Pemodelan klade virus meningkatkan prediksi tingkat pertumbuhan COVID-19

Sebuah studi baru oleh para peneliti dari Universitas Connecticut menunjukkan korelasi antara kejadian klade spesifik sindrom pernafasan akut parah coronavirus 2 (SARS-CoV-2) dan tingkat pertumbuhan penyakit coronavirus yang terkait dengan penyakit 2019 (COVID-19).

Derek Corcoran dan koleganya menemukan bahwa model dinamika pertumbuhan COVID-19 awal yang mencakup klade yang berbeda memutasi virus untuk secara signifikan meningkatkan prediksi tingkat pertumbuhan.

Juga lebih penting untuk memasukkan klade dalam model daripada menggunakan varian D614G SARS-CoV-2, yang dikaitkan dengan peningkatan viral load dan infektivitas.

Lebih khusus lagi, insiden kelas 19A dan 19B yang lebih tinggi, yang terjadi selama wabah Wuhan, berkorelasi dengan tingkat pertumbuhan yang lebih rendah. Insiden kelas 20A dan 20C yang lebih tinggi, yang muncul dari 19A dan menonjol di awal wabah Eropa, berkorelasi dengan tingkat pertumbuhan yang lebih tinggi.

Menurut peneliti, COVID-19 berpotensi tumbuh lebih cepat di kawasan yang didominasi oleh lempung 20A dan 20C, yang mencakup sebagian besar Amerika Selatan dan Utara, tanpa intervensi.

Versi pra-cetak kertas tersedia di server medRxiv*, saat artikel sedang ditinjau.

Model saat ini tidak mengandung klade genetik yang berbeda

Ketika SARS-CoV-2 menyebar ke seluruh dunia dan menginfeksi jutaan orang, virus ini bermutasi menjadi klade yang beragam dengan tingkat prevalensi yang berbeda tergantung pada wilayah geografis.

Meskipun sebagian besar mutasi yang terlibat diperkirakan tidak penting, diperkirakan bahwa beberapa mutasi pada protein telinga SARS-CoV-2 memengaruhi tahap kritis di mana virus menginfeksi sel manusia, yang dapat mengubah transmisi dan dinamika penyakit.

“Jika benar, kami mengharapkan peningkatan tingkat pertumbuhan kasus COVID-19 yang dilaporkan di wilayah yang didominasi oleh virus dengan protein yang diubah ini,” kata para peneliti.

Namun, model yang saat ini digunakan untuk menginformasikan langkah-langkah mitigasi dan kapasitas perawatan kesehatan biasanya mengasumsikan kemungkinan penularan dan patogenisitas yang setara.

“Memahami apakah kelongsong genetik berbeda dalam hal infektivitas dan, jika demikian, di tempat yang paling umum, akan membantu upaya merancang strategi intervensi efektif yang mengendalikan virus dan mengakhiri pandemi.”

Meskipun beberapa penelitian klinis telah menunjukkan bahwa varian SARS-CoV-2 D614G dikaitkan dengan peningkatan viral load, tidak jelas apakah pembawa mutasi ini lebih menular, dan tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa varian tersebut dikaitkan dengan peningkatan virulensi. tidak.

Kelas 19A dan 19B mendominasi sebagian besar di Oseania dan Asia Tenggara, sedangkan Kelas 20A, 20B dan 20C mendominasi di Amerika Selatan, Eropa dan Amerika Utara.

Apa yang para peneliti lakukan?

Corcoran dan rekannya menguji apakah terjadinya klade tertentu atau varian D614G dalam suatu populasi dikaitkan dengan tingkat pertumbuhan penyakit yang lebih tinggi.

Tim tersebut mendasarkan model mereka pada model dinamika infeksi awal sebelumnya yang menyoroti efek dari faktor-faktor yang berpotensi penting lainnya, termasuk sinar ultraviolet, suhu, kelembaban, dan struktur usia populasi.

Apa yang ditemukan para peneliti?

Para peneliti tidak menemukan bukti bahwa varian D164G saja berkontribusi pada tingkat pertumbuhan awal COVID-19.

Di sisi lain, alokasi clade meningkatkan kemampuan menggambarkan dinamika pertumbuhan COVID-19 di awal pandemi. Memasukkan gaun dalam model, prediksi meningkat secara signifikan dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yang hanya memasukkan variabel cuaca dan demografis.

Rasio yang lebih tinggi dari klade 20A dan 20C dikaitkan dengan tingkat pertumbuhan COVID-19 yang lebih tinggi, sementara tingkat yang lebih tinggi dari klade 19A dan 19B dikaitkan dengan tingkat pertumbuhan yang lebih rendah.

Prediksi laju pertumbuhan COVID-19 (variasi warna dari biru tua ke kuning) berdasarkan interaksi antara kelembaban relatif dan rasio lempung 20C. Rasio tanah liat 20C yang lebih tinggi dan kelembaban relatif yang lebih rendah dikaitkan dengan nilai laju pertumbuhan COVID-19 yang lebih tinggi. Kluster adalah produk sampingan dari GAM yang memperhalus sifat diskrit klasifikasi menurut node di Boosted Regression Trees.

Kelembaban tampaknya berperan

Tim juga menemukan bahwa kelembapan tampaknya berinteraksi dengan klade virus dengan cara yang dapat meningkatkan atau menurunkan infektivitas.

Misalnya, tanah liat 20A dan 20C menghasilkan tingkat pertumbuhan tertinggi bila ditambah dengan kelembaban rendah.

Menurut peneliti, hal ini menunjukkan bahwa dampak identitas klade mungkin lebih penting jika disertai dengan kondisi cuaca tertentu.

Tingkat pertumbuhan bisa meningkat di Afrika, Amerika Selatan dan Amerika Utara

Tim juga melaporkan bahwa Afrika, Amerika Selatan, dan Amerika Utara memiliki persentase tertinggi dari kelas 20A dan 20C selama Agustus, menunjukkan potensi peningkatan tingkat pertumbuhan COVID-19 di tiga wilayah benua ini di masa depan.

Corcoran dan rekan menunjukkan bahwa meskipun korelasi antara tingkat pertumbuhan COVID-19 dan terjadinya klade tertentu telah diidentifikasi, belum ada kesimpulan yang dapat ditarik tentang kausalitas. Kausalitas dan korelasi hanya bisa dipisahkan dengan uji coba terkontrol.

Sementara itu, pemantauan genom lanjutan sangat penting untuk menentukan apakah klade tertentu terkait dengan pandemi saat ini atau perubahan frekuensi di masa depan seiring waktu, kata para peneliti.

Karena kami memahami lebih banyak tentang evolusi agen penyakit, seperti SARS-Cov-2, informasi ini akan membantu kami membuat prediksi yang akurat tentang wabah di masa mendatang dan merancang intervensi kesehatan masyarakat yang efektif untuk mengatasi pandemi ini. untuk mengakhiri dan mencegah yang baru muncul, ”mereka menyimpulkan.

* Pemberitahuan Penting

medRxiv menerbitkan laporan ilmiah pendahuluan yang tidak dinilai oleh rekan sejawat dan oleh karena itu tidak boleh dianggap konklusif, harus memandu praktik klinis / perilaku terkait kesehatan, atau harus diperlakukan sebagai informasi yang ditetapkan.