目录
- 执行摘要:关键洞察与市场亮点
- 野生动物疾病基因组学市场预测 2025–2029
- 技术进展:测序、生物信息学与人工智能整合
- 主要参与者与行业合作(引用:illumina.com,thermofisher.com,oie.int)
- 新兴应用:早期疫情检测与野生动物保护
- 监管环境与数据治理(引用:oie.int,who.int)
- 区域分析:北美、欧洲、亚太及新兴市场
- 挑战:采样、成本与数据解释
- 投资趋势与资金展望(引用:illumina.com,thermofisher.com)
- 未来展望:下一代基因组学与一体化健康协同
- 来源与参考
执行摘要:关键洞察与市场亮点
野生动物疾病基因组学领域正在快速发展,研究人员和保护者利用先进的基因组技术追踪、理解和管理影响动物种群的疾病。到2025年,几个关键驱动因素正在塑造这一领域:人畜共患病溢出事件的频率增加、生物多样性保护的必要性,以及下一代测序(NGS)平台在实时病原体监测中的广泛应用。这些趋势正在催生投资和跨部门的合作,重点关注早期检测、疫情控制以及生态系统健康的保护。
- 扩展的基因组监测计划:领导的国家和国际野生动物机构正在扩大其基因组监测倡议。例如,美国地质调查局正在部署有针对性的测序,监测蝙蝠的白鼻综合症和鹿类的慢性消耗病,而世界动物卫生组织将基因组学纳入其野生动物疾病通报和可追溯性框架中。
- NGS和便携式测序的采用:便携式测序仪(如Oxford Nanopore Technologies开发的仪器)的可用性使得在偏远生态系统中进行现场基因组监测成为可能。实时测序数据支持快速识别如禽流感、狂犬病与新兴冠状病毒等病原体在野生动物宿主中的感染。
- 数据整合与AI驱动分析:如Illumina等组织正在与公共和私营部门合作伙伴合作,创建综合数据库,将基因组学、流行病学和生态数据结合在一起。人工智能和机器学习算法越来越多地被用于预测疾病的出现并指导干预策略。
- 能力建设与多边倡议:联合国粮农组织正在领导在生物多样性热点地区建立疾病基因组能力的努力,支持当地实验室通过培训和技术转让来改善野生动物健康监测。
展望未来几年,野生动物疾病基因组学的前景强劲。随着测序成本的持续下降和生物信息学管道的日益复杂,预计将更广泛地采用并更深入地融入到野生动物管理项目中。该领域将越来越重视全球数据共享、实时分析及技术提供者与野生动物健康组织之间的合作。这些进展使得基因组学成为主动保护生物多样性和预防人畜共患病战略的核心支柱。
野生动物疾病基因组学市场预测 2025–2029
预计野生动物疾病基因组学领域将在2025至2029年期间经历强劲增长,主要受下一代测序(NGS)技术的进步、全球疾病监测工作的扩大以及对人畜共患病研究的资金增加的推动。市场轨迹受到一系列高调疫情的影响,例如禽流感、非洲猪瘟以及冠状病毒的持续威胁,这些都加剧了对能够迅速检测、特征化和监测野生动物种群中病原体的基因组工具的需求。
领先的基因组技术提供商正在扩大其野生动物和环境健康产品的供应。Illumina和Thermo Fisher Scientific均推出了适应现场使用的测序平台和元基因组检测试剂盒,使研究人员能够处理来自偏远地点的样本,并在接近实时的情况下提供可操作的数据。这些工具正被整合入由世界动物卫生组织(WOAH)协调的野生动物监测网络中,该组织正在扩大其全球监测计划,以将基因组监测作为标准组成部分。
公共和私营部门的合作伙伴关系也正在塑造这一领域。2024年,Oxford Nanopore Technologies宣布与保护组织合作,在生物多样性热点地区部署便携式测序设备,支持快速识别蝙蝠、鸟类及其他关键物种中的新兴病原体。这类倡议预计在2025年及以后的时间里将会加速发展,因为各国政府和非政府组织重视人畜共患病溢出风险的早期预警系统。
接下来的几年将会看到针对野生动物基因组学的生物信息学基础设施进行重大投资。诸如QIAGEN等公司正在扩展其基于云的分析平台,以处理具有大规模、混合来源的测序数据,这些数据在环境和野生动物样本中非常典型。这些发展,加上测序成本的降低和样本保存技术的改进,正在降低低收入和中等收入地区开展野生动物疾病研究的进入门槛。
2025至2029年的市场展望显示,北美和欧洲的增长强劲,同时亚太地区和部分非洲的新兴市场预计也将迅速采用。实时基因组数据的整合预计将成为标准做法,应用于野生动物健康管理、政策决策和生态系统监测,将基因组学推向全球野生动物疾病准备和应对战略的基石。
技术进展:测序、生物信息学与人工智能整合
野生动物疾病基因组学正在经历一个变革性的时期,快速的测序技术、先进的生物信息学平台和人工智能(AI)整合推动着这一变化。到2025年,几个关键的发展正在塑造检测、追踪和理解野生动物种群中病原体的研究和监测能力。
下一代测序(NGS)依然是野生动物疾病基因组学的基石,提供前所未有的快速度和敏感度用于病原体检测。可移植的测序仪器,如Oxford Nanopore Technologies的MinION设备,越来越多地被部署于现场,允许近实时地特征化病毒和细菌基因组。能够直接从环境或临床样本进行元基因组测序对发现新兴人畜共患威胁和监测偏远地区的疾病储存尤为重要。
生物信息学平台已经发展到能够处理NGS仪器生成的大量序列数据。诸如QIAGEN的CLC基因组工作台和Illumina的BaseSpace测序中心现在提供简化的工作流程,支持病原体发现、基因组组装和变异分析。这些工具不仅支持传统的计算管道,还整合了云计算能力,使研究人员能够在全球范围内协作并大规模处理数据。最近的软件更新专注于自动化注释,并将遗传特征与已知病原体表型联系起来,加快了对野生动物疾病疫情的研究。
人工智能正越来越多地融入基因组学工作流程,以解决数据解释和预测建模中的挑战。嵌入在Thermo Fisher Scientific的应用生物系统平台中的机器学习算法,可以检测出新型或高风险病原体的指示模式,为进一步研究的基因变异优先级排序,并根据基因组和生态数据预测疾病传播。在接下来的几年中,AI驱动的方法预计将在野生动物疾病监测中变得更加普遍,提高早期预警系统并为针对性干预提供信息。
展望2025年及以后的发展,预计测序、生物信息学与人工智能将进一步融合。学术界、政府和行业部门之间的合作(例如世界动物卫生组织(WOAH)倡议)正在强调开放数据共享和全球监测网络。随着成本的降低以及技术变得更便携和用户友好,野生动物疾病基因组学有望在生物多样性保护、人畜共患病溢出预防和全球范围内的一体化健康倡议中发挥越来越关键的作用。
主要参与者与行业合作(引用:illumina.com,thermofisher.com,oie.int)
野生动物疾病基因组学领域正在受到主要基因组技术提供商和国际卫生组织的合作努力的影响。到2025年,知名公司如Illumina, Inc.和Thermo Fisher Scientific Inc.处于前沿,提供下一代测序(NGS)平台、试剂和生物信息学解决方案,使野生动物病原体的全面分析成为可能。这些技术对监测和快速应对新兴人畜共患病威胁至关重要。
Illumina的测序仪和文库制备试剂盒在野生动物疾病研究中被广泛采用。近年来,该公司支持全球倡议追踪禽流感和冠状病毒在野生动物种群中的传播和基因演化。通过与学术研究人员和政府机构的合作,Illumina的技术使高通量测序能够从现场监测中处理样本,提供可操作的遗传数据用于疾病管理和风险预测(Illumina, Inc.)。
同样,Thermo Fisher Scientific提供了一系列针对病原体检测和基因分型优化的NGS和PCR解决方案。他们的Ion Torrent和应用生物系统在全球的野生动物健康项目中被广泛使用,支持常规监测和疫情调查。Thermo Fisher与兽医研究机构和野生动物保护组织合作,开发简化多种物种样本处理的工作流程,使感染性疾病病原体的检测更加迅速和敏感(Thermo Fisher Scientific Inc.)。
国际上,世界动物卫生组织(WOAH,前身为OIE)在协调疾病监测努力、统一数据收集标准和促进成员国之间的数据共享中发挥着关键作用。WOAH于2023年更新的野生动物健康框架优先考虑将基因组技术整合入全球监测网络。该框架鼓励与技术提供商的合作,并支持在高风险野生动物疾病出现地区进行能力建设的倡议(世界动物卫生组织)。
展望未来,预计未来几年将有更深入的多部门合作,技术提供商、政府机构和国际组织将共同努力,标准化基因组监测方法,改善实时数据共享。随着测序成本降低和便携式平台的可获取性增强,野生动物疾病基因组学有望在全球健康安全和生物多样性保护中扮演越来越中心的角色。
新兴应用:早期疫情检测与野生动物保护
野生动物疾病基因组学正在快速改变早期疫情检测和保护策略的格局,尤其是在2025年的情境下。最近的高通量测序和便携式基因组技术的进步,使现场研究人员能够以前所未有的速度和精确度检测、监测和应对野生动物疾病。
最重要的发展之一是像Oxford Nanopore Technologies生产的MinION设备的便携式测序仪的部署,该设备允许在偏远现场直接实时识别病原体。在2025年,正在使用这些技术进行协调监测计划,以监测人畜共患病溢出风险,尤其是在非洲、亚洲和南美的生物多样性热点地区。例如,受野生动物保护协会支持的倡议正在利用基因组学追踪新兴真菌、病毒和细菌病原体在蝙蝠和灵长类动物种群中的传播,这些物种已知是潜在疫情的储存宿主。
基因组数据的整合也在加速保护管理。世界自然基金会等组织正与国家公园和当地当局合作,对受到 chytrid fungus 威胁的两栖动物或面临新型病毒感染的象群进行基因组测序和病原体分析。通过比较病原体基因组,保护者现在可以识别药物抗性或新毒株的出现,从而支持针对性干预和疫苗接种运动。
- 到2025年,许多国家正在将野生动物疾病基因组学纳入其国家生物监测框架。例如,美国地质调查局国家野生动物健康中心正在整合基因组管道,以快速检测鹿类的慢性消耗病(CWD)和候鸟中的禽流感,并在几天而非几周内提供可行动数据。
- 云端数据共享平台,由全球生物多样性信息设施等组织推动,正在促进研究人员、保护管理者和决策者之间的实时协作和数据交流。这能够提前警告疫情并在区域和全球范围内进行协调应对。
展望未来,预计接下来的几年中,将继续缩小测序设备的体积,进一步整合人工智能驱动的分析以进行现场病原体识别,并扩展全球监测网络。这些进展不仅承诺保护野生动物种群,还将成为抵御威胁人类健康的人畜共患病的重要防线。
监管环境与数据治理(引用:oie.int,who.int)
在2025年,野生动物疾病基因组学的监管环境和数据治理框架正迅速发展,反映出对新兴人畜共患病和生物多样性威胁的紧急响应需求。国家和国际当局优先发展基因组监测系统,以改善对具有疫情潜力的野生动物疾病的早期检测、监测和应对。
世界动物卫生组织(WOAH,前身为OIE)在统一全球野生动物疾病的基因组数据标准方面发挥着主导作用。WOAH在2024年对《陆生动物健康法典》的更新现在建议成员国采用标准化协议用于病原体基因组测序、数据共享和生物信息学分析。这些指南强调开放获取数据库和互操作性的重要性,以促进快速跨境的信息交流,尤其是在气候变化和栖息地侵占改变野生动物疾病动态的背景下。
与此同时,世界卫生组织(WHO)已经扩展了其一体化健康倡议,加强对野生动物基因组数据收集的监管审查。在2025年,WHO的全球基因组监测战略强调公共卫生、兽医学和生态当局之间的合作,以弥合数据治理中的差距。WHO倡导尊重隐私的同时透明的数据共享协议,以平衡科学开放和对生物勘探及敏感基因组信息滥用的担忧。
一些国家已经开始根据这些建议实施国家监管框架。例如,欧盟和部分亚洲地区更新的生物安全法案现在要求野生动物研究项目将基因组测序数据提交给集中管理的政府仓库。这些规定通常要求遵循有关元数据注释、样本来源和数据去标识化的国际最佳实践,反映了WHO和WOAH对标准化的推动。
尽管有所进展,挑战依然存在。跨境数据传输的复杂性、各国隐私法的差异以及资源丰富与贫乏国家之间的技术能力差距仍然构成持续障碍。WOAH和WHO正在投资于能力建设项目和数字基础设施,以应对这些差距。展望未来几年,预计将进一步整合基因组数据流,开发在稳健的伦理准则下的AI驱动分析,并可能建立一个由这些国际机构协调的全球野生动物基因组数据公共平台。
区域分析:北美、欧洲、亚太及新兴市场
在全球范围内,野生动物疾病基因组学领域正在迅速发展,区域趋势主要受到生物多样性优先事项、技术基础设施和政策框架的驱动。到2025年,北美、欧洲和亚太地区在科学产出和技术创新方面占主导地位,而新兴市场正在加速投资以应对当地疾病威胁。
- 北美:由于资金充足和大学、政府机构与保护组织之间建立的合作关系,美国和加拿大继续在野生动物疾病基因组学方面处于领先地位。美国地质调查局的国家野生动物健康中心正在扩大基因组监测倡议,利用下一代测序(NGS)监测蝙蝠、两栖动物和鸟类的疫情(美国地质调查局)。加拿大机构在加拿大野生动物健康合作组织的领导下,将基因组学整合到实时野生动物健康监测中,特别是针对人畜共患病和新兴真菌感染(加拿大野生动物健康合作组织)。该地区还在推进纳米孔测序用于现场诊断。
- 欧洲:欧盟的地平线欧洲计划正在促进野生动物健康的大规模基因组研究,关注跨境疾病风险,如非洲猪瘟和禽流感。由威尼兹实验动物健康中心协调的欧洲野生动物疾病参考实验室正在部署全基因组测序,以便早期检测和追踪野生动物疾病的爆发(威尼兹实验动物健康中心)。此外,包括欧洲野生动物疾病协会在内的全欧倡议正在标准化基因组数据共享并协同协议,以改善跨国应对(欧洲野生动物疾病协会)。
- 亚太:快速的城市化和生物多样性热点使亚太地区成为野生动物疾病出现的重要区域。中国的中国疾病控制和预防中心正在整合元基因组监测,监测蝙蝠传播的冠状病毒和禽类病原体(中国疾病控制和预防中心)。在澳大利亚,联邦科学与工业研究组织(CSIRO)正在利用基因组学绘制两栖动物的水霉病传播以及考拉逆转录病毒感染的图谱(联邦科学与工业研究组织)。区域网络正在改善便携式测序工具的获取,以用于现场病原体检测。
- 新兴市场:非洲和拉丁美洲的国家正在扩大基因组监测,以应对地方性的和新兴的野生动物疾病,通常与国际组织合作。非洲野生动物健康倡议正在投资于基因组能力建设,以监测野生动物种群中的埃博拉和裂谷热等疾病(世界动物卫生组织)。在巴西,奥斯瓦尔多·克鲁兹研究所正在应用NGS追踪非人类灵长类动物中的黄热病毒演变(奥斯瓦尔多·克鲁兹研究所)。
2025年及以后的展望预测,基因组学通过便携式测序仪和AI驱动的分析将进一步普及,区域间的数据整合将增强,以减轻人畜交界处的风险。
挑战:采样、成本与数据解释
尽管野生动物疾病基因组学近年来经历了显著的进展,但2025年仍然面临一些挑战,特别是在采样物流、成本和数据解释方面。尽管测序技术和分析工具有所改进,这些障碍仍然影响着研究和监测工作的进展和影响。
现场采样仍然是一个关键瓶颈。从野生种群中收集具有代表性的高质量样本,由于多数物种的偏远地点、难以捕捉的行为和受保护状态而复杂。例如,野生动物保护协会和世界自然基金会已强调在疾病爆发期间及时获取样本的持续困难,尤其是对快速传播的病原体。此外,确保在从现场到实验室的运输过程中正确保存样本及其链条的完成仍然是一个后勤挑战,特别是在基础设施有限的地区。
成本是另一个主要障碍。尽管过去十年测序成本大幅下降,但与全面野生动物疾病基因组项目相关的费用,包括田野工作、专业试剂、设备和生物信息学支持,仍然很高。像Oxford Nanopore Technologies和Illumina这样的平台继续通过提供更便携且性价比更高的测序解决方案来进行创新,但许多专注于野生动物的组织在确保足够的资金以维持大规模、长期的基因组监测项目方面面临困难。这一财务限制往往限制了基因组监测的范围和频率,从而减少了及早识别新发疾病的能力。
数据解释则面临进一步的复杂性。野生动物疾病基因组学生成大量多维数据集,需要先进的生物信息学管道和专业知识进行有意义的分析。缺乏许多非模型野生物种的全面参考基因组会阻碍准确的病原体识别和演化追踪。GenBank (NCBI)和欧洲生物信息学研究所等机构正在扩展其库,但这一差距仍然显著。此外,解释基因组研究结果的生态和流行病学意义需要跨学科的专业知识,而这在现场研究团队中通常是有限的。
展望未来,随着合作网络、开放获取数据库和便携测序设备的日益普及,行业预计将逐步进展。像全球病毒组计划这样的组织旨在简化采样并改善标准化,而持续的技术发展预计将进一步降低成本并提高数据解释能力。然而,克服这些挑战需要在未来几年进行持续投资、能力建设和跨部门合作。
投资趋势与资金展望(引用:illumina.com,thermofisher.com)
对野生动物疾病基因组学的投资显著加速,因为全球卫生组织和生物技术公司都意识到其在流行病准备、生物多样性保护和人畜共患病监测中的关键作用。到2025年,该领域的特点是来自政府机构、慈善基金会和私营部门实体的有针对性的资金,强调推进下一代测序(NGS)平台和生物信息学解决方案。
领先的基因组公司在这一增长中处于前沿。Illumina报告了其测序系统和试剂的需求增加,特别是用于环境和野生动物基因组应用,包括病原体发现和监测野生种群中的疾病传播动态。该公司宣布与政府和非营利组织的持续合作,为野生动物疾病监测项目提供可扩展的测序基础设施和专业知识,特别是在生物多样性热点和易受人畜共患病溢出影响的地区。战略投资被用于使高通量测序更加可访问和具成本效益,以支持基于领域的研究和保护项目。
同样,Thermo Fisher Scientific扩展了其针对野生动物和环境健康研究量身定制的基因组分析工具组合。在2024年和2025年初,公司推出了新的靶向测序面板和便携样本制备技术,旨在快速检测在偏远或资源有限的环境中新兴病原体。Thermo Fisher报告了与野生动物保护机构和公共卫生机构之间的合作增加,以便在监测网络中部署这些解决方案,投资于产品开发和能力建设倡议。
最近的投资趋势还反映出向跨部门合作和将资源聚集在一起进行大规模、长期研究的联盟的转变。资助机制日益优先考虑将基因组数据与生态、流行病学和地理空间分析相结合的跨学科项目,以便为实时决策和政策制定提供信息。风险投资和影响投资基金也正在进入这一领域,受到对野生动物疾病基因组学对预防未来大流行和保护生态系统的日益重视的推动。
展望未来,野生动物疾病基因组学的资金展望强劲。Illumina和Thermo Fisher Scientific均表示将继续投资于可扩展测序平台和数字工具,旨在简化非专家用户的数据解释。随着各国政府和国际组织将野生动物基因组学整合入一体化健康框架,预计持续的资金支持和跨部门合作将推动创新,并扩大到2025年及以后的全球监测能力。
未来展望:下一代基因组学与一体化健康协同
野生动物疾病基因组学领域在2025年及未来几年内准备迎接实质性进展,这得益于下一代测序(NGS)技术、整合的数据平台以及对一体化健康方法的日益承诺。随着人畜共患病威胁、生物多样性丧失和气候变化的交汇,野生动物病原体的基因组监测正变得至关重要,以确保全球健康安全。
基因组学领域的关键参与者,如Illumina和Oxford Nanopore Technologies,继续完善可携带、成本效益高的测序平台,以便在现场进行野生动物种群的基因组监测。在2025年,实时元基因组测序将越来越多地被用于现场,早期检测野生动物储存中出现的病原体,从蝙蝠到候鸟。例如,世界动物卫生组织(WOAH)强调将基因组数据整合到国际疾病监测框架中,以支持快速风险评估与应对。
诸如GISAID和全球病毒组计划等协作倡议正在扩大其范围,通过高通量基因组学系统地对野生动物相关病毒进行编目,目标是在下一个十年内表征超过50万种新型病毒。在2025年,数据共享协议和开放获取平台正在加强,以便促进跨部门分析,将野生动物、兽医和人类健康基因组学连接起来,带来一体化健康的洞察力。疾病控制与预防中心(CDC)和联合国粮食及农业组织(FAO)正在积极推动这类整合努力。
人工智能和机器学习现在已被应用于大量的野生动物基因组学数据集,帮助预测病原体溢出风险并识别与宿主易感性或抗性相关的基因特征。Thermo Fisher Scientific和QIAGEN等公司正在推出针对野生动物疾病监测的先进生物信息学解决方案。
展望未来,未来几年将见到野生动物疾病基因组学越来越多地融入国家生物监测系统,各国政府和非政府组织利用基因组学进行保护、流行病准备和生态健康管理。下一代测序、基于云的分析与一体化健康协作之间的协同预计将带来更早的疫情预警、更精确的病原体追踪和更好的在人与动物及环境交界处减轻疾病风险的策略。
来源与参考
- Oxford Nanopore Technologies
- Illumina
- 联合国粮食和农业组织
- Thermo Fisher Scientific
- QIAGEN
- 世界动物卫生组织
- 野生动物保护协会
- 全球生物多样性信息设施
- 世界卫生组织(WHO)
- 加拿大野生动物健康合作组织
- 威尼兹实验动物健康中心
- 欧洲野生动物疾病协会
- 中国疾病控制和预防中心
- 联邦科学与工业研究组织
- 奥斯瓦尔多·克鲁兹研究所
- 世界自然基金会
- GenBank (NCBI)
- 欧洲生物信息学研究所
- GISAID
- 疾病控制与预防中心