2020年6月11日之前，北京已連續56天無新增新冠病例。然而就在此時，北京新發地市場突然出現了1例新冠病毒感染者，並且引發了一波疫情。他是從何處感染了新冠病毒？來自中國的科學團隊展開了追蹤。
在中國醫學科學院病原生物學研究所、北京地壇醫院、清華大學、北京市疾病預防控制中心、北京大學、中國科學院北京基因組研究所等的共同努力下，科學家最終將「疑兇」鎖定在境外冷鏈進口食品上。這也是中國科學家第一次提出新冠病毒可能在冷鏈中傳播的發現。隨後，在國內多個地區也都發現在冷鏈食品表面檢測出新冠病毒核酸，並且中國疾控中心在青島在冷鏈食品的表面分離出新冠病毒。所以這也從另一個方面提示冷鏈食品在新冠病毒傳播中的重要性。
近日，中國醫學科學院-北京協和醫學院副院長王健偉在北京舉行的2020未來科學大獎周「病毒與人類健康」主題論壇上詳解了這背後的發現之旅。
王健偉表示，2020年6月11日的病例發現以後，通過對患者軌跡的追溯，北京有關部門對他的密切接觸者和接觸的環境樣本進行了檢測。發現兩份來自新發地農貿市場的樣本是新冠病毒的核酸檢測陽性。在這個基礎上，對新發地進行了擴大檢測，在538份樣本中檢測出45份呈陽性。所以這就提示新發地在疫情發生中發揮重要的作用。因此，北京市有關部門在2020年6月13號果斷關閉了新發地市場。市場關閉以後，在全市採取了嚴格的管控措施，病例數量迅速下降，到2020年7月初，基本上沒有新發的病例，疫情得到了有效的控制。
新發地是北京最大的農貿市場，有超過5000以上的攤位，每天的客流量有5萬以上，它的疫情得到了高度重視。北京市有關部門對新發地的員工進行了篩查，發現在3300多位員工當中有169位是新冠病毒核酸陽性。在關閉市場之前，從5月底到關閉市場之前的10多天中，有55萬顧客到訪過新發地。通過對他們的追蹤，發現有103例是新冠病毒陽性。在這個基礎上，對全市1000萬人進行了篩查，發現96人是陽性。截至2020年7月10日，總共發現了368名感染者。
「確定感染之後我們就需要回答幾個問題」，王健偉稱，「第一就是病毒是什麼時候進入新發地市場的？我們把所有的病例做一個時間的分布，因為新冠病毒感染的潛伏期一般在14天以內，所以從6月初的病例往前推，我們推斷應該是在5月底，這個病毒侵入到了市場中。橙色的代表市場的員工，黃色代表市場的顧客，藍色的病例代表沒有市場接觸史的感染者，但是他們都是這些病例的密切接觸者。這些病例基本上都和新發地有直接或間接的關係，所以新發地是這次疫情唯一的來源。」
在這個基礎上需要進一步回答：既然新發地是疫情的來源，那麼它的源頭是在哪裡？北京市有關部門對新發地內環境樣本和從業人員進行了檢測，包括交易大廳的負一層，檢測了584個人，其中有122人是陽性，陽性率高達20.9%。市場上的其他廳檢測了2727人，47人陽性，陽性率只有1.7%。所以交易大廳引起了高度的關注。交易大廳分成幾個區，包括海鮮區、展櫃區、豆製品區和牛羊肉區。通過對這幾個區的分析發現，海鮮區的檢出率是最高的，高達50%以上。而且按照每個攤位的檢出率來看，S14號攤位的檢出率是最高的。「我們對一些攤位的環境樣本和人員樣本都進行了檢測，發現有14個攤位的工作人員和環境樣本都是陽性的，所以我們就把這14個攤位作為研究的重點。」
因為北京當時沒有疫情傳入，而且在這之前也沒有發現感染者，所以病毒極有可能是從新發地的環境當中來的，因此科研團隊就對這些攤位進行了重點的研究。對2020年5月下旬到6月12日之前到訪的這14個攤位的3200多名顧客進行了抗體的檢測，發現有5位顧客的抗體是陽性的，而恰好這5位顧客在5月30日和31日都到訪過S14這個攤位，而且這5個人和他的密切接觸者，14天內都沒有到訪過其他的中高風險地區，也沒有接觸過來自中高風險地區的人員，所以可以排除是外來的感染。在這個基礎上，科學家對他們到訪的攤位進行了研究。顯示S14攤位感染的比例是最高的，7個員工全部都感染了，而且抗體的陽性率也是最高的。另外，從發病的時間來看，他們的發病時間在發病的感染者當中也是比較早的。這個攤位的所有工作人員14天以內都沒有到訪過其他的中高風險地區，也沒有接觸過來自中高風險地區的人員，所以提示S14攤位可能是感染的源頭。
王健偉表示，接下來需要確認的是，既然是環境樣本可能造成暴露，那麼病毒是從哪兒來的呢？把流行病學和測序技術相結合的基因組流行病學，對於追蹤傳染的來源是一個非常有用的工具。但在環境樣本中，病毒的含量是特別低的，而且樣本量又非常大，通過高通量測序有一定困難。「所以，我們在北京大學謝曉亮教授的支持下，清華大學王建教授的團隊也開發了一種基於SHERRY的Minerva技術，通過這個技術可以把文庫構建的速度縮短到5個小時以內，測序的速度更加快捷；另外，還建立了基因組富集的方法，使載量很低的樣本能夠得到有效測序。」
王健偉介紹，基於這樣一個技術體系，科學家通過合作，對110份新冠病毒陽性的感染者和環境樣本進行了病毒基因組測序，得到了72條高質量的全基因組序列，包括56條感染者的基因組序列和16條環境樣本的基因組序列。環境樣本的病毒載量都是非常低的，「但是通過這樣的方法我們也得到了它的全序列。對於這個序列進行分析發現，每一條序列上都有8個突變的位點，有53%的序列只有這8個突變，其餘的序列還有其他一些突變，這就說明這些突變是單一的來源，從病毒基因組的層面也證明新發地的感染是單一來源的。「
在這個基礎上王健偉等科學家做了病毒的進化樹分析，「就像我們排家譜一樣，看看誰跟誰更近。在那個時間段，在吉林和黑龍江也有疫情，但是我們發現，來自北京新發地的序列和北京在3月份之前流行的毒株、當時在黑龍江和吉林流行的毒株都是不一樣的，但是和在國外流行，特別是在歐洲等地流行的毒株突變位點是相同的，說明這個毒株不是來自於國內，而是來自於境外。那麼境外是從哪兒來的？因為市場裡面有兩個攤位是售賣三文魚的，其中S14攤位是自己在市場內切割，這兩個攤位中的另外一個攤位沒有病例，而S14攤位員工全部感染，並且他們賣的商品中只有三文魚是從境外進口的。」
為了進一步追溯感染的來源，科學家對三文魚進行了檢測。攤位在5月30號曾經購入了一家公司的三文魚，這個三文魚是從境外進口的。對市場內所有的三文魚的供應商倉庫的3000多份三文魚進行了檢測，發現有6份是陽性，而其中5份是來自X公司。因為5月30號S14號攤位購入的三文魚已經賣完了，所以很遺憾，無法得到魚的樣本。但是科學家從一份沒有開封的魚體表面，通過測序得到了覆蓋55%的基因組序列。通過比對發現這個序列，和前面在新發地測得的流行毒株的序列是一致的，也有這些相同的基因突變的位點。「所以這就提示，儘管我們因為樣本原因沒有分離到這個病毒，無法證明它的感染性，但是可以提示進口的冷鏈食品可能是病毒的傳播載體。這也是第一次提出了這樣的一個發現。隨後在國內多個地區也都發現在冷鏈食品表面檢測出新冠病毒核酸，並且中國疾控中心在青島在冷鏈食品的表面分離出新冠病毒。所以這也從另一個方面提示冷鏈食品在新冠病毒傳播中的重要性。」
在新發地新冠病例的溯源中，宏基因組技術發揮了巨大的作用。
王健偉表示，近年來，高通量的宏基因組測序技術逐漸得到了應用，並且發揮了重要的作用，特別是在病原體的診斷當中，發揮「一錘定音」的作用。宏基因組技術用於病原體的檢測有很多的優勢。一是和PCR這些序列依賴的方法相比，它是非序列依賴性的，所以不需要預知任何病原體序列信息就可以進行檢測。二是病原體檢測的靈敏度比較高。三是檢測的通量高，可以同時檢測上萬種病原微生物的物種，也可以發現可能的共感染。四是檢測效能高，通過一次測序就可以拼接出病原體的基因組序列，不需要再重複進行實驗。五是解析的深度深，可以同時分析病原體的變異和耐藥等情況。最後，它獲取的信息全，除了獲取病原的序列之外，還可以同時獲取宿主的基因組和轉錄組的信息，為預警和臨床診療提供基礎。
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