Prvo poročilo o naravni rekombinaciji genoma virusa opičjih koz

Prvo poročilo o naravni rekombinaciji genoma virusa opičjih koz

V nedavno objavljeni študiji medRxiv * Preprint Server, raziskovalci so analizirali sekvence virusa opičjih koz (MPXV) med trenutnim izbruhom leta 2022, da bi raziskali, ali se MPXV prilagaja za izboljšano preživetje in prenos virusa med ljudmi.

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

*Pomembna OPOMBA:medRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso bila strokovno pregledana in jih zato ne bi smeli šteti za dokončne, usmerjati klinično prakso/vedenje, povezano z zdravjem, ali jih obravnavati kot uveljavljene informacije.

ozadje

Nenehni izbruh MPXV leta 2022 je predstavljal prenos MPXVA na neendemičnih območjih zunaj zahodnega in osrednjega dela Afrike. MPXV je bil odkrit v Združenem kraljestvu (UK) maja 2022, nato pa je število primerov hitro naraslo v Evropi, Aziji, Afriki, Oceaniji ter severnem in južnem delu Amerike.

Pozneje je Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) 23. julija 2022 razglasila izredne razmere na področju mednarodnega javnega zdravja in MPXV je do danes prizadel več držav. Poročali so, da je večina virusnih zaporedij, pridobljenih po trajajočem izbruhu MPXV, zaporedij klada B.1 MPXV. Manjkajo podatki o naravni rekombinaciji MPXV.

O študiju

V tej študiji so raziskovalci med 1. januarjem in 20. julijem 2022 analizirali 415 zaporedij MPXV klade B.1 po vsem svetu iz zbirke podatkov Nacionalnega centra za biotehnološke informacije (NCBI) s preučevanjem neravnovesja povezav [LD, analiza na podlagi enojne nukleotidne različice (SNV)] in tandemskih ponovitev (TR), s poudarkom na raziskovanju genomske variabilnosti MPXV z rekombinacijo za določitev verjetnih tveganj novih sevov MPXV.

Rekombinacija MPX je bila ocenjena z analizo tandemskih ponovitev (TR) in analiza LD je bila opravljena za odkrivanje novih linij MPXV in virusne rekombinacije v genomu MPXV v teku izbruha leta 2022. Virusne populacije so bile razdeljene v šest skupin na podlagi TR številk (TRN) TRA/E. Nato je bila izvedena analiza polimorfizma enega nukleotida (SNP).

Rezultati

Rezultati analize so pokazali, da se je populacija MPXV trenutnega izbruha leta 2022 razdelila na štiri oziroma 11 linij in podskupin ter štiri linije na podlagi TR in CN (številke kopij). Poleg tega so rezultati analize LD pokazali, da se je MPXV razvil v tri nove linije. Ekipa je identificirala šest, enega in enega novega rekombinantnega MPXV iz Slovenije, Italije in Avstralije z analizo TR ter dva in en rekombinantni MPXV iz Nemčije in Španije z analizo LD.

Identificiranih je bilo šest TR z različnimi kopijami, TR A/E je imel identična zaporedja 16 baznih parov (bp) z invertiranimi TR na obeh koncih genoma MPXV. Skupaj je 378 primerov (91 %) in 14 primerov (tri odstotke) vključevalo TRN 7, 9 oziroma 16, pridobljene iz Združenih držav Amerike (ZDA), Češke in Belgije.

Primer z vrednostmi TRN šest, štiri in tri je bil odkrit v Združenem kraljestvu (UK). Skupina je identificirala 21 primerov neusklajenosti z različnimi vrednostmi TRN med TRs E in A. Rezultati so pokazali, da je gensko raznolikost mogoče kategorizirati na podlagi polimorfizmov TR v trenutnih populacijah izbruha MPXV. Ugotovljeno je bilo, da so TR B, TR C, TR D in TR F neposredne ponovitve, ki se nahajajo v intergenskih regijah ali 3'-terminalnih (obrnjenih) TR. TR F in TR C sta obsegala tri oziroma eno kopijo sekvence 5'-TATGATGGA 3'-bp.

Medtem ko je večina virusnih sekvenc vsebovala TR F (97 %, vrednost TRN 3,5), je 51 % in 48 % vzorcev virusa vsebovalo TR C z vrednostmi TRN 10 oziroma 8. Na podlagi vzorcev TR C/F bi lahko populacije MPXV kategorizirali v štiri linije (M, U, I in nekategorizirane linije z 210, 193 oziroma enim primerom).

Poleg tega je skupina v povezavi s TR A/E in TR C/F TRN razdelila populacije MPXV na 11 virusnih podrazdelkov. TR D je vseboval devet bp 5'-ATATCATT-3' sekvence z različnimi CN in TRN v razponu med 2,0 in 55. Zanimivo je, da so virusne sekvence z višjimi TR D TRN (TRN večji od 30) vsebovale tudi več TR A/E TRN (20 primerov s TRN večjim od 16) v skupini U, kar kaže na večjo raznolikost TR v liniji U kot druge linije MPXV.

Z uporabo polimorfizmov TR je bilo identificiranih osem genomov MPXV z rekombinantnimi virusnimi križanji. Primer ON755039 (FVG-ITA-01) iz Italije bi lahko izviral iz starševskih sekvenc skupin M in I. Primer ON631963 (VIDRL01) iz Avstralije je izpeljan iz starševskih virusnih sekvenc skupin U in M, prav tako šest slovenskih primerov (ON631241, ON838178, ON754986, ON754985, ON609725 in ON754987). Rezultati so tudi pokazali, da je iz šestih primerov iz Slovenije morda nastala nova linija.

Analiza LD je pokazala pet parov SNP pri G148421A/G34305A, G74357A/C22736T, C188379T/G186153A (osem primerov), G189246A/G148421A in G189246A/G34305A z visokimi vrednostmi LOD (log of Odds, več kot) 10) in močan LD. SNP-ji G74357A/C22736T so bili odkriti v 28 primerih MPX, vključno s 25 primeri, enim primerom, enim primerom in enim primerom v Nemčiji, Avstriji, na Portugalskem oziroma v Združenem kraljestvu.

V Nemčiji so pare SNP C188379T/G186153A odkrili v osmih primerih. Štirinajst primerov v Kanadi je vključevalo SNP G148421A/G189246A/G34305A. Rezultati kažejo na razvoj MPXV v ≥3 nove linije. Poleg tega sta bili za pare SNP G5592A/G78031A in C25641T/C70777T zgornje meje 95-odstotnega intervala zaupanja (CI) 0,9 oziroma 0,3, kar močno kaže na rekombinacijo MPXV. Rezultati so pokazali, da sta dva primera v Nemčiji (ON637939 in ON959149) in en primer v Španiji (ON720849) že pridobila mutacije z rekombinacijo.

Diploma

Na splošno so rezultati študije pokazali, da so se TR med naravnim prenosom v skupini B.1 pogosto razlikovali in da se genom MPXV hitro razvija in širi med trenutnim izbruhom leta 2022. Poleg tega sta analizi LD in TR v kombinaciji z genomskim nadzorom dragoceni tehniki za spremljanje in sledenje dinamike prenosa filogenetske rekombinacije MPXV.

*Pomembna OPOMBA:medRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso bila strokovno pregledana in jih zato ne bi smeli šteti za dokončne, usmerjati klinično prakso/vedenje, povezano z zdravjem, ali jih obravnavati kot uveljavljene informacije.

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

.