Beždžionių raupų virusu užsikrėtusių asmenų klinikinių mėginių DNR metagenominė analizė

Beždžionių raupų virusu užsikrėtusių asmenų klinikinių mėginių DNR metagenominė analizė

Neseniai paskelbtame tyrime bioRxiv * Tyrėjai išanalizavo beždžionių raupų viruso (MPXV) genomo sekas, gautas iš 18 pacientų, užsikrėtusių MPXV infekcija nuo 2022 m. birželio iki liepos mėn.

Studie: Die Sequenzierung des Monkeypox-Virus infizierter Patienten zeigt virale Genome mit APOBEC3-ähnlicher Bearbeitung, Geninaktivierung und bakteriellen Erregern der Hautsuperinfektion. Bildquelle: Kateryna Kon/Shutterstock

*Svarbi PASTABA:BioRxiv skelbia preliminarias mokslines ataskaitas, kurios nėra recenzuojamos, todėl neturėtų būti laikomos įtikinamais, skirtos vadovautis klinikine praktika / su sveikata susijusiu elgesiu arba laikomos nustatyta informacija.

fone

MPXV turi dvigrandę dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) genomą ir priklauso Poxviridae virusų šeimai ir Orthopoxviruses genčiai. Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) pripažino tris virusų grupes, pavadintas nuo 1 iki 3, įskaitant virusus, kurie atsirado per 2017–2018 m. protrūkį (Nigerija), ir tuos, kurie buvo susiję su dabartiniu 2022 m. tarptautiniu protrūkiu.

Nuo 2022 m. visos žmonių MPXV infekcijos, importuotos iš Afrikos į pietus nuo Sacharos, sporadiškai pasireiškė ne endeminėse šalyse. Ankstesni filogenetiniai tyrimai, pagrįsti MPXV genomais, paskelbti Portugalijoje ir Prancūzijoje 2022 m., parodė, kad šie virusai priklauso III grupei ir greičiausiai turi vieną kilmę. Epidemiologinės ir klinikinės dabartinės epidemijos ypatybės taip pat rodo, kad ji perduodama lytiniu keliu.

Be to, šie virusai apima B.1 liniją, kuri Europoje atsirado nuo 2021 m. lapkričio mėn. iki 2022 m. gegužės mėn. B.1 linija nuo savo protėvių A.1 linijos skyrėsi maždaug 50 nukleotidų pakeitimų, beveik dešimt kartų daugiau nei tikėtasi.

Apie studiją

Šiame tyrime mokslininkai naudojo naujos kartos Illumina ir Nanopore genomo sekvenavimo (NGS) technologijas, kad atliktų MPXV užsikrėtusių asmenų klinikinių mėginių DNR metagenomines analizes. Jie gavo MPXV genomus iš lytinių organų odos pažeidimų ir tiesiosios žarnos tepinėlių iš 18 MPXV užsikrėtusių pacientų.

Tyrėjai įvertino NGS klinikiniams mėginiams, kurių kiekybinė atvirkštinės transkriptazės-polimerazės grandininės reakcijos (qRT-PGR) ciklo slenkstis (KT) ≤25. Tada jie atliko visų NGS važiavimų metagenomines analizes. Be to, jie susiejo neapdorotus NGS skaitymus pagal MPXV genomo GenBank prisijungimo numerį. ON563414.3, 197 205 bazinių porų MPXV genomas, paimtas iš paciento mėginio Masačusetso valstijoje, JAV, 2022 m. gegužės mėn. Įrankis Nextclade v1.6.0 naudoja šiuos genomo mėginius kaip B.1 etaloninį genomą.

Filogenetinei analizei atlikti komanda gavo MPXV genomus, kurie iki 2022 m. rugpjūčio 22 d. buvo saugomi „Global Initiative on Sharing All Influenza Data“ (GISAID) duomenų bazėje. Jie nustatė mutacijas, būdingas šio tyrimo dalyviams. Genomo GenBank prisijungimo numeriai 412 NC_063383 ir ON563414 buvo pridėti filogenetinio medžio šaknims. Nacionalinė vaistų ir sveikatos priežiūros produktų saugos agentūra (ANSM) patvirtino MPXV genomų NGS.

Studijų rezultatai

2022 m. gegužės–liepos mėn. mokslininkai ištyrė 307 pacientus dėl MPXV, naudodamiesi qPGR odos pažeidimais ir išmatų bei nosiaryklės mėginiais. Tiksliau, jie gavo 11 odos pažeidimų mėginių, įskaitant penkis varpos, šešis tiesiosios žarnos ir vieną nosiaryklėje.

Vidutinis neapdorotų NSG skaitymų skaičius, susietas su genomo GenBank prisijungimo numeriu. ON563414.3 buvo 44 615 viename mėginyje, o vidutinis sekos nustatymo gylis ir vidutinis genomo aprėptis buvo atitinkamai 48 ± 41 skaitymas arba 98,0 ± 2,8%. Grupė nustatė, kad visi 18 MPXV genomų, gautų šiame tyrime, priklausė III grupės B.1 linijai pagal PSO klasifikaciją, o du priklausė B.1.1 polinei giminei. Palyginti su etaloniniu MPXV genomu ON563414.3, šeši iš 18 genomų buvo genetiškai identiški, o 12 turėjo bent vieną mutaciją, o vidutinis šių genomų nukleotidų tapatumas buvo 99,8 ± 0,2 % pagal porų palyginimo skaičiavimus. Šie 18 genomų turėjo vidutiniškai 3,3 ± 2,2 mutacijos, palyginti su ON563414.3.

Iš visų 36 skirtingų mutacijų, kurios buvo bent viename iš 18 genomų, 22 buvo nesinonimai, o 14 buvo sinonimai. 22 nesinoniminės mutacijos buvo įdėtos į 20 genų, išsibarsčiusių MPXV genome. Šie 20 užkoduotų genų

i) du ribonukleino rūgšties (RNR) polimerazės subvienetai;

ii) du ankstyvojo transkripcijos faktoriaus subvienetai ir vienas tarpinis ir vienas vėlyvas transkripcijos faktorius;

iii) į fosfolipazę D panašus baltymas; Ir

iv) keturi ankirino kartoti turintys baltymai.

Kitaip tariant, šios nesinoniminės mutacijos sukėlė aminorūgščių pokyčius viruso baltymuose, kurie yra labai svarbūs viriono replikacijai ir morfogenezei, taip pat viruso ir šeimininko sąveikai. Būsimi tyrimai turėtų toliau tirti šių mutacijų įtaką šių baltymų funkcijai ir MPXV replikacijos ciklui.

Kitas svarbus pastebėjimas buvo didesnis nei tikėtasi ortopokso virusų mutacijų dažnis, remiantis ankstesniu vertinimu, o tai rodo, kad MPXV gali paspartinti jo evoliuciją. Pasak autorių, didesnis mutacijų skaičius tarp 66 ir 73 aminorūgščių MPXV genomuose, palyginti su NC_063383.1 genomu, gautu iš 304 žmogaus mėginių, paimtų Nigerijoje 2018 m. rugpjūčio mėn., gali būti dėl apolipoproteino B mRNR redagavimo katalizinių fermentų poliAPOBEC3 šeimos poveikio.

Įdomu tai, kad mokslininkai taip pat atrado NGS rodmenis, kurie identifikavo S. aureus ir S. pyogenes sekas daugumoje MPX virusui teigiamų klinikinių odos pažeidimų mėginių. Šios dvi bakterijos sukelia superinfekciją MPXV atvejais; Tačiau norint nustatyti šių dviejų bakterijų paplitimą, susijusį su MPX viruso pažeidimais, reikia daugiau duomenų.

PSO tik rekomenduoja atidžiai stebėti odos pažeidimus dėl superinfekcijų, susijusių su celiulitu ar abscesais. Jie taip pat rekomenduoja superinfekcinį gydymą antibiotikais, veiksmingais prieš meticilinui jautrų S. aureus ir S. pyogenes. Taip pat JAV ligų kontrolės ir prevencijos centrai (CDC) rekomenduoja gydyti antibiotikais žmonėms, sergantiems antrinėmis bakterinėmis odos infekcijomis. Nepaisant to, bakterinės superinfekcijos odos pažeidimuose sukėlė didelį sergamumą 2022 m. MPXV protrūkyje. Todėl tokiais atvejais reikia atidžiai stebėti, kad antibiotikai būtų skirti laiku.

Išvados

Tyrime pabrėžiama, kad reikia atidžiai stebėti įvairius MPXV kladų genetinės evoliucijos ir mutacijų modelių aspektus, kurie atsirado ne endeminėse šalyse po 2022 m. protrūkio ir išplito visame pasaulyje. Pavyzdžiui, tyrimuose turėtų būti ištirtas genų praradimo vaidmuo MPXV perduodamumui ir replikacijai bei APOBEC3 fermentų vaidmuo padidėjus mutacijų greičiui, pastebėtam MPXV genomuose.

Visų pirma, APOBEC3 fermentų ekspresija ir deaminazės aktyvumas keičiasi sergant įvairiomis infekcijomis ir vėžiu. Svarbiausia, kad be MPXV genomų sekos nustatymo ir apibūdinimo, reikia aptikti ir bakterinius odos superinfekcijų patogenus.

*Svarbi PASTABA:BioRxiv skelbia preliminarias mokslines ataskaitas, kurios nėra recenzuojamos, todėl neturėtų būti laikomos įtikinamais, skirtos vadovautis klinikine praktika / su sveikata susijusiu elgesiu arba laikomos nustatyta informacija.

Nuoroda:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Colson, P. et al. (2022) „Die Sequenzierung des Monkeypox-Virus von infizierten Patienten zeigt virale Genome mit APOBEC3-ähnlicher Bearbeitung, Geninaktivierung und bakteriellen Erregern der Hautsuperinfektion.“ bioRxiv. doi: 10.1101/2022.09.26.509493. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.26.509493v1