雾谷飞鸿抗疫札记二十四:从一个多世纪前的瘟疫地图到全球共享病毒基因组数据

美国国会图书馆每年都会举办全国图书节,除了展示图书出版界的成果、颁发奖项等之外,还会举办各种讲座,介绍美国和世界图书的历史、现状并展望未来。今年因为新冠病毒肆虐全球,与世界性瘟疫有关的图书备受关注,一些讲座也聚焦与瘟疫有关的图书资讯。其中之一是国会图书馆文献总监玛丽与地理地图部专家约翰对谈,后者在开讲前先行撰文,从历史上记载瘟疫的地图与文献开始,谈到今天全球共享病毒基因组数据,处处彰显及时、公开、透明与合作在与瘟疫作战上的重要性。

下面我们先来看约翰先生介绍的一张地图:

这是一张120多年前由首都华盛顿市环卫部门下水道工程师填制的地图,日期为1894年6月30日,显示在此前一年内,华盛顿市因为各种传染病(Zymotic)在每座居民住宅的死亡病例,包括伤寒、疟疾、猩红热、白喉和麻疹等。

如果把比例尺放大,看一下国会大厦周围一个小区域,就更加清楚:

图中每个色标显示一个病亡个案,蓝色圆圈是因为伤寒病死亡,蓝叉为疟疾,红圈是猩红热,红色四方形为白喉,红叉代表麻疹死亡。在大约185户住宅当中,超过三分之一有人病亡,总死亡人数106人,其中60人死于麻疹。最多的一座住宅病亡5人,即东南区介于6街和7街之间、G街之南的878号,有3人死于麻疹,2人死于疟疾。一户死亡3人以上的还有7家。

1894年在世界瘟疫史上还有一件大事,即鼠疫第三次大流行。早前起自云南的鼠疫于当年在广东爆发,经香港向东南亚和南亚传播,亦经台湾、日本和夏威夷流向美国和其他国家,全世界死亡人数据称高达1500万人。但是在上述地图绘制的时候,美国尚未有鼠疫疫情。那个年代的欧洲和北美国家,包括转向西方的日本,都已经开始重视流行病的朔源和防治,有的甚至强制入户检查卫生和统计病亡数字。像华盛顿特区这样的大城市,为了确定病原体的传播,就会逐户进行统计,并绘制地图,为深入研究与规划医疗措施打下基础。

这种历史上的疫情地图对当代流行病学家而言,有很重要的借鉴意义。今天不但有计算机制图技术,而且人们已经深入到传染病病原体基因组这一层次。尤其是在过去数年中,已经建立了一些国际组织,它们针对某种疫情,实时快速地将疾病的时空分布汇集起来,特别是涵盖了病原体例如病毒的基因组变异信息,包括变异在何时何地发生并传播,使得专家们不但可以追踪疫情的源头,还可以为针对性药物和疫苗的研制提供指导。

其中一个组织叫做“全球共享流感数据倡议组织”(Global Initiative on Sharing All Influenza Data, GISAID),2008年由全球一些权威医学科学家包括7位诺奖得主组建,致力于改善和分享流感数据以及与此相关的新技术,建立公众可以访问的数据库,并利用这些数据和技术开展研究、开发诊断试剂和新疫苗。这个组织创始阶段的启动资金,就是在2007-2008年间由美国卫生与公众服务部提供的。

下面这两张图,一张即是这次新冠病毒从病源地向全世界扩散的地图:

这是国会图书馆地理地图部约翰·赫斯勒(John Hessler)讲座的油管(Youtube)视频截图。该图由GISAID成员组织Next Strain绘制,显示COVID-19的时间系统树,紫色代表该病毒在中国的早期形式,红色代表该病毒从中国和欧洲等地传播到北美的路径。

另外一张则是新冠病毒在传播过程中,基因组核苷酸变异的情景:

COVID-19病毒系统动态传播图(Next Strain)
COVID-19病毒系统动态传播图(Next Strain)

国家图书馆的约翰先生介绍说,这张图汇总了来自世界各地实验室的新冠病毒基因组数据。原图是动态数据,可以在线点击显示提供数据的实验室国别、名称、时间和检索信息,科学家们可以据此查阅相关资料,为研究工作或药物疫苗研发服务。笔者查到Next Strain的原图,通过简单搜索有一个意外发现,即早期绝大多数资料都来自中国的各地实验室和研究机构,三月中下旬之后,中国资料(紫色圆点和路径)突然消失。

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