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追踪南非SARS-CoV-2奥密克戎谱系的空间起源与传播路径
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月29日 来源:Nature Communications 14.7
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推荐 为解析SARS-CoV-2奥密克戎(Omicron)谱系的地理起源与扩散模式,研究人员基于贝叶斯系统地理学分析,结合全球和南非的基因组监测数据,揭示了奥密克戎BA.1至BA.5及BA.2.86谱系可能起源于南非东北部,尤其是豪登省。研究强调了加强区域基因组监测对早期预警和全球疫情防控的重要性。
论文解读
自2021年11月奥密克戎变异株首次在南非被发现以来,其迅速传播与高度变异性引发了全球关注。作为COVID-19疫情中的关键变异株,奥密克戎的多个亚谱系(如BA.1至BA.5及BA.2.86)在全球范围内引发了多轮感染浪潮。然而,这些谱系的起源地及其早期传播路径仍存在争议。为解决这一问题,南非的研究团队通过整合基因组数据和空间分析技术,系统重建了奥密克戎谱系的时空传播动态。
研究团队利用贝叶斯系统地理学方法,结合来自全球基因组数据库(GISAID)的超过1600万条SARS-CoV-2序列数据,重点分析了奥密克戎BA.1至BA.5及BA.2.86谱系的早期传播模式。结果显示,南非东北部地区,尤其是豪登省,可能是这些谱系的主要起源地。尽管部分谱系(如BA.5)的全球扩散可能始于邻国斯威士兰,但整体而言,南非在奥密克戎谱系的早期演化中扮演了关键角色。
为开展研究,团队采用了贝叶斯系统地理学分析和空间映射技术。首先,通过GISAID数据库获取全球SARS-CoV-2基因组序列,并利用PANGOLIN工具进行谱系分类。随后,基于时间分辨的最大似然树(MCC)和分子钟模型,重建了各谱系的演化时间线。最后,结合空间扩散模型和地理坐标数据,推断出各谱系祖先的地理起源及其传播路径。
研究结果表明,奥密克戎BA.1至BA.5及BA.2.86谱系的共同祖先(Most Recent Common Ancestor, MRCA)大多可追溯至南非东北部地区。其中,豪登省被确定为BA.1、BA.2、BA.4及BA.2.86的主要起源地,而BA.3和BA.5则分别起源于姆普马兰加省和斯威士兰。尽管部分省份的检测率和测序覆盖率存在差异,但整体数据支持南非作为奥密克戎谱系扩散起点的结论。
研究结论强调了加强南非及周边国家基因组监测的重要性。豪登省作为交通枢纽和人口密集区,可能在病毒传播中发挥了放大作用。然而,现有数据的局限性(如低检测率和采样偏差)可能导致起源推断的不确定性。为此,研究建议扩大基因组监测范围,特别是在免疫功能低下人群中追踪慢性感染病例,以更全面地理解病毒进化机制。
奥密克戎谱系的快速演化与免疫逃逸特性表明,持续监测对于预测未来变异株的出现至关重要。研究不仅揭示了南非在全球疫情中的关键地位,还为制定全球防控策略提供了科学依据。通过加强区域合作与数据共享,可更有效地应对未来可能出现的新型变异株威胁。
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