Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một biến thể SARS-CoV-2 liên tục nhân lên derived từ một cá nhân không triệu chứng
Tóm tắt
Kể từ sự bùng phát đầu tiên của SARS-CoV-2, các đặc điểm lâm sàng của Bệnh Coronavirus 2019 (COVID-19) đã dần dần thay đổi. Dữ liệu báo cáo về sự tiến hóa virus trong cơ thể và giữa các cơ thể đang dần dần có lợi cho sự xuất hiện của các chủng SARS-CoV-2 nhẹ được tích lũy. Để hiểu rõ hơn về sự tiến hóa về độc tính của SARS-CoV-2 và sự thích nghi của nó với vật chủ, do đó việc điều tra các đặc điểm gen và kiểu hình của các chủng SARS-CoV-2 gần đây đang lưu hành trong đợt dịch là rất quan trọng. Các mẫu bộc lộ mũi họng đã được phân tích về tải lượng virus trong giai đoạn sớm (tháng 3 năm 2020) và muộn (tháng 5 năm 2020) của dịch bệnh ở Brescia, Ý. Quá trình cách ly SARS-CoV-2 từ 2 mẫu có tải lượng virus cao được xác định vào ngày 9 tháng 3 (AP66) và vào ngày 8 tháng 5 (GZ69) đã được thực hiện trên tế bào Vero E6. Lượng virus được phát tán được đánh giá bằng PCR định lượng. Phân loại kiểu gen của AP66 và GZ69 đã được thực hiện thông qua giải trình tự thế hệ tiếp theo, sau đó là phân tích chuyên sâu in silico về các đột biến nucleotide. Chủng SARS-CoV-2 GZ69, được cách ly vào tháng 5 từ một nhân viên y tế không triệu chứng, cho thấy khả năng nhân lên chưa từng thấy trên tế bào Vero E6 trong điều kiện không có tác dụng tàn phá tế bào rõ rệt. Việc cấy lại tế bào Vero E6, lên đến 4 lần truyền, cho thấy sự lây nhiễm SARS-CoV-2 GZ69 có hiệu suất bằng với sự lây nhiễm của chủng tàn phá tế bào AP66. Giải trình tự toàn bộ genome của SARS-CoV-2 GZ69 liên tục nhân lên đã chỉ ra rằng chủng này khác với biến thể AP66 ban đầu ở 9 vị trí nucleotide (C2939T; C3828T; G21784T; T21846C; T24631C; G28881A; G28882A; G28883C; G29810T), dẫn đến 6 sự thay thế không đồng nghĩa thuộc ba protein ORF1ab (P892S; S1188L), S (K74N; I95T) và N (R203K, G204R). Việc xác định chủng SARS-CoV-2 GZ69 đặc biệt trong đợt dịch ở Ý vào giai đoạn muộn nhấn mạnh sự cần thiết phải đặc trưng tốt hơn các biến thể virus đang lưu hành giữa những cá nhân không triệu chứng hoặc ít triệu chứng. Cách tiếp cận hiện tại có thể mở ra hướng đi cho các nghiên cứu trong tương lai nhằm phân tích quá trình chọn lọc ủng hộ các đột biến virus ở vật chủ nhân loại.
Từ khóa
#SARS-CoV-2 #COVID-19 #biến thể virus #lâm sàng #tải lượng virus #gen #tế bào Vero E6Tài liệu tham khảo
Mahase E. Covid-19: WHO declares pandemic because of “alarming levels” of spread, severity, and inaction. BMJ. 2020;368:m1036. https://doi.org/10.1136/bmj.m1036.
Chen Z, Hu J, Zhang Z, Jiang S, Wang T, Shi Z, et al. Caution: The clinical characteristics of COVID-19 patients at admission are changing. medRxiv preprint. https://doi.org/10.1101/2020.03.03.20030833.
Jin X, Xu K, Jiang L, Hao S, Yao H, Jia H, et al. Virus strain from a mild COVID-19 patient in Hangzhou represents a new trend in SARS-CoV-2 evolution potentially related to Furin cleavage site. Emerg Microbes Infect. 2020; 1-74. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1781551.
Xu XW, Wu XX, Jiang XG, Xu KJ, Ying LJ, Ma CL, et al. Clinical findings in a group of patients infected with the 2019 novel coronavirus (SARS-Cov-2) outside of Wuhan, China: Retrospective Case Series. BMJ. 2020;368:m606. https://doi.org/10.1136/bmj.m606.
Wu Z, McGoogan JM. Characteristics of and important lessons from the coronavirus disease, (COVID-19) Outbreak in China: summary of a report of 72 314 cases from the Chinese Center for Disease Control and Prevention. JAMA. 2019. https://doi.org/10.1001/jama.2020.2648.
Istituto Superiore di Sanità. https//www.epicentro.iss.it/en/coronavirus/sars-cob-2-integrated surveillance-data.
Istituto Superiore di Sanità. Available from: https://www.epicentro.iss.it/coronavirus/bollettino/bollettino-sorveglianza-integrata-COVID-19_20-maggio-2020.pdf.
Holmes EC. The evolution and emergence of RNA viruses. Emerg Infect Dis. 2010;16(5):899. https://doi.org/10.3201/eid1605.100164.
Guo G, Ye L, Pan K, Chen Y, Xing D, Yan K, et al. New insights of emerging SARS-CoV-2: epidemiology, etiology, clinical features, clinical treatment, and prevention. Front Cell Dev Biol. 2020;8:410. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00410.
Tang X, Wu C, Li X, Song Y, Yao X, Wu X, et al. On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2. Natl Sci Rev. 2020. https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa036.
Yao H, Lu X, Chen Q, Xu K, Chen Y, Cheng L, et al. Patient-derived mutations impact pathogenicity of SARS-CoV-2. MedRxiv preprint. https://doi.org/10.1101/2020.04.14.20060160.
Lau SY, Wang P, Mok BWY, Zhang AJ, Chu H, Lee ACY, et al. Attenuated SARS-CoV-2 variants with deletions at the S1/S2 junction. Emerg Micr Infect. 2020;9(1):837–42. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1756700.
Wang M, Cao R, Zhang L, Yang X, Liu J, Xu M, et al. Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019-nCoV) in vitro. Cell Res. 2020;30(3):269–71. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0282-0.
Kustin T, Ling G, Sharabi S, Ram D, Friedman N, Zuckerman N, et al. A method to identify respiratory virus infections in clinical samples using next-generation sequencing. Sci Rep. 2019;9(1):2606. https://doi.org/10.1038/s41598-018-37483-w.
Wood DE, Lu J, Langmead B. Improved metagenomic analysis with Kraken 2. Genome Biol. 2019;20(1):257. https://doi.org/10.1186/s13059-019-1891-0.
Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 2014;30(15):2114–20. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu170.
Langmead B, Salzberg LS. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nat Methods. 2012;9(4):357–9. https://doi.org/10.1038/nmeth.1923.
Katoh K, Rozewicki J, Yamada KD. MAFFT online service: Multiple sequence alignment, interactive sequence choice and visualization. Brief Bioinform. 2019;20(4):1160–6. https://doi.org/10.1093/bib/bbx108.
Laarson A. AliView: a fast and lightweight alignment viewer and editor for large data sets. Bioinformatics. 2014;30(22):3276–8. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu531.
Nguyen LT, Schmidt HA, Von Haeseler A, Minh BQ. IQ-TREE: A fast and effective stochastic algorithm for estimating maximum-likelihood phylogenies. Mol Biol Evol. 2015;32(1):268–74. https://doi.org/10.1093/molbev/msu300.
O’Toole Á, McCrone JT. Phylogenetic Assignment of Named Global Outbreak LINeages. 2020. https://github.com/hCoV-2019/pangolin.
Clementi N, Ferrarese R, Tonelli M, Amato V, Racca S, Locatelli M, et al. Lower nasopharyngeal viral load during the latest phase of COVID-19 pandemic in a Northen Italy University Hospital. Clin Chem Med. 2020. https://doi.org/10.1515/cclm-2020-0815.
Rambaut A, Holmes EC, Hill V, O’Toole Á, McCrone JT, Ruis C, et al. A dynamic nomenclature proposal for SARS-CoV-2 to assist genomic epidemiology. bioRxiv. 2020. https://doi.org/10.1101/2020.04.17.046086.
Darling AE, Mau B, Perna NT. ProgressiveMauve: multiple genome alignment with gene gain, loss and rearrangement. PLoS ONE. 2010;5(6):e11147. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0011147.
Pachetti M, Marini B, Benedetti F, Giudici F, Mauro E, Storici P, et al. Emerging SARS-CoV-2 mutation hot spots include a novel RNA-dependent-RNA polymerase variant. J Transl Med. 2020;18(1):179. https://doi.org/10.1186/s12967-020-02344-6.
Sanjuán R, Domingo-Calap P. Mechanisms of viral mutation. Cell Mol Life Sci. 2016;73(23):4433–48. https://doi.org/10.1007/s00018-016-2299-6.
van Dorp L, Acman M, Richard D, Shaw LP, Ford CE, Ormond L, et al. Emergence of genomic diversity and recurrent mutations in SARS-CoV-2. Infect Genet Evol. 2020;83:104351. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2020.104351.
Holmes EC, Dudas G, Rambaut A, Andersen KG. The evolution of Ebola virus: insights from the 2013–2016 epidemic. Nature. 2016;538(7624):193–200. https://doi.org/10.1038/nature19790.
Snijder EJ, Bredenbeek PJ, Dobbe JC, Thiel V, Ziebuhr J, Poon LLM, et al. Unique and conserved features of genome and proteome of SARS-coronavirus, an early split-off from the coronavirus group 2 lineage. J Mol Biol. 2003;331(5):991–1004. https://doi.org/10.1016/s0022-2836(03)00865-9.
Minskaia E, Hertzig T, Gorbalenya AE, Campanacci V, Cambillau C, Canard B, et al. Discovery of an RNA Virus 3′- > 5′ exoribonuclease that is critically involved in coronavirus RNA synthesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006;103(13):5108–13. https://doi.org/10.1073/pnas.0508200103.
Shen Z, Xiao Y, Kang L, Ma W, Shi L, Zhang L, et al. Genomic diversity of SARS-CoV-2 in Coronavirus Disease 2019 patients. Clin Infect Dis. 2020. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa203.
Danchin A, Timmis K. SARS-CoV-2 variants: Relevance for symptom granularity, epidemiology, immunity (herd, vaccines), virus origin and containment? Environ Microbiol. 2020;22(6):2001–6. https://doi.org/10.1111/1462-2920.15053.
Desmyter J, Melnick JL, Rawls WE. Defectiveness of interferon production and of rubella virus interference in a line of African green monkey kidney cells (Vero). J Virol. 1968;2(10):955–61.
Mantlo E, Bukreyeva N, Maruyama J, Paessler S, Huang C. Potent Antiviral Activities of Type I Interferons to SARS-CoV-2 Infection. bioRxiv. 2020; https://doi.org/10.1101/2020.04.02.022764.
Lokugamage KG, Hage A, Schindewolf C, Rajsbaum R, Menachery VD. SARS-CoV-2 is sensitive to type I interferon pretreatment. bioRxiv. 2020; https://doi.org/10.1101/2020.03.07.982264.
Guo R, Shang P, Carrillo CA, Sun Z, Lakshmanappa YS, Yan X, et al. Double-stranded viral RNA persists in vitro and in vivo during prolonged infection of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Virology. 2018;524:78–89. https://doi.org/10.1016/j.virol.2018.08.006.
Frisk G. Mechanisms of chronic enteroviral persistence in tissue. Curr Opin Infect Dis. 2001;14(3):251–6. https://doi.org/10.1097/00001432-200106000-00002.
Alidjinou EK, Engelmann I, Bossu J, Villenet C, Figeac M, Romond MB, et al. Persistence of Coxsackievirus B4 in pancreatic ductal-like cells results in cellular and viral changes. Virulence. 2017;8(7):1229–44. https://doi.org/10.1080/21505594.2017.1284735.
Pacciarini F, Ghezzi S, Canducci F, Sims A, Sampaolo M, Ferioli E, et al. Persistent replication of severe acute respiratory syndrome coronavirus in human tubular kidney cells selects for adaptive mutations in the membrane protein. J Virol. 2008;82(11):5137–44. https://doi.org/10.1128/JVI.00096-08.
Roberts A, Deming D, Paddock CD, Cheng A, Yount B, Vogel L, et al. A mouse-adapted SARS-coronavirus causes disease and mortality in BALB/c mice. PLoS Pathog. 2007;3(1):e5. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.0030005.
Angeletti S, Benvenuto D, Bianchi M, Giovanetti M, Pascarella S, Ciccozzi M. COVID-2019: The Role of the nsp2 and nsp3 in Its Pathogenesis. J Med Virol. 2020;92(6):584–8. https://doi.org/10.1002/jmv.25719.
Alhammad YMO, Fehr AR. The viral microdomain counters host antiviral ADP-Ribosylation. Viruses. 2020;12(4):384. https://doi.org/10.3390/v12040384.
Kusov Y, Tan J, Alvarez E, Enjuanes L, Hilgenfeld R. A G-quadruplex-binding macrodomain within the “SARS-unique domain” is essential for the activity of the SARS-coronavirus replication–transcription complex. Virology. 2015;484:313–22. https://doi.org/10.1016/j.virol.2015.06.016.
Fehr AR, Channappanavar R, Jankevicius G, Fett C, Zhao J, Athmer J, et al. The conserved coronavirus macrodomain promotes virulence and suppresses the innate immune response during severe acute respiratory syndrome coronavirus infection. mBio. 2016; 7(6):e01721-16. https://doi.org/10.1128/mbio.01721-16.
Eriksson KK, Cervantes-Barragán L, Ludewig B, Thiel V. Mouse hepatitis virus liver pathology is dependent on ADP-ribose-1″-phosphatase, a viral function conserved in the alpha-like supergroup. J Virol. 2008;82(24):12325–34. https://doi.org/10.1128/JVI.02082-08.
Fehr AR, Athmer J, Channappanavar R, Phillips JM, Meyerholz DK, Perlman S. The nsp3 macrodomain promotes virulence in mice with coronavirus-induced encephalitis. J Virol. 2015;89(3):1523–36. https://doi.org/10.1128/JVI.02596-14.
Ye Q, West AMV, Silletti S, Corbett KD. Architecture and self-assembly of the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein. Protein Sci. 2020. https://doi.org/10.1002/pro.3909.10.1002/pro.3909.
Lai A, Bergna A, Caucci S, Clementi N, Vicenti I, Dragoni F, et al. Molecular tracing of SARS-CoV-2 in Italy in the first three months of the epidemic. Viruses. 2020;12(8):E798. https://doi.org/10.3390/v12080798.
Surjit M, Kumar R, Mishra RN, Reddy MK, Chow VTK, Lal SK. The severe acute respiratory syndrome coronavirus nucleocapsid protein is phosphorylated and localizes in the cytoplasm by 14-3-3-mediated translocation. J Virol. 2005;79(17):11476–86. https://doi.org/10.1128/JVI.79.17.11476-11486.2005.
Surjit M, Liu B, Chow VTK, Lal SK. The nucleocapsid protein of severe acute respiratory syndrome-coronavirus inhibits the activity of cyclin-cyclin-dependent kinase complex and blocks S phase progression in mammalian cells. J Biol Chem. 2006;281(16):10669–81. https://doi.org/10.1074/jbc.M509233200.
Xie X, Muruato A, Lokugamage KG, Narayanan K, Zhang X, Zou J, et al. An Infectious cDNA Clone of SARS-CoV-2. Cell Host Microbe. 2020;27(5):841–848.e3. https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.04.004.