ویروس شناس منشا SARS-CoV-2 بازار غذاهای دریایی هوانان را بررسی می کند: ارتباطات ژنتیکی غیرمنتظره فاش شد

در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور پیش چاپ، دکتر جسی دی. بلوم، ویروس شناس محاسباتی آمریکایی، ارتباط بین مواد ژنتیکی سندرم حاد تنفسی کرونا 2 (SARS-CoV-2) و مواد ژنتیکی به دست آمده از نمونه های محیطی و حیوانی جمع آوری شده توسط مراکز کنترل بیماری های چین را تجزیه و تحلیل می کند. و پیشگیری (CDC) از بازار غذاهای دریایی Huanan در ووهان، چین.

مطالعه: ارتباط بین SARS-CoV-2 و محتوای فراژنومیک نمونه‌های موجود در بازار غذاهای دریایی هوانان. اعتبار تصویر: TimeStopper69 / Shutterstock.com

*اطلاعیه مهم: medRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.

SARS-CoV-2 از کجا منشا گرفت؟

در پایان سال 2019، مقامات چینی ادعا کردند که عفونت SARS-CoV-2 تنها در بیمارانی شناسایی شده است که قبلاً در بازار غذاهای دریایی Huanan شرکت کرده بودند، بنابراین نشان می دهد که انتقال انسان به انسان این ویروس اتفاق نمی افتد. با این حال، تا ژانویه 2020، مشخص شد که SARS-CoV-2 بین انسان ها در حال گسترش است، به طوری که برخی از اولین موارد بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) هیچ ارتباطی با بازار غذاهای دریایی هوانان ندارند.

قبل از بسته شدن بازار غذاهای دریایی هوانان در 1 ژانویه 2020، حدود یک ماه پس از شناسایی اولین مورد COVID-19 در چین، CDC چین نمونه هایی از 457 گونه حیوانی در بازار غذاهای دریایی هوانان جمع آوری کرد که هیچ یک از آنها برای SARS مثبت نبود. -CoV-2. در مقایسه، 73 نمونه از 923 نمونه محیطی از همان بازار برای SARS-CoV-2 مثبت بودند.

این داده‌ها، که در نهایت در یک پیش‌چاپ در سال 2022 منتشر شد، تنها تعداد خوانده‌های توالی‌یابی عمیق SARS-CoV-2 را با تعداد خوانده‌های انسان مرتبط می‌کرد. دانشمندان چینی علاوه بر اینکه هیچ ارتباط خاصی برای گونه های دیگر ارائه نکردند، داده های توالی یابی خام را نیز ارائه نکردند، که می توانست توسط سایر محققان در سراسر جهان برای تعیین اینکه آیا فراوانی مواد ژنتیکی SARS-CoV-2 شناسایی شده در این نمونه‌ها می‌توانند با مواد دیگر گونه‌ها همبستگی داشته باشند.

با این وجود، CDC چین در نهایت داده های توالی یابی خام را برای برخی از نمونه های محیطی در پایگاه داده ابتکار جهانی برای به اشتراک گذاری همه داده های آنفلوانزا (GISAID) آپلود کرد. پس از آن، تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک این داده‌ها منجر به شناسایی این شد که برخی از نمونه‌های محیطی حاوی مواد ژنتیکی از حیواناتی مانند سگ‌های راکون هستند که به SARS-CoV-2 حساس هستند.

یافته های مطالعه

در تلاش برای ارائه یک تجزیه و تحلیل عینی از این نمونه‌های محیطی، نویسنده مطالعه فعلی یک خط لوله محاسباتی کاملاً تکرارپذیر با استفاده از داده‌هایی که در اصل توسط CDC چین منتشر شده بود، ابداع کرد.

مجموعه داده، که شامل 696 فایل FASTQ از 365 اجرای توالی یابی عمیق از 176 نمونه بود، برای حفظ تنها سرنخ های با کیفیت بالا پردازش شد. دکتر بلوم متعاقباً هر خوانده شده را با ژنوم SARS-CoV-2 و مجموعه ای از ژنوم های میتوکندری پستانداران تراز کرد. این تجزیه و تحلیل به طور مشابه گزارش داد که مواد ژنتیکی میتوکندری سگ‌های راکون فراوان‌ترین و پس از آن اردک‌ها هستند.

هنگامی که خط لوله محاسباتی نویسنده بر روی نمونه‌های محیطی اعمال شد، بیش از 75 درصد از این نمونه‌ها هیچ قرائتی مطابق با ماده ژنتیکی SARS-CoV-2 نشان ندادند، و بیشتر 25 درصد باقی‌مانده نیز تنها تعداد کمی از ویروس‌ها را نشان دادند. می خواند. در واقع، تنها دو نمونه بیش از 1000 مطالعه داشتند که با SARS-CoV-2 همسو بودند. علاوه بر این، اکثر نمونه‌های دارای محتوای SARS-CoV-2 بالا توسط CDC چین در 1 ژانویه 2020 جمع‌آوری شدند، با تعداد کمی از نمونه‌های SARS-CoV-2 مثبت پس از این تاریخ جمع‌آوری شد.

دکتر بلوم همچنین هر گونه همبستگی را که بین تعداد خوانش های نقشه برداری SARS-CoV-2 به ژنوم میتوکندری گونه های مختلف شناسایی شده در همه نمونه ها وجود داشت، تجزیه و تحلیل کرد. هنگامی که دکتر بلوم مقیاس log-log را برای این داده ها اعمال کرد، که در گزارش اصلی CDC چین نیز انجام شد، ماده ژنتیکی ماهی باس دهان بزرگ، گربه ماهی، گاو، کپور و ماهی سر مار بیشترین همبستگی را با SARS-CoV- داشت. 2 فراوانی. نکته مهم این است که هیچ یک از این حیوانات احتمالا میزبان SARS-CoV-2 نیستند.

با توجه به نتایج متناقض در مورد همبستگی بین مواد ژنتیکی انسان و SARS-CoV-2 از نمونه‌های جمع‌آوری‌شده، نویسنده از ترکیبات میتوکندری وورد استفاده کرد. برای این منظور، زمانی که تنها نمونه‌های حاوی حداقل یک مطالعه SARS-CoV-2 مورد استفاده قرار گرفت، مواد ژنتیکی باس دهان بزرگ، گربه‌ماهی، گاو، گوسفند و خوک همگی با قرائت‌های SARS-CoV-2 ارتباط قوی‌تری داشتند. از انسان ها

اگرچه وقتی نمونه‌های جمع‌آوری‌شده قبل از 12 ژانویه 2020، میزان همبستگی بین SARS-CoV-2 و مواد ژنتیکی انسان افزایش یافت، دکتر بلوم دریافت که مواد ژنتیکی بزها و کبوترهای خالدار نیز به طور مشابهی همبستگی دارند. قابل ذکر است، هیچ یک از تجزیه و تحلیل ها نشان نداد که مواد ژنتیکی سگ های راکون یا موش های بامبو با خواندن SARS-CoV-2 همبستگی مثبت دارد.

همبستگی بین محتوای SARS-CoV-2 و محتوای میتوکندری برای همه گونه‌ها برای نمونه‌های حاوی حداقل یک SARS-CoV-2 خوانده شده از هر تاریخ نمونه‌برداری (سمت چپ) یا فقط از تاریخ 12-2020 ژانویه-12-2020 که اکثر نمونه‌برداری‌های حیات وحش محاسبه شد، محاسبه شد. رخ داده است. این طرح برای تقلید از شکل چهارم طراحی شده است لیو و همکاران (2022)و بنابراین فقط نمونه‌هایی را با حداقل یک بار خواندن SARS-CoV-2 نشان می‌دهد و همبستگی بین تعداد لاگ قرائت‌های SARS-CoV-2 در مقابل تعداد گزارش گونه‌های میتوکندری خوانده شده برای سازگاری با لیو و همکاران (2022). نسخه تعاملی را در https://jbloom.github.io/Huanan_market_samples/overall_corr.html برای قرار دادن ماوس روی تمام نقاط برای جزئیات، زیرمجموعه های مختلفی از نمونه ها را انتخاب کنید، و همبستگی ها را در مقیاس خطی یا گزارش محاسبه کنید.

نتیجه گیری

نویسنده مطالعه فعلی تأیید کرد که بسیاری از نمونه‌های محیطی جمع‌آوری‌شده از بازار غذاهای دریایی هوانان در ژانویه 2020 حاوی مواد ژنتیکی از گونه‌های مختلف از جمله انسان، ماهی، مار، گاو، بز، خوک، گوسفند، پرندگان، سگ‌های راکون و موش های بامبو دکتر بلوم پس از گسترش تجزیه و تحلیل خود برای ارتباط فراوانی SARS-CoV-2 و مواد ژنتیکی میتوکندری در تمام نمونه‌های محیطی، مشاهده کرد که بیشترین اختلاط مواد ویروسی و حیوانی مربوط به گونه‌هایی است که تقریباً مطمئناً به SARS-CoV آلوده نشده‌اند. -2 مانند ماهی و دام.

یک همبستگی ضعیف اما قابل شناسایی بین فراوانی SARS-CoV-2 و مواد ژنتیکی انسان وجود دارد. علاوه بر این، مواد ژنتیکی سگ‌های راکون به شدت با مواد ژنتیکی SARS-CoV-2 مرتبط نبود.

بیشتر نمونه‌های مورد تجزیه و تحلیل در این مطالعه در تاریخ 1 ژانویه 2020 یا بعد از آن جمع‌آوری شدند، که چند هفته پس از آن است که بازار غذاهای دریایی Huanan به عنوان یک مکان فوق‌العاده برای عفونت‌های انسانی SARS-CoV-2 عمل کرد. بنابراین، تعجب آور نیست که تجزیه و تحلیل این نمونه ها منشا دقیق SARS-CoV-2 را روشن نکرد.

*اطلاعیه مهم: medRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.