Секвенирование генома SARS-CoV-2

Зачем это нужно и первый общедоступный тест

Управление по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами США (Food and Drug Administration — FDA) 10 июня выдало «Illumina Inc.» разрешение на экстренное использование (emergency use authorization — EUA) первого диагностического теста на COVID-19 с использованием технологии секвенирования следующего поколения. Тест COVIDSeq может генерировать информацию о геномной последовательности вируса, содержащегося в образце, которую также можно использовать в исследовательских целях.

«Информация, полученная генетическим секвенированием поможет нам отслеживать, мутирует ли вирус и каким образом, что будет иметь решающее значение для наших усилий по дальнейшему изучению и борьбе с этим вирусом», — отметил комиссар FDA Стивен Хан (Stephen Hahn).

О важной роли эпиднадзора на основе секвенирования в борьбе с COVID-19 главный медицинский директор Illumina Фил Феббо (Phil Febbo) рассказал еще в конце марта 2020 г. Так, в интервью, размещенном на сайте компании, названо 5 «точек приложения» секвенирования генома SARS-CoV-2:

• позволяет идентифицировать SARS-CoV-2 как вирус, близкий к коронавирусу, эндемичному для летучих мышей, но также выявить мутацию в белке, участвующем в прикреплении к клеткам-хозяевам;
• необходимо для отслеживания пути передачи вируса во всем мире; так, более 2434 геномных последовательностей были представлены Глобальной инициативе по обмену всеми данными по гриппу (Global Initiative to Share All Influenza Data — GISAID) с идентификацией кластеров и путей передачи. Что касается SARS-CoV-2, то биолог Тревор Бедфорд (Trevor Bedford) из Сиэтла продемонстрировал*, что из 39 секвенированных им последовательностей, 35 происходили из Китая, а 4 других — из Европы и Ирана, то есть путей проникновения вируса в страну было несколько, и усилия по сдерживанию не могли быть сосредоточены только на отслеживании воздействия наиболее установленного кластера;
• может определить, насколько быстро вирус адаптируется по мере своего распространения; похоже, что SARS-CoV-2 подвергается примерно двум мутациям в месяц по мере своего распространения (частота — обычная для таких вирусов); информация о них позволяет определить вероятность невыявления вируса с помощью имеющихся ПЦР-анализов, а также развития устойчивости к терапии;
• знание вирусного генома необходимо для понимания терапевтической эффективности как низкомолекулярных лекарственных средств, нацеленных на специфические вирусные белки, так и вакцин, направленных против вирусных антигенов; например, расшифровка последовательностей SARS-CoV-2 дала возможность понять, что лекарственные средства, разработанные ранее для инфекции SARS, нацеленные на основную вирусную протеазу, могут быть эффективными и при SARS-CoV-2, поскольку генетическая идентичность протеазы составляет 97%; тем не менее вакцины вряд ли будут работать против обоих вирусов, потому что высокоантигенные поверхностные белки очень различны (идентичны только на 76%;
• надзор, основанный на секвенировании, необходим для понимания роли сопутствующей инфекции. COVID-19 может варьировать от бессимптомного до смертельного исхода; так, респираторные патогены часто могут вызывать прогрессирующее заболевание, снижая иммунитет хозяина и вызывая коинфекцию, которая приводит к более тяжелому и опасному для жизни заболеванию; известно** как о риновирусах, так и о менее распространенных, но более опасных респираторно-синцитиальных вирусах, выявленных с помощью секвенирования в надзорных анализах положительных случаев; если именно сопутствующая инфекция является причиной тяжелого течения, терапия может быть сосредоточена на ней, а не на SARS-CoV-2.

Лаборатории по всему миру предоставляют информацию о генетических последовательностях вирусов, собранных у пациентов, на платформу с открытым доступом «Nextstrain». Полученные данные используют для изучения эволюции эпидемий, разрабатывая карты и «генеалогические деревья» вирусов. Согласно последнему отчету (от 15.05.2020 г.) о распространении SARS-CoV-2:

• вспышки даже в очень удаленных друг от друга частей света глубоко взаимосвязаны;
• посредством человеческой миграции и путешествий вирус был неоднократно занесен в большинство местных популяций;
• после того как эти «искры» попали в новые местные популяции, многие из них погасли, так и не вызвав широкой передачи; некоторые из этих искр переросли в местные вспышки;
• в конечном счете эти локальные вспышки распространили свои собственные искры, которые распространились в новые местности.

«Что вызывает большую тревогу, — отмечено в отчете, — так это то, что мы также видим подобные тенденции после повторного заноса вируса в страны, в которых первоначальный пик уже прошел за несколько месяцев до этого. В итоге подобный сценарий может быть остановлен, только когда страна способна эффективно тестировать, отслеживать и немедленно изолировать случаи».

По материалам www.illumina.com; nextstrain.org; www.nationalgeographic.com

*@trvrb — Trevor Bedford Tweet on March 15, 2020; twitter.com/trvrb/status/1239427193945485312.

**Xing Q., Li G., Xing Y. et al. Precautions are needed for COVID-19 patients with coinfection of common respiratory pathogens. medRxiv 2020.02.29.20027698; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.29.20027698.

Бажаєте завжди бути в курсі останніх новин фармацевтичної галузі?
Тоді підписуйтесь на «Щотижневик АПТЕКА» в соціальних мережах!