Сравнительный анализ разнообразия линий SARS-CoV-2, циркулирующих в Омской области в 2020–2022 годах

Актуальность. До настоящего времени не проводилось детального анализа циркулирующих в разное время вариантов возбудителя на территории Омской области.

Цель. Провести сравнительный анализ разнообразия циркулирующих генетических вариантов вируса SARS-CoV-2 на основе молекулярно­генетических данных, определить генетические линии вируса и время их появления, сравнить полученные данные с данными базы GISAID.

Материалы и методы. Проведено полногеномное секвенирование 222 первичных и 5 культуральных (пассажи на культурах клеток Vero E6 и СПЭВ) образцов вируса SARS-CoV-2, собранных в Омской области с апреля 2020 г. по февраль 2022 г., на платформах Oxford Nanopore Technologies и Illumina. Генетические линии определяли в Pangolin. Анализ проводили в MEGA7 и BioEdit.

Результаты. Получено 227 полногеномных последовательностей вируса SARS-CoV-2. В базу данных GISAID загружено 222 генома. Определены линии, к которым относятся образцы, построены филогенетические деревья по различным областям генома вируса SARS-CoV-2, проведены оценка уровня гомологии геновариантов вируса и анализ мутаций в области S-­белка.

Выводы. По полученным данным можно ориентировочно судить о времени появления того или иного варианта вируса SARS-CoV-2, его закреплении и распространении в популяции, наблюдать редкие мутации и циркуляцию некоторых редких генетических линий вируса. Для оценки возможности значимых географически привязанных изменений генома вируса SARS-CoV-2 в Омской области полученных данных недостаточно. Варианты вируса, циркулирующие в области, группируются в один кластер с идентичными вариантами из других областей или стран. Более выраженную внутрикластерную дифференцировку линий можно наблюдать при анализе области RBD. Ситуация по COVID­-19 в Омской области в целом совпадает с таковой во всей стране и мире. Однако это не исключает параллельного возникновения определённых мутаций на отдалённых друг от друга территориях.

1. Wu F., Zhao S., Yu B., et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020. Vol. 579. P. 265–269. DOI: 10.1038/s41586-020-2008-3.

2. World Health Organization. Novel Coronavirus (2019-nCoV) Situation Report – 11. 31 January 2020. Доступно по: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/situation-reports/20200131-sitrep-11-ncov.pdf. Ссылка активна на 27 июня 2022.

3. WHO Director-General’s opening remarks at the media briefing on COVID-19 – 11 March 2020. 11 March 2020. Доступно по: https://www.who.int/director-general/speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-the-media-briefing-on-covid-19-11-march-2020. Ссылка активна на 27 июня 2022.

4. Chinese SARS Molecular Epidemiology Consortium. Molecular evolution of the SARS coronavirus during the course of the SARS epidemic in China // Science. 2004. Vol. 303, N5664. P. 1666–1669. DOI: 10.1126/science.1092002.

5. Lamers M.M., Raj V.S., Shafei M., et al. Deletion variants of Middle East respiratory syndrome coronavirus from humans, Jordan, 2015 // Emerg. Infect. Dis. 2016. Vol. 22, N4. P. 716–719. DOI: 10.3201/eid2204.152065.

6. Wang R., Hozumi Y., Yin C., et al. Decoding SARS-CoV-2 transmission and evolution and ramifications for COVID-19 diagnosis, vaccine, and medicine // J. Chem. Inf. Model. 2020. Vol. 60, N12. P. 5853–5865. DOI: 10.1021/acs.jcim.0c00501.

7. Chen J., Wang R., Wang M., et al. Mutations strengthened SARS-CoV-2 infectivity // J. Mol. Biol. 2020. Vol. 432, N19. P. 5212–5226. DOI: 10.1016/j.jmb.2020.07.009.

8. Li X., Wang W., Zhao X., et al. Transmission dynamics and evolutionary history of 2019‐nCoV // J. Med. Virol. 2020. Vol. 92, N5. P. 501–511. DOI: 10.1002/jmv.25701.

9. Shu Y., McCauley J. GISAID: Globalinitiative on sharing all influenza data – from vision to reality // Eurosurveillance. 2017. Vol. 22, N13. DOI: 10.2807/1560-7917. ES.2017.22.13.30494.

10. Временные рекомендации Роспотребнадзора от 21 января 2020 года № 02/706-2020-27 по лабораторной диагностике новой коронавирусной инфекции, вызванной 2019-nCoV», Приложение 2. Доступно по: https://www.rospotrebnadzor.ru/region/korono_virus/files/spec/vrem%20rekom.pdf. Ссылка активна на 27 июня 2022.

11. Diseases CfEV. Protocol for specific RT-PCRs for marker regions of the Spike region indicative of the UK SARS-CoV2 variant B.1.1.7 and the South African variant 501Y.V2. 2020. Доступно по: https://www.hug.ch/sites/interhug/files/structures/laboratoire_de_virologie/protocol_amplification_voc_20201201_uk_geneva.pdf. Ссылка активна на 06.02.2021.

12. Li H. Minimap2: pairwise alignment for nucleotide sequences // Bioinformatics. 2018. Vol. 34, N18. P. 3094–3100. DOI: 10.1093/bioinformatics/bty191.

13. Li H., Handsaker B., Wysoker A., et al. The Sequence alignment/map (SAM) format and SAMtools // Bioinformatics. 2009. Vol. 25, N16. P. 2078–2079. DOI: 10.1093/bioinformatics/btp352.

14. Grubaugh N.D., Gangavarapu K., Quick J., et al. An amplicon-based sequencing framework for accurately measuring intrahost virus diversity using PrimalSeq and iVar // Genome Biol. 2019. Vol. 20, N8. DOI: 10.1186/s13059-018-1618-7.

15. Li H. Aligning Sequence Reads, Clone Sequences and Assembly Contigs with BWA-MEM // ArXiv. 2013. Vol. 1303. DOI: 10.48550/arXiv.1303.3997.

16. Wilm A., Aw P.P., Bertrand D., et al. LoFreq: a sequence-quality aware, ultra-sensitive variant caller for uncovering cell-population heterogeneity from high-throughput sequencing datasets // Nucleic Acids Res. 2012. Vol. 40, N22. P. 11189–11201. DOI: 10.1093/nar/gks918.

17. Okonechnikov K., Golosova O., Fursov M., the UGENE team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit // Bioinformatics. 2012. Vol. 28, N8. P. 1166–1167. DOI: 10.1093/bioinformatics/bts091.

18. Kumar S., Stecher G., Tamura K. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for bigger datasets // Molecular Biology and Evolution. 2016. Vol. 33, N7. P. 1870–1874. DOI: 10.1093/molbev/msw054.

19. Hall, T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucl. Acids. Symp. Ser. 1999.Vol. 41. P. 95–98.

20. Mlcochova P., Kemp S.A., Dhar M.S., et al. SARS-CoV-2 B.1.617.2 Delta variant replication and immune evasion. Nature. 2021. Vol. 599. P. 114–119. DOI: 10.1038/s41586-02103944-y.

21. Ren S. Y., Wang W. B., Gao R. D., et al. Omicron variant (B.1.1.529) of SARS-CoV-2: Mutation, infectivity, transmission, and vaccine resistance // World journal of clinical cases. 2022. Vol. 10, N1. P. 1–11. DOI: 10.12998/wjcc.v10.i1.1.