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Ordonnancement en profondeur des variantes SARS-CoV-2 essentielles dans des manifestations de réglage

Thought LeadersProfessor Dana CrawfordProfessorCase Western Reserve University (CWRU)

Dans cette entrevue, Nouvelles-Médicale parle à professeur Dana Crawford au sujet de ses efforts de recherche pendant le COVID-19 universel et pourquoi l'ordonnancement en profondeur de SARS-CoV-2 est essentiel dans des manifestations de réglage.

Pourriez-vous veuillez se présenter et nous dire ce qui a provoqué votre recherche dans la pandémie de la maladie 2019 de coronavirus (COVID-19) ?

Je suis un professeur de population et de sciences quantitatives de santé et directeur associé de l'institut de Cleveland pour la bio-informatique à l'université occidentale de réserve de cas à Cleveland, Ohio.  Je retiens également une affectation secondaire en sciences de génétique et de génome.

Je suis formé en génétique humaine et génomique et AM un épidémiologiste génétique.  Comme on dans notre domaine, les états tôt des différences dans les taux d'infection SARS-CoV-2 et du cours de la maladie COVID-19 parmi ces questions incitées infectées au sujet de la génétique et de la génomique d'hôte-agent pathogène de rôle ont sur la susceptibilité et la gravité d'hôte.

Maintenant plus qu'une année dans la pandémie, nous savons que les facteurs non-génétiques tels que le statut socio-économique ont un choc considérable sur la susceptibilité quand, par exemple, des travailleurs plus à faibles revenus ne peuvent pas travailler à distance ou travailler socialement distancé comme recommandé aux USA.  La gravité de l'infection COVID-19, y compris l'hospitalisation et la mort, est associée à plusieurs variables démographiques, spécialement vieillesse.  Tandis que beaucoup de facteurs non-génétiques sont maintenant associés aux taux d'infection et à la gravité COVID-19, la variabilité observée ne peut pas être complet expliquée ni peut être prévue par ces seules variables.

Dans la génétique humaine et la génomique, l'étude de la taille du génome d'association (GWAS) est le modèle d'étude de cheval de labour employé pour recenser les altérations génétiques courantes liées aux résultats humains complexes comme l'infection SARS-CoV-2 et la gravité COVID-19.  Les découvertes tôt de GWAS publiées par des chercheurs basés sur des échantillons provenant de la début manifestation 2020 en l'Italie et Espagne ont expliqué des associations significatives entre les altérations génétiques sur l'infection 3 et COVID-19 de chromosome.  Le groupe sanguin d'ABO a été également associé, et ces deux découvertes joignent une liste rapidement croissante d'associations génétiques récent décrites par la méta-analyse initiatique de la génétique actuelle GWAS de l'hôte COVID-19, qui comprend maintenant les échantillons génétiques humains provenant des pays multiples.

Je suis l'un de beaucoup de chercheurs impliqués dans de million le GWAS (MVP) de programme de vétéran pour la susceptibilité SARS-CoV-2 et la gravité COVID-19.  Collectivement, notre inducteur est intéressé à recenser les altérations génétiques courantes et rares dans le génome humain lié à la réaction à cette maladie infectieuse apparaissante pour comprendre mieux la biologie de l'infection qui peut mener aux stratégies nouvelles de thérapeutique ou de prévention.

Une compréhension complète de la pandémie exige des caractéristiques humaines et virales.  Comme déjà décrit, plusieurs études sont actuelles pour décrire comment la variation génétique humaine influence des réactions à l'infection.  Du côté viral, la plupart des efforts se sont concentrés sur le contrôle génomique pour recenser et suivre des variations des séquences SARS-CoV-2 qui peuvent être concernées l'intérêt ou.  Au moment d'écrire ceci, la variante de triangle est une version plus infectieuse du virus avec ses prédécesseurs, et elle effectue sa voie en travers du monde parmi le non vacciné.

Pendant que le virus continue à diffuser et reproduire, il subit une mutation.  La plupart des mutations sont neutres alors que d'autres comme la variante de triangle produisent la forme physique accrue pour le virus au-dessus d'autres versions du virus. SARS-CoV-2 ordonnançant pour le contrôle génomique aide des chercheurs de santé publique à suivre comment le virus, à code à barres avec chacune de ses mutations, écarte localement.  Le contrôle génomique aide également le son l'alarme quand la variante virale explique des différences dans l'infection, la gravité, ou la mauvais-évasion du système immunitaire même après que le fuselage s'amorce par des vaccins.

Tandis que ma propre recherche a été limitée, jusqu'à présent, à la variation génétique humaine et à la réaction d'hôte à SARS-CoV-2, je suis intéressé par les interactions de variabilité et d'hôte-agent pathogène d'agent pathogène qui peuvent influencer des résultats d'intérêt.  Il est très difficile atteindre cette caractéristique dans des nombres suffisants pour des études génétiques et génomiques signicatives.  Comme nous écrivons dans le point de vue de génétique de PLoS, la variabilité dans l'ordonnancement SARS-CoV-2 ajouté au manque de liens cliniques de caractéristiques à cette caractéristique de ordonnancement effectue ces études presque impossibles.

SARS-CoV-2

SARS-CoV-2. Crédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock.com

Comment les manifestations SARS-CoV-2 sont-elles actuel surveillées ?

Les manifestations COVID-19 aux Etats-Unis, en partie, sont actuel surveillées tout comme des manifestations traditionnelles de maladie infectieuse du siècle 20th tôt.  C'est-à-dire, les personnes symptomatiques se présenteront à la clinique et à l'hôpital où, si leurs signes et sympt40mes sont compatibles avec COVID-19, ils seront vérifiés pour SARS-CoV-2.

Il y a maintenant un grand choix de tests procurables pour SARS-CoV-2.  les hôpitaux de Cleveland-endroit emploient le test (PCR) d'amplification en chaîne par polymérase, et l'essai est réalisé sur des biospecimens rassemblés par les écouvillons nasaux.  Tandis que le test d'ACP fournit l'information de savoir si le virus SARS-CoV-2 est présent dans l'échantillon ou pas, il ne donne pas la pleine séquence du virus.  Pour faire ceci, l'échantillon doit être ordonnancé.

Si ou non l'échantillon est ordonnancé dépend d'un grand choix de facteurs aux Etats-Unis.  Pendant que nous décrivons dans le point de vue de génétique de PLoS, les facteurs tels que le financement et des relations déterminées avec les installations génomiques peuvent être des facteurs importants si les échantillons sont ordonnancés.

La réaction traditionnelle de manifestation de maladie infectieuse se fonde sur les personnes symptomatiques présent aux cliniques.  Nous savons maintenant que beaucoup de personnes infectées SARS-CoV-2 peuvent être asymptomatiques ainsi qu'infectieuses, silencieusement écartant le virus à d'autres.  Les personnes infectées peuvent également présenter avec les symptômes modérés qui peuvent ne pas exiger une attention clinique.

Tandis que des personnes sont encouragées à être examinées pour le virus si elles savent elles ont entré en contact avec des personnes infectées, cette recommandation n'est pas exécutoire, et beaucoup de personnes ne savent pas qu'elles ont été exposées car il a également été difficile imposer contact traçant aux Etats-Unis (et moderniser).

Un grand nombre d'asymptomatique, mais l'infectieux, les personnes et le traçage imparfait de contact effectuent l'idéal génomique de contrôle pour le rail SARS-CoV-2.  Entre le printemps 2020 et le printemps 2021, beaucoup le grand public et les groupes privés aux Etats-Unis ont déterminé le test de routine comme programme de contrôle, demandant à des étudiants ou à des employés, par exemple, de soumettre les écouvillons ou les échantillons nasaux hebdomadaires de salive indépendamment des sympt40mes.  Ces efforts ont fourni des caractéristiques essentielles pour suivre l'émergence des manifestations ou des augmentations au cas où les numéros qui pourraient alors être employés pour justifier et décréter certaines réactions de santé publique (par exemple, fermetures) jusqu'à ce que les numéros de cas aient diminué.

Malheureusement, ces biospecimens n'ont pas été forcément ordonnancés, de nouveau selon les moyens et l'importance perçue de suivre des variantes en tant qu'élément du programme de contrôle.  Plusieurs de ces programmes de contrôle ont été maintenant écaillés de retour ou discontinués avec la diminution des comptes de cas des USA et augmentent dans les vaccinations.

En date de l'inscription ceci, même avec moins de test de routine, caractéristique explique que les comptes de cas sont sur l'augmentation de nouveau due à la variante de triangle et aux régimes stagnants de vaccination.  Avec le début d'un temps plus froid et de la saison d'école de chute, nous pourrions nous attendre à une réapparition dans l'intérêt pour le contrôle SARS-CoV-2 courant aux USA.

Que les méthodes traditionnelles de contrôle sont ont-elles orienté en circuit dans des épidémies de réglage est-ce qu'et que certaines des limitations de ces méthodes ?

Comme j'ai mentionné ci-dessus, la méthode traditionnelle de contrôle pour les maladies infectieuses apparaissantes se fonde sur les personnes malades présent à une clinique.  Maintenant que le virus a été recensé et considérable caractérisé, l'échantillonnage régulier et le contrôle au niveau de population est une meilleure approche car les caractéristiques peuvent être employées pour prévoir les trajectoires locales et nationales d'infection qui avisent des hospitalisations et des morts prévues.

Les méthodes SARS-CoV-2 basées sur ACP sont basées sur une technique en mi-1980 s d'abord décrit qui a été depuis développée et adaptée pour la recherche et la diagnose de population-écaille de haut-débit.   Il y a plusieurs limitations liées à la méthode basée sur ACP de détection des virus, y compris la contamination (comme expliqué tôt par les centres pour la série de lutte contre la maladie et de prévention de nécessaires de contrôle contaminés) et les limites du dépistage inférieures variables (par exemple, le nombre minimal de copies virales dans l'échantillon requis pour le dépistage de test).

Une limitation importante pour la recherche en matière de génétique humaine et de génomique est que le test basé sur ACP ne fournit pas la séquence.  Sans cette séquence, nous ne pourrons pas entreprendre des études d'hôte-agent pathogène effectivement.  D'un point de vue de santé publique, la séquence est importante pour recenser des mutations ou des variantes de préoccupation si les mutations rendent le virus plus infectieux ou lui donnent une capacité d'éluder le système immunitaire plus efficacement.  

Il y a eu des avances énormes dans des techniques de séquençage du génome au cours des dix dernières années. Comment le séquençage du génome a-t-il pu être employé pour nous aider à surveiller des manifestations de coronavirus ?

Le séquençage du génome est essentiel dans cette phase de la pandémie.  Nous avons de grandes populations non vaccinées aux USA et mondial où le virus diffuse et se divise.  Chaque division est l'occasion pour la mutation.

Tandis que la plupart des mutations sont les modifications neutres, une fraction sera avantageuse au virus et au détriment des êtres humains.  des méthodes basées sur ACP sont basées sur des séquences virales connues alors que l'ordonnancement est l'indépendant de ce qui est déjà connu, effectuant ordonnancer la méthode idéale pour le contrôle génomique complet de ce virus en évolution.

Ordonnancement SARS-CoV-2

Ordonnancement SARS-CoV-2. Crédit d'image : vchal/Shutterstock.com

Quels sont les avantages d'utiliser le séquençage du génome pour surveiller des épidémies et leur évolution ?

Un principal avantage de l'ordonnancement utilisant la technologie d'aujourd'hui est que c'est une approche rapide, évolutive, et relativement rentable au contrôle.  Pour ceux d'entre nous intéressé à la recherche d'hôte-agent pathogène, la caractéristique niveau individuel est préférée.  C'est-à-dire, car un chercheur je voudrait genotyped de la taille du génome humain ou ordonnancé et le génome du virus cet infecté que le même être humain a ordonnancé.  Cette caractéristique granulaire a les moyens des chercheurs plus d'options pour l'analyse qui sera importante en concevant le prochain rétablissement de la diagnose et de la thérapeutique, y compris les vaccins neufs.

Au lieu de l'ordonnancement niveau individuel, une autre option grande est ordonnancement en vrac.  Beaucoup de communautés ont repris ordonnancer des eaux d'égout pour que SARS-CoV-2 trouve et pour prévoit des manifestations dans leurs endroits locaux.

Vous avez décrit l'adoption de la génomique dans surveilling SARS-CoV-2 comme ` lent, difficile et intermittent'. Pourquoi est-ce que c'est et ce qui davantage peut être fait ?

Car nous donnons dans le point de vue de génétique de PLoS, il y a plusieurs facteurs vraisemblablement à associer à la réaction lente et intermittente.  À la différence du Royaume-Uni, un chef dans le contrôle SARS-CoV-2 génomique commençant tôt dans la pandémie, l'agence principale de santé publique aux USA n'a pas une longues, déterminées relation avec la génétique humaine et communauté de la recherche de génomique.

En outre, la santé publique aux USA est sous-financée.  Le confluent de ces deux seuls facteurs a quitté les USA non préparés et impossibles de répondre effectivement à cette maladie infectieuse neuve liée à l'écart aéroporté asymptomatique considérable.  Ce, cependant, ne sont pas les seuls facteurs liés à la réaction faible des USA à la pandémie, en particulier pendant les phases précoces.

Le gouvernement des USA et sa gestion n'étaient pas alors de support d'une approche intense et unifiée, laissant chaque condition et chaque communauté luttant pour satisfaire.  Cette approche décentralisée a réellement mis en valeur les différences dans les moyens procurables au niveau local, expliquant en partie pourquoi la région de Seattle pouvait pivoter beaucoup plus rapidement au contrôle génomique avec d'autres lieux avec moins de compétences et d'expérience génomiques.

L'attention maintenant donnée à l'importance des variantes virales a incité des augmentations du financement pour le contrôle génomique aux USA.  Mondial, le défi est maintenant d'activer les mêmes opportunités de contrôle de génome dans les pays, ou des endroits sans moyens ou compétences.

Est-ce que vous croyez-vous cela avec l'utilisation améliorée de l'ordonnancement génomique, les manifestations SARS-CoV-2 pouvez être surveillé plus effectivement, qui à leur tour nous aideront à comprendre davantage l'évolution en temps réel de SARS-CoV-2 ?

Oui, l'utilisation améliorée de l'ordonnancement génomique et le partage public de cette caractéristique amélioreront la surveillance des manifestations SARS-CoV-2, fournissant une meilleure compréhension de la façon dont le virus évolue.  Une compréhension plus complète du choc du virus sur l'hôte humain, cependant, exigera des liens de caractéristiques entre les caractéristiques génomiques et clinique et les données épidémiologiques.

Aux USA, cette caractéristique siloed et est pas facilement jointe pour des recherches.   Cependant, cette caractéristique est essentielle pour comprendre mieux les conséquences de l'évolution SARS-CoV-2 et de son influence sur la gravité de la maladie COVID-19.

Épidémie

Épidémie. Crédit d'image : ETAJOE/Shutterstock.com

Comment pensez-vous le futur besoin d'épidémies de surveilled ? Comment les efforts de collaboration peuvent-ils être utilisés pour réaliser ceci ?

L'émergence de SARS-CoV-2/COVID-19 souligne la nécessité d'augmenter le contrôle traditionnel basé sur la présentation clinique individuelle avec une approche plus proactive accroissant le contrôle génomique à l'écaille de population.

Les programmes en cours de contrôle d'eaux d'égout sont un excellent exemple d'efficace, contrôle génomique de population-écaille pour des maladies infectieuses, et ces efforts peuvent être écaillés et extraits bioinformatically pour trouver les agents pathogènes connus et inconnus.  De tels efforts cependant exigeront le support cohérent et continuel, pas simplement le support et l'intérêt à la hauteur d'une pandémie.

Quelles sont les prochaines opérations dans votre recherche ?

Mes intérêts de recherche fondamentale sont de comprendre comment la variation génétique humaine influence la santé des personnes.  Dans le cadre de COVID-19, je suis intéressé à comprendre comment la variation génétique humaine influence la susceptibilité aux infections et la gravité du cours de la maladie.

Je suis un membre de million d'association de la taille du génome (MVP) du programme COVID-19 de vétéran et les groupes de travail de la taille phenome d'association, et en tant qu'élément de ces groupes, nous entreprenons des études dans les vétérans participants des USA pour recenser la variation génétique courante concernant des différences observées dans la susceptibilité et la gravité de la maladie.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Au sujet de professeur Dana Crawford

Dana Crawford, Ph.D., est professeur dans le service de la population et des sciences quantitatives de santé et directeur associé à la population et recherche de diversité dans l'institut de Cleveland pour la bio-informatique à l'université occidentale de réserve de cas (CWRU). Il a également une affectation secondaire dans les sciences de Service de Génétique et de génome.Professeur Dana Crawford

M. Crawford a reçu son Ph.D. à l'université d'Emory en génétique et biologie moléculaire en 2000 et s'est puis exercé en tant que camarade post-doctoral en tant qu'officier épidémique de Service des Renseignements au centres pour le contrôle et la prévention des maladies (2000-2002) et en tant que membre distingué à l'université du service de Washington des sciences de génome (2002-2006).

Avant sa la plupart de situation actuelle, M. Crawford a passé huit ans comme corps enseignant de tenure-piste dans le service de la physiologie moléculaire et de la biophysique et chercheur au centre pour la recherche en matière de génétique humaine à l'université de Vanderbilt. En tant qu'épidémiologiste génétique à CWRU, les intérêts grands de recherches de M. Crawford comprennent s'appliquer des caractéristiques de variation génétique aux cohortes épidémiologiques et cliniques de grande puissance pour comprendre mieux des associations humaines de phénotype-génotype avec l'accent mis sur de diverses populations.

M. Crawford a écrit les publications >175 en littérature pair-observée.  Il est actuel un membre du conseil de la société américaine de la génétique humaine (ASHG) et est un camarade élu avec l'association américaine pour l'avancement de la Science (AAAS).  Les vues et opinions exprimées ici sont M. Crawford et pas forcément les vues et opinions de CWRU, d'ASHG, d'AAAS, de MVP, ou de n'importe quel autre organisme avec lesquelles il est un membre.

Emily Henderson

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Emily Henderson

Emily Henderson graduated with a 2:1 in Forensic Science from Keele University and then completed a PGCE in Chemistry. She loves being able to share science with people all over the world and enjoys being at the forefront of new and exciting research. In Emily's spare time she enjoys watching true crime documentaries and reading books. She also loves the outdoors, enjoying long walks and discovering new places. She goes camping monthly and recently climbed Ben Nevis. In the future, Emily wants to have travelled all over the world, learning about new cultures. She has an extensive bucket list and is keen for new adventures!

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    Henderson, Emily. (2021, August 02). Ordonnancement en profondeur des variantes SARS-CoV-2 essentielles dans des manifestations de réglage. News-Medical. Retrieved on September 21, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20210802/In-depth-sequencing-of-SARS-CoV-2-variants-crucial-in-controlling-outbreaks.aspx.

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