Prvo izvješće o prirodnoj rekombinaciji genoma virusa majmunskih boginja

Prvo izvješće o prirodnoj rekombinaciji genoma virusa majmunskih boginja

U nedavno objavljenoj studiji medRxiv * Preprint Server, istraživači su analizirali sekvence virusa majmunskih boginja (MPXV) tijekom trenutne epidemije 2022. kako bi istražili prilagođava li se MPXV za poboljšano preživljavanje i prijenos virusa među ljudima.

Lernen: Rekombination prägt den Ausbruch der Affenpocken im Jahr 2022. Bildquelle: ART-ur/Shutterstock

*Važna NAPOMENA:medRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i stoga se ne bi trebala smatrati uvjerljivima, usmjeravati kliničku praksu/ponašanje u vezi sa zdravljem ili ih tretirati kao utvrđenu informaciju.

pozadina

Epidemija MPXV koja je u tijeku 2022. predstavljala je prijenos MPXVA u neendemskim područjima izvan zapadnog i središnjeg dijela Afrike. MPXV je otkriven u Ujedinjenom Kraljevstvu (UK) u svibnju 2022., a nakon toga je broj slučajeva naglo porastao u Europi, Aziji, Africi, Oceaniji te sjevernim i južnim dijelovima Amerike.

Naknadno je Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) 23. srpnja 2022. proglasila MPX međunarodnom javnozdravstvenom izvanrednom situacijom, a MPXV je do danas zahvatio nekoliko nacija. Za većinu virusnih sekvenci otkrivenih nakon izbijanja MPXV-a u tijeku je prijavljeno da su sekvence klade B.1 MPXV. Nedostaju podaci o prirodnoj rekombinaciji MPXV.

O studiranju

U ovoj studiji istraživači su analizirali 415 MPXV sekvenci klade B.1 diljem svijeta iz baze podataka Nacionalnog centra za biotehnološke informacije (NCBI) između 1. siječnja i 20. srpnja 2022., ispitivanjem neravnoteže povezivanja [LD, analiza temeljena na varijanti jednog nukleotida (SNV)] i tandemskih ponavljanja (TR), s fokusom na istraživanje genomske varijabilnosti MPXV putem rekombinacije kako bi se odredili vjerojatni rizici novih sojeva MPXV.

MPX rekombinacija procijenjena je analizom tandemskih ponavljanja (TR), a LD analiza je provedena kako bi se otkrile nove MPXV linije i virusna rekombinacija u tekućem MPXV genomu izbijanja 2022. godine. Virusne populacije podijeljene su u šest skupina na temelju TR brojeva (TRN) TRA/E. Zatim je provedena analiza polimorfizma jednog nukleotida (SNP).

Rezultati

Rezultati analize pokazali su da je MPXV populacija tekućeg izbijanja 2022. podijeljena u četiri odnosno 11 loza i podskupina, te četiri loze na temelju TR i CN (brojeva kopija). Nadalje, rezultati LD analize pokazali su da je MPXV evoluirao u tri nove loze. Tim je analizom TR-a identificirao šest, jedan i jedan novi rekombinantni MPXV iz Slovenije, Italije i Australije, a analizom LD dva i jedan rekombinantni MPXV iz Njemačke i Španjolske.

Identificirano je šest TR s različitim brojevima kopija, TR A/E je imao identične sekvence od 16 parova baza (bp) s invertiranim TR na oba kraja genoma MPXV. Ukupno, 378 slučajeva (91%) i 14 slučajeva (tri posto) uključivalo je TRN-ove 7, 9 odnosno 16 dobivene iz Sjedinjenih Američkih Država (SAD), Češke i Belgije.

Slučaj s TRN vrijednostima šest, četiri i tri otkriven je u Ujedinjenom Kraljevstvu (UK). Tim je identificirao 21 slučaj neusklađenosti s različitim TRN vrijednostima između TRs E i A. Rezultati su pokazali da se genetska raznolikost može kategorizirati na temelju TR polimorfizama u trenutnoj populaciji izbijanja MPXV. Utvrđeno je da su TR B, TR C, TR D i TR F izravna ponavljanja smještena u intergenskim regijama ili 3'-terminalnim (invertiranim) TR. TR F i TR C sadržavali su tri i jednu kopiju sekvence 5'-TATGATGGA 3'-bp.

Dok je većina virusnih sekvenci sadržavala TR F (97%, TRN vrijednost od 3,5), 51% i 48% uzoraka virusa sadržavalo je TR C s TRN vrijednostima od 10 odnosno 8. Na temelju TR C/F uzoraka, MPXV populacije mogu se kategorizirati u četiri loze (M, U, I i nekategorizirane loze s 210, 193 i jednim slučajem, redom).

Nadalje, u kombinaciji s TR A/E i TR C/F TRN-ovima, tim je podijelio MPXV populacije u 11 virusnih pododjeljaka. TR D je sadržavao devet bp 5'-ATATCATT-3' sekvence s različitim CN-ovima i TRN-ovima u rasponu između 2,0 i 55, redom. Zanimljivo je da su virusne sekvence s višim TR D TRN-ovima (TRN veći od 30) također sadržavale više TR A/E TRN-ova (20 slučajeva s TRN većim od 16) u U skupini, što ukazuje na veću TR raznolikost u U liniji od ostalih MPXV linija.

Pomoću TR polimorfizama identificirano je osam genoma MPXV s rekombinantnim virusnim križanjima. Slučaj ON755039 (FVG-ITA-01) iz Italije mogao bi potjecati od roditeljskih sekvenci M i I grupe. Slučaj ON631963 (VIDRL01) iz Australije izveden je iz roditeljskih virusnih sekvenci U i M skupina, kao i šest slovenskih slučajeva (ON631241, ON838178, ON754986, ON754985, ON609725 i ON754987). Rezultati su također pokazali da je šest slučajeva iz Slovenije možda dovelo do nove loze.

LD analiza pokazala je pet SNP parova na G148421A/G34305A, G74357A/C22736T, C188379T/G186153A (osam slučajeva), G189246A/G148421A i G189246A/G34305A s visokim LOD (Log of Odds, veći od) vrijednosti 10) i jak LD. G74357A/C22736T SNP-ovi otkriveni su u 28 MPX slučajeva, uključujući 25 slučajeva, jedan slučaj, jedan slučaj i jedan slučaj u Njemačkoj, Austriji, Portugalu i Ujedinjenom Kraljevstvu, redom.

U Njemačkoj su SNP parovi C188379T/G186153A otkriveni u osam slučajeva. Četrnaest slučajeva u Kanadi uključivalo je G148421A/G189246A/G34305A SNP-ove. Rezultati sugeriraju evoluciju MPXV u ≥3 nove loze. Nadalje, za SNP parove G5592A/G78031A i C25641T/C70777T, gornje granice 95% intervala pouzdanosti (CI) bile su 0,9 odnosno 0,3, što snažno ukazuje na rekombinaciju MPXV. Rezultati su pokazali da su dva slučaja u Njemačkoj (ON637939 i ON959149) i jedan slučaj u Španjolskoj (ON720849) već stekle mutacije rekombinacijom.

Diploma

Sveukupno, rezultati studije su pokazali da su TR često odstupali tijekom prirodnog prijenosa u klasu B.1 i da se genom MPXV brzo razvija i širi tijekom trenutnog izbijanja 2022. Nadalje, analize LD i TR u kombinaciji s genomskim nadzorom vrijedne su tehnike za praćenje i praćenje dinamike prijenosa filogenetske rekombinacije MPXV.

*Važna NAPOMENA:medRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i stoga se ne bi trebala smatrati uvjerljivima, usmjeravati kliničku praksu/ponašanje u vezi sa zdravljem ili ih tretirati kao utvrđenu informaciju.

Referenca:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Ja, T. et al. (2022) „Rekombination prägt den Affenpockenausbruch 2022“. medRxiv. doi: 10.1101/2022.08.09.22278589. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.08.09.22278589v3

.