日本国立感染症研究所4月27日宣布，通过追踪新型冠状病毒（SARS-CoV-2）基因组随机发生的突变发现，日本成功地控制住了从中国输入的第一波疫情，但目前来欧洲的第二波疫情正在日本蔓延。
按时间序列显示的病毒株基因变化视频：
https://gph.niid.go.jp/covid19/haplotype_networks
在来自中国的第一波疫情中，出现了大量区域性聚集性感染，日本通过以“中国、湖北省、武汉”为关键字确定高风险感染者，并及时发现密切接触者，成功控制住了疫情。然而，就在通过详细的流行病学调查，控制聚集性感染，使疫情逐渐走向平息可控的时候，从3月中旬开始日本全国各地却同时出现多例“感染途径不明”的孤发病例。据推测，这是因为在日本政府做出渡航禁制令的3月中旬之前，由海外的回国者（海外游客、海外日本人）输入的“第二波”疫情，并在数周内迅速传播到日本全国，导致“无出国史和感染途径不明”的患者及无症状感染者增加。从这些海外游客引起的同时多发病例和对3月中旬以后实施的行动限制不足的情况来看，可以认为感染源不明的新型冠状病毒已经入侵日本国内，造成了目前疫情扩散的状况。
日本曾经流行的第一波疫情和现在流行的第二波疫情（TV朝日的节目截屏）
日本的新型冠状病毒聚集性感染防控过程
2019年底爆发于中国武汉的新型冠状病毒从2020年1月开始进入到日本国内，引发了多起区域性的聚集性感染。通过在疫情发生地积极实施流行病学调查，确定发生源和密切接触者，采取了隔离观察等抑制感染进一步扩散的对策。一段时间内，各地均取得了一定的成效，比如各地确认感染人数开始减少，宣布聚集性感染疫情平息等（如北海道·北见市聚集性感染 2020/04/14），但之后各地的疫情又开始出现，最终导致政府宣布全国规模的紧急事态宣言。
日本国立感染症研究所在各地方卫生研究所的协助下，确定了日本国内流行的新型冠状病毒（单链正链RNA病毒，全长29.9kb）基因组序列，通过病毒遗传特征推算了感染的发生原因。
新型冠状病毒基因组解析方法
研究人员优化了Wellcome Trust财团支援的ARTIC Network提出的方法，通过改良实现了高流量。详情已在bioRxiv的Preprint上公开（参考文献1、2）
世界各地的研究所都在解码SARS-CoV-2的基因组序列，截至2020年4月16日，已经录入4,511名患者的SARS-CoV-2基因组序列（几乎完整的长度，足够用于基因组分子流行病学研究，参考文献3）。日本国内也从各地收集了阳性样本，对562名患者实施了基因组解析。通过整合全球和日本的基因组信息提取出了碱基突变，制作了显示病毒株亲本关系的单倍型网状图（图2）。
图2：利用全球和日本的新冠病毒基因组信息，制作的碱基突变单倍型网状图。
碱基突变的病毒株亲本关系图（截至2020年4月16日）。据推算，突变速度为25.9碱基突变/基因组/年（也即， 1年有25.9个位置发生突变）。
据推算，SARS-CoV-2的突变速度目前为25.9碱基突变/基因组/年（也就是说，预计1年有25.9个位置发生突变）。这表明，自2019年底出现疫情以来，经过约4个月的时间，整个基因组至少有9个碱基随机发生了突变。
经确认，1月上旬来中国武汉的病毒株在日本各地曾引发多起聚集性感染（图2红●），但现在已经基本消失。另外，在2月5日开始全面进行检疫的钻石公主号游轮上确诊的896名（相当于全部3,711人的1/4）乘客和船员中，抽取了检测结果呈阳性的148名患者样本，并从中确定了70人的基因组信息。与武汉病毒株（Wuhan-Hu-1: GenBank_IDMN908947）的基因组信息比较发现，引起船内大规模感染的病毒株基因组仅1个碱基发生了突变（G11083T，图2 洋红色●）。目前日本各地未再检测出源自钻石公主号的病毒株，该病毒株被认为已在日本消失。
虽然至此日本控制住了来自中国的第一波疫情，但从3月上旬起，新型冠状病毒开始在欧洲和北美扩散，全球出现感染爆发趋势，日本也检测出了源自欧洲的病毒株（图2左上 红●）。之后，由于日本3月份实施的限制措施不够严格，随着大城市圈的感染扩散，全国各地检测出大量“感染途径不明”的病例。从日本2020年3月底至4月中旬的疫情来看，虽然成功控制住了初期来自中国的疫情（第一波），但来自欧洲（第二波）的输入病例在国内出现了扩散。
结论
流行病学调查显示，通过追踪SARS-CoV-2基因组上随机发生的突变足迹，追溯了感染途径，在来自中国的第一波疫情中，出现了大量区域性的聚集性感染，通过以“中国、湖北省、武汉”为关键字确定高风险感染者，并及时发现和隔离密切接触者，成功控制住了疫情。
然而，从3月中旬开始，日本开始出现 “感染途径不明”的病例。如图2的SARS-CoV-2单倍型网状图所示，在开始渡航自肃的3月中旬之前，由海外的回国者（海外游客、海外日本人）向日本输入了“第二波”疫情，并在数周内传播到全国各地，导致“无出国史和感染途径不明”的患者及无症状感染者增加，造成了目前的疫情扩散。
参考文献
1 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.10.985150v3
2 https://www.protocols.io/view/ncov-2019-sequencing-protocol-for-illumina-betejeje.
3 https://www.gisaid.org/epiflu-applications/next-hcov-19-app/.
文：JST客观日本编辑部
