收集血液和头发是用于巫术?他们开展组学研究遇到的重重阻碍……

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行文之前突击检查一下,你的实验室里都有哪些家伙什?

−80°C冰箱、质谱仪、测序仪…… 这些看起来再平常不过的东西,却也不是人人都有。

血液、头发、粪便…… 普通的研究样本,可能会被一些国家和地区的民众认为是施展巫术的材料。

经济基础决定上层建筑,也一定程度上决定着科学研究的发展。

6月17日,一群来自菲律宾、肯尼亚、津巴布韦等国家的研究人员在 Nature Biotechnology 的 Career Feature 栏目发文,介绍了中低收入国家有效开展组学研究(omics research)所面临的各种障碍及相应的推动因素。

研究人员指出,这些 “障碍” 分为行政、机构、项目社区四类。文章详细描述了高成本、复杂物流、基础设施不足、样本收集困难等问题;并提出与政府和地方机构合作、培训本地科学家、设计严谨的研究协议、加强社区参与等解决方案,以提高中低收入国家开展组学研究的有效性和可持续性。

在全球范围内,低收入和中等收入国家面临着显著的健康挑战,其中包括传染病、母婴和营养健康问题,以及非传染性疾病的高早逝率。需要深入研究这些疾病的原因和影响,以制定有效的干预措施。

尽管各国研究者们对基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和肠道微生物组宏基因组学等 “组学”(omics)技术的兴趣日益增加,但其在中低收入国家中的应用仍然有限。

文章指出,这些技术在中低收入国家中的应用面临着高昂的成本、复杂的物流和基础设施不足等挑战,导致研究项目的实施受到阻碍。

具体而言,从行政层面来讲,在中低收入国家开展组学研究可能会遇到诸如高成本且复杂的海关流程、冗长的审批和样品运输物流相关的障碍,这可能超过了高收入国家所面临的挑战。

机构层面讲,中低收入国家所面临的主要挑战是基础设施不足以及缺乏训练有素的科研人员。文章指出,组学研究需要在数据收集、样品运输、精确温度下的可持续存储和实验室分析方面进行大量投资。

但遗憾的是,许多中低收入国家的科研机构缺乏必要的基础设施——包括物理空间、高速互联网连接和组学研究的关键设备(如−80°C冰箱、质谱仪、测序仪和温控运输车等)。此外,一些中低收入国家经常停电,所以他们不得不使用柴油发电机。

西湖欧米质谱房

正是因为这些原因,目前许多组学研究都由高收入国家的科研机构领导,中低收入国家合作伙伴主要提供生物样本。文章指出,这种情况有时候会将中低收入国家的科学家们变成 “光鲜的数据收集者”(glorified data collectors)。

也就是说,智力重心仍在高收入国家的机构,中低收入国家目前的工作虽然可以提高科学家的技术和知识水平,但往往还不足以让他们能完全独立地进行具有竞争力的研究,或是在没有外部支持的情况下自主获得研究资金。

项目层面讲,中低收入国家开展组学研究的障碍主要集中在样本采集方面,具体包括地理位置、样本采集点的距离和运输物流。

许多中低收入国家的组学研究针对特定的脆弱人群和/或其他地方性问题,因此经常在偏远或分散的地区进行。因此,研究人员要应对诸如雨季的洪水和台风等不可预测的因素,这些因素会扰乱运输和电力供应。高效样本存储的额外挑战还包括湿度、温度波动以及样本采集、处理和存储之间的时间滞后。

虽然上述问题在高收入国家也会遇到,但大多数中低收入国家位于热带或亚热带地区,使得解决这些问题难上加难。此外,组学研究会产生大量的组学数据,因此还会存在数据传输和存储成本过高的问题。

最后,从社区层面讲,招募组学研究参与者是一个常见的挑战,特别是当参与者认为没有直接 “好处” 时,尤其是社会经济地位和教育水平较低的弱势群体。

参与者还会担心,组学分析可能会揭示对他们当前或未来健康有影响的信息。例如,一些中低收入国家社区对基因组学的目标存在不确定性,基因组学常常被误解为亲子鉴定。此外,人们还担心研究人员可能会针对特定的污名化疾病,如艾滋病。

不仅如此,在许多中低收入国家社区中,血液、粪便或头发等样本具有特定的文化含义,人们可能会怀疑研究人员也许会将样本用于 “巫术” 或 “妖术”。

 

实验室样本 图源:pixabay

这些令人啼笑皆非的故事,却是许多中低收入国家的组学研究者们面临的沉重现实。

针对这些问题,文章也提出了一些可实践的推动因素。

行政上,主动与相关利益相关者协调并进行周密的规划。首席研究人员应尽早与国家和地方当局接触,以获得指导和支持。此外,为了争取国家对组学研究的资助,迫切需要提高政府机构对组学解决国家问题的潜力的认识和宣传(例如新冠大流行)。

机构上,可通过博士课程(尤其是三明治博士课程或外部博士课程形式)培训年轻科学家,可通过合作项目增加设备和技术支持,还可在中低收入国家设立能服务于一群国家的区域卓越中心(regional centers of excellence),等等。

项目上,需要设计严谨的研究协议,加强合作伙伴间的协调,确保公平的研究机会和责任分担。

社区上,需要与地方当局和社区代表进行有效协调,通过宣传活动建立参与者信任,提高社区对研究的接受度。

在组学伦理、知识产权和国际合作方面,文章提到,生物样本的出口法规日益严格,合作框架仍在演变,需要尽快建设中低收入国家的组学研究能力。目前,研究成果的所有权问题仍未解决,大多由主要资助方(通常是高收入国家机构)保留知识产权,需要重新审视合作政策和合作关系,所有利益相关者都应倡导公平的研究努力。

在文章的最后,作者指出,随着经济、人口和营养状况的变化,中低收入国家更容易受到既有和新兴疾病的影响,因此,投资于组学技术以更好地理解这些地区的疾病是十分重要的。

作者希望,通过识别研究障碍并分享有效的研究策略,能为未来的研究人员提供帮助,并呼吁加强国际合作,使他们在中低收入背景下成功开展组学研究,为全球健康研究提供重要的补充和创新视角。

原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41587-024-02274-4

 

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