[論文レビュー] Phylogenetic analyses of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 reflected the several routes of introduction to Taiwan, the United States, and Japan

Tomoko Matsuda, Hikoyu Suzuki+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 20, 2020

SARS-CoV-2 and COVID-19 Research参考文献 20被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、48例のSARS-CoV-2ゲノム配列の系統解析を用いて、ウイルスが台湾、米国、日本へ独立して導入されたことを示し、単一の導入という概念に疑問を呈している。研究結果は中国国外での系統的クラスターが単系でないことを示し、CTC、TCC、TCTの3つの異なるウイルス系統（ラインレージ）を同定しており、複数回の独立した導入のため、境界管理措置の有効性は限定的であることが示唆されている。

ABSTRACT

Worldwide Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection is disrupting in the economy and anxiety of people. The public anxiety has increased the psychological burden on government and healthcare professionals, resulting in a government worker suicide in Japan. The terrified people are asking the government for border measures. However, are border measures possible for this virus? By analyzing 48 almost complete virus genome sequences, we found out that the viruses that invaded Taiwan, the United States, and Japan were introduced independently. We identified thirteen parsimony-informative sites and three groups (CTC, TCC, and TCT). Viruses found outside China did not form a monophyletic clade, opposite to previous study. These results suggest the difficulty of implementing effective border measures against this virus.

研究の動機と目的

• 台湾、米国、日本におけるSARS-CoV-2の遺伝的起源および伝播経路を調査すること。
• ウイルスの系統解析に基づいて、境界管理措置がSARS-CoV-2の拡散を抑える可能性を評価すること。
• 中国国外のSARS-CoV-2系統が単系クラスターを形成するかどうかを特定し、単一の導入を示唆するかを検証すること。
• 伝播ダイナミクスを反映する系統的変異を示す系統的情報を持つ部位と遺伝的系統を同定すること。
• 旅行制限の生物学的根拠を評価し、公衆衛生政策に情報提供すること。

提案手法

• 世界中の分離株から得た48例のほぼ完全なSARS-CoV-2ゲノム配列を用いて系統解析を実施した。
• 系統的関係を推定するために最大尤度法を用いた。
• 遺伝的分岐と系統形成を追跡するために系統的情報を持つ部位を同定した。
• ヌクレオチド置換に基づき、ウイルス系統をCTC、TCC、TCTの3つのグループに分類した。
• 中国国外のSARS-CoV-2系統の非単系クラスタリングを評価し、独立した導入の有無を検証した。
• 境界管理措置および伝播ダイナミクスへの影響を評価するために、遺伝的データを分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 台湾、米国、日本からのSARS-CoV-2分離株間の遺伝的関係は何か？
• RQ2 中国国外のSARS-CoV-2系統は単系クラスターを形成するか。これは単一の導入を示唆するか？
• RQ3 台湾、米国、日本への独立した導入は、合計で何回発生したか？
• RQ4 どのヌクレオチド部位が系統的情報を持ち、重要な進化的分岐点を示唆するか？
• RQ5 ウイルス系統（CTC、TCC、TCT）は、地理的起源および伝播経路とどの程度相関するか？

主な発見

• 台湾、米国、日本におけるSARS-CoV-2ウイルスは、単一の源からではなく、独立して導入された。
• 中国国外のSARS-CoV-2系統は単系クラスターを形成せず、以前の単一導入の仮定に反する。
• 13の系統的情報を持つ部位が同定され、系統間で顕著な遺伝的多様性が示された。
• 特定のヌクレオチド置換に基づき、CTC、TCC、TCTの3つの明確なウイルス系統が定義された。
• 観察された遺伝的多様性は、中国を原点とする複数回のスプライシングイベントを示唆している。
• 研究結果は、ウイルスの導入が多数存在するため、境界管理措置が有効でない可能性が高いことを示唆している。