《英国卫生安全局(UKHSA)发布新的5年病原体基因组学战略》

  • 来源专题:计量基标准与精密测量
  • 编译者: 李晓萌
  • 发布时间:2024-03-01
  • 近日,英国卫生安全局(UKHSA)发布了其病原体基因组学战略,为该组织在更广泛地提供病原体基因组学方面的作用制定了一项5年计划,以应对传染病对公共健康的威胁。

    新战略制定了一项计划,以提高UKHSA检测和了解对英国人口构成最大风险的病原体的能力,这将有助于确保政策和公共卫生决策以尽可能好的科学证据为基础。

    对病原体基因组进行测序以检查其遗传密码可以揭示有关其身份和祖先的重要信息。当与其他健康数据和研究相结合时,它将成为了解病原体在人群中的行为及其原因的有力工具。

    可以使用基因组学来检测新的威胁,以:

    ·识别疫情并找到源头;

    ·追踪疾病在人与人之间的传播;

    ·了解人类免疫反应是否具有保护作用;

    ·为人群选择最有效的疫苗;

    ·检测抗微生物耐药性并确定个体的最佳治疗方法。

    新冠肺炎疫情应对向我们表明,基因组学可以完全融入公共卫生系统,并可以为地方、国家和全球决策提供信息。在疫情期间,英国向国际GISAID数据库提交了300多万个严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型序列,占全球总数的四分之一,比除美国以外的任何其他国家都多。

    从那时起,基因组学继续显示出其价值——识别食源性疫情,帮助我们评估猴痘和流感等新出现病原体的风险,并帮助我们选择结核病等疾病的治疗方法。

    UKHSA病原体基因组学战略认识到病原体基因组学是现代传染病控制的关键要素,它将确保英国在基因组研究、开发和实施基因组学以造福公众健康、保护生命和生计方面保持领先地位。

    通过利用现有的基础设施、能力和科学能力,该战略概述了UKHSA通过七个战略目标在未来五年对病原体基因组学的愿景。这些是:

    ·利用病原体基因组数据优化从地方到全球的临床/公共卫生决策;

    ·利用病原体基因组数据推动诊断、疫苗和治疗的改进;

    ·提供全国协调、扩大规模的病原体基因组学服务;

    ·支持UKHSA内外的病原体基因组学劳动力转型;

    ·致力于病原体基因组数据共享和全球合作;

    ·推动病原体基因组学创新;

    ·构建物有所值的高影响力病原体基因组服务。

    这些战略目标中的每一个都将支持和提高英国在3个优先公共卫生领域的能力,与英国健康安全局的优先事项直接一致:

    ·抗微生物耐药性;

    ·新出现的感染和生物安全;

    ·疫苗可预防的疾病和消除方案。

相关报告
  • 《美国农业部发布动物基因组研究新蓝图》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2019-09-19
    • 5月19日,美国农业部发布了《动物基因组研究新蓝图2018-2027》,更新了2008-2017蓝图中未涉及的新主题和须继续深入研究的主题,确立了未来十年美国动物基因组研究领域的四大总体目标和三大研究重心。 总体目标 蓝图确立了四大目标,具体如下: (1)为不断增长的人口提供营养的食品 具体包括养活不断增长的人口,保护全球粮食安全,改善农村经济发展,提高农业企业的生产力,扩大农产品出口,减少贸易逆差。 (2)提高动物农业的可持续性 具体包括增强环境可持续性,减少土地和水资源的使用,合理使用抗生素,减少温室气体的排放;增强经济可持续性,维持消费者的负担能力和农民盈利能力;保护种质和遗传多样性。 (3)提高动物健康水平,改善动物福利 通过适应地域条件(如海拔高度)、生物和非生物胁迫(如气候变化、疾病虫害)以及优化微生物组来改善动物健康。 (4)满足消费者的需求 满足消费者多样选择的需求,如传统食品选择、健康食品选择(瘦肉和嫩肉产品)、营养选择,以及有机食品、无抗生素食品的选择。 研究重点1:从科学到实践 蓝图首先回顾了2008-2017年蓝图中基因组技术的商业实施及其实施成果,随后具体提出了通过精准育种和管理优化动物生产的新研究重点,拟基于基因组分析开发优化动物育种策略的新技术,并提供管理决策信息,以在各种环境下实现动物的最大生产潜力。 为此,蓝图确定将(1)继续开发特定物种的基因组工具和资源,获取物种特异性基因组信息;(2)扩展可追溯性应用,基因组的可追溯性可用于解决与物种管理和产品质量相关的问题,同时还有助于处理食品安全问题;(3)将当前已开发出的针对少数高经济价值物种的基因组技术扩展到其他物种;(4)收集新的和更广泛的表型;(5)确定偶然出现的等位基因,鉴定直接影响表型差异的等位基因;(6)实施精准育种;(7)实施精确管理,了解动物在一系列生产环境中的遗传潜力,开发模型和算法,以便最大限度地提高生产力和盈利能力,同时还可保护动物健康;(8)整合基因组选择和生物技术,将基因组育种与生物技术应用相结合,进一步优化遗传改良。 研究重点2:发现科学 发现科学即开发能够改善动物生产方面的新技术,此研究重点分四个方向: (一)深入了解基因组生物学以加速重要经济性状的遗传改良 包括(1)使用新一代测序方法对不同组织、动物群体和环境条件下的基因进行表达谱分析,鉴定新基因,检测商业动物与其未选择的祖先之间的差异。(2)发展更好的转录组学、蛋白质组学和代谢组学技术来完全弥合DNA序列和表型间的差距,帮助识别控制各种表型的基因、蛋白质和表观遗传修饰。(3)发现并利用表观遗传因子。(4)利用动物基因组学界的集体专业知识和资源,开发新工具以进行更广泛的元数据分析。(5)开发包含遗传多样性、突出功能元件并为农业动物物种提供相关注释的高质量参考基因组序列。 (二)降低动物疾病的影响 采用基因组技术的多学科和协调研究战略,确定疾病的生物决定因素,并加快有效疫苗等抗病措施和管理实践的发展。 包括(1)信息共享,开发和分享与疾病相关的精确表型知识以及诊断数据,促进疾病管理综合方法的改善。(2)开发表型分析工具,开发增强疾病动物精确表型的设备和设施。(3)检查宿主、病原体与环境间的相互作用,了解非生物因素如何影响疾病的易感性和耐受性,从而制定可持续的疾病控制策略。(4)鉴定致病病原体,确保快速准确的诊断,探索健康微生物组在预防病原体复制等方面的作用。 (三)精准农业技术在动物表型分析中的应用 包括(1)开发测量现有表型和新表型的方法。(2)将地理空间和环境数据整合以解释表型数据的变化,增强分析。(3)开发新的传感器和自动数据采集方法来收集数据并促进数据共享。 (四)利用微生物技术提高动物生产的效率和可持续性 包括(1)更好地了解宿主基因组与微生物组的相互作用,开发基于微生物组的改善生产策略。(2)将微生物数据纳入动物表型模型以提高农业物种预测的准确性,开发快速且廉价的方法来表征动物微生物组的组成部分。(3)开发快速检测人畜共患病的系统,提高食品安全性。(4)制定一套统一的数据收集和分析标准。 研究重点3:基础设施 此处提及的基础设施指基因组学设备、生物信息学和网络基础设施以及遗传资源和培训。具体包括以下几个方面: (一)培养新一代动物科学家 建设为学术、政府和私营部门提供专业教育和培训机会的基础设施,确保国家拥有一支训练有素的基因组和生物信息学分析队伍;为本科生、研究生、相关专业人士和公众提供有关基因组技术的教育和培训。具体包括在高校开设综合课程、提供实践培训和指导,同时加强招聘工作,吸引不同学科背景的学生从事动物农业。 (二)开发先进的基因组工具、技术和资源 包括(1)为农业动物开发泛基因组;(2)表征和编目家畜基因组多样性;(3)创建维护遗传变异目录;(4)使用功能基因组学,开发更好的方法来提供对低丰度分子的全面蛋白质组学和代谢组学分析。 (三)为动物生产创建大数据工具 开发更快速的生物信息学工具来分析数据;保证生物信息学数据、软件和方法可用于各种计算系统;建立元数据标准以更好地记录研究数据;建立更好的动物基因组数据库来促进基因组学研究及其产业化。 (四)推进生物技术发展,提高动物生产的可持续性和效率 扩大生物技术的应用范围,其范围应包括基本的科学问题以及生产、安全性及动物福利问题;扩展、改进和开发将基因组修饰能力扩展到其他农业物种的方法,提高辅助生殖技术的效率;开发新的工具和试剂。 (五)保持未来动物生产的遗传多样性 改进冷冻保存方案,深入性腺冷冻保存所需的研究;加大力度收集来自不同种群(包括商业品种)的种质和组织;记录当前存在的变异性,确定这种变异将如何影响表型,进而开发保护遗传多样性的策略。 总体上,2008年版蓝图开发了动物基因组学基础设施,促进了新的科学发现。2018年版的蓝图将继续基于这一成果,发展动物生物学新见解以及从各个方面改善生产的新基因组策略。蓝图认为,动物基因组技术终将成为主流农业生产战略的一部分,用于改善动物的健康和福祉,提升生产效率和产品质量,满足不断增长的全球人口需求。
  • 《哈佛大学发布基因组编辑资料》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2019-11-22
    • 什么是基因组编辑? 基因组编辑(Genome Editing)也称“基因编辑”(gene editing),是“使科学家能够改变生物体DNA的系列技术”。这些技术通过在基因组内部目标位置添加、改变或去除遗传物质来编辑DNA。 基因组编辑其实不算新鲜,科学家们早已使用各种技术创造了数十年的遗传修饰生物(GMOs),但这些技术往往缓慢、昂贵且无法安全可靠地用于人类治疗。随着被称为CRISPR-Cas9系统的发现,比现有技术更快、成本更低、更准确的编辑系统应运而生,诸如ZFNs和TALENs系统。CRISPR-Cas9改编自一种天然存在的、保护细胞免受病毒感染的细菌基因组编辑系统,科学家们已经证明CRISPR可通过在预定的靶位点切割DNA在人体细胞中起作用,从而允许科学家插入不同的DNA序列。 (1)基因组编辑的关键优势与应用 基因组编辑的主要作用在于人类健康和疾病治疗,同时还有一些其他方面应用(见表1):它可用于提高农业生产力、食品安全性和食品的营养质量;通过基因组编辑可以使物种更能抵抗疾病和气候变化,也可促进环境保护;此外,利用基因组编辑改进工业生物过程和生物燃料也会产生额外的好处。 (2)基因组编辑技术的作用与局限 目前关于CRISPR的研究主要集中在动物和实验室培养模型上,人类应用领域方面的研究也在逐渐增多。基于CRISPR的治疗方案已在人体中得到了初步应用,它可治疗甚至治愈一些单基因遗传疾病,如囊肿性纤维化、血友病和镰状细胞贫血症。在某些类型的癌症中,针对工程细胞的免疫治疗试验也正在进行。从中期来看,CRISPR可用于降低遗传基础更复杂的其他疾病的总体风险,但许多包括心脏病、糖尿病、神经系统疾病和精神疾病在内的常见疾病虽有数十或数百种已知的遗传风险因素,但往往也受一系列诸如压力、饮食和毒素暴露等环境因素的影响,因而目前这项技术的应用存在一定的局限,不过今后可能会有越来越多的进展。 现行监管与治理框架 围绕人类基因组编辑的监管和治理框架目前分为两个不同类别,即种系编辑框架和体细胞编辑框架。种系编辑是对人类卵子、精子或胚胎的修饰,用于改变尚未出生的人的遗传物质,这种改变可以传递给后代。体细胞编辑则是对诸如肝脏、心脏或大脑等不会传递给后代的细胞遗传物质进行修饰。 (1)种系编辑规范 许多国家都对人类胚胎实验进行了限制,且大多数发达国家都通过了禁止或取消人类种系编辑的法律,包括加拿大、德国、法国、韩国和美国。自1979年以来,美国国立卫生研究院的人类胚胎研究小组一直坚持“14天规则”,即将人类胚胎研究限制在其产生或发育阶段的14天之内。 (2)体细胞编辑框架(不可遗传的遗传变化) 直体细胞编辑的监管程序属于医疗产品的监管范围,并受临床试验过程的约束。 (3)国际治理框架 围绕人类基因组编辑技术的伦理和监管框架,国际上已进行了多次对话。在2016-2018年间,经济合作与发展组织(OECD)的科学技术和创新主任主持了一系列围绕体细胞基因组编辑的国际会议。经合组织成员国政府、科学家、医生、生物伦理学家、民间社会和其他相关人士都共同探讨了技术现状和利益相关者的关注点。会议表明,成员国立法机构和监管机构之间可能需要协调一系列问题,包括: •进行特定基因组编辑可接受的风险程度; •当多方观点未达成一致时,应用哪一方的宗教或文化价值体系来决定什么样的应用可以被接受? •如何将公众意见纳入每个国家的决策过程? •领导者如何确保公众成员有足够的基因知识能够参与决策? 公共目的考量 基因组编辑疗法正处于人类试验的初始阶段,因此其可行性、安全性和影响程度仍然未知。一些关键变量最终将决定基因组编辑技术在未来的使用方式,目前已知的变量包括: •技术可行性——细胞基因编辑是否可以有效地介导成年人的健康结果以及它对于哪些疾病是有效的。 •安全性——受影响者的健康结果及其对基因组编辑的免疫反应。 •所有权和创新——技术是由少数专利持有者拥有并限制其他创新者使用,还是可被广泛拥有和使用。 •可及性——治疗和改进是可供所有人享用还是只有少数人能够负担并使用,以及这种技术在先进经济体和新兴经济体中的可用程度。 •控制——访问权限对所有人开放还是需要专门的许可证才可使用该技术; “生物黑客”、自我实验是否被允许。 (1)短期问题 以下伦理问题对正在进行的研究和临床试验有直接影响: •人类胚胎实验的伦理——人类胚胎实验应以何种限度进行将是各国的持续争议点。公众对人类基因组编辑的看法以及各国家利益相关者的倡导活动之有效性都将影响其结果。 •临床试验——体细胞中人类基因组编辑的临床试验面临与其他形式的医疗产品相同的道德问题,包括获取患者的同意、确保患者的安全、平衡尤其是第一次人体试验的风险与收益等。 在人类健康方面,应用不直接编辑人类DNA的CRISPR技术也存在一些忧虑: •生物安全忧虑——CRISPR技术使得病原体的基因编辑可被广泛实现,但其生物安全威胁评估尚无定论。 •生物多样性忧虑——些饱受推崇的CRISPR“基因驱动”应用,例如通过植入缺陷基因降低携带疟疾的蚊子传播病原体的能力,这可能会对整个生物多样性、农业、粮食安全和气候稳定造成意想不到的后果。 (2)中期问题 当人类基因组编辑技术变得更加先进并可用于医疗领域时,可能会出现一些其他问题,包括: •定价及报销——人类基因组编辑治疗存在价格欺诈的风险以及国家和私人保险公司的差异化报销比,这可能会导致人口健康结果(population health outcomes)的显著差异。 •自主性——如果消费者可以自己动手使用该技术,则可能会出现关于消费者自我管理或实验的安全性问题。自行基因编辑不大可能与临床治疗具有同等的安全性和有效性。 •许可与授权——当一些患者无法在主流医疗环境中获得服务时,他可能会转向未经授权的诊所寻求基因组编辑服务。因此需要许可制度或其他保护措施以确保患者的安全。 (3)长期问题 从长远来看,一旦一项技术变得成熟和普遍,其影响就会变得更加难以预测。人类基因组编辑技术的广泛使用可能会产生严重的社会影响,虽然这些后果在未来很长一段时间内可能不会发生,但在技术发展的初始阶段时刻考虑到这种后果是非常重要的。 •社会不平等——如果基因组编辑被广泛采用且只有特定群体才可享用,社会不平等现象可能会被加剧,国家内部以及发达国家和发展中国家之间的经济鸿沟也将被扩大。 •定向进化——些国家可能会强制进行基因组工程来减少国家医疗保健支出和残疾支出,或为追求某些国家目标(人口智力、种族或民族构成)利用该技术开展优生学(eugenics)项目。