دانشمندان چینی میلیون‌ها ژنوم سندرم حاد تنفسی کرونا 2 (SARS-CoV-2) را تجزیه و تحلیل کرده و دو عامل ژنتیکی اصلی همه‌گیری بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) را شناسایی کرده‌اند.
مطالعه در حال حاضر در دسترس است bioRxiv* سرور پیش چاپ
زمینه
از زمان آغاز همه‌گیری در چین در دسامبر 2019، همه‌گیری کووید-19 باعث بیش از 642 میلیون عفونت و بیش از 6.6 میلیون مرگ در سراسر جهان شده است. حتی پس از گذشت سه سال از همه‌گیری، منشا SARS-CoV-2، عامل بیماری‌زای COVID-19، نامشخص است. برای جلوگیری از ظهور شیوع ویروس کرونا در آینده، دانستن پویایی انتقال ویروس از مخزن طبیعی آن به انسان مهم است.
ژنوم‌های اولیه SARS-CoV-2 به دو دودمان اصلی S و L طبقه‌بندی شده‌اند. در حالی که دودمان L 70 درصد از ژنوم‌های توالی‌یابی شده را تشکیل می‌داد، دودمان S با 30 درصد از ژنوم‌های توالی‌یابی شده در مرحله اولیه مرتبط بود. همه گیری
مطالعات تکاملی نشان داده است که دودمان S بیشتر با ویروس‌های کرونا در حیوانات مرتبط است. با این حال، به دلیل توالی‌های ژنوم ناکافی در مرحله اولیه همه‌گیری، منشاء دقیق SARS-CoV-2 شناسایی نشد.
در مطالعه حاضر، دانشمندان بیش از 3 میلیون ژنوم SARS-CoV-2 را از پایگاه داده ژنوم ویروسی در دسترس عموم تجزیه و تحلیل کرده اند و از دو مکان ژنی برای شناسایی هاپلوتیپ برای آخرین جد مشترک (MRCA) و تعیین منشاء جغرافیایی نزدیک استفاده کرده اند. ویروس.
دو جایگاه ژنی مورد استفاده در تجزیه و تحلیل عبارت بودند از اسید آمینه 614 پروتئین اسپایک (S_614) و اسید آمینه 48 از پروتئین غیر ساختاری 8 (NSP8_48).
مشاهدات مهم
تجزیه و تحلیل مجموعاً 3.14 میلیون ژنوم ویروسی با استفاده از دو مکان ژنی، هفت آلل S_614، شش آلل NSP8_48 و 16 هاپلوتیپ پیوندی را شناسایی کرد. آ هاپلوتیپ گروهی از ژن های موجود در یک ارگانیسم است که با هم از یک والد به ارث رسیده است.
هاپلوتیپ GL، S_614G و NSP8_48L، حدود 99 درصد از ژنوم‌های توالی‌یابی شده را تشکیل می‌دهند. این هاپلوتیپ اصلی بود که همه‌گیری را در سرتاسر جهان هدایت کرد. در مقابل، هاپلوتیپ DL که به عنوان S_614D و NS8_48L تعریف می شود، حدود 60 درصد از ژنوم ها در چین و تنها 0.45 درصد از ژنوم های جهانی را تشکیل می دهد. این هاپلوتیپ محرک اصلی همه گیری در چین در مارس 2020 بود.
علاوه بر این، هاپلوتیپ‌های GS (S_614G و NS8_48S)، DS (S_614D و NS8_48S)، و NS (S_614N و NS8_48S) به ترتیب 0.26، 0.06 درصد و 0.0067 درصد از ژنوم‌های توالی‌یابی شده را به خود اختصاص دادند.
مسیر تکاملی اصلی SARS-CoV-2 به صورت DS→DL→GL تعیین شد. هاپلوتیپ های دیگر محصولات فرعی تکاملی جزئی بودند.
یکی از یافته های جالب این مطالعه این بود که جدیدترین هاپلوتیپ GL با قدیمی ترین زمان MRCA (مه 2019) مرتبط بود. در مقابل، قدیمی‌ترین هاپلوتیپ DS دارای جدیدترین زمان MRCA (اکتبر 2019) بود. این مشاهدات نشان می‌دهد که سویه‌های اجدادی SARS-CoV-2 که هاپلوتیپ GL را ایجاد کرده‌اند منقرض شده‌اند و با سویه‌های جدید سازگارتر در محل منشأ آن جایگزین شده‌اند.
سویه‌های جدیدتر پدیدار شدند، به سویه‌های سمی تبدیل شدند و باعث شیوع بیماری در چین شدند، جایی که سویه‌های GL در پایان سال 2019 از پیش تعیین نشده بودند. سویه‌های GL حتی قبل از کشفشان شروع به گسترش در سطح جهانی کردند و باعث همه‌گیری جهانی شدند. با این حال، وجود آنها تا زمان اعلام همه‌گیری در چین قابل تشخیص نبود.
تنها یک تأثیر جزئی از هاپلوتیپ GL در چین در مرحله اولیه همه‌گیری به دلیل ظهور دیرهنگام و اقدامات کنترل دقیق آن مشاهده شد.
اهمیت مطالعه
این مطالعه سیر تکاملی SARS-CoV-2 را توصیف می‌کند که دو شروع بزرگ همه‌گیری COVID-19 را نشان می‌دهد. هاپلوتیپ DL در چین باعث یک شروع شد و هاپلوتیپ GL دیگری را در بقیه جهان هدایت کرد.
این مطالعه نتوانست محل منشأ هاپلوتیپ GL را تشخیص دهد زیرا این هاپلوتیپ قبلاً قبل از اعلام همه‌گیری در سراسر جهان در گردش بود. با این حال، یک مطالعه اخیر نشان داده است که هاپلوتیپ GL ممکن است در اروپا ظهور کرده باشد.
*تذکر مهم
bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت در نظر گرفته شوند.