Российские биоинформатики изучили раннюю геномную эпидемиологию SARS-CoV-2 в России

Российские исследователи из группы Георгия Базыкина изучили последовательности геномов SARS-CoV-2 из образцов, взятых у больных COVID-19 в России в марте-апреле, и восстановили раннюю историю распространения вируса в России. Они показали, что SARS-CoV-2 попал в Россию в ходе 67 независимых интродукций, а весной на территории страны циркулировали, по меньшей мере, 9 различных линий SARS-CoV-2.

Изображение:

Иркутский аэропорт 24 марта 2020 года.

Credit:

Ivan Ekushenko | 123rf.com

Биоинформатики из группы Георгия Базыкина совместно с сотрудниками НИИ гриппа им. Смородинцева и других российских научных организаций провели анализ последовательностей геномов SARS-CoV-2, выделенных из 135 образцов пациентов в России в период с 11 марта, когда в России было только 28 подтвержденных случаев COVID-19, по 23 апреля, когда количество подтвержденных случаев в России выросло до 62 773. 133 образца были взяты в Санкт-Петербурге, один — в Ленинградской области и еще один — в республике Бурятия. Для анализа этот набор данных объединили с дополнительными 76 геномами из России, доступными в базе GISAID на 26 мая 2020 года. В результате исследователи получили 211 полногеномных последовательностей SARS-CoV-2 из 25 субъектов Российской Федерации. Для определения филогенетического положения российских образцов вируса ученые использовали 19 623 геномных последовательности SARS-CoV-2 из разных стран.

Ученые показали, что последовательности SARS-CoV-2 из России распределены по всему филогенетическому дереву вируса, однако большинство из них близки к линиям SARS-CoV-2, широко распространенным в Европе, поэтому в Россию вирус впервые попал, скорее всего, именно из Европы. Хотя на момент закрытия границ азиатские линии вируса составляли 53% глобального его разнообразия, лишь 2% российских образцов принадлежали к ним, вероятно, благодаря своевременному закрытию границы с Китаем. Авторы исследования утверждают, что SARS-CoV-2 был независимо завезен в Россию 67 раз. Любопытно, что первые случаи COVID-19 в России приходятся на более молодых людей, чем последующие, поэтому, вероятно, вирус попал в Россию с более молодыми людьми, вернувшимися из Европы с каникул или деловых поездок. Кроме того, ученые не нашли признаков экспорта SARS-CoV-2 из России в другие страны.

Исследователи показали, что SARS-CoV-2, циркулировавший в марте-апреле на территории России, представлен 9 различными филогенетическими линиями вируса. Гипотеза о том, что распространение SARS-CoV-2 по России происходило через Москву и Санкт-Петербург как крупнейшие транспортные центры, не нашла подтверждения, поэтому ученые не смогли выявить направления, по которому распространение вируса по стране шло наиболее интенсивно. В отличие от ряда предыдущих исследований, авторы работы показали, что по филогеографическому положению линии вируса можно довольно достоверно судить о ее происхождении.

Авторы работы также исследовали внутрибольничную вспышку COVID-19, произошедшую в НИИ травматологии и ортопедии им. Р. Р. Вредена (Санкт-Петербург). Первые подтверждения случаев COVID-19 в НИИ им. Вредена пришли 3 апреля, а с 7 по 9 апреля в больнице был постепенно введен карантинный режим и тотальная изоляция, а также отключена внутрибольничная вентиляционная система. Пациенты и медицинские работники оставались в пределах больницы на протяжении 35 дней. Ученые доказали эффективность введенных карантинных мер, продемонстрировав, что после введения изоляции вспышка статистически значимо пошла на спад.

«Наше исследование посвящено тому, каким образом вирус распространялся в России в марте-апреле, — рассказывает руководитель исследовательской группы Георгий Базыкин. — Методы, которые мы используем, относятся к новой области знаний — геномной эпидемиологии. Идея очень простая: генотип каждого вируса сравнивается с большим числом вирусных генотипов из некой референтной базы данных и, поскольку вирус мутирует не слишком быстро, совпадения или почти совпадения этих генотипов означают их общее происхождение. Если у двух человек генотипы двух вирусов совпадают, это с большой вероятностью означает, что в цепочке передач между ними не очень много шагов: либо один заразил другого, либо они оба заразились от общего источника. Можно ту же логику применять для анализа географии. В частности, если какие-то из российских вариантов вируса совпадают с какими-то вариантами из других стран, то вирус был привезен из них в Россию. Для меня было удивительно, что такой филогеографический подход неплохо работает, вопреки некоторым предыдущим работам. Например, в одном британском исследовании было показано, что такой географический подход не работает, потому что вирус мутирует недостаточно быстро, и некоторые его варианты очень широко распространены. В такой ситуации, действительно, ничего нельзя сказать о том, откуда такие варианты произошли. Мы же показали, что для очень многих случаев завоза мы можем точно сказать, откуда они попали в Россию. Я думаю, что здесь отличие от Великобритании в том, что в России вспышка началась несколько позже, и основные эволюционные линии вируса в Европе к тому моменту уже установились. Я очень надеюсь, что такого рода исследования можно будет продолжить. Мы провели исследование на 211 образцах, но хорошо бы провести его на тысячах и десятках тысяч образцов. В идеале, такой анализ можно делать почти в реальном времени, что позволит отвечать на многие эпидемиологические вопросы».

Источник

Andrey B. Komissarov et al. // Genomic epidemiology of the early stages of SARS-CoV-2 outbreak in Russia // medRxiv, 2020. DOI: 10.1101/2020.07.14.20150979

Добавить в избранное

Вам будет интересно