Dans une récente étude publiée sur medRxiv* serveur de prétirage, les chercheurs ont étudié l’évolution intra-hôte et la diversité génétique de la variante B.1.517 du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2) chez une personne immunodéprimée atteinte de la maladie chronique à coronavirus 2019 (COVID-19).
Sommaire
Arrière plan
La réplication intra-hôte du SRAS-CoV-2 pourrait entraîner une évolution plus rapide du SRAS-CoV-2 que la réplication interhôte du SRAS-CoV-2, car l’abondance du SRAS-CoV-2 chez l’hôte serait soumise à des obstacles génétiques moindres, ce qui pourrait augmenter le SRAS-CoV- 2 chances de recombinaison. Des études ont fait état de la présence virale chez les résidents de la communauté souffrant de maladies chroniques ; cependant, des analyses génétiques détaillées explorant la dynamique d’évolution intra-hôte du SRAS-CoV-2 chez les personnes atteintes d’infections chroniques par le SRAS-CoV-2 font défaut.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré l’évolution intra-hôte B.1.517 et la diversité génomique au cours d’une infection chronique par le SRAS-CoV-2 d’une durée de 471 jours (et plus) avec des charges virales élevées pour déterminer si les infections chroniques par le SRAS-CoV-2 pourraient entraîner le SRAS- Émergence de la variante CoV-2.
L’équipe a détecté la variante B.1.517 dans le Connecticut jusqu’en mars 2022 via un ensemble de données de surveillance génomique du SRAS-CoV-2. Les séquences génétiques B.1.517 ont été attribuées à une personne immunodéprimée atteinte de COVID-19 chronique depuis plus d’un an, à partir de laquelle 30 écouvillons nasopharyngés ont été obtenus pour séquencer le génome du SRAS-CoV-2. Le séquençage du génome entier (WGS) a été utilisé pour le séquençage entre le jour 79 et le jour 471 pour évaluer l’infectivité du SRAS-CoV-2, et 12 écouvillons ont également été soumis à in vitro test pour le SRAS-CoV-2 viable.
Les titres d’acide ribonucléique (ARN) du SRAS-CoV-2 ont été mesurés à l’aide de la réaction en chaîne de transcription inverse-polymérase (RT-PCR), et les diversités génomiques intra-hôte, la recombinaison, ainsi que le spectre et la fréquence des mutations ont été caractérisés. Des analyses phylogénétiques ont été effectuées pour explorer la diversification génétique du SRAS-CoV-2 dans les infections chroniques et pour évaluer l’évolution du SRAS-CoV-2 intra-hôte. Pour évaluer l’augmentation de la diversité génétique intra-hôte du SARS-CoV-2 avec le temps, un séquençage profond de l’ARN a été effectué et les fréquences des variantes de nucléotide unique intra-hôte (iSNV) ont été quantifiées et validées par le séquençage du gène SARS-CoV-2 spike (S) à l’aide d’un séquençage moléculaire unique. identifiants (UMI).
L’individu était dans la soixantaine et souffrait d’un lymphome à lymphocytes B, et avait reçu une greffe de cellules souches en 2019. La maladie a rechuté au début de 2020 et en novembre 2022, après quoi une chimiothérapie et une radiothérapie palliative ont été initiées, respectivement. Les titres d’immunoglobuline G (IgG) de l’individu étaient proches ou dans les plages normales pendant le traitement par perfusion intraveineuse d’Ig (IgIV) jusqu’au jour 205, après quoi ils ont diminué. Les titres d’IgA et le nombre de lymphocytes T étaient faibles avant et après l’infection, reflétant le statut immunodéprimé. Au stade asymptomatique ultérieur, seule une perfusion de bamlanivimab a été administrée au patient au jour 90.
Résultats
Dans l’analyse RT-PCR, les échantillons d’écouvillons obtenus entre le jour 79 et le jour 471 après le diagnostic de COVID-19 avaient une valeur moyenne de seuil de cycle (Ct) de 25,5 reflétant environ 3,1 × 108 Copies du SRAS-CoV-2 dans chaque mL ; cependant, les copies du SRAS-CoV-2 ont diminué avec le temps. Parmi les 12 échantillons testés pour la présence viable du SRAS-CoV-2, le virus a été détecté à 10 points de temps d’échantillonnage entre le jour 79 et le jour 401, sauf le jour 394 et le jour 471, qui correspondaient à des valeurs Ct plus élevées de 34 et 31, respectivement .
Au cours de l’infection chronique par le SRAS-CoV-2, un taux accéléré d’évolution intra-hôte du SRAS-CoV-2 a été observé (35,6 mutations chaque année ou 1,2 × 10-3 mutations nt pour chaque site pour chaque année (s/s/y), presque le double du taux d’évolution global du SARS-CoV-2 (5,8 × 10-04 s/s/y). L’évolution intra-hôte a donné lieu à > 3 génotypes génétiquement distincts.
Les génotypes réensemencés pourraient être considérés comme de nouvelles variantes s’ils sont transmis à la communauté. Le premier génotype avait des mutations de 24 nucléotides (nt) [13 mutations of amino acids (aa)] jusqu’au jour 379. Le deuxième génotype avait 40 mutations nt (28 mutations aa) entre le jour 281 et le jour 471. Le troisième génotype a divergé du premier génotype en deux sous-génotypes entre le jour 394 et le jour 401. Le sous-génotype 1 avait 37 nt mutations (30 mutations aa) et le sous-génotype 2 avaient 29 substitutions nt (27 mutations aa).
Malgré les fluctuations, les fréquences iSNV obtenues par analyse WGS étaient largement corrélées à celles du gène S séquencé par UMI. Les iSNV ont augmenté avec le temps parmi les génotypes identifiés avec un nombre moyen d’iSNV de 32,1. Le deuxième génotype avait plus d’iSNV que le premier, et le nombre d’iSNV était corrélé positivement avec les périodes d’échantillonnage.
La persistance moyenne de l’iSNV de différents gènes du SRAS-CoV-2 était comparable au cours de l’infection, quelle que soit leur fréquence d’apparition. Les trois iSNV les plus couramment observés (dans 88 % des échantillons) étaient S : Q493K, S : T1027I et ORF1ab : L2144P. En outre, trois iSNV du gène S ont été détectés liés à la résistance au bamlanivimab, à savoir. Q493R, L452R et E484K.
La taille effective estimée de la population SARS-CoV-2 (Ne) reflétaient les nombres d’iSNV, en particulier au stade initial de l’infection. Le taux d’accumulation estimé du SARS-CoV-2 était de 37,5 iSNV chaque année, conformément aux taux d’évolution du SARS-CoV-2 estimés sur la base des mutations nt. La plupart des mutations ont été détectées aux positions du premier codon (22 % d’altérations non synonymes) et du deuxième codon (38 % d’altérations non synonymes).
Les changements non synonymes étaient plus abondants que les changements synonymes dans les gènes structurels du SRAS-CoV-2 S (88 %), de la nucléocapside (66 %) et de l’enveloppe (100 %). De même, les modifications aa non synonymes étaient plus abondantes dans les gènes non structuraux tels que le cadre de lecture ouvert 10 (ORF10, 100 %) et ORF1ab (58 %).
Pour conclure, sur la base des résultats de l’étude, les infections chroniques pourraient accélérer l’évolution du SRAS-CoV-2 et ainsi donner naissance à des variants du SRAS-CoV-2 génétiquement divergents et potentiellement plus transmissibles et immuno-évasifs.
*Avis important
medRxiv 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.