[논문 리뷰] 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 Suzuki외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 20.

SARS-CoV-2 and COVID-19 Research참고 문헌 20인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 48개의 SARS-CoV-2 게놈 서열에 대한 계통발생 분석을 통해 바이러스가 대만, 미국, 일본에 독립적으로 유입되었음을 입증하며, 단일 유입이라는 개념에 도전한다. 연구 결과는 중국 외부에서의 비단일계통적 군집을 드러내며, 세 가지 별개의 바이러스 계통(CCT, TCC, TCT)을 규명하여, 다수의 독립적 유입으로 인해 국경 통제 조치의 효과가 제한적일 것임을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 대만, 미국, 일본에서의 SARS-CoV-2 유전적 기원과 전파 경로를 조사하기 위해.
• 바이러스 계통발생학적 데이터를 바탕으로 국경 통제 조치가 SARS-CoV-2 전파를 억제하는 데 가능성이 있는지 평가하기 위해.
• 중국 외부 국가에서의 SARS-CoV-2 바이러스가 단일 유입을 반영하는 단일계통적 군집을 형성하는지 여부를 확인하기 위해.
• 전파 역학을 반영하는 파싱턴-정보적 사이트와 유전적 계통을 규명하기 위해.
• 여행 제한 조치의 생물학적 근거로서의 제한성에 기반한 공중보건 정책 평가를 위해.

제안 방법

• 글로벌 분리체에서의 48개의 거의 완전한 SARS-CoV-2 게놈 서열을 사용하여 계통발생 분석을 수행하였다.
• 바이러스 서열 간의 진화적 관계를 추론하기 위해 최소합리성 방법을 적용하였다.
• 유전적 분열과 계통 형성의 흐름을 추적하기 위해 파싱턴-정보적 사이트를 규명하였다.
• 염기서열 치환을 기반으로 바이러스 계통을 CTC, TCC, TCT의 세 그룹으로 분류하였다.
• 중국 외부 SARS-CoV-2 바이러스가 비단일계통적 군집을 보이는지 평가하여 독립적 유입 여부를 검토하였다.
• 국경 통제 및 전파 역학에 대한 영향을 평가하기 위해 유전적 자료를 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대만, 미국, 일본에서의 SARS-CoV-2 분리체 간의 유전적 관계는 어떠한가?
• RQ2 중국 외부에서의 SARS-CoV-2 바이러스가 단일 유입을 반영하는 단일계통적 군집을 형성하는가?
• RQ3 대만, 미국, 일본으로의 독립적 유입 사건은 몇 건이었는가?
• RQ4 어느 염기서열 사이트가 파싱턴-정보적이며 핵심 진화적 분열 지점을 반영하는가?
• RQ5 바이러스 계통(CCT, TCC, TCT)이 지리적 기원과 전파 경로와 얼마나 관련이 있는가?

주요 결과

• 대만, 미국, 일본의 SARS-CoV-2 바이러스는 단일 원천에서 유래한 것이 아니라 독립적으로 유입되었다.
• 중국 외부 SARS-CoV-2 바이러스는 단일계통적 군집을 형성하지 않았으며, 이는 이전의 단일 유입 가정과 모순된다.
• 13개의 파싱턴-정보적 사이트가 규명되었으며, 이는 계통 간에 상당한 유전적 다양성을 반영한다.
• 특정 염기서열 치환을 통해 CTC, TCC, TCT의 세 가지 별개의 바이러스 계통이 정의되었다.
• 관찰된 유전적 다양성은 원천이 중국일 가능성이 높은 다수의 스플라시어 사건을 시사한다.
• 연구 결과는 바이러스의 다수의 유입으로 인해 국경 통제 조치가 효과가 없을 것임을 암시한다.