Arizona COVID-19 Genomics Union sleduje sekvencie genómu SARS-CoV-2

Počiatočné zistenia hlásené Arizonskou úniou genomikov COVID-19 (ACGU) naznačujú, že po prvom hlásenom prípade COVID-19 v Arizone na konci januára, štát nezaznamenal žiadne prípady, ktoré zostali neodhalené a bol bez ochorenia COVID, kým od polovice februára do začiatku apríla nedošlo k najmenej 11 zreteľným vpádom.

Publikované výsledky sa objavujú vo vedeckom časopise mBio .

Fakulta Výskumného ústavu translačnej genomiky (TGen), pobočka mesta nádeje, Univerzita Severnej Arizony (NAU), University of Arizona (UArizona), a Štátna univerzita v Arizone (ASU) spustili ACGU v apríli s výslovným cieľom sledovať pôvodcu ochorenia COVID-19, SARS-CoV-2:ako sa vyvíja a ako sa šíri do, v Arizone aj mimo nej.

ACGU sekvenovala genómy SARS-CoV-2 v čo najväčšom počte vírusovo pozitívnych vzoriek pacientov v Arizone, a v spolupráci s predstaviteľmi verejného zdravotníctva Arizony, aplikoval výsledky na celoštátnu snahu testovať a sledovať pacientov, ako aj poskytnúť usmernenie pre tvorcov verejnej politiky v Arizone.

Rýchla akcia úradníkov verejného zdravotníctva ASU a Maricopa County, Vedci ACGU súhlasia, pravdepodobne držal prvého identifikovaného pacienta s COVID-19 v Arizone-študenta, ktorý sa práve vrátil z Hubei, čínska provincia, kde choroba pochádza - od zapálenia ohniska, a zabránilo Arizone stať sa raným epicentrom nákazy.

„Je to skvelý príklad toho, ako môže byť rýchla a dôkladná reakcia verejného zdravia úspešná pri prevencii šírenia tejto choroby, “povedal riaditeľ ACGU Dr. Paul Keim, Profesor biologických vied Regents a Cowden, predseda katedry mikrobiológie na NAU a výkonný riaditeľ inštitútu pre patogény a mikrobiómy NAU.

„Podobné kroky by bolo možné vykonať aj pri formovaní budúceho úsilia o opätovné otvorenie podnikov a škôl, napriek tomu, že vírus stále koluje a ľudia sú stále vnímaví, “dodal Keim, ktorý je tiež významným profesorom a spoluautorom divízie TGen pre patogény a mikrobiómy.

Dr. Michael Worobey, spoluzakladateľ ACGU a vedúci katedry ekológie a evolučnej biológie na University of Arizona, súhlasí.

„Ide o kombináciu toho, že pacient robí správne veci, aby sa izoloval a uvedomil si, že možno má túto chorobu, a úradníci verejného zdravotníctva, ktorí robia všetky správne veci. Zastavenie invázie na COVID-19 bolo víťazstvom štátu Arizona, “Povedal doktor Worobey.

Arizone to prinieslo drahocenný čas na úsilie o pripravenosť. Prvý hlásený prípad „komunitného“ prenosu sa vyskytol v Arizone začiatkom marca pochádzajúceho z vypuknutia štátu Washington, ktorý bol objavený vo februári.

Viac ako 80% sekvencií genómu SARS-CoV-2 z prípadov COVID-19 v Arizone pochádzalo z najmenej 11 oddelených línií, ktoré pôvodne široko cirkulovali v Európe, a cestovaním odvtedy dominujú ohnisko v USA. Žiadny z pozorovaných prenosových klastrov nie je epidemiologicky spojený s pôvodným prípadom súvisiacim s cestovaním v Arizone, čo naznačuje úspešnú včasnú izoláciu a karanténu.

ACGU používa najmodernejšie sekvencéry, vlastné pracovné postupy výpočtovej analýzy, a superpočítače na určenie sekvencie genómu RNA vírusu, čo je tesne pod 30, 000 základní. Naproti tomu v ľudskom genóme sú takmer 3 miliardy báz, ktoré určujú znaky tak jednoduché, ako je farba očí a vlasov, a je taký komplexný ako náchylnosť jednotlivca na rakovinu a iné choroby.

TGen doteraz sekvenoval genómy SARS-CoV-2 z takmer 3, 000 pozitívnych vzoriek COVID-19 pre ACGU, a ďalšie sekvenovanie bolo vykonané v ASU a UArizone, spomedzi viac ako 200, 000 pozitívnych prípadov v Arizone, čo z neho robí jedno z najsilnejších takýchto snáh v národe. ACGU prijíma vzorky Arizony zozbierané podľa štátu, kraj, kmeňové a súkromné ​​systémy zdravotnej starostlivosti.

Vedci ACGU využívajú malé zmeny alebo mutácie v genóme vírusu, ktoré sa prirodzene vyskytujú v priebehu času pri reprodukcii vírusu, sledovať šírenie vírusu. Porovnaním mutácií pozorovaných v Arizone s tými, ktoré sú prítomné v kmeňoch cirkulujúcich po celom svete, môžu určiť, kedy a odkiaľ bol vírus zavedený do Arizony.

Pomocou analýz molekulárnych hodín vedci zistili, že väčšinu sekvencií Arizony predstavujú dve línie-a niekoľko čiastkových línií-väčšina z nich bola pravdepodobne zavedená domácim cestovaním, ale s určitými dôkazmi o medzinárodnom dovoze.

„Prostredníctvom ACGU, Využívame odborné znalosti vo virológii, genomika, evolúcia a bioinformatika z celej Arizony s cieľom rýchlo destilovať tieto genomické údaje do použiteľných prehľadov, ktoré môžu doplniť reakciu štátu v oblasti verejného zdravia, „Doktor Keim.“ Tieto výsledky demonštrujú silu sledovania kontaktov s verejným zdravím a izolácie po pozitívnom teste na zastavenie prílivu infekcií, ktoré sa vyvíjajú vpred. “

Dr. David Engelthaler, Riaditeľ TGen North vo Flagstaff, ktorá zahŕňa pobočku ústavu pre infekčné choroby, uviedli, že počiatočné zistenia ACGU ukazujú, ako každá komunita, Každý štát píše svoj vlastný príbeh o tom, čo sa deje v súvislosti s pandémiou COVID-19.

„Musíme porozumieť všetkým tým dejovým líniám, ktoré viedli tam, kde sme teraz, “povedal doktor Engelthaler, ďalší zo spoluzakladateľov ACGU. „Akonáhle bola táto choroba zistená v Arizone 26. januára, verejné zdravie okamžite skočilo, aby sa ubezpečil, že boli identifikované všetky kontakty, boli odobraté vzorky a pacient bol niekoľko týždňov veľmi pozorne sledovaný, aby sa ubezpečil, že už nie sú žiadne ďalšie prípady. “

V nasledujúcich mesiacoch povedal, bude potrebné sledovať ohniská COVID-19 a okolo každého prípadu postaviť epidemiologické múry, obzvlášť pre tých najohrozenejších:osoby staršie ako 65 rokov, tí, ktorí sú v zariadeniach dlhodobej starostlivosti, väznice, a tí, ktorí majú už existujúce zdravotné problémy.

„Keď na to nemáš oči, keď nemáte sledovanie kontaktov, potom sa môže skutočne ľahko pohybovať z človeka na človeka, „Doktor Engelthaler povedal.„ Je skutočne užitočné, aby tvorcovia verejnej politiky robili miestne informované rozhodnutia. “

Dr. Efrem Lim, virológ, ktorý vedie tím ASU, uviedli, že údaje o sekvencii genómu SARS-CoV-2 môžu poskytnúť poskytovateľom zdravotnej starostlivosti a tvorcom verejných politík náskok v boji proti pandémii.

Sledovanie prenosu vírusu a jeho mutácií zaisťuje, že vyvíjané terapeutiká a vakcíny sú na správnej ceste. Teraz máme prehľad o tom, ako vyzerá vírus SARS-CoV-2 v našich komunitách na sekvenčnej úrovni. "

Dr. Efrem Lim, Virológ a odborný asistent, Biodesign Institute, Štátna univerzita v Arizone

• Spustený bezplatný online kurz s cieľom lepšie porozumieť ľudskému mikrobiómu
• Index zdravia črevných mikrobiómov rozlišuje medzi zdravým a chorým mikrobiómom