Beweis A.2-Linie der Affenpocken mutiert

In einer kürzlich veröffentlichten Studie bioRxiv* Preprint Server analysierte ein Forscherteam aus Indien die gesamten Genomsequenzen des Affenpockenvirus, die von Affenpockenpatienten mit und ohne internationale Reisegeschichte isoliert wurden, um die phylogenetischen Beziehungen und die genomische Entwicklung des Virus zu verstehen, die zu höheren Übertragungsraten beitragen könnten.

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Lernen: Genomcharakterisierung von in Indien entdeckten Affenpockenfällen: Identifizierung von drei Unterclustern innerhalb der A.2-Linie. Bildnachweis: NIAID

Hintergrund

Das Affenpockenvirus ist wie das Pocken verursachende Variolavirus eine Orthopoxvirusart, die zur Familie der Poxviridae gehört. Es ist ein doppelsträngiges Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Virus mit einem Genom, das etwa 190 Gene codiert.

Der erste bekannte Fall von Affenpocken beim Menschen ereignete sich 1970 in der Demokratischen Republik Kongo, die sich auf Länder in West- und Zentralafrika ausbreitete, mit anschließenden Ausbrüchen in den Vereinigten Staaten (USA) im Jahr 2003 und im Vereinigten Königreich (UK) im Jahr 2018. Die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) durchgeführten Genomstudien erkannten zwei Hauptkladen – Klade I (Kongobecken-Klade) und Klade II (Westafrika-Klade) mit zwei Unterklassen in Klade II. Der weltweite Ausbruch von Affenpocken im Jahr 2022 wurde mit Clade IIb in Verbindung gebracht.

Viren aus der Familie der Poxviridae haben hohe Inter- und Intra-Spezies-Rekombinationsfrequenzen gezeigt. Die Clades I und II hatten einen genetischen Abstand von 900 bp. Die genetischen Veränderungen könnten dem Virus Übertragungs- und Infektionsvorteile bringen. Daher sind Gesamtgenomanalysen der zirkulierenden Stämme des Affenpockenvirus für die Überwachung der Krankheit unerlässlich.

Über das Studium

Die vorliegende Studie sammelte Proben von nasopharyngealen und oropharyngealen Abstrichen, Läsionskrusten und Flüssigkeiten von 96 Personen mit Verdacht auf Affenpocken. Die positiven Fälle wurden anhand der Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (PCR) unter Verwendung von Affenpocken-spezifischen Primern identifiziert.

Der letzte Stichprobensatz umfasste fünf Stichproben aus Kerala (mit internationalen Reiseverläufen) und fünf aus Delhi (ohne internationale Reisehistorie). Die negativen Proben wurden weiter auf Enterovirus und Varizella-Zoster-Virus gescreent.

Für die genomische Charakterisierung der positiven Proben wurde Next-Generation-Sequencing verwendet. Darüber hinaus wurden phylogenetische Analysen an einem endgültigen Datensatz durchgeführt, der aus Genomsequenzen bestand, die in dieser Studie generiert wurden, und 75 Sequenzen aus den Datenbanken NCBI (National Center for Biotechnology Information) und GISAID (Global Initiative on Sharing Avian Influenza Data), die vorab generiert wurden. und Affenpocken-Ausbruch nach 2022.

Ergebnisse

In der Studie wurden 90 % bis 99 % des Affenpocken-Genoms aus der Läsionskruste und aus Flüssigkeitsproben aller positiven Fälle gewonnen. Die phylogenetischen Bäume platzierten die 10 Proben aus Indien in der Clade IIb-Linie A.2, zusammen mit acht weiteren Proben aus den USA, Thailand und Großbritannien

Die genombasierte Analyse teilte die A.2-Linie in drei Untercluster mit sieben Sequenzen (fünf aus Kerala und zwei aus Delhi), die sich mit den Stämmen UK-2022 OP331335.1 und USA-2022 ON674051.1 verzweigen und einen bilden Untercluster. Abstammungsdefinierende Mutationen an den Positionen C 179537 T, C 25072 T und A 140492 C klassifizierten die fünf Sequenzen aus Kerala weiter als Unterlinie A.2.1.

Die verbleibenden drei Sequenzen aus Delhi verzweigten sich mit dem USA-2022-Stamm ON675438.1 und bildeten den zweiten Untercluster. Der dritte Untercluster bestand aus Sequenzen von anderen US- und UK-Stämmen und Proben aus Thailand.

Studien haben die kurzfristige Entwicklung des Affenpockenvirus mit Mutationen in den Genen des Apolipoprotein B Editing Complex (APOBEC3) in Verbindung gebracht, die zu einer Cytidin-Desaminase-Aktivität führen. Die Genomanalyse der vorliegenden Studie ergab 13 neue APOBEC3-Mutationen und 16 Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs), von denen die Autoren glauben, dass es sich um liniendefinierende Änderungen innerhalb der A.2-Linie handelt. Die Studie identifizierte auch 25 zusätzliche APOBEC3-Mutationen in den in Indien zirkulierenden Affenpockenstämmen.

Die Affenpocken-Sequenzen aus Indien unterschieden sich von früheren Abstammungslinien wie B.1 aus europäischen Ländern wie Deutschland, Italien und Frankreich und der A.1-Abstammungslinie 2017-2018 aus Nigeria, Singapur und Israel.

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend berichtet die Studie über 13 neue Mutationen im APOBEC3-Gen des Affenpockenvirus, die möglicherweise an der Evolution des Virus beteiligt sein könnten. Darüber hinaus deckten die Ergebnisse auch 16 neue SNPs auf, die zusammen mit den APOBEC3-Mutationen dazu führten, dass Proben aus Indien die Linie A.2.1 bildeten. Die Autoren glauben, dass Mutationen in den Orthopoxvirus-Genen mit einer erhöhten Virulenz durch Immunsuppression im Wirt einhergehen.

Darüber hinaus sind Gene in der Endregion des Affenpockenvirus und anderer Orthopoxvirus-Arten für die Wirtsanpassung und -übertragung verantwortlich. Daher sind genomweite Studien zum Verständnis der Rolle dieser Gene und die Überwachung entstehender Mutationen unerlässlich, um die Ausbreitung von Affenpocken einzudämmen.

*Wichtiger Hinweis

bioRxiv veröffentlicht vorläufige wissenschaftliche Berichte, die nicht von Fachleuten begutachtet wurden und daher nicht als abschließend angesehen werden sollten, die klinische Praxis/das gesundheitsbezogene Verhalten leiten oder als etablierte Informationen behandelt werden sollten.

Referenz:

• Genomcharakterisierung von in Indien entdeckten Affenpockenfällen: Identifizierung von drei Unterclustern in der A.2-Linie: Anita M. Shete, Pragya D. Yadav, Abhinendra Kumar, Savita Patil, Deepak Y. Patil, Yash Joshi, Triparna Majumdar, Vineet Relhan, Rima R. Sahay , Meenakshy Vasu, Pranita Gawande, Ajay Verma, Arbind Kumar, Shivram Dhakad, Anukumar Bala Krishnan, Shubin Chenayil, Suresh Kumar und Priya Abraham. bioRxiv. 2022. DOI: https://doi.org/10.1101/2022.09.16.507742, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.16.507742v1

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