В связи с продолжающейся беспрецедентной вспышкой лихорадки Эбола в Западной Африке группа исследователей из Института Брода (Broad Institute) и Гарвардского Университета (Harvard University) (США) в сотрудничестве с Министерством Здравоохранения и Санитарного Контроля Сьерра-Леоне (Sierra Leone Ministry of Health and Sanitation) секвенировала и проанализировала более 99 образцов геномов вируса Эбола. Результаты проведенной работы могут иметь большое значение для экспресс-диагностики заболевания в полевых условиях.
Команда исследователей опубликовала результаты работы в интернет- издании журнала Science.
Для настоящего исследования ученые просеквенировали 99 геномов вируса Эбола из образцов 78 пациентов с диагностированной лихорадкой в Сьерра-Леоне в течение первых 24 дней вспышки (несколько пациентов сдавали кровь более одного раза, что позволило исследователям точнее понять мутационные возможности вируса в одном человеке в процессе инфекции). Исследовательская команда обнаружила более 300 генетических замен, которыми геном вируса лихорадки Эбола 2014 отличается от геномов вирусов, вызвавших предыдущие вспышки заболевания. Кроме того, исследователи обнаружили варианты, свидетельствующие о том, что вспышка лихорадки началась в результате однократного попадания вируса в человека и дальнейшей передачи от человека к человеку на протяжении многих месяцев.
Как показало исследование, выявленные варианты чаще встречались в белок-кодирующих областях генома. Некоторые из генетических вариантов, выявленных в этом исследовании, могли затрагивать последовательности праймеров (точек начала синтеза ДНК), используемые в других диагностических тестах на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР), что подчеркивает важность геномного наблюдения. Для ускорения борьбы с заболеванием группа исследователей опубликовала полные последовательности в базе данных ДНК Национального Центра Биотехнологической Информации (National Center for Biotechnology Information, NCBI, США) еще до публикации статьи, сделав данные доступными международному научному сообществу.
«Моментально открыв доступ к данным, мы надеемся усилить ответные меры, – говорит один из ведущих авторов публикации Пардис Сабети (Pardis Sabeti), старший научный сотрудник Института Брода, доцент Гарвардского Университета, – Сразу после публикации первой партии последовательностей вируса в июне с нами связались несколько мировых лидеров в эпидемиологии, множество специалистов также активно работает с данными. Это очень почетно и обнадеживает. Дух международного междисциплинарного сотрудничества необходим, чтобы в скором времени пролить свет на продолжающуюся вспышку».
Вспышка Заирского Эболавируса является беспрецедентной как по масштабу, так и по охваченной территории. Предыдущие вспышки были локализованы в основном в малонаселенных регионах Центральной Африки, крупнейшая из которых (318 случаев) была в 1976 г. Настоящая же вспышка произошла в более густонаселенной Западной Африке. Первое сообщение о заболевании появилось в Гвинее в марте 2014 г., на 19 августа сообщалось уже о 2240 случаях заболевания и 1229 летальных исходов.
Августин Гоба (Augustine Goba), директор Лаборатории Ласса (Lassa Laboratory) Государственного Госпиталя Кенема (Kenema Government Hospital Сьерра-Леоне), один из первых авторов статьи, выявил первый случай лихорадки Эбола в Сьерра-Леоне, используя ПЦР-диагностику.
«Мы установили контроль за вирусом Эбола еще до того, как заболевание распространилось по Сьерра-Леоне, и начали ретроспективный скрининг заболевания по образцам в январе этого года, – говорит Гоба, – Это стало возможно благодаря нашей длительной работе по диагностике и исследованию другого летального заболевания – лихорадки Ласса. Таким образом, мы смогли выявить случаи и проследить распространение вируса Эбола сразу после его появления в нашей стране».
Исследовательская команда в четыре раза увеличила количество доступных данных о геноме вируса Эбола, используя метод «глубокого секвенирования» для всех доступных образцов. Этот метод предполагает секвенирование образца некоторое количество раз, необходимое для получения результатов высокой точности. В настоящей работе исследователи секвенировали каждый образец в среднем 2000 раз, чтобы максимально подробно взглянуть на геномы вирусов 78 пациентов. Такое высокое разрешение позволило исследователям выявить множественные мутации, изменяющие белковую последовательность и являющиеся потенциальными мишенями для будущей диагностики, вакцинации и лечения.
Штаммы вируса Эбола, являющиеся причиной нынешней вспышки, вероятно, имеют общего предка со штаммом, вызвавшим вспышку в 1976 г. Исследователи проследили путь передачи и эволюционные отношения образцов и обнаружили, что линия, вызвавшая настоящую вспышку, произошла от варианта центральноафриканского вируса около 10 лет назад и распространилась из Гвинеи до Сьерра-Леоне через 12 человек, принимавших участие в одних похоронах.
Каталог из 395 мутаций (из которых более 340 отличают настоящую вспышку от предыдущих), изданный исследовательской группой, может стать отправной точкой для других исследователей.
«Мы раскрыли более 300 генетических ключей, отличающих эту вспышку от предыдущих, – говорит Стефан Гир (Stephen Gire), сотрудник лаборатории Сабети в Институте Брода и Гарвардском Университете, – И хотя не известно, связаны ли эти отличия с тяжестью настоящей вспышки, распространяя полученные данные среди научного сообщества, мы надеемся ускорить исследование эпидемии и поддержать глобальные попытки борьбы с ней».
Работа была поддержана Общественным Фондом (Common Fund) и Национальным Институтом Аллергии и Инфекционных Заболеваний (National Institute of Allergy and Infectious Diseases) при Национальных Институтах Здоровья (National Institutes of Health), Министерством Здравоохранения и Социальной Службы (Department of Health and Human Services), а также Национальным Научным Фондом (National Science Foundation) (все США), программой Европейского Союза Seventh Framework, Всемирным Банком (the World Bank) и Исследовательским Консилиумом Естественной Окружающей Среды (Natural Environment Research Council).
Источник: Коммерческая биотехнология