Африка отставала в секвенировании генома в течение первых двух лет пандемии коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), вызванной коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2). Однако благодаря увеличению финансирования на этом континенте было секвенировано более 100 000 геномов.

Новое исследование подводит итоги геномного надзора, показывая, как распространялись вызывающие беспокойство варианты вируса, и указывая будущие направления для готовности к реагированию.

Введение

Африка, по-видимому, была относительно избавлена ​​от высоких случаев заболевания и смертей во время продолжающейся пандемии: примерно 11 миллионов случаев заболевания из более чем 600 миллионов в мире и четверть миллиона смертей из более чем 6,4 миллиона смертей во всем мире.

Однако по мере того, как вирус продолжал изменяться и мутировать, появлялись новые варианты, которые в некоторых случаях демонстрировали более высокую трансмиссивность и инфекционность или вирулентность. В некоторых вариантах были идентифицированы иммунные ускользающие мутации, что делает их способными к повышенному распространению даже среди вакцинированных или ранее инфицированных групп населения. Их назвали вариантами концерна (VOC), и пока их было пять — Alpha, Beta, Gamma, Delta и Omicron.

Из них Beta и Omicron были впервые обнаружены в Африке, хотя два других также вызвали серьезные случаи на этом континенте. В ответ на растущую угрозу, связанную с появлением ЛОС, образцы были собраны из нескольких мест для секвенирования. Однако в апреле 2020 года такой возможностью обладали только 20 африканских стран.

Поскольку глобальные цепочки поставок иссякли, эти усилия прекратились к концу года. После первых 10 000 анализ показал некоторые недостающие области, в связи с чем увеличились средства, выделенные на создание расширенной инфраструктуры и обучение персонала для геномного наблюдения.

Как Африканские центры по контролю за заболеваниями (Africa CDC), так и региональное отделение ВОЗ в Африке (или WHO AFRO) разделили ответственность за это при содействии многих других лиц и организаций. В результате с апреля 2021 года по март 2022 года было загружено еще 90 000 последовательностей.

Для сравнения, на сегодняшний день загружено менее 4000 последовательностей вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и 12 000 последовательностей гриппа, несмотря на их присутствие в Африке в вызывающих тревогу количествах на протяжении многих лет.  

В текущем исследовании, опубликованном в журнале Science , изучается вклад геномного секвенирования в научное понимание COVID-19 на этом континенте, а также вводятся глобальные меры общественного здравоохранения посредством возможности достаточно раннего выявления новых вариантов.

Что показало исследование?

Данные демонстрируют множественные волны заражения, разные по масштабу и периоду от страны к стране. Однако после первых двух волн, в которых доминировали варианты B.1 и Alpha, Delta и Omicron прокатились по Африке в мрачной последовательности.

В разных частях Африки преобладали разные штаммы, такие как C.36 и C.36.3, которые вызвали 40% инфекций в Египте, по сравнению с линией B.1.160 в Тунисе. В обоих случаях они уступили место Дельте во время третьей волны.

Gummiology, жевательный витамин D3 для взрослых, без желатина, со вкусом персика и вишни, 100 вегетарианских жевательных таблеток

В Южной Африке во второй волне доминировала Бета вместо Альфы. Интересно, что хотя вариант С.1.2 демонстрировал признаки ускользания от иммунитета, он не оказал существенного влияния на фон Дельта.

Другие линии, которые конкурировали с Alpha, включали B.1.525 и A.23.1, которые, наконец, уступили место более поздним VOC. Различия в родословной по регионам могут быть связаны с генетикой вируса, мобильностью человека, конкуренцией между совместно циркулирующими родословными и уровнями иммунитета.

По мнению многих аналитиков, Дельта оказала наибольшее влияние, вызвав более трети всех инфекций в Африке. Бета вызывала примерно каждый седьмой, а альфа только около 4% в целом. Омикрон, который все еще распространяется, вызвал более пятой части всех инфекций, судя по секвенированию генома.

В отличие от более ранних ЛОС, Омикрон стал заметным на фоне высоких показателей инфицирования и вакцинации с высоким уровнем связанного иммунитета. Наряду с более низкой внутренней вирулентностью, Омикрон привел к меньшему количеству смертей, чем другие ЛОС, что соответствует более низкому уровню смертности в Южной Африке во время этой волны.

Первая часть пандемии была вызвана штаммами, принадлежащими к кладе B.1, или наследственными вирусами, которые затем с конца 2020 года были заменены первым кластером ЛОС: Альфа, Бета, а затем, в 2021 году, Дельта и Омикрон. . В то время как альфа и бета циркулировали в основном в отдельных регионах Африки, дельта и омикрон доминировали над инфекциями в Африке, начавшимися вскоре после их появления.

Данные получены путем объединения эпидемиологических данных с данными геномного секвенирования, а также с информацией о временных и размерных характеристиках этих волн. Однако в некоторых странах был протестирован только один человек из десяти миллионов населения, в то время как в других было протестировано более 10 000 человек на десять миллионов, что указывает на крайне неоднородные показатели тестирования.

Интересно, что страны с высоким уровнем тестирования также сообщают о более высоких показателях заболеваемости, но занижение данных по-прежнему остается реальностью, как и в остальном мире. Увеличение числа отчетов было достигнуто в основном за счет использования относительно недорогой технологии секвенирования.

Существует острая необходимость в наращивании потенциала секвенирования, поскольку в 16 странах по-прежнему отсутствуют местные центры секвенирования, а во многих других — ограниченный потенциал. Были созданы три основных центра секвенирования и несколько региональных центров секвенирования, чтобы помочь консолидировать ресурсы в нескольких странах для максимизации секвенирования на всем континенте. Эти центры помогали в основном странам к югу от Сахары, выполняя все местные усилия по секвенированию в некоторых странах, таких как Ангола и Намибия, а также сотрудничая с местными усилиями по секвенированию во время волн.

Другие объекты за пределами Африки также были введены в эксплуатацию для усиления наблюдения, особенно в странах Западной и Северной Африки.

В конечном счете, сочетание стратегий локального секвенирования, совместного использования ресурсов между африканскими странами и секвенирования с академическими сотрудниками за пределами континента помогло устранить слепые пятна наблюдения ».

Даже при низком уровне секвенирования репрезентативная выборка с течением времени помогла поддерживать геномный надзор и своевременно выявлять варианты, включая бета и омикрон. Более того, время оборота постепенно сокращается, например, с ~ 180 дней до 50 дней с октября 2020 года до одного года спустя.

Этому способствует использование локальных сетей секвенирования по сравнению с региональными или внешними учреждениями, что указывает на необходимость инвестирования в последние. Запреты на поездки, последовавшие за обнаружением и сообщением летучих органических соединений Beta и Omicron, показывают, как страны могут колебаться сообщать такие данные в будущем. Если секвенирование можно проводить только за пределами страны, это неизбежно приведет к отсутствию эпиднадзора в таких ситуациях.

Таким образом, поощрение местного потенциала секвенирования поможет « генерировать своевременные и регулярные данные для принятия решений на местном и региональном уровнях ». Это позволило бы обнаруживать появляющиеся варианты достаточно рано, чтобы дать время прервать их распространение.

Например, Бета была обнаружена через три месяца после ее возникновения, а для Омикрона — в течение пяти недель. Более того, Всемирная организация здравоохранения объявила последний ЛОС в течение 72 часов после внесения его последовательности в базу данных.

 Следует наращивать усилия по секвенированию не только SARS-CoV-2, но и других новых или повторно интродуцированных патогенов, включая лихорадку Эбола, корь и грипп H1N1. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний Африки, ежегодно на этом континенте происходит более 200 вспышек инфекционных заболеваний.

После нынешней пандемии постоянные инвестиции в возможности диагностики и секвенирования этих патогенов могут служить общественному здравоохранению континента и в 21 веке ».