Линии короновируса SARS-COV-2 российского происхождения: генетическая характеристика и корреляции с клиническими параметрами, тяжестью коронавирусной инфекции
Автор: Глотов О.С., Чернов А.Н., Коробейников А.И., Калинин Р.С., Цай В.В., Анисенкова А.Ю., Уразов С.П., Лапидус А.Л., Мосенко С.В., Щербак С.Г.
Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk
Рубрика: Экспериментальные исследования
Статья в выпуске: 4 т.36, 2021 года.
Бесплатный доступ
Во время пандемии COVID-19 актуальным является выявление новых белковых и генных мишеней коронавируса (SARS-CoV-2) и организма человека, которые могут оказаться маркерами тяжести и исхода заболевания.Цель: провести генетический анализ образцов РНК SARS-CoV-2 и установить корреляции генетических показателей и характера SNP с клиническими данными и степенью тяжести инфекции COVID-19.Материал и методы. В исследование включены образцы вирусной РНК, выделенной от 56 пациентов с инфекцией COVID-19, находившихся на лечении в ГБУЗ «Городская больница № 40» Санкт-Петербурга в период с 18.04.2020 по 31.01.2021 г. Пациентам проводили объективный осмотр с оценкой параметров гемодинамики, дыхательной системы, оценку по шкале NEWS (National Early Warning Score), компьютерную томографию (КТ) органов грудной клетки, лабораторные исследования: клинический анализ крови, определение уровней ферретина, С-реактивного белка (СРБ), интерлейкина-6 (ИЛ-6), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), Д-димера, креатинина, глюкозы. У всех пациентов был положительный тест на РНК SARS-CoV-2, выполненный методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). SNP (Single Nucleotide Polymorphism) в вирусной РНК идентифицировали через создание библиотек кДНК таргетным секвенированием (MiSeq Illumina). Биоинформационный анализ генома вируса был проведен при помощи вычислительной цепочки viralrecon v2, с последующей аннотацией вариантов утилитам Pangolin и Nextstrain. Визуализация собранных геномов была проведена с помощью программы Integrative Genomics Viewer (IGV). Статистическую обработку данных (описательная статистика, графический анализ взаимосвязей данных из разных таблиц) выполняли с помощью прибора GraphPad на платформе Prism 8.01.Результаты. Проведен сравнительный анализ частот SNP в геноме вируса в образцах у погибших и выписанных пациентов. Идентифицированы SNP, ассоциированные с риском летального исхода (OR > 1), нейтральные SNP (OR = 1) и протективные SNP (OR function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Sars-cov-2, инфекция covid-19, гены, snp, степень тяжести, клинические симптомы, биохимические маркеры, корреляции
Короткий адрес: https://sciup.org/149139361
IDR: 149139361 | УДК: 616.98:578.834.1-036.21-039.5:578.5](470+571) | DOI: 10.29001/2073-8552-2021-36-4-132-143
The lineage of coronavirus SARS-COV-2 of Russian origin: genetic characteristics and correlations with clinical parameters and severity of coronavirus infection
The identification of new SARS-CoV-2 and human protein and gene targets, which may be markers of the severity and outcome of the disease, are extremely important during the COVID-19 pandemic. The goal of this study was to carry out genetic analysis of SARS-CoV-2 RNA samples to elucidate correlations of genetic parameters (SNPs) with clinical data and severity of COVID-19 infection.Material and Methods. The study included viral RNA samples isolated from 56 patients with COVID-19 infection who received treatment at the City Hospital No. 40 of St. Petersburg from 04/18/2020 to 04/18/2021. Patients underwent physical examination with the assessments of hemodynamic and respiratory parameters, clinical risk according to National Early Warning Score (NEWS), computed tomography (CT) of the chest, and laboratory studies including clinical blood analysis, assessment of ferritin, C-reactive protein (CRP), interleukin-6 (IL-6), lactate dehydrogenase (LDH), D-dimer, creatinine, and glucose levels. All patients tested positive for SARS-CoV-2 RNA by polymerase chain reaction (PCR). Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in viral RNA were identified through the creation of cDNA libraries by targeted sequencing (MiSeq Illumina). Bioinformatic analysis of viral samples was performed using the viralrecon v2 pipeline with the further annotation via Pangolin and Nextlade. Sampled genomes were visualized using the Integrative Genomics Viewer (IGV) software. Statistical data processing (descriptive statistics and graphical analysis of data relationships from diff erent tables) was performed using a GraphPad device on the Prism 8.01 platform.Results. A comparative analysis of SNP frequencies in the virus genome in samples from deceased and discharged patients was carried out. The SNPs associated with risk of death (OR > 1), neutral SNPs (OR = 1), and protective SNPs (OR function show_eabstract() { $('#eabstract1').hide(); $('#eabstract2').show(); $('#eabstract_expand').hide(); }
Список литературы Линии короновируса SARS-COV-2 российского происхождения: генетическая характеристика и корреляции с клиническими параметрами, тяжестью коронавирусной инфекции
- Reported Cases and Deaths by Country or Territory. URL: https://www. worldometers.info/coronavirus/#countries_
- Nguyen T.T., Pathirana P.N., Nguyen T., Nguyen Q.V.H., Bhatti A., Nguyen D.C. et al. Genomic mutations and changes in protein secondary structure and solvent accessibility of SARS-CoV-2 (COVID-19 virus). Sci. Rep. 2021;11(1):3487. DOI: 10.1038/s41598-021-83105-3.
- Yin C. Genotyping coronavirus SARS-CoV-2: Methods and implications. Genomics. 2020;112(5):3588-3596. DOI: 10.1016/j.ygeno.2020.04.016.
- Toovey O.T.R., Harvey K.N., Bird P.W., Tang J.W.W. Introduction of Brazilian SARS-CoV-2 484K.V2 related variants into the UK. J. Infect. 2021;82(5):e23-e24. DOI: 10.1016/jjinf.2021.01.025.
- World Health Organization. SARS-CoV-2 Variants. URL: https://www. who.int/csr/don/31-december-2020-sars-cov2-variants/en/
- Zhang W., Davis B.D., Chen S.S., Sincuir Martinez J.M., Plummer J.T., Vail E. Emergence of a novel SARS-CoV-2 variant in southern California. JAMA. 2021;325(13):1324-1326. DOI: 10.1001/jama.2021.1612.
- Sabino E.C., Buss L.F., Carvalho M.P.S., Prete C.A. Jr., Crispim M.A.E., Fraiji N.A. et al. Resurgence of COVID-19 in Manaus, Brazil, despite high seroprevalence. Lancet. 2021;397(10273):452-455. DOI: 10.1016/ S0140-6736(21)00183-5.
- PANGO lineages. URL: https://cov-lineages.org/lineage_designation.html
- Carr E., Bendayan R., Bean D., Stammers M., Wang W., Zhang H. et al. Evaluation and improvement of the National Early Warning Score (NEWS2) for COVID-19: A multi-hospital study. BMC Med. 2021;19(1):23. DOI: 10.1186/s12916-020-01893-3_
- Gene JET RNA Purification Kit. URL: https://www.thermofisher.com/or-der/catalog/product/K0731
- Illumina DNA Prep with Enrichment. Reference Guide. URL: https://sup-port.illumina.com/content/dam/illumina-support/documents/documenta-tion/chemistry_documentation/illumina_prep/illumina-dna-prep-with-en-richment-reference-1000000048041-06.pdf
- Patel H., Varona S., Monzón S., Espinosa-Carrasco J., Heuer M.L., Gabernet G. et al. nf-core/viralrecon: nf-core/viralrecon. Zenodo. 2021. DOI: 10.5281/zenodo.514625.
- Медицинская статистика. URL: https://medstatistic.ru/calculators/cal-codds.html
- Abe K., Kabe Y., Uchiyama S., Iwasaki Y.W., Ishizu H., Uwamino Y. et al. Pro108Ser mutant of SARS-CoV-2 3CLpro reduces the enzymatic activity and ameliorates COVID-19 severity in Japan. medRxiv. 2020; 11(24):20235952. DOI: 10.1101/2020.11.24.20235952.
- Caccuri F., Zani A., Messali S., Giovanetti M., Bugatti A., Campisi G. et al. A persistently replicating SARS-CoV-2 variant derived from an asymptomatic individual. J. Transl. Med. 2020;18(1):362. DOI: 10.1186/ s12967-020-02535-1.
- Wang R., Chen J., Gao K., Hozumi Y., Yin C., Wei G.W. Analysis of SARS-CoV-2 mutations in the United States suggests presence of four substrains and novel variants. Commun. Biol. 2021;4(1):228. DOI: 10.1038/s42003-021-01754-6.
- Korber B., Fischer W.M., Gnanakaran S., Yoon H., Theiler J., Abfalterer W. et al. Tracking changes in SARS-CoV-2 spike: Evidence that D614G increases infectivity of the COVID-19 virus. Cell. 2020;182(4):812-827.e19.
- Shcherbak S.G., Anisenkova A.Y., Mosenko S.V., Glotov O.S., Chernov A.N., Apalko S.V. et al. Basic predictive risk factors for cytokine storms in COVID-19 patients. Front. Immunol. 2021;12:745515. DOI: 10.3389/fimmu.2021.745515.
- Myrstad M., Ihle-Hansen H., Tveita A.A., Andersen E.L., Nygârd S., Tveit A. et al. National Early Warning Score 2 (NEWS2) on admission predicts severe disease and in-hospital mortality from Covid-19 - a prospective cohort study. Scand. J. Trauma Resusc. Emerg. Med. 2020;28(1):66. DOI: 10.1186/s13049-020-00764-3.
- King C.S., Sahjwani D., Brown A.W., Feroz S., Cameron P., Osborn E. et al. Outcomes of mechanically ventilated patients with COVID-19 associated respiratory failure. PLoS One. 2020;15(11):e0242651. DOI: 10.1371/journal.pone.0242651.
- Caricchio R., Gallucci M., Dass C., Zhang X., Gallucci S., Fleece D. et al. Preliminary predictive criteria for COVID-19 cytokine storm. Ann. Rheum. Dis. 2020;0:1-8. DOI: 10.1136/annrheumdis-2020-218323.
- Yilmaz A., Sabirli R., Seyit M., Ozen M., Oskay A., Cakmak V. et al. Association between laboratory parameters and CT severity in patients infected with Covid-19: A retrospective, observational study. Am. J. Emerg. Med. 2021;42:110-114. DOI: 10.1016/j.ajem.2021.01.040.
