,成为确认病例是否为阳性的最佳方法。更重要的是,新冠病毒捕获测序相比其他核酸检测手段,对样本质量的要求更低,荧光定量PCR核酸检测无法完全判定的“弱阳性”样本,新冠病毒捕获测序可以做出明确判定。

二是能够对病毒株是否发生变异进行监控,防范潜在的风险,为后续研究奠定基础。通过新冠病毒捕获测序试剂盒,获取“特殊病例”(临床确诊但核酸检测结果模棱两可的“弱阳性”病例、无症状患者、超长潜伏期患者等)中新冠病毒全长序列,并加以分析,为找出“特殊病例”的传染及发病机理,新冠病毒的结构、功能、感染关键靶点及作用机制,以及是否存在不同冠状病毒差异性的研究提供数据支持。构建新冠病毒基因序列档案库,有利于加深对新冠病毒的认识,防范潜在的各类风险。



03
投身一线  抗击疫情




经过多方协商,文少卿博士的研究团队获得广东省公共卫生研究院的允准,去广州进行测试,加入广东省抗击疫情的战斗。我们的测试结果得到广东省公共卫生研究院研究人员的高度认可。此外,针对新冠病毒的病毒载量变化规律,我们开发了新冠肺炎病人的病毒载量变化预测的网站(http://58.87.113.187:8080/)。这个网站,在学术上可以辅助科研人员研究病毒动力学模式,以及与其他传染性病毒的平行比较;在临床上有助于预测病人体内病毒的变化,特别是对于出院后有可能复查转阳性的病人进行提前预警。武汉华大基因公司此次专门建立的“火眼”实验室,大幅度提升了当地新冠病毒的检测通量,为抗击新冠肺炎疫情发挥了重要的作用。我们的捕获测序流程得到了武汉华大基因公司的认可,将写入他们的推荐产品目录。经广东省公共卫生研究院推荐,我们将与新加坡国家传染病中心传染病研究所开展合作研究。

我们通过政协提案及其他方式,向全国政协和有关部门报告了我们的最新研究成果,希望引起国家卫健委和科技部的重视,在控制疫情及后续的研究中,贡献我们的力量。

在广大医务人员和全国人民的共同努力下,我们一定能够战胜疫情。金宝搏体育科技考古研究院的古DNA研究团队将重新进入考古工地和古DNA实验室,研究古人与古代动物的遗传基因,和考古研究人员一起,重现古代的生动历史,讲述我们祖先的精彩故事。


来源:《文博中国》微信订阅号

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