大规模SARS-CoV-2基因组测序揭示德国最大肉类加工厂疫情暴发前病毒株已在社区传播

《Scientific Reports》：Large-scale SARS-CoV-2 sequencing indicates prior community circulation of the viral strain associated with Germany’s largest meat processing plant

本研究针对2020年6月德国居特斯洛肉类加工厂(MPP)大规模SARS-CoV-2疫情（占德国当月病例18%），通过大规模基因组测序（1,438份疫情样本和157份社区样本），证实疫情为单克隆暴发（B.1.329谱系占比>98%），发现疫情毒株在暴发前6周已存在于本地社区且无MPP关联，表明病毒为本地传播而非外籍工人输入。研究揭示了超级传播事件和传播瓶颈对疫情动态的影响，为公共卫生决策和舆论引导提供了科学依据。

2020年6月，德国最大的肉类加工厂之一——位于居特斯洛地区的屠宰场暴发了大规模SARS-CoV-2疫情，病例数高达2119例，占德国当月总病例数的18%。这一事件不仅引发了广泛的公共卫生关注，还导致了当地政府的封锁措施。更引人深思的是，公众舆论中出现了关于疫情起源的猜测，有人认为疫情毒株可能是由在该工厂工作的外籍工人在休假后从国外“输入”的。这种猜测不仅带有政治色彩，也可能影响疫情防控策略的制定和公众对疫情的理解。为了科学地澄清疫情起源和传播动态，一个由德国多所大学和研究机构组成的研究团队开展了一项大规模SARS-CoV-2基因组测序研究，其成果发表在《Scientific Reports》上。

为了准确揭示疫情的遗传结构、追溯病毒来源并阐明传播模式，研究人员对大量存档的SARS-CoV-2阳性诊断拭子样本进行了回顾性基因组测序。样本主要包括两类：一类是来自居特斯洛肉类加工厂工人的“疫情样本”（共1822份，成功测序1438份，病例覆盖率约68%），主要用于系列诊断和筛查；另一类是来自居特斯洛地区病例的“社区样本”（共419份，成功测序157份），用于常规诊断。病毒RNA提取后，采用COVIDSeq Test方案在Illumina NovaSeq 6000平台上进行测序。获得的测序数据通过BWA-MEM比对至参考基因组，并使用iVar进行病毒共识序列的组装。谱系分析使用Pangolin软件，克隆分析和突变分析使用Nextclade工具。此外，研究还结合了居特斯洛卫生当局的流行病学调查数据，对早期社区病例与加工厂之间的潜在联系进行了深入评估。

疫情的单克隆性

对成功测序的1438份疫情样本的分析显示，疫情具有高度的单克隆性。研究人员确定了八个“疫情定义性突变”（C241T, C1059T, C2027T, C6406T, C14408T, G18972A, A23403G, G25563T），这些突变在98.9%至100%的疫情样本中存在，并且有98.2%的样本同时含有这八个突变而无其他突变。谱系分析进一步证实，99.0%的疫情样本属于B.1.329谱系。

这一结果强有力地证实了疫情主要由单一病毒株引起，其他病毒谱系的引入对总体病例数的贡献至多不超过2%。

B.1.329谱系在社区样本中的存在

研究人员在157份社区样本中也检测到了B.1.329谱系。该谱系在社区中的传播时间远早于加工厂疫情的暴发高峰，最早可追溯到2020年第12日历周（3月中旬），即疫情高峰（第26周）的14周之前。在疫情高峰期（第22至28周），社区样本中B.1.329的比例急剧上升至60%-100%，之后在秋季又有短暂出现。这表明疫情毒株在社区中存在循环，并且疫情的暴发导致了该毒株在社区中的短期激增。

疫情毒株在暴发前的社区传播且独立于加工厂

这是本研究最关键的发现之一。在对20例在2020年6月疫情高峰前采集的B.1.329阳性社区样本进行精细突变分析和流行病学关联调查后，发现其中4例样本（采集于4月初）携带与疫情毒株完全一致的八个定义性突变，并且居特斯洛卫生当局的病例和接触者追踪数据显示，这些病例与加工厂之间不存在任何流行病学联系。

这意味着，在病毒被传入居特斯洛加工厂工人群体至少六周前，疫情毒株就已经在当地社区中独立传播。

无迹象表明B.1.329存在于其他国家

研究人员在GISAID数据库中进行检索，共发现1686份B.1.329样本，所有这些样本均来自德国，且大部分（1626份）由本研究提交。在德国以外的国家未发现该谱系样本，这进一步降低了疫情毒株由外籍工人从国外输入的可能性。不过，作者也指出，一些国家（如许多加工厂工人的原籍国罗马尼亚和保加利亚）的病毒基因组监测能力较低，不能完全排除该谱系曾在这些国家以极低水平传播的可能性。

早期病毒亚谱系在疫情高峰期的持续性有限

本研究还验证并扩展了此前Günther等人研究的发现。Günther等人的研究在疫情早期（5月）的样本中鉴定出15个病毒亚谱系（单倍型）。在本研究的大规模样本集中，只有其中一个名为B1的亚谱系（仅包含八个疫情定义性突变）在疫情高峰期被大量检测到（602个精确匹配），而其他早期亚谱系基本消失。这表明，尽管疫情初期可能存在多个引入事件或病毒变体，但最终在加工厂内持续传播并主导疫情高峰的只有一个主要的病毒谱系，这反映了传播过程中的瓶颈效应和超级传播事件对病毒种群动态的强烈影响。

本研究通过大规模病毒基因组测序，确凿地证明了居特斯洛肉类加工厂SARS-CoV-2疫情是一次单克隆暴发事件，其相关的B.1.329毒株在疫情暴发前数周就已存在于当地社区，且未发现其源于外籍工人输入的证据。研究还揭示了加工厂内部传播动态存在瓶颈，早期存在的多个病毒亚谱系中仅有一个在疫情高峰期占据主导。这些发现不仅为理解疫情传播动力学提供了关键见解，也凸显了大规模基因组测序在疫情调查中的巨大价值。它不仅能精准揭示传播链，为制定有效的公共卫生干预措施（如针对性的封锁和检测策略）提供依据，还能以客观、科学的证据回应公众关切的敏感问题，引导理性的公共讨论，避免因不实猜测导致的社会污名化。这项研究为未来应对类似的大型聚集性疫情提供了重要的方法学范例和决策参考。