Introduction: SARS-CoV-2, a severe acute respiratory illness virus that emerged in China in late 2019, continues to spread rapidly around the world, accumulating mutations and thus causing serious concern. Five virus variants of concern are currently known: Alpha (lineage B.1.1.7), Beta (lineage B.1.351), Gamma (lineage P.1), Delta (lineage B.1.617.2), and Omicron (lineage B.1.1.529). In this study, we conducted a molecular epidemiological analysis of the most prevalent genovariants in Moscow and the region. The aim of the study is to estimate the distribution of various variants of SARS-CoV-2 in Moscow city and the Moscow Region.
Materials and methods: 227 SARS-CoV-2 sequences were used for analysis. Isolation of the SARS-CoV-2 virus was performed on Vero E6 cell culture. Sequencing was performed by the Sanger method. Bioinformatic analysis was carried out using software packages: MAFFT, IQ-TREE v1.6.12, jModelTest 2.1.7, Nextstrain, Auspice v2.34.
Results: As a result of phylogenetic analysis, we have identified the main variants of the virus circulating in Russia that have been of concern throughout the existence of the pandemic, namely: variant B.1.1.7, which accounted for 30% (9/30), AY.122, which accounted for 16.7% (5/30), BA.1.1 with 20% (6/30) and B.1.1 with 33.3% (10/30). When examining Moscow samples for the presence of mutations in SARS-CoV-2 structural proteins of different genovariants, a significant percentage of the most common substitutions was recorded: S protein D614G (86.7%), P681H/R (63.3%), E protein T9I (20.0%); M protein I82T (30.0%), D3G (20.0%), Q19E (20.0%) and finally N protein R203K/M (90.0%), G204R/P (73.3 %).
Conclusion: The study of the frequency and impact of mutations, as well as the analysis of the predominant variants of the virus are important for the development and improvement of vaccines for the prevention of COVID-19. Therefore, ongoing molecular epidemiological studies are needed, as these data provide important information about changes in the genome of circulating SARS-CoV-2 variants.
Введение. SARS-CoV-2 вирус, вызывающий тяжёлое острое респираторное заболевание, появившийся в Китае в конце 2019 г., продолжает быстро распространяться по всему миру, накапливая мутации и тем самым вызывая серьёзные опасения. В настоящее время уже известно о пяти вариантах вируса, вызывающих озабоченность (variant of concern VOC): альфа (линия B.1.1.7), бета (B.1.351), гамма (P.1), дельта (B.1.617.2) и омикрон (B.1.1.529). В этой работе мы провели молекулярно-эпидемиологический анализ геновариантов вируса, наиболее часто циркулирующих в Москве и Московской области. Цель работы оценить распространение различных вариантов SARS-CoV-2 на территории Москвы и Московской области. Материалы и методы. Использовали 227 последовательностей генома SARS-CoV-2. Выделение вируса SARS-CoV-2 производили в культуре клеток Vero E6. Секвенирование проводили по методу Сэнгера. Биоинформационный анализ проводили с помощью пакетов программ MAFFT, IQ-TREE v1.6.12, jModelTest 2.1.7, Nextstrain, Auspice v2.34. Результаты. В результате филогенетического анализа мы выявили основные циркулирующие в России варианты вируса, вызывающие озабоченность на протяжении всего времени существования пандемии, а именно: вариант B.1.1.7, составивший 30% (9/30), AY.122 16,7% (5/30), BA.1.1 20% (6/30) и B.1.1 33,3% (10/30). При исследовании московских образцов на наличие мутаций в структурных белках SARS-CoV-2 разных геновариантов зафиксирована значительная доля наиболее часто встречающихся замен: S-белок D614G (86,7%), P681H/R (63,3%), E-белок T9I (20,0%); M-белок I82T (30,0%), D3G (20,0%), Q19E (20,0%) и, наконец, N-белок R203K/M (90,0%), G204R/P (73,3%). Заключение. Изучение частоты и влияния мутаций, а также анализ наиболее часто циркулирующих вариантов вируса важны для разработки и совершенствования вакцин для профилактики COVID-19. Следовательно, необходимо постоянно проводить молекулярно-эпидемиологические исследования, поскольку эти данные представляют важную информацию об изменениях в геноме циркулирующих вариантов SARS-CoV-2.
Keywords: SARS-CoV-2; cluster analysis; mutations; phylogenetic analysis of variants; severe acute respiratory syndrome coronavirus 2.