超深度测序揭示来自智利的 SARS-CoV-2 样本中的宿主内多样性与选择约束

《Scientific Reports》：Ultra-deep sequencing reveals intra-host diversity and selective constraint in SARS-CoV-2 samples from Chile

　　

摘要

SARS-CoV-2 基因组监测主要关注共识基因组，但感染个体内的低频变异可以提供关于病毒多样性、混合感染和早期进化过程的额外见解。在此，我们使用 MGI ATOPlex 平台和 DNBSeq-G400 测序，对 2020 年至 2022 年间在智利收集的 96 个 SARS-CoV-2 样本进行了超深度全基因组测序。该数据集达到了约 60,000×的平均深度，使得宿主内单核苷酸变异（iSNV）的保守检测成为可能。经过严格过滤后，我们确定了 2,890 个主要 iSNV。这些变异主要存在于低至中等等位基因频率，测序深度支持良好，并显示出以 C > T 变化为主的突变谱，这与之前的 SARS-CoV-2 宿主内研究一致。使用谱系特异性突变匹配方法，我们检测到了 13 个候选共感染，得到了亚共识频率下次要谱系突变的支持。这些事件与智利谱系重叠和替换时期相符。贝叶斯建模表明 Ct 值和测序深度对 iSNV 负荷的影响较小，而奥密克戎和候选共感染样本显示出 iSNV 数量增加的趋势。最后，基于 iSNV 的 dN/dS 分析表明，宿主内 SARS-CoV-2 进化主要由净化选择主导，在刺突蛋白和选定辅助基因中存在局部的非同义富集。候选共感染在几个位点显示出较高的表观非同义信号，尽管这可能部分反映了谱系混合。总之，我们的结果为智利 SARS-CoV-2 宿主内多样性提供了高分辨率的视角，并强调了超深度测序作为共识水平基因组监测补充的价值。