SARS-CoV-2-varianten, waaronder zorgwekkende varianten, ontstaan bij voorkeur bij immuungecompromitteerde mensen vanwege een langdurige aanwezigheid van SARS-CoV-2 RNA en evolutie binnen de gastheer. De evolutionaire processen zijn echter niet volledig duidelijk op grond van de genetische karakterisering van het virus binnen de gastheer en sequencing van het gehele genoom (WGS). Tijdens CROI 2024 presenteerde dr. Sung Hee Ko (National Institutes of Health, Bethesda, Verenigde Staten) het onderzoek met de centrale vraag hoe SARS-CoV-2 zich biologisch ontwikkelt bij mensen met hiv.
High-throughput single-genome amplification and sequencing (HT-SGS) is een geschikter alternatief dan WGS voor het maken van schattingen van de populatiediversiteit binnen de gastheer. Hiermee kunnen unieke gekoppelde mutatiegroepen (d.w.z. haplotypen) op het niveau van enkelvoudige genomen worden gedetecteerd, waardoor een beter inzicht mogelijk wordt van de evolutionaire relatie tussen virussen. Het doel van de studie was om te onderzoeken hoe SARS-CoV-2 zich ontwikkelt bij mensen met hiv. Om deze vraag te beantwoorden, werd gekeken naar genetische diversiteit van SARS-CoV-2, dynamiek van SARS-CoV-2 evolutie en selectie van SARS-CoV-2 varianten.
Sequenties zijn bepaald van SARS-CoV-2 spikegenen in neusswabs van longitudinale monstersets van 25 mensen zonder hiv (MZH) en 22 mensen met hiv (MMH), die waren onderverdeeld op basis van aantallen CD4 T-cellen (CD4-counts). HT-SGS werd ontwikkeld, waarbij gebruik werd gemaakt van single molecule real-time technologie (SMRT) van Pacific Biosciences gekoppeld aan unieke moleculaire identificatoren (UMI’s) van virusgenoomsequenties, om met hoge nauwkeurigheid tot ~1000 monokopiesequenties per monster te genereren.
De diversiteit aan spikegenen binnen de gastheer was significant hoger bij MMH met CD4-counts <200 cellen/μl dan bij andere subgroepen. Deze individuen hadden een mediaan van 3,5 secundaire Pango-stammen per persoon, terwijl MZH geen secundaire stammen hadden. Door longitudinale analyse werden opmerkelijke kenmerken van SARS-CoV-2-dynamiek waargenomen bij MMH met CD4-counts <200 cellen/μl, waaronder 1) een grote mate van vroege diversiteit, beginnend kort na het ontstaan van COVID-19 symptomen, 2) snelle veranderingen in frequentie van de meest voorkomende haplotypen, en 3) grote veranderingen in de tijd in de samenstelling van haplotypen van de populatie. Polymorfismen binnen de gastheer bij MMH met CD4-counts <200 cellen/μl bevatten grotere aantallen synonieme (wijzend op meer virus replicerende cycli) en niet-synonieme mutaties (vaak overlappend met definiërende mutaties van zorgwekkende varianten) dan bij andere subgroepen. Dit wijst op een hoge totale mutatielast bij mensen met een gevorderd stadium van hiv. Daarnaast waren er aanwijzingen dat genevolutiepatronen bij MMH met CD4-counts <200 cellen/μl het gevolg waren van aanpassing van het virus aan de gastheer door selectieve invloeden (positieve selectie).
Dit onderzoek heeft aan het licht gebracht dat er unieke virus genetische aspecten van SARS-CoV-2 infecties zijn bij mensen met een gevorderde hiv-infectie, die het risico op het genereren van nieuwe varianten aanzienlijk verhogen. De resultaten wijzen uit dat hiv-behandeling met antiretrovirale therapie bij mensen met een gevorderde hiv-infectie ertoe kan bijdragen dat de persistentie en evolutie van SARS-CoV-2 binnen de gastheer wordt beperkt.
Referentie
Ko SH, Radecki P, Belinky F, et al. Rapid Emergence and Adaptive Evolution of SARS-CoV-2 Variants in Advanced HIV Infection. Gepresenteerd tijdens CROI 2024; abstract 145.
Naar boven
