В недавнем исследовании, размещенном на сервере bioRxiv *, исследователи проанализировали геномные последовательности вируса оспы обезьян (MPXV), полученные от 18 пациентов, заразившихся инфекцией MPXV в период с июня по июль 2022 года.

Фон

MPXV имеет геном двухцепочечной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и принадлежит к семейству вирусов Poxviridae и роду ортопоксвирусов . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признала три клады вирусов с названиями от одной до трех, охватывающие вирусы, возникшие во время вспышки 2017–2018 гг. (Нигерия), и вирусы, вовлеченные в текущую многострановую вспышку 2022 г.

До 2022 г. все случаи заражения людей MPXV, завезенные из стран Африки к югу от Сахары, спорадически возникали в неэндемичных странах. Предыдущие филогенетические исследования, основанные на геномах MPXV, опубликованных в Португалии и Франции в 2022 году, показали, что эти вирусы относятся к кладе III и, вероятно, имеют единое происхождение. Кроме того, эпидемиологические и клинические особенности нынешней эпидемии указывают на то, что она передается половым путем.

Кроме того, эти вирусы составляют линию под названием B.1, появившуюся в Европе в период с ноября 2021 года по май 2022 года. Линия B.1 отличается от своей предковой линии A.1 примерно на 50 нуклеотидных замен, что почти в 10 раз больше, чем ожидалось.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи использовали технологии секвенирования генома нового поколения Illumina и Nanopore (NGS) для проведения метагеномного анализа ДНК клинических образцов от людей, инфицированных MPXV. Они получили геномы MPXV из поражений кожи половых органов и ректальных мазков 18 пациентов, инфицированных MPXV.

Исследователи рассматривали NGS для клинических образцов с пороговым значением цикла (C T ) количественной полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой (qRT-PCR) ≤25. Затем они приступили к метагеномному анализу всех запусков NGS. Кроме того, они сопоставили необработанные чтения NGS с номером доступа GenBank генома MPXV. ON563414.3, геном MPXV длиной 197 205 пар оснований, извлеченный из образца пациента в Массачусетсе, США, в мае 2022 года. Инструмент Nextclade v1.6.0 использует эти образцы генома в качестве эталонного генома B.1.

Для филогенетического анализа команда извлекла геномы MPXV, депонированные в рамках глобальной инициативы по совместному использованию всей базы данных данных о гриппе (GISAID) до 22 августа 2022 года. Они выявили мутации, общие с мутациями, полученными в настоящем исследовании. Геномы GenBank с регистрационными номерами 412 NC_063383 и ON563414 были добавлены к корневому филогенетическому дереву. Национальное агентство по безопасности лекарственных средств и товаров медицинского назначения (ANSM) разрешило NGS геномов MPXV.

Результаты исследования

Исследователи проверили 307 пациентов на наличие MPXV с помощью количественной ПЦР в реальном времени в период с мая по июль 2022 года с использованием кожных поражений и образцов кала и носоглотки. В частности, они получили 11 образцов кожных поражений, в том числе пять локализованных на половом члене, шесть из прямой кишки и один из носоглотки.

Среднее количество необработанных прочтений NSG, картированных в геноме GenBank Accession no. ON563414.3 составлял 44 615 на образец со средней глубиной секвенирования и средним охватом генома 48 ± 41 чтение и 98,0 ± 2,8% соответственно. Группа обнаружила, что все 18 геномов MPXV, полученные в настоящем исследовании, принадлежали к линии B.1 клады III по классификации ВОЗ, а два принадлежали к подлинии B.1.1. По сравнению с эталонным геномом MPXV ON563414.3, шесть из 18 геномов были генетически идентичными, в то время как 12 содержали как минимум одну мутацию, а средняя идентичность нуклеотидов между этими геномами составляла 99,8 ± 0,2% по результатам попарного сравнения. Эти 18 геномов имели в среднем 3,3 ± 2,2 мутации относительно ON563414.3.

California Gold Nutrition, Органическая спирулина, 500 мг, 720 таблеток

Из 36 различных мутаций, присутствующих по крайней мере в одном из 18 геномов, 22 не были синонимичными, а 14 были синонимичными. 22 несинонимичных мутации были вложены в 20 генов, разбросанных по геному MPXV. Эти 20 генов кодируют —

i) две субъединицы полимеразы рибонуклеиновой кислоты (РНК);

ii) две субъединицы фактора ранней транскрипции и один промежуточный и один фактор поздней транскрипции;

iii) белок, подобный фосфолипазе D; а также

iv) четыре белка, содержащих анкириновые повторы.

Другими словами, эти несинонимичные мутации привели к аминокислотным изменениям в вирусных белках, имеющих решающее значение для репликации и морфогенеза вириона, а также для взаимодействия вирус-хозяин. Будущие исследования должны дополнительно изучить влияние этих мутаций на функцию этих белков и цикл репликации MPXV.

Другим ключевым наблюдением была более высокая частота мутаций, чем ожидалось, на основе предыдущей оценки ортопоксвирусов, которая предполагала, что MPXV может ускорять свою эволюцию. По мнению авторов, большее количество мутаций между 66 и 73 аминокислотами в геномах MPXV по сравнению с геномом NC_063383.1, полученным из 304 образцов человека, собранных в Нигерии в августе 2018 г., может быть связано с действием редактирования мРНК аполипопротеина В. семейство ферментных каталитических полипептидов (APOBEC3).

Интересно, что исследователи также обнаружили считывания NGS, идентифицирующие последовательности из S. aureus и S. pyogenes в большинстве положительных на вирус MPX клинических образцов кожных поражений. Эти две бактерии вызывают суперинфекции в случаях MPXV; однако необходимы дополнительные данные, чтобы установить распространенность этих двух бактерий в связи с поражениями, вызванными вирусом MPX.

ВОЗ рекомендует строго контролировать поражения кожи только на предмет суперинфекции, связанной с целлюлитом или абсцессом. Кроме того, они рекомендуют лечение суперинфекции антибиотиками, активными против чувствительных к метициллину S. aureus и S. pyogenes . Точно так же Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) рекомендуют лечение антибиотиками для людей с вторичными бактериальными инфекциями кожи. Тем не менее, во время вспышки MPXV в 2022 г. бактериальные суперинфекции в очагах поражения кожи вызвали значительную заболеваемость. Таким образом, в таких случаях требуется тщательный мониторинг для быстрого введения антибиотиков.

Выводы

В исследовании подчеркивается необходимость тщательного мониторинга нескольких аспектов генетической эволюции и мутационных моделей клад MPXV, которые возникли в неэндемичных странах во время вспышки 2022 года и распространились по всему миру. Например, исследования должны изучить роль потери генов в трансмиссивности и репликации MPXV, а также роль ферментов APOBEC3 в повышенной частоте мутаций, наблюдаемой в геномах MPXV.

Примечательно, что экспрессия и дезаминазная активность ферментов APOBEC3 изменяются при различных инфекциях и раковых заболеваниях. Самое главное, наряду с секвенированием и характеристикой геномов MPXV необходимо выявлять бактериальные агенты кожных суперинфекций.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.