Fylogenian sekvensointi ja seuranta COVID-19-tutkimuksessa (STOPCOVID19)

Nykyinen Covid-19-pandemia on aiheuttanut merkittävää rasitusta terveydenhuoltojärjestelmään ja ennennäkemättömän hallituksen reaktion taudin leviämisen pysäyttämiseksi sosiaalisen etäisyyden ja eristäytymisen kautta. Covid-19 on keuhkokuumeen kaltainen vakava akuutti hengitystieoireyhtymä (SARS), jonka aiheuttaa SARS-CoV-2-virus, joka on samankaltainen kuin SARS-virus, joka aiheutti maailmanlaajuisen taudinpurkauksen vuonna 2002. Alkuperäisen SARS-epidemian vuoksi SARS-koronaviruksista on olemassa suuri joukko genomitietoja, joiden avulla tutkijat voivat ymmärtää, kuinka uusi virus SARS-CoV-2 on kehittynyt niin virulentiksi ihmisillä.

Vaikka testaussarjat on suunniteltu kohdistamaan tiettyihin geeneihin viruksen RNA:ssa, viruksen koko genomin sekvensointi tarjoaa paremmat mahdollisuudet seurata viruksen epidemiologiaa. Lisäksi käyttämällä Oxford Nanopore Technologiesilta (ONT) saatavilla olevaa nykyistä sekvensointitekniikkaa genomiskannaus voidaan suorittaa reaaliajassa ja mahdollistaa tiettyjen virusvarianttien tunnistamisen potilasnäytteistä. Pandemian leviämisen jatkuessa viruksen evoluution ja sen leviämisen ympäri maailmaa ymmärtäminen auttaa tutkijoita alkamaan ennustaa viruksen tulevaa leviämistä, arvioimaan maailmanlaajuisten tapausten määrää ja auttaa kehittämään epidemiologisia malleja estimointiin. mahdollinen päätepiste pandemiakriisille. Lisäksi kyky seurata mutaatioita reaaliajassa antaa tutkijoille mahdollisuuden tutustua suureen tietomäärään, jonka avulla he voivat tunnistaa mahdolliset kohteet parannuskeinoille ja rokotteille. Näitä tietoja hyödynnetään myös RNA-pohjaisten terapeuttisten kohteiden suunnittelussa ja diagnostiikassa patentoitua array-tekniikkaa käyttäen.

Tässä projektissa tutkijat pyrkivät Nanopore-pohjaisen sekvensointiteknologian avulla koottamaan virusgenomeja potilailta, jotka ovat saapuneet Portsmouth Hospital NHS Trustille (PHT) Wessexin alueelle Covid-19-oireineen. PHT:lla on mikrobiologian osastolla suojaustason 3 (CL3) tilat, joita tarvitaan viruksen inaktivointiin ja viruksen RNA:n erottamiseen, ja se on hiljattain aloittanut mahdollisten Covid-19-potilaiden testauksen. Positiivisia tuloksia osoittavien potilaiden viruksen RNA-näytteet valitaan sekvensointiin Nanopore-sekvensointiteknologialla. Koko genomisekvenssiä verrataan fylogeneettisen analyysin avulla viruksen leviämisen tunnistamiseksi paikallisella alueella, analysoidaan anonymisoidun potilastason datan yhteydessä viruksen sopeutumissuuntien etsimiseksi ja verrataan maailmanlaajuiseen tällaisten sekvenssien tietokanta, joka auttaa kehittämään maailmanlaajuisia siirtokarttoja.

Osana COVID-19 Genomics UK Consortiumia (COG-UK) tutkijat toimittavat sekvensointidataa konsortiolle, joka seuraa viruksen muutoksia kansallisessa mittakaavassa ymmärtääkseen, miten virus mutatoituu ja leviää ja onko eri kannat esiin nousemassa