大數(shù)據(jù)如何幫我們抓“毒”

真實世界永遠(yuǎn)比我們想象的更出人意料。

研究顯示，零號新型冠狀病毒肺炎患者其實與華南市場并無直接關(guān)聯(lián)。他通過何種渠道感染病毒目前無從得知。零號患者體內(nèi)的病毒是否直接來源于野生動物或者野生動物的排泄物，還是另一個隱身于茫茫人海的病毒感染者?

目前，不得而知。

確定病原體的重要性

既然已經(jīng)知道了病毒，為何科學(xué)家還執(zhí)著地尋找源頭?面對《中國科學(xué)報》的采訪，香港大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院教授朱華晨表示，確定來源才可以從源頭和根本上切斷傳播鏈，避免病原體的再次引入和再次暴發(fā)。

而確定病原體的來源需要做一系列的系統(tǒng)工作。首先是根據(jù)流行病學(xué)關(guān)聯(lián)，找到患者可能接觸、暴露的現(xiàn)場，采集各類與病原體可能有關(guān)的標(biāo)本，看是否能檢測到類似病原體。

找到陽性病原體后，需要繼續(xù)向上追溯其來源，包括產(chǎn)地、運(yùn)輸過程、可能接觸與暴露的地方。然后把所有病原體全部測序，根據(jù)序列的縱向進(jìn)化和橫向親緣關(guān)系推斷病原體在不同宿主中傳播的來龍去脈。

雖然新冠病毒早已經(jīng)被證實了人傳人，但是否可能存在人傳動物，朱華晨認(rèn)為，也有可能，但無證據(jù)?！澳壳皞魅驹炊歼€沒搞清，這些就更不可能清楚了?！比绻娴目梢匀藗鲃游?，單純隔離人類的措施對疫情是否完全可控，朱華晨表示，仍有待商榷。

基于基因組大數(shù)據(jù)的防控策略

雖然尋找新冠病毒病原體的工作仍在繼續(xù)，但借助二代測序技術(shù)對該病毒本身進(jìn)行研究難度并不大。

通俗地說，對于一個疑似患者的樣本，例如肺部灌洗液，目前的技術(shù)可以把各種可能的致病微生物的基因組DNA序列都讀出來，編成目錄。臨床醫(yī)生和技術(shù)人員可以直接閱讀這些“最底層”的信息，對比未發(fā)傳染病患者的樣本信息，快速發(fā)現(xiàn)可感染人類的新病毒。

據(jù)了解，單個冠狀病毒基因組大概在26kb~32 kb。這種長度對于目前測序技術(shù)而言，沒有特別困難之處，檢測成本也在可控范圍之內(nèi)。

然而，關(guān)鍵在于標(biāo)本的安全性以及對樣本間交叉污染的控制。而要排除污染，需要建立符合質(zhì)量控制和生產(chǎn)規(guī)模的高通量檢測實驗室，這需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r間。

此外，采訪中，專家還表示，隨著疑似患者樣本源源不斷送來，檢測機(jī)構(gòu)要能在有效時間內(nèi)抽提RNA并完成測序，然后與已知新冠病毒基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，以確定患者體內(nèi)是否感染新冠病毒。

不過，通過測序進(jìn)行診斷，成本和技術(shù)要求都較高。目前，主要通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)檢測診斷新冠肺炎。

科學(xué)家可以從病毒基因組大樣本數(shù)據(jù)中尋找出傳染能力最強(qiáng)的毒株，進(jìn)而快速理解傳染力的形成，并對之產(chǎn)生相應(yīng)的最有效防控策略。

而目前困局是，這樣大樣本病毒基因組數(shù)據(jù)庫是否存在。

以數(shù)據(jù)追蹤“可疑人群”

當(dāng)前，全國多數(shù)城市都采取嚴(yán)格手段遏制新型肺炎蔓延，這就可以通過用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行采集加以控制。

對此，上海大數(shù)據(jù)聯(lián)盟常務(wù)副秘書長馬慧民告訴《中國科學(xué)報》，“非常時期用非常手段，只要確保采集到的個人位置數(shù)據(jù)僅用于疫情防控就可以。目前除了三大運(yùn)營商以外，微信、支付寶等都有用戶的基于位置服務(wù)的數(shù)據(jù)(LBS數(shù)據(jù))，通過整合感染人群的各種LBS數(shù)據(jù)，就可以還原病毒的傳播軌跡。但是這些LBS數(shù)據(jù)的采集獲取和分析處理需要額外經(jīng)費(fèi)投入，隨感染人群規(guī)模擴(kuò)大而增加，由此產(chǎn)生的費(fèi)用由政府財政支出?！?/p>

“移動互聯(lián)網(wǎng)時代，大數(shù)據(jù)對于精準(zhǔn)疫情防控將會起到重要作用。每個人在哪個位置、去了哪里、跟什么人有接觸，都可以通過手機(jī)位置記錄下來?！瘪R慧民提議，此時，關(guān)鍵在于有效鎖定疫區(qū)人群，及時掌握疫區(qū)人群的流動以及人群到其他城市之后具體的分布。

那么數(shù)據(jù)從哪里來?馬慧民認(rèn)為，一是采取由面及點的做法，即把去年12月以來華南海鮮市場里的手機(jī)信息數(shù)據(jù)和各類交易信息都調(diào)出來，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺追蹤這些人群的流向，就可以還原重點人群分布和流動圖，形成對于疫情發(fā)展的總體判斷。二是采取由點及面的做法，即采用小程序，把已確診病例、疑似人群都管控起來，要求這類人群在小程序上及時登記填寫信息，通過大數(shù)據(jù)平臺將這些人群自登記之日前14天的活動軌跡還原出來，尋找到其中的密集場所，并形成高危場所數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一對公眾發(fā)布，以便于公眾自我檢查。

之后，再結(jié)合醫(yī)療機(jī)構(gòu)獲得的病毒基因組數(shù)據(jù)，就可以重點追查到強(qiáng)傳染性的潛在患者。

數(shù)據(jù)建立新信任機(jī)制戰(zhàn)疫情

此外，馬慧民認(rèn)為，還可以嘗試用區(qū)塊鏈記錄每個病例。這等于給患者和每個疑似病例建一條鏈，那么在患者這幾周出現(xiàn)的位置上的所有信息、與他(接觸)的人群都可以出現(xiàn)在這條鏈上。區(qū)塊鏈不可篡改，而且可以溯源。

其實，區(qū)塊鏈不僅僅可以應(yīng)用在防疫方面，還能在更大范圍內(nèi)起作用。

“比如，關(guān)于各類醫(yī)用物質(zhì)的使用去向、疫情早期到底被誰耽誤了等?！瘪R慧民表示，一種新的數(shù)據(jù)技術(shù)，可以讓我們每個人從中獲得新的信任感。

這樣一來，新的信任機(jī)制建立不是靠人或機(jī)構(gòu)的承諾，而是新的數(shù)據(jù)平臺。

“真實世界永遠(yuǎn)比我們想象的更出人意料，因此人類面對自然必須要有謙卑的心態(tài)。”馬慧民說，從預(yù)防、溯源、治療、隨訪、追蹤、管理、物流、信息發(fā)布和問題解答等方面構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺，將湍流不息的數(shù)據(jù)和嗡嗡作響的機(jī)器轉(zhuǎn)化為對每個人的關(guān)懷，盡早打贏這場疫情阻擊戰(zhàn)。