科学家们正在共同努力，将廉价快速的DNA测序能力转化为应对通过社区传播的传染病病原体的环境传感器。他们希望，这种方法可以提供疾病爆发的早期警告。

　　在一项被称为“疾病天气图”（Disease Weather Map）的项目中，埃里克•晒特（Eric Schadt）和他在太平洋生物科学公司（Pacific Biosciences，一家位于加州门洛帕克的新创测序公司）的同事们正在使用这种技术，监控湾区周围一些地区的病毒状况，包括污水处理站，马桶手柄，以及自己员工们的口腔。

　　这个试点项目仍处于初期阶段，不久前，晒特在纽约冷泉港举行个体基因组研讨会（Personal Genomes conference）上提交了有关报告。对于科学家将需要如何广泛或如何密集地从环境中采样，才能比现有的监测方法（例如，医生报告和实验室生长病原体的测试）更早地确定预警征兆，目前还不清楚。但是，他们已经表明，在一天内从环境中收集、测序、并分析收集的基因样本是可行的。

　　“我们的想法是要从不同的地点进行采样，如机场，捷运站，或急诊室，建立一个疾病的实时气象图，并用它来衡量一段时间内的病原体通量，”晒特说，“如果我们能够很早就识别到一个社区涌入了类似H1N1的病毒，那么也许我们就可以调动资源来应对，比如，提供达菲（Tamiflu）药品。”他希望，最终能够将病毒数据与绘图软件结合，创建一个特定社区里的病原体分布图。

　　去年，晒特成为太平洋生物科学公司的首席科学官，他将这一项目设想为一种充分利用该公司新高速测序技术的应用。科学家们要想迅速对保障公众健康采取行动，就需要能够非常快地测序并分析病毒数据。去年春天，太平洋生物科学公司与纽约卫生署合作，证明该公司的测序技术可以在单一一天内，用于测序和分析不同的流感毒株的病毒。

　　公共卫生机构，如州卫生部门和疾病控制中心，目前使用的是一种混合检测疾病爆发的方法，依靠医生的报告，分子检测，以及新一代互联网工具。例如，“谷歌流感趋势”（ Google Flu Trends）基于人们对流感信息的搜索数量，预测流感疫情。但是，这些方法都不是在监测环境中的病原体，而只是在监测人。科学家们希望，这种方法能够比现有的方法更早地监测到爆发征兆——在相当数量的人染病之前——让城市和各州更好地对疾病潜在爆发做出准备，甚至可能阻止爆发。“我们要怎样来监测，这可能是未来的趋势，” 波士顿儿童医院的研究员约翰•布朗斯坦（John Brownstein）说，他也是互联网疾病监测工具HealthMap的创建者。

　　在这个试点项目中，太平洋生物科学公司的研究人员们从公司总部的公共区域采集了样本，例如门把手，马桶，冰箱，每周一次，进行了一个月。他们还擦采了员工志愿者的面颊，每月两次，为期2个半月。

　　研究人员们在一定数量的人身上和物体表面发现了多种流感毒株，包括与去年猪流感大流行有关的H1N1病毒。目前还不清楚这种方法有多强的预测性，但研究人员们确实看到了其潜在意义。研究开始一周后，晒特说，一些志愿者没能再来测试，因为他们已经染病了。几乎所有那些再次前来受检的人都被测试出H1N1阳性，而病毒分布在办公室的各个表面。

　　研究人员们还追踪到了一种流感病毒新变种的出现——用测序来监测病毒和其他病原体的优势之一。在DNA上非常小的变化，甚至只是单一碱基对的变化，都可以使微生物更危险或更耐药，哈佛大学医学院的遗传学家乔治•车迟（George Church）说，他正在进行一个类似的项目。凭借太平洋生物科学的试验，研究人员们确定了一种特定流感病毒的两个新突变，并跟踪观察了新的变种是如何变得比原始种株更普遍。

　　作为同一项目的一部分，加州大学旧金山分校的合作者们从当地污水处理设施中收集了样本，旨在从社区更广泛的层面上采集病毒。虽然研究人员们还在处理如何从富含细菌的污水处理设施中分离出病毒DNA的技术细节问题，他们仍然发现了一些有趣的毒株。“放大观察，你不仅可以找到引起人们患病的病原体，如肠病毒以及其他呼吸道和肠道病毒，我们还发现了针对你吃下的不同食物的很多其它病毒，”晒特说。例如，他们发现一种在番茄和辣椒中普遍存在的病毒株。“我们可以开始食品流行病学的研究，以确定不同地区的食物消费模式，这将对疾病相关性有意义。”

　　科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado at Boulder）的生物学家罗布•奈特（Rob Knight）和他的合作者们正在进行一种类似的项目，叫做“生物天气图（BioWeatherMap）。他们对从全国各地收集的美元钞票上的遗传物质进行了测序，以确定钱是如何准确地反映了我们手中的微生物群落，并搜索来源的差异，例如，将大学的自助餐厅与急诊室相比较。

　　晒特想利用试验数据从谷歌或其他来源争取资金，以扩大实验。显然，预测能力将对项目的成功至关重要。目前还不清楚他们必须做多少测序，才能对公众健康形成影响。“我们还不能一次分析数百个样品，”晒特补充说，到2014年，公司预计其PacBio仪器可以在15分钟内能对千兆字节的DNA进行测序。按照这个速度，它可以对有约13000 DNA字母的A型流感病毒进行大约每小时30万次测序。