新型在线地图可预测全球疾病爆发的地点和强度

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


一种新型在线全球地图可能很快就能帮助科学家更好地追踪和预测H1N1等传染病的爆发,就像气象学家可以研究和预测天气一样。“Supramap”应用程序在谷歌地球地图上展示了病原体和关键突变随时间、空间和不同宿主的传播,研究人员在4月9日在线版Cladistics的早期版本中报道。

通过使用H1N1和其他病毒的测序基因代码数据,这种进化和地理地图能够追踪病毒如何从其起源传播到世界各地不同的宿主。“本质上,它就像疾病的天气地图,”俄亥俄州立大学生物医学信息学副教授Daniel Janies在他和他的同事创建的YouTube视频中说,该视频旨在突出Supramap的功能。“我们能够用谷歌地球做的是将它放在上下文中。”


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借助Supramap,用户可以提交原始病毒基因序列,并获得病原体毒株的系统发育树。然后,Supramap将生成的树投影到全球地图上,并可以使用谷歌地球查看。进化树中的每个分支都进行了地理定位和时间戳标记。弹出窗口和彩色分支显示病原体毒株如何在空间和时间上变异并感染新的宿主。“如果我们能够尽早了解病毒如何对抗药物进化,我们可以改变我们的策略,例如使用非药物干预措施,”Janies说。

研究人员可以使用Supramap(在俄亥俄州立大学和俄亥俄超级计算机中心的高性能计算系统上运行)绘制的数据越多,他们的分析就越复杂。这包括能够确定病原体最初跳入人类的时间,由于日益增长的人与动物接触和全球旅行,理解这一点变得越来越重要。例如,研究人员现在知道,严重急性呼吸综合征(SARS)在蝙蝠身上有着深刻的进化起源。如果病原体的移动与鸟类飞行模式有关,并且这些路线由于气候变化等原因而发生变化,研究人员甚至可能能够预测疾病接下来可能在何处逻辑上出现。

上面的Supramap图像描绘了禽流感(H5N1)向西蔓延的情况。红色和白色树枝表示不同的基因型,而每个节点的突变可以在弹出窗口中查看。由Janies等人提供。2010年《Cladistics》在线版 04-9-10

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