Rozprzestrzenianie się zakażenia wariantem SARS-CoV-2 Omicron u jelenia wirginijskiego w Nowym Jorku

W niedawnym badaniu opublikowanym na bioRxiv* serwer preprint, interdyscyplinarny zespół naukowców ze Stanów Zjednoczonych (USA) wykrył dowody na narażenie na działanie wariantu Omicron ostrego zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2) w populacji jelenia białoogonowego zamieszkującego Staten Island w Nowym Jorku.

Badania wykazały wysoką podatność jelenia wirginijskiego (Odocoileus virginianus) w przypadku zakażenia SARS-CoV-2 z kilkoma doniesieniami o rozprzestrzenianiu się SARS-CoV-2 z ludzi na wolno żyjące jelenie. SARS-CoV-2 B.1.1.529 Omikronowy wariant budzący obawy (VoC) jest wysoce przenoszony wśród ludzi; Jednak jego zdolność do zarażania i powodowania rozprzestrzeniania się choroby u zwierząt pozostaje wyzwaniem i nie została szczegółowo udokumentowana.

Niniejsze badanie ma na celu zrozumienie trajektorii ewolucyjnej wariantu SARS-CoV-2 Omicron u jeleni białoogonowych.

Projekt badania

W tym badaniu, od 12 grudnia 2021 r. do 31 stycznia 2022 r. pobrano próbki z jelenia białoogonowego na Staten Island w stanie Nowy Jork. Przeprowadzono test neutralizacji wirusa zastępczego (sVNT) w celu wykrycia przeciwciał przeciwko SARS-CoV-2 przeciwciała neutralizujące, a jelenie z >30% zahamowaniem uznano za pozytywne dla wirusa.

Do pomiaru miana przeciwciał przeciwko białku wiążącemu receptor (RBD) oraz SARS-CoV-2 nukleokapsydowi (N) i białkom wypustkowym (S) zastosowano pośredni test immunoenzymatyczny (iELISA). W celu wykrycia wirusowego kwasu rybonukleinowego (RNA) SARS-CoV-2 przeprowadzono reakcję łańcuchową polimerazy z odwrotną transkryptazą (RT-PCR) na wymazach z jeleni.

Próbki wymazów zostały przetestowane za pomocą zestawu TaqPath, którego celem jest gen ORF1 ab (otwarta ramka odczytu), gen S i gen N SARS-CoV-2 jako podstawowe badanie przesiewowe dla wariantu Omicron. Sekwencjonowanie całego genomu SARS-CoV-2 przeprowadzono na całkowitym RNA wyizolowanym z próbki wymazu i przygotowano biblioteki sekwencji zgodnie z protokołem ARTIC NCov-2019. Genomy SARS-CoV-2 zostały złożone przez usługę składania SARS-CoV-2 BV-BRC przy użyciu potoku wywołania wariantów SARS-CoV-2. Linie genetyczne i warianty zainteresowania (VoC) zostały wyznaczone i zidentyfikowane przez wersję Pangolin. Polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP) zidentyfikowano za pomocą programu do analizy vSNP.

Wyniki

Naukowcy określili poprzednią ekspozycję na SARS-CoV-2, pobierając próbki surowicy od 131 pojedynczych jeleni. Większość próbek pochodziła od samców jelenia (88,5%) ze względu na projekt próbkowania skierowany do samców o rozkładzie wieku nastawionym na młodszą grupę wiekową. Ponad 62% próby stanowiły cielęta, ponad 25% jelenie roczne, a tylko 12% to osobniki dorosłe.

Naukowcy zaobserwowali, że ze 131 próbek surowicy od poszczególnych jeleni, 14,5% było pozytywnych pod względem ekspozycji na SARS-CoV-2 mierzonej w sVNT, z zakresem hamowania wirusa od 33,2% do 97% (wartość mediana -70,9%). Zaobserwowano, że odsetek występowania przeciwciał neutralizujących specyficznych wobec SARS-CoV-2 jest wyższy u roczniaków (39,4%) w porównaniu z młodymi i dorosłymi (odpowiednio 4,9% i 12,5%).

Sekwencjonowanie całego genomu czterech próbek RT-PCR pozytywnych potwierdziło obecność linii Omicron u jelenia wirginijskiego, która była dominującą linią krążącą (około 90%) u ludzi w Nowym Jorku między grudniem 2021 a styczniem 2022.

Analiza filogenetyczna wykazała, że ​​klastry sekwencji pasowały do ​​sekwencji Omicron u ludzi w Nowym Jorku i do źródeł środowiskowych w Austrii, ale były dość różne od wcześniej odzyskanych izolatów z jeleni żyjących na wolności w Ohio, Iowa i innych 13 stanach USA, które zostały zdeponowane w Global Initiative on Sharing All Influenza Data (GISAID). Genomy wirusowe z próbek 102, 103 i 104, pobranych w tym samym miejscu i dacie, zawierały 5-6 SNP zgodnych ze wspólnym źródłem i przenoszeniem między poszczególnymi zwierzętami. Podczas gdy genom wirusa od płowego 2067, pobrany po jednym dniu z różnych lokalizacji, wykazał 9-12 SNP, odzwierciedlając różne źródła punktów infekcji.

W teście multipleksowym TaqPath nastąpiła amplifikacja genu ORF1a/b i spadek genu S, co sugeruje obecność Omicron; Jednak w większości próbek zaobserwowano nietypowy zanik genu N lub przesunięcie wartości progowej cyklu (Ct).

Naukowcy odkryli, że jeden roczny samiec z dodatnim wynikiem testu RT-PCR (numer 2089) miał wysoki poziom przeciwciał neutralizujących z 78,7% zahamowaniem, co sugeruje konwersję serologiczną tych zwierząt po wcześniejszej ekspozycji na wirusa, ale nadal był podatny na ponowne zakażenie, ponieważ obserwowane u ludzi.

Wniosek

Wyniki tego badania dostarczyły mocnych dowodów na zakażenie SARS-CoV-2 Omicron u jelenia wirginijskiego na Staten Island w stanie Nowy Jork.

Badanie podkreśliło niezaspokojoną pilną potrzebę kompleksowego nadzoru podatnych gatunków dzikich zwierząt, które są narażone na zakażenie SARS-CoV-2, w celu zrozumienia sieci transmisji ekologicznej i dalszej lepszej oceny potencjalnego ryzyka rozprzestrzeniania się SARS-CoV-2 od ludzi do zwierząt i od zwierząt do ludzi. Ponadto należy zidentyfikować rozszerzający się zakres żywicieli SARS-CoV-2 u zwierząt i środowiska.

*Ważna uwaga

bioRxiv publikuje wstępne raporty naukowe, które nie są recenzowane i dlatego nie powinny być traktowane jako rozstrzygające, kierujące praktyką kliniczną/zachowaniami związanymi ze zdrowiem lub traktowane jako ustalone informacje.