下一个病毒株网站报告:新型冠状病毒传播情况的基因组学状况分析

此篇文档为转载,原文来自于“下一个病毒株”网站:

https://nextstrain.org/narratives/ncov/sit-rep/zh/2020-03-27


新型冠状病毒(COVID-19)传播情况的基因组学分析:状况报告 2020-03-27.

Author: Sidney M. Bell, Nicola Müller, Emma Hodcroft, Cassia Wagner, James Hadfield, Misja Ilcisin, Richard Neher, Trevor Bedford 1

1 Fred Hutch, Seattle, USA; Biozentrum, Basel, Switzerland; CZI, CA, USA

Translators: 李雪莹, Fengjun Zhang

Created: 2020 March 27


这份报告使用了公开共享的2019新型冠状病毒(COVID-19)基因组数据来追踪疫情的传播。此文档创建于3月27日,此报告每周更新。


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(2019新冠病毒系统发育树)


一 报告摘要

我们分析了1495个公开共享的COVID-19基因组。通过将这些病毒基因组相互比较,我们可以描述COVID-19是如何在世界各地迁移和在社区中传播的。在本周的更新中,我们发现:

欧洲

  • 我们继续看到欧洲各地的样本大量混杂在一起,意味着病毒在过去的3-5周中仍在跨境传播。随着疫情控制措施慢慢生效,我们可能会看到病例越来越多地根据所在国家聚类在一起。

北美洲

  • 美国境内的传播情况很复杂:在美国的两端采集到的样本的亲缘关系仍然很近。
  • 华盛顿州至少经历了两起独立的输入事件(第一起可能来自中国,第二起可能来自欧洲),这两起事件引发了两个不同的传播链。(也可参考小编分析文章:从1442例新冠病毒全基因组图谱分析:华盛顿主簇是新冠病毒的根簇吗?)
  • 证据表明,美国多个州内很可能已存在社区传播,其中加利福尼亚州的证据最为明显

中美洲和南美洲

  • 我们这周得到了来自南美洲的新序列,但是该地区的样本仍然稀缺。除了已有数据所表征的疫情之外,这个地区可能有更广泛的疫情存在,但我们不能确定。

亚洲

  • 我们发现了近期有从伊朗输出的病例的证据

非洲

  • 系统发生树表明,在过去的11天或更长时间里,刚果民主共和国的金沙萨市内很有可能发生了社区传播
  • 我们这周得到了来自非洲的新序列,但是该地区的样本仍然稀缺。除了已有数据所表征的疫情之外,可能有广泛得多的疫情存在。

大洋洲

  • 遗传数据表明,澳大利亚的新南威尔士州内存在社区传播


二 关于抽样

我们目前有来自6大洲48个国家的病毒样本序列。这是一项令人难以置信的壮举--在病毒大流行期间对一种未知的大型RNA病毒进行测序是很困难的,只有通过世界各地的科学家和医生令人难以置信的工作和及时共享数据才有可能。
虽然这些数据使我们能够推断出这场疫情的许多有用的特征并实时跟踪其传播,但需要强调的是,我们的结论受到现有数据的限制。


比如,地图上显示来自南半球的序列很少。这既不是因为COVID-19没有在这些地区传播,也不是因为理解这些病例不重要,而仅仅是因为我们没有从这些地区获得足够的数据。地图上每个圆圈的大小表示的是该区域当前有多少数据可用,而不是疫情的真实严重程度


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(抽样样本的分布)


三 欧洲的最新情况

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(系统发育树上来自欧洲的最新样本)


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(欧洲最新样本分布)


在过去的3-5周中,病毒仍在跨境传播

这里,我们显示过去三周内在欧洲采集到的样本,用颜色表示样本所采集自的国家。 可以注意到,虽然有一些来自于同一国家的序列聚成小簇,但是也有来自不同国家的样本大量地混杂在一起。


这意味着在过去的3-5周内,病毒仍持续跨境传播。
随着最近限制跨境旅行的防疫措施的推行,病毒序列按照地理位置聚类的现象可能会变得更明显。


来自冰岛的新序列

我们得到了大量来自冰岛的新序列。通过将样本按照(已知的)旅行史着色,我们可以看到很多病例是近期旅行所致。我们正在努力分析这些新数据,将在下周报告我们的发现。

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(冰岛样本及在系统发育树上的位置)


四 北美洲的最新情况


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(美国样本分布和在系统发育树上的位置)

美国的传播情况很复杂,尚待认识

即使只看美国境内,病毒的传播情况也是高度复杂的。
举例来说,康涅狄格州的最近的样本(图中的已选样本)中,既有华盛顿州的样本(图中的虚化样本)的祖先型,也有与华盛顿州样本混杂排列的。虽然我们需要更多的数据来得出确凿的结论,但这暗示着即使是美国国内相距甚远的两个地方,近期也发生了病毒的传播。
这凸显出美国国内的传播情况比现有数据所能代表的要复杂得多。更多的数据可以帮助我们理解,在美国各州高度差异化的应对策略之下,这场深度连接着美国各地的疫情将会如何发展。

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(举例说明近期病毒在华盛顿州与康涅狄格州传播)

(左图为华盛顿州病毒突变步数分布,样本主要集中于五步突变)

华盛顿州内存在多个传播链

在华盛顿州的病例中,我们看到至少两起本地的疫情传播(序列聚成至少两簇)
然而,这两簇序列有着不同的起源:第一簇与中国的样本亲缘关系最近,第二簇与欧洲的样本最近。这些输入事件也有可能是间接的,经由位于其他地区的未被抽样到的病例传播。

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(华盛顿州病毒样本分布及在系统发育树上的位置)

加利福尼亚州可能有两个本地传播链

我们在美国的其他地区也看到类似的情况。
这里,我们看到加州北部的索兰诺郡的几个样本,它们采集于不同的日期,但序列的亲缘关系很近。
虽然加州的现有数据还太有限,不足以让我们得出有力的结论,但是这些证据初步表明索兰诺郡内存在本地传播。
在树的其他地方可以看到,来自圣克拉拉郡的样本之间也存在类似的关系。
根据树上的相对位置,可以看出这两个郡的聚集病例可能来自于不同的输入事件。

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(加利福尼亚州索兰诺郡内本地社区传播样例)


五 中美洲和南美洲的最新情况

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(中南美洲样本分布及在系统发育树上的位置)


南美洲的样本主要与旅行相关

我们目前还没有很多来自南美洲的基因组序列数据。在现有的数据中,大部分是来自旅行者。这里,样本的颜色代表了病例的已知旅行史。虽然在与旅行无关的病例中也开始出现一些有可能有意义的现象,但我们目前还没有足够的证据来得出任何结论。现在测序量正在提高中,我们会在形势明朗后再来报告。

(另小编注:小编还注意到智利样本出现本地突变后病毒株在本地社区传播案例)

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(南美洲样本主要与旅行有关)


六 亚洲的最新情况

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由伊朗输出的COVID-19病例

我们目前没有伊朗本土的病毒基因组序列, 但我们有许多有伊朗旅行史的样本序列。


大多数有伊朗旅行史的样本序列聚集到了一起,这暗示了很多伊朗病例是由单次的输入事件所导致的爆发。
在树的根部,我们发现一条新的来自巴基斯坦的序列,该序列来自一位有伊朗旅行史的女性。值得注意的是,这条序列是其他已知伊朗序列的外类群,但是从时间上来看,这一条与其他的样本是在差不多的时候被取样的。
这个现象可以由多种不同的假说来解释。如果后期获取得更多数据,我们将进一步更新我们的分析。

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(由伊朗输出的样例,左图为系统发育突变图)


七 非洲的最新情况

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(非洲地区样本分布及在系统发育树上的位置)

刚果的金沙萨市存在本地传播的证据

来自刚果民主共和国的金沙萨市的新序列表明了该地有多起独立的输入传染事件。
其中一些在数日之内采集到的样本聚成了一个紧密相关的本地基因簇。
这反映出当地的本地传播至少从3月15日起就开始了(3月15日是属于这个本地传播链中的样本最早被采集到的日期),还可能更早。
INRB(刚果国立生物医学研究所)对早期样本的出色的测序工作,使得我们能够在这里看到在许多其他地方未被察觉到的社区传播。

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(刚果金沙萨市多起输入与社区传播)


八 大洋洲的最新情况

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(大洋洲样本分布及在系统发育树上的位置)

新南威尔士州的本地传播

澳大利亚的新序列显示了新南威尔士州本地传播的证据。这些证据表明,病毒很有可能至少从二月底开始就在当地形成传播。

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(新南威尔士州的本地传播及本地社区传播演变)


九 总结

接下来的几周内,我们将会观察欧洲疫情,看新的防疫决策是否能够阻碍跨境传播。


我们也会监控南美的疫情,如果获得更多序列,我们就能找出是否已存在更多本地传播的迹象。


美国的疫情应该是一个非常复杂的传播体系,既有国际输入的病例,也发现了在极远的地区之间的传播。在华盛顿州和加利福尼亚州,我们发现了多重本地传播链的证据。


我们发现澳大利亚新南威尔士州存在本地传播。


刚果民主共和国的金莎萨市也存在本地传播。目前我们还没有足够数据判断在非洲其他地区,病毒是否已经在当地传播开来。


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