Infectious Disease Week 2021にて発表

新型の SARS-CoV-2 （SCV-2）株に対する診断法やワクチンの開発は、ウイルスゲノム配列の解読にかかっています。研究者たちは、SCV-2 ゲノムを選択的に標的とするために、費用対効果が高く、高感度のアンプリコンベース（ARTICなど）やハイブリッドキャプチャ・シーケンシング（ SARS-CoV-2 NGSアッセイなど）に注目しています。ウイルスサーベイランスにおけるハイブリッドキャプチャの優位性を示すため、予測モデリングを実施し、SCV-2のゲノム上で変異が起こりやすい領域を評価しました。これはアンプリコンシーケンシングにおける多重化PCRステップでのプライマー効率に影響を与える可能性があるものです。GISAIDに登録されているVOC（variant of concern、懸念される変異株）およびVOI（variant of interest、注目すべき変異株）の383,656個のゲノム配列を解析したところ、101,432個（27％）のウイルスが、ARTICプライマーの３’末端から最後の６塩基対に１つ以上のミスマッチを持っていることが分かりました。一方、ハイブリッドキャプチャ・シーケンシングに同様の影響を及ぼすと予測される十分な変異（10個以上）を持つウイルスは、わずか38種類（0.01％）に過ぎませんでした。我々は、ARTICプライマーに過剰な変異を持つ４種類の分離株を同定し、それらの合成ゲノムを作製して、ARTICアンプリコンシーケンスの性能を Twist Bioscienceの SARS-CoV-2 NGSアッセイと比較しました。それぞれの株について、アンプリコンライブラリについてのみ、シーケンスカバレッジのドロップアウトが観察されましたが、ハイブリッドキャプチャでは観察されませんでした。なお、２つのサンプルでは、リバースプライマーの 1 bp のミスマッチが原因で、さらにARTICアンプリコン72のドロップアウトが観察されました。また、未変異のリファレンスコントロール（ Twist Synthetic SARS-CoV-2 RNA Control 2）を用いてドロップアウトを比較したところ、ハイブリッドキャプチャでは50X以上のカバレッジで99.5％の塩基が配列決定されたのに対し、アンプリコンシーケンスでは92.1％であることが分かりました。これらの結果を総合すると、ハイブリッドキャプチャはゲノムの変異により強く、ドロップアウトを少なくすることができると分かります。アンプリコンシーケンスは、低コストでウイルスサーベイランスを行うことができますが、その反面、シーケンスのドロップアウトが起こり、ウイルス系統の分類に誤りが生じる可能性があります。SCV-2 に変異が蓄積されていくのが確実であることから、その状況はさらに悪化していくでしょう。したがって、ハイブリッドキャプチャは、ウイルスサーベイランスのための強固で包括的なソリューションであると言えます。