新型冠狀病毒肺炎的暴發，在世界范圍內給人類生活帶來了巨大的影響，而中國在抗疫策略上表現突出，積累了很多寶貴的經驗：在嚴格的非藥物干預措施下，迅速控制了疫情在國內的流行；隨后，通過對入境人員的全面檢測與隔離，有效控制了境外疫情的輸入。
然而，新冠病毒的感染和傳播路徑尚未被完全了解。例如2020年7月以來，我國多地從進口冷凍食品包裝表面檢測到新冠病毒的核酸，但其傳播風險一直不很明確。認真評估食品冷鏈在病毒感染和傳播路徑中的作用和風險，是“外防輸入”的重要措施，對于完善當前防控策略、避免疫情再發具有重要意義。
2020年10月23日，北京大學北京未來基因診斷高精尖創新中心（ICG）及生物醫學前沿創新中心（BIOPIC）黃巖誼課題組與北京市疾病預防控制中心、中國醫學科學院病原生物學研究所、清華大學、中國科學院北京基因組研究所的合作者在《國家科學評論》（National Science Review）上在線發表題為“北京新冠肺炎疫情再現可能源于冷鏈食品污染”（Cold-chain food contamination as the possible origin of Covid-19 resurgence in Beijing）的研究論文。該論文通過對2020年6月北京疫情相關病例、環境與食品等樣品的核酸測序和病毒基因組序列分析，結合全面的流行病學調查和大數據分析，揭示了該疫情可能源于冷鏈食品污染，提出冷鏈運輸可能是新冠病毒傳播的新途徑。
2020年6月11日，1例新冠病毒感染患者突現，打破了北京連續56天無新增病例的平靜。該患者（指示病例）馬上被收治，病情也很快得到控制，但是他從何處感染了病毒，卻成了一個謎。流行病學調查和大數據分析其所到地區和接觸人員，發現2份來自北京新發地市場的環境樣本呈現新冠病毒核酸陽性。對該市場538名員工擴大進行病毒核酸篩查，又發現45人為陽性。新發地市場隨即成為關注焦點，北京市有關部門果斷對該市場采取關閉措施，以有力遏止疫情的蔓延。
為了解病毒感染情況，6月15日，北京市啟動了全市核酸篩查。通過對1000余萬人口和5000余份環境樣本的檢測，共發現368人新冠病毒核酸陽性。這些感染者均與新發地市場有直接或者間接關聯：其中169人是新發地市場的工作人員，103人于5月30日至6月12日期間去過新發地市場，其余96人均為上述人員的接觸者，未發現獨立于該市場的早期傳播鏈或獨立傳播鏈，提示新發地市場是此次疫情暴發的單一源頭。
在此基礎上，研究人員對這些樣本的空間分布進行了認真梳理，發現有122個感染者是新發地綜合交易大廳地下一層（牛羊肉大廳）的工作人員，占這個區域584名工作人員的20.9%；而市場內其它區域的陽性率僅為1.7%。進一步的分析發現，這些病例明顯地集中在該大廳的海鮮水產售賣區。接下來對所有攤位的環境樣本進行核酸檢測，發現有14個攤位的工作人員和環境樣本均為新冠陽性，這些攤位隨即成為感染源頭的重點調查對象。
上圖：新發地綜合交易大廳地下一層的工作人員與環境樣本新冠病毒核酸陽性的空間分布圖及相關攤位病例的抗體檢測結果
隨后對5月下旬曾經接觸過這14個攤位的3294名顧客進行了新冠病毒IgM/IgG抗體檢測，發現有5人呈現陽性，且這5人均在5月30日至31日間去過S14號攤位。這5位顧客及其密切接觸者在過去14天內均未到訪過中高風險區域或接觸過來自中高風險區域的人員。S14號攤位的7位工作人員均為新冠病毒確診病例，且癥狀出現時間相對較早，提示S14號攤位可能是感染的源頭，考慮到同期未發現獨立于該市場的早期傳播鏈或獨立傳播鏈，這進一步提示疫情是由新發地市場向外傳播。
為了進一步明確這一判斷，研究團隊利用自主開發的低病毒載量樣品處理方法，對110個病例和環境樣本進行了高通量核酸測序，共獲得了72條高質量的新冠病毒基因組序列。分析發現，這些序列均具有8個特征性突變位點（C241T、C3037T、C14408T、A23403G、GGG28881-28883AAC和C6026T），這些位點在我國此前的本土和輸入病例中從未發現過。與新冠病毒基因序列數據庫比對，發現除C6026T之外，具有其它7個突變位點的病毒主要存在于歐洲。這些結果進一步提示新發地疫情的病毒應為單一性的新發境外輸入。
上圖：新發地疫情中的病例和環境樣本中獲得病毒基因組序列分析表明其病毒序列具有明顯的突變特征，和我國之前所發現的本土及輸入病例均不相同，揭示該次疫情應為單一性的境外輸入
綜合上述結果，同時確認S14號攤位的工作人員未接觸過疑似或確診新冠病毒感染者，且5月至6月初期北京也無報告新增感染病例，提示病毒極可能來源于境外輸入。進一步調查顯示，S14號攤位售賣的物品中冰鮮三文魚是唯一來自境外的商品，且攤主曾于5月30日從某供應商（X公司）處采買過從存在新冠病毒疫情國家進口、包裝完整的三文魚，在市場內切割處理后零售。為此，對新發地市場內所有三文魚供應商的冷庫進行了采樣檢測，發現X公司有5份魚體拭子樣本呈新冠病毒核酸陽性，其中1份未開封魚體拭子樣本中測序獲得的病毒基因組序列與本次疫情中人和環境樣本中的病毒高度同源。
因未能從魚體上分離獲得活病毒，因此尚無法證明魚體上的病毒活力。但是將高質量病毒基因組序列特征分析與流行病學調查結合，提示來自境外疫情高發區的冷鏈進口食品極有可能為本次新發地疫情病毒源頭。在本文發表過程中，中國疾控中心報告從青島獲取的冷鏈食品中分離出新冠病毒，進一步提示冷鏈食品可能是新冠病毒傳播的重要途徑。本研究對于揭示北京新發地疫情的病毒來源提供了重要證據，為優化疫情常態化防控策略提供了重要依據。
該論文的完成，體現了多個研究機構中不同專業背景科研人員之間的精誠合作，也為今后類似復雜問題的快速解決提供了一種有效的方案。
新冠疫情伊始，北京大學北京未來基因診斷高精尖創新中心和生物醫學前沿創新中心的黃巖誼、謝曉亮課題組與清華大學北京結構生物學高精尖創新中心及生命科學學院的王建斌課題組就迅速行動，將團隊近期發展的快速RNA核酸測序樣品處理方法SHERRY加以改進（詳情：PNAS 丨 一種新的基于Tn5轉座酶的轉錄組測序快速建庫方法），形成新的實驗方案MINERVA（詳情：黃巖誼課題組、謝曉亮課題組與合作單位聯合開發靈敏簡單新型冠狀病毒測序手段），以適用于各種復雜臨床和環境樣本中新冠病毒測序，為新發地疫情關鍵樣品的準確快速病毒測序提供了技術基礎和實驗支持。北京市疾病預防控制中心新冠病毒肺炎防控和檢測組參與完成現場調查、樣本采集和核酸篩查。中國醫學科學院病原生物學研究所王健偉/任麗麗研究團隊在P3實驗室完成了樣品的核酸測序前處理流程。中國科學院北京基因組研究所李明錕課題組完成了對關鍵樣品序列的分析。該工作得到了北京市政府的統籌協調和相關部門的大力支持，得到了科技部、國家自然科學基金委員會、北京未來基因診斷高精尖創新中心和北京結構生物學高精尖創新中心的資助?？焖夙憫母咄繙y序工作得到了北京大學ICG/BIOPIC高通量測序平臺的積極協助。
北京市疾病預防控制中心龐星火主任醫師、吳雙勝主管醫師，中國醫學科學院病原生物學研究所任麗麗研究員和中國科學院北京基因組研究所研究生馬文泰為論文共同第一作者。中國醫學科學院病原生物學研究所王健偉研究員，北京大學北京未來基因診斷高精尖創新中心/生物醫學前沿創新中心/化學學院黃巖誼教授，清華大學北京結構生物學高精尖創新中心/生命科學學院王建斌研究員，中國科學院北京基因組研究所/國家生物信息中心李明錕研究員，北京市疾病預防控制中心王全意研究員、潘陽副研究員為共同通訊作者。
