1854年,一位名叫约翰·斯诺(John Snow)的英国内科医生在网格地图上绘制出霍乱爆发的情况,以寻找—— 并且关闭—— 受细菌污染的水泵。他的举动发明了现代的流行病学。自那一年起,疫病预防和地图绘制一直是不可避免地交织在一起。

2010年,遗传学家埃里克·夏德特(Eric Schadt)灵光一现,想到了如何针对现代的情况对斯诺的突破进行更新。当时夏德特是DNA测序仪制造商太平洋生物科学公司(Pacific Biosciences)的首席科学官。感染我们的细菌——从流感到麻疹再到黑死病—— 都存在于我们的废弃物之中。为什么不通过DNA科技对未经处理的污水进行排序,借此来查找这些细菌呢?

此后可以将废水中的DNA片段与已知的病原体—— 和具体的地理位置—— 进行匹配。如果这样,公共卫生官员就不用再等到有人突发高烧才知道曼哈顿存在埃博拉病毒—— 污水中的DNA序列可以向人们发出警报,而且人们可以知道该病毒存在于哪几个街区中。

夏德特使用旧金山污水的样本对该项目进行试验,但要将污水带回太平洋生物科学公司笨重昂贵的测序仪上进行检测,这点相当不切实际。威尔康乃尔医学院(Weill Cornell Medical College)教授克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)针对该想法有一个相对而言更简单的版本。他用药签在全纽约市的各种接触面取样,建立一个次年年初将会出现的细菌的“路线图”(Pathomap)。

夏德特现在负责曼哈顿西奈山医学院(Mount Sinai School of Medicine)由卡尔·伊坎(Carl Icahn)资助的大规模基因组项目。他仍然希望能够通过分析污水直接制作出详细的细菌地图。可能吗?由英国牛津纳米孔公司(Oxford Nanopore)生产的一种新型DNA测序仪是种指状储存器,可以当场检测序列。谁又知道下一代创新会带来什么样的突破呢?梅森说:“这是一种超前的想法,但并非不切实际。”

译 粟志敏 校 Rona