Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de pré-impression, les chercheurs ont développé un modèle de probabilité maximale (ML) pour capturer la dynamique évolutive du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans plusieurs régions géographiques.
De plus, ils ont quantifié l’impact de la vaccination et de l’infection précédente sur la vitesse des changements antigéniques entre les variantes du SRAS-CoV-2.
Le modèle d’étude a représenté les composants intrinsèques et antigéniques du SARS-CoV-2 pour cette analyse. En outre, il a combiné les données du séquençage résolu dans le temps, des dossiers épidémiologiques et des tests de neutralisation croisée pour déduire les paramètres du modèle.
Sommaire
Arrière plan
Le renouvellement rapide des clades génétiques du SRAS-CoV-2, avec de nouvelles variantes montrant une forme physique et une transmissibilité accrues, a atténué l’immunité croisée induite par les infections et les vaccinations précédentes. Ici, il convient également de noter que, parce qu’il dépend de l’immunité de la population, l’impact évolutif des changements antigéniques entre les variants du SRAS-CoV-2 dépend du temps. Par conséquent, dans le passé, les vaccinations généralisées ont influencé le renouvellement des clades circulants du virus de la grippe.
En 2021, le nombre mondial de vaccinations contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a atteint la barre des 4,5 milliards. Pourtant, les études ont à peine quantifié l’impact de ces campagnes de vaccination à grande échelle sur la dynamique épidémiologique et évolutive mondiale du SARS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont obtenu plus de cinq millions de séquences SARS-CoV-2 de qualité contrôlée de l’initiative mondiale sur le partage de toutes les bases de données de données sur la grippe (GISAID) pour suivre tous les clades circulants de SARS-CoV-2. Ils ont utilisé un ensemble de modifications d’acides aminés (AA) pour attribuer des clades génétiques aux données de séquençage obtenues. Par la suite, ils ont déduit des fréquences de clade dépendant du temps à partir du nombre de souches pendant environ 30 jours.
Au cours des deux dernières années, trois variantes préoccupantes (COV) du SRAS-CoV-2 et leurs clades associés ont atteint une prévalence mondiale : i) Alpha (α) entre mars et juin 2021, ii) Delta (δ) entre juin et décembre 2021, et iii) Omicron (o) en 2022. Les chercheurs ont enregistré les trajectoires de fréquence des changements de COV pour plusieurs pays répondant aux critères uniformes et trois États américains, à savoir New York, le Texas et la Californie. Ils se sont assurés que toutes les données étaient exactes et résolues dans le temps. L’un désignait les clades circulant avant α, y compris le type sauvage (wt) et ceux présentant une mutation 614G précoce dans la protéine de pointe (S) du SRAS-CoV-2.
L’analyse de l’étude comprenait 11 régions pour le décalage 1 – α, 16 pour le décalage α – δ et 14 pour le décalage δ – o. Enfin, l’équipe a analysé les régions pour les déplacements α-δ et δ-o afin de suivre les trajectoires évolutives à long terme du SRAS-CoV-2.
Résultats de l’étude
En 2021, alors que la primo-vaccination a eu un impact sur la vitesse des changements de clade du SRAS-CoV-2 dans le monde, la vaccination de rappel a induit une protection croisée plus élevée mais une sélection plus faible pour l’échappement antigénique. Les résultats de l’étude mettent donc en évidence l’importance d’intégrer la rétroaction évolutive dans la conception des vaccins.
En outre, l’analyse de l’étude a révélé que la sélection antigénique augmentait en force et élargissait sa cible. Par exemple, la sélection antigénique induite par l’infection a augmenté de 0,01 à 0,03 dans les déplacements α – δ et δ – o. La vaccination et les infections antérieures ont induit une sélection antigénique substantielle sur les variantes du SRAS-CoV-2 en circulation et ont modulé le rythme des changements de clade successifs.
Cependant, la sélection antigénique n’a ni provoqué ni empêché ces changements car les changements fonctionnels inhérents ont généré suffisamment d’avantages de fitness pour les variantes envahissantes, quelle que soit l’immunité de la population.
En d’autres termes, le SRAS-CoV-2 a généré initialement plusieurs composants antigéniques (variantes distinctes), c’est-à-dire lors de sa propagation zoonotique aux humains. Si le SRAS-CoV-2 transite vers un état endémique, l’immunité de la population à ses variants circulants alimentera son évolution antigénique, mais cette transition ralentira son évolution antigénique. De plus, la plupart des changements intrinsèques des dérives antigéniques du SRAS-CoV-2 deviendront compensatoires, comme observé au cours de la voie évolutive du SRAS-CoV-2 menant à l’émergence d’Omicron. Curieusement, dans Omicron, une affinité de liaison plus forte aux récepteurs cellulaires humains compense la fusogénicité atténuée.
conclusion
Le modèle de fitness basé sur les données utilisé par l’étude a facilité le suivi de l’évolution antigénique à multiples facettes en cours du SRAS-CoV-2. Il pourrait également prédire comment le SRAS-CoV-2 évoluera à l’avenir pour éclairer les stratégies de vaccination préventive. Plus important encore, l’analyse de l’étude a montré que la relation entre la couverture vaccinale et la vitesse d’évolution était complexe en raison des corrélations entre les canaux d’immunité croisée. Par conséquent, moins de vaccinations entraînent davantage d’infections par le SRAS-CoV-2, créant une immunité croisée dans d’autres canaux immunitaires.
Il convient également de noter que la sélection antigénique induite par l’infection contient toujours des composants de types opposés. Par conséquent, alors que les infections primaires par le clade SARS-CoV-2 ancestral ont généré une sélection positive, l’infection par les nouveaux clades ainsi créés a généré une sélection négative. Ce cycle a prolongé la coexistence des clades ancestraux et envahisseurs. La sélection antigénique du SRAS-CoV-2 a produit des schémas dépendant du temps complexes mais mesurables.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
