В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи предсказали всплески инфекций тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), на основе изменений в мутациях SARS-CoV-2.

Фон

Вирусы, переносимые воздушно-капельным путем, такие как SARS-CoV-2, которые обладают способностью быстро развиваться и имеют высокие показатели передачи и смертности, могут вызвать глобальную пандемию со смертельным исходом в течение нескольких недель, как это было продемонстрировано в случае с коронавирусной болезнью 2019 (COVID). -19). В дополнение к вакцинам и вариантам постинфекционного лечения, подготовительные меры будут иметь важное значение для борьбы с нынешней и предстоящей пандемиями. В связи с этим большой интерес представляют методы, позволяющие прогнозировать рост (или «всплеск») инфекции на раннем этапе.

Об исследовании

В настоящем исследовании команда изучила различные методы прогнозирования роста числа инфекций SARS-CoV-2 и отслеживания изменений в жизненно важных вирусных белках путем наблюдения за различными мутациями.

Исследование 26 белков SARS-CoV-2, включая структурные белки, такие как шип, оболочка, мембрана и нуклеокапсид, неструктурные белки (NSP) и открытые рамки считывания (ORF), было выполнено с использованием более 6,1 миллиона вирусов SARS-CoV. Последовательности генома CoV-2 доступны в GenBank. Первая последовательность SARS-CoV-2 Wuhan использовалась в качестве эталона для анализа. По сравнению с этой эталонной последовательностью были рассчитаны рассчитанные мутации.

Полученные результаты

В частности, всплески, последовавшие за развитием вариантов SARS-CoV-2 Gamma, Delta и Omicron BA.5, были связаны с всплесками несинонимичных мутаций в основных белках SARS-CoV-2, которые произошли через 10–14 дней. до резкого роста заболеваемости COVID-19. Вариант Omicron продемонстрировал развитие наиболее серьезных мутаций в ряде отдельных белков, что коррелировало с наиболее значительным ростом уровня инфицирования. В некоторых белках несинонимичные мутации (ka) демонстрировали значительный рост до всплеска частоты инфекций (или всплесков), что обеспечивает метод прогнозирования всплесков.

NutriBiotic, Immunity, аскорбат натрия, кристаллический порошок, 454 г (16 унций)

Синонимичные и несинонимичные мутации в вирусном шиповидном белке указывают на значительное изменение в вирусных последовательностях, при этом значительное увеличение происходит до увеличения зарегистрированных случаев инфицирования человека, особенно с увеличением, связанным с вариантами SARS-CoV-2 Gamma/Delta и Omicron. Мутации увеличились почти за 10–14 дней до роста числа инфекций среди людей. Кроме того, синонимичные мутации показали снижение после всплесков. Обратные мутации объясняют снижение количества мутаций, которое произошло до всплеска Omicron BA.2. Однако синонимичные и несинонимичные мутации, следующие за вариацией Омикрона, также увеличились.

Наряду с шиповидным белком, белки оболочки и мембраны SARS-CoV-2 претерпели серьезные мутации прямо перед появлением варианта Omicron. Когда дело дошло до мембранных белков, наблюдался заметный рост, который начался с вариаций Гамма/Дельта и ускорился до всплеска ВА.5. На поверхности вируса SARS-CoV-2 находились белки шипа, мембраны и оболочки, которые могли взаимодействовать с элементами иммунной системы. Со временем после иммунизации увеличение мутаций в каждом из этих внешних белков стало значительным.

Несинонимичные мутации наблюдались в рибонуклеиновой кислоте (РНК)-зависимой РНК-полимеразе (RdRp) в относительно меньшей степени. NSP 1, 4, 6, 13, 15, ORF 6, 7a и 7b показали значительное увеличение мутаций. В целом, этот метод позволил команде отслеживать текущие мутации в белке. Кроме того, были выпущены предупреждения о возможных новых вариантах, когда команда заметила резкое увеличение за короткий период.

Быстрые мутации наблюдались в шиповидных, мембранных и оболочечных белках, особенно в варианте Omicron. Это можно объяснить вирусной адаптацией, происходящей под давлением отбора вакцинации. Примечательно, что долгосрочная эффективность вакцин против SARS-CoV-2, полученных с помощью матричных РНК (мРНК), до сих пор неизвестна. Из-за улучшения показателей смертности от COVID-19 и политических соображений введение третьей и четвертой доз вакцины после первоначальной схемы введения двух доз сократилось.

Спайковый белок SARS-CoV-2 до сих пор продемонстрировал самую сильную связь между частотой несинонимичных мутаций и инфицированием человека. В частности, шиповидные белки Delta и Omicron продемонстрировали резкий рост мутаций за 10–14 дней до их начала. Кроме того, мембранные белки продемонстрировали быстрые изменения до связанного с BA.5 всплеска инфекций. В результате авторы пришли к выводу, что такой рост мутаций является признаком надвигающихся всплесков.

Вывод

В целом, настоящее исследование продемонстрировало мутационные изменения в реальном времени 26 белков и ORF SARS-CoV-2. Изменения, отмеченные в несинонимичных мутациях, показали надежную корреляцию с увеличением числа зарегистрированных инфекций SARS-CoV-2.

*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.