SARS-CoV-2’nin yeni nesil dizileme analizi ile genomik karakterizasyonu

AMAÇ: Koronavirüs hastalığı (COVID-19) salgını Aralık 2019'da Çin'in Hubei eyaletindeki Wuhan'da ortaya çıktı. Patojen, ağır akut solunum yolu sendromu koronavirüs-2 (SARS-CoV-2) olarak tanımlanmıştır. Dünyaya yayılmasıyla, 11 Mart 2020'de Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) küresel salgın ilan edilmiştir. Tüm canlı türlerinin genetik yapısını araştırmak için dünya çapında kullanılan teknoloji olan yeni nesil dizileme (YND)'den toplanan bilgiler; terapötiklerin ve aşıların geliştirilmesi, virüsteki değişikliklerin izlenmesi dahil standart test prosedürlerine göre daha fazla bilgi birikimi sağlamaktadır. Bu nedenle tüm genom dizileri, kamuya açık hale getirilerek “Global Initiative's database on Sharing All Influenza Data” (GISAID) veri tabanına yüklenmiştir. Bu çalışmada pandemide varyantların baskın olduğu döneme ait iki farklı tarih aralığında SARS-CoV-2 saptanan örneklerden tüm genom dizilemesi ile genetik değişikliklerin saptanması, “clade” ve “lineage” analizlerinin yapılması ayrıca klinik özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. GEREÇ ve YÖNTEM: Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbı Mikrobiyoloji Laboratuvarına SARS-CoV-2 polimeraz zincir reaksiyon (PCR) testi için gönderilen solunum yolu örneklerinden “Real-Time” (gerçek zamanlı) PCR ile çalışıp SARS-CoV-2 pozitif ve yüksek viral yüke sahip olduğu tahmin edilen [döngü eşiği (CT) <20] 39 solunum örneği (Eylül 2021’de dokuz, Mart-Nisan 2022’de otuz) tüm genom YND analizi için seçildi. Hasta örneklerinden viral RNA ekstraksiyonu, ters transkripsiyon ve PCR sonrası hazır hale getirilen DNA kütüphanesi, “flow” hücresine yüklenerek MinKNOW programıyla dizilemenin ardından veri analizi gerçekleştirilmiştir. Veri Analizinde ilk basamakta üretilen FASTQ verilerinden virüsün genomu çıkartıldı. Bu aşamada aynı zamanda virüste görülen mutasyonlar saptandı. İkinci aşamada ise her bir örnek için “clade” analizi yapıldı, Pango “lineage”i belirlendi. Bu 39 örnek ayrıca; hastaların yaşı, cinsiyeti, komorbid hastalıkları, kliniğinin şiddeti (hafif-orta-ağır), hastanede kalış süresi, eş zamanlı bakteriyel kültürü varsa üreme olup olmaması özellikleri açısından da incelendi. BULGULAR: Otuz dokuz diziden otuz üçü, ≥%90 genom kapsamına ulaşan yüksek kaliteli genomik veriler elde edilmiştir. 2021 Eylül döneminde dizilenen 9 örnekte Delta, 2022 Mart-Nisan döneminde dizilenen otuz örnekte Omikron varyantı saptanmıştır. Nextstrain sınıflamasına göre 9 dizi 21J, 30 dizi 21L olarak bulunmuştur. Pango sınıflamasına göre BA.2 (n=26), BA.2.9 (n=3), AY.122 (n=2), BA.2.5 (n=1), AY.46 (n=1), AY.46.2 (n=1), AY.121 (n=1), AY.126 (n=1), AY.78 (n=1), B.1617.2 (n=1), AY.4.6 (n=1) olduğu görülmüştür. 2021 Eylül dönemi dizilerimizde toplam 61 nonsinonim mutasyonun gen bölgelerine göre dağılımı ORF 1a (n=15), ORF 1b (n=10), nükleokapsid (n=5), spike (n=15), diğer gen bölgeleri (n=16) şeklindedir. 2022 Mart- Nisan dönemi dizilerimizde toplam 118 nonsinonim mutasyonunun gen bölgelerine göre dağılımı; ORF 1a (n=26), ORF 1b (n=6), nükleokapsid (n=9), spike (n=42), diğer gen bölgeleri (n=35) şeklindedir. ORF1a: T3255I, ORF1b: P314L, S: G142D, S: T478K, S: D614G mutasyonları iki dönemde de saptanmıştır. Çalışmamızda Delta varyantı saptanan hastaların %33,3’ünde orta şiddette klinik, Omikron varyantı saptanan hastaların %3,3’ünde ağır şiddette klinik görülmüştür. SONUÇ: Çalışmamızda saptanan varyantların küresel GISAID verilerindeki baskın varyantlarla zamansal açıdan uyumlu olduğu görülmüştür. Ülkemizdeki yaygın soylar ve Türkiye ile ilişkili soylar izlenmiştir. Delta varyantı saptanan dizilerde daha çok patojeniteye yönelik mutasyonlar görülürken; Omikron varyantı saptanan dizilerde konak hücreye daha güçlü bağlanma, daha fazla iletim ve immün sistemden kaçışa yönelik daha fazla mutasyon görülmüştür. Çalışmanın sonuçları, halk sağlığı karar verme ve sağlık hizmetleri için SARSCoV-2 suşlarının sürekli dizilemeye dayalı gözetimine duyulan ihtiyacı bir kez daha vurgulamaktadır.