• Facebook
  • linkedin
  • Youtube

Uppkomst av SARS-CoV-2 B.1.1.7 Härstamning

USA, 29 december 202012 januari 2021

Summer E. Galloway, PhD 1 ;Prabasaj Paul, PhD 1 ;Duncan R. MacCannell, PhD 2;Michael A. Johansson, PhD 1 ;

John T. Brooks, MD 1;Adam MacNeil, PhD 1 ;Rachel B. Slayton, PhD 1 ;Suxiang Tong, PhD 1 ;Benjamin J. Silk, PhD 1 ;Gregory L. Armstrong, MD 2;

Matthew Biggerstaff, ScD 1 ;Vivien G. Dugan, PhD

Den 15 januari 2021 publicerades denna rapport som en MMWRTidig release på MMWR:s webbplats (https://www.cdc.gov/mmwr).

Den 14 december 2020 rapporterade Storbritannienen SARS-CoV-2 variant av oro (VOC), härstamning B.1.1.7,även kallad VOC 202012/01 eller 20I/501Y.V1.* DenB.1.1.7-varianten beräknas ha dykt upp i september2020 och har snabbt blivit den dominerande cirkulerandeSARS-CoV-2-variant i England (1).B.1.1.7 har varitupptäckts i över 30 länder, inklusive USA.Somav den 13 januari 2021 har cirka 76 fall av B.1.1.7upptäckts i 12 amerikanska delstater.Flera bevislinjerindikera att B.1.1.7 sänds mer effektivt än vad som ärandra SARS-CoV-2-varianter (13).Den modellerade banan fördenna variant i USA uppvisar snabb tillväxt i början av 2021,blir den dominerande varianten i mars.ÖkadeSARS-CoV-2-överföring kan hota ansträngd sjukvårdresurser, kräver ett utökat och mer rigoröst genomförandeav folkhälsostrategier (4), och öka andelen avbefolkningsimmunitet som krävs för pandemikontroll.Taråtgärder för att minska överföringen nu kan minska potentialeneffekterna av B.1.1.7 och tillåta kritisk tid för att öka vaccinationentäckning.Tillsammans förbättrad genomisk övervakningkombinerat med fortsatt efterlevnad av effektiv offentlighethälsoåtgärder, inklusive vaccination, fysisk distansering,användning av masker, handhygien och isolering och karantän, kommervara avgörande för att begränsa spridningen av SARS-CoV-2, virusetsom orsakar coronavirus sjukdom 2019 (COVID-19).Strategisktestning av personer utan symtom men med högre risk förinfektion, såsom de som exponerats för SARS-CoV-2 eller som harfrekvent oundviklig kontakt med allmänheten, ger en annanmöjlighet att begränsa pågående spridning.

Global genomisk övervakning och snabb delning med öppen källkodning av virala genomsekvenser har underlättat nästan realtidupptäckt, jämförelse och spårning av utvecklande SARS-CoV-2varianter som kan informera folkhälsoinsatser för att kontrollerapandemisk.Medan vissa mutationer i det virala genometkomma upp och sedan dra sig tillbaka, andra kan ge en selektiv fördelta till varianten, inklusive förbättrad överföringsförmåga, så atten sådan variant kan snabbt dominera andra cirkulerande varianter.

Tidigt i pandemin, varianter av SARS-CoV-2 innehållandeD614G-mutationen i spike (S)-proteinet som ökarreceptorbindningsaviditet blev snabbt dominerande hos mångageografiska regioner (5,6).Under senhösten 2020 rapporterade flera länder att de upptäcktSARS-CoV-2-varianter som sprider sig mer effektivt.Dessutomtill B.1.1.7-varianten inkluderar anmärkningsvärda varianter B.1.351härstamning som först upptäcktes i Sydafrika och den nyligen identifieradeB.1.1.28 subclade (döpt om"P.1) upptäckts hos fyra resenärerfrån Brasilien under rutinmässig screening på Haneda (Tokyo)flygplats.§ Dessa varianter bär en konstellation av genetiska mutationer, inklusive i den S-proteinreceptorbindande domänen,som är avgörande för att binda till värdcellens angiotensin-omvandling av enzym-2 (ACE-2) receptor för att underlätta virusinträde.Bevis tyder på att andra mutationer finns i dessavarianter kan ge inte bara ökad överföringsförmåga utankan också påverka prestandan för viss diagnostisk realtidomvänd transkriptionpolymeraskedjereaktion (RT-PCR)analyseroch minska känsligheten för neutraliserande antikroppar(2,3,510).En färsk fallrapport dokumenterade det första fallet avSARS-CoV-2-återinfektion i Brasilien med en SARS-CoV-2-variantsom innehöll E484K-mutationen,** som har visatsför att minska neutralisering av konvalescenta sera och monoklonalaantikroppar (9,10).

Denna rapport fokuserar på framväxten av B.1.1.7-varianteni USA.Från och med den 12 januari 2021, varkenB.1.351 eller P.1-varianterna har upptäckts iFörenta staterna.För information om framväxande SARS-CoV-2varianter av oro, CDC har en webbsida dedikerad tilltillhandahålla information om nya SARS-CoV-2-varianter.††

 B.1.1.7 härstamning (20I/501Y.V1)

B.1.1.7-varianten bär på en mutation i S-proteinet(N501Y) som påverkar konformationen av receptorbindningdomän.Denna variant har 13 andra B.1.1.7 härstamningsdefinierande mutationer (tabell), av vilka flera finns i S-proteinet,inklusive en radering vid positionerna 69 och 70 (del6970) detutvecklats spontant i andra SARS-CoV-2-varianter och ärhypotesen ökar överföringsförmågan (2,7).Borttagningenvid positionerna 69 och 70 orsakar S-genens målfel (SGTF)i minst en RT-PCRbaserad diagnostisk analys (dvs. medThermoFisher Taq Path COVID-19-analys, B.1.1.7 varimyra och andra varianter med del6970 ger ett negativtresultat för S-genmål och ett positivt resultat för de andra tvåmål);SGTF har fungerat som ombud i Storbritannienför att identifiera B.1.1.7 fall (1).Flera bevis visar att B.1.1.7 är meröverförs effektivt jämfört med andra SARS-CoV-2varianter som cirkulerar i Storbritannien.Storbritanniens regioner meden högre andel B.1.1.7-sekvenser hade snabbare epidemitillväxt än vad andra områden gjorde, ökade diagnoserna med SGTFsnabbare än icke-SGTF-diagnoser inom samma områden, och ahögre andel kontakter infekterades av indexpatientermed B.1.1.7-infektioner än av indexpatienter infekterade medandra varianter (1,3).Variant B.1.1.7 har potential att öka den amerikanska pannandemisk bana under de kommande månaderna.För att illustrera denna effekt,en enkel kompartmentmodell med två varianter utvecklades.Den nuvarande amerikanska prevalensen av B.1.1.7 bland alla cirkulerandevirus är okänt men tros vara <0,5 % baserat påbegränsat antal upptäckta fall och SGTF-data (8).Förmodellen inkluderade initiala antaganden en B.1.1.7-prevalenspå 0,5 % bland alla infektioner, SARS-CoV-2-immunitet fråntidigare infektion på 10 %30 %, en tidsvarierande reproduktionantal (R t ) av 1,1 (minskad men ökande överföring)eller 0,9 (minskande överföring) för nuvarande varianter, och rapporteras incidens av 60 fall per 100 000 personer per dag1 januari 2021. Dessa antaganden representerar inte exaktnågon enskild plats i USA, utan snarare indikera en generalisering avvanliga förhållanden i landet.Förändringen i R t övertid till följd av förvärvad immunitet och ökande prevaLens av B.1.1.7, modellerades, med B.1.1.7 R t antagenatt vara en konstant 1,5 gånger Rt för nuvarande varianter, baserat påinitiala uppskattningar från Storbritannien (1,3).Därefter modellerades den potentiella effekten av vaccinationförutsatt att 1 miljon vaccindoser administrerades perdag som börjar 1 januari 2021, och att 95 % immunitetuppnåddes 14 dagar efter mottagandet av 2 doser.Specifikt,immunitet mot infektion med antingen nuvarande varianter ellerB.1.1.7 variant antogs, även om effektiviteten ochskyddets varaktighet mot infektion är fortfarande osäker,eftersom dessa inte var det primära effektmåttet i kliniska prövningarför initiala vacciner.I denna modell är B.1.1.7-prevalensen initialt låg, men ändå pgadet är mer överförbart än nuvarande varianter, visar detsnabb tillväxt i början av 2021 och blev den dominerande variantenmyra i mars (Figur 1).Oavsett om överföring av strömvarianter ökar (initial Rt = 1,1) eller minskar långsamt(initial Rt = 0,9) i januari driver B.1.1.7 en väsentlig förändringi överföringsbanan och en ny fas av exponentielltillväxt.Med vaccination som skyddar mot infektiontidiga epidemiska banor förändras inte och B.1.1.7 spridsfortfarande förekommer (Figur 2).Men efter att B.1.1.7 blir dendominerande variant, reducerades dess transmission avsevärt.Effekten av vaccination på att minska överföringen i närområdetsikt var störst i det scenario där överföring varredan minskande (initial Rt = 0,9) (Figur 2).Tidiga ansträngningar attkan begränsa spridningen av B.1.1.7-varianten, som universal ochökad efterlevnad av strategier för att minska folkhälsan,kommer att ge mer tid för pågående vaccination för att uppnå högreimmunitet på befolkningsnivå.

Diskussion

För närvarande finns det ingen känd skillnad i kliniska resultatassocierad med de beskrivna SARS-CoV-2-varianterna;dock,en högre överföringshastighet kommer att leda till att fler fall ökarantalet personer totalt sett som behöver klinisk vård, exacersläpa bördan på ett redan ansträngt hälso- och sjukvårdssystem,och resulterar i fler dödsfall.Fortsatt genomisk övervakningatt identifiera B.1.1.7 fall, samt uppkomsten av andravarianter av oro i USA, är viktigt förCovid-19 folkhälsoåtgärder.Medan SGTF-resultatenkan hjälpa till att identifiera potentiella B.1.1.7-fall som kan bekräftasgenom att sekvensera, identifiera prioriterade varianter som inte uppvisarSGTF förlitar sig uteslutande på sekvensbaserad övervakning.

 

 

 

Variantbeteckning

Första identifieringen  

Karakteristiska mutationer

(protein: mutation)

Antal aktuella sekvensbekräftade fall Antal av

länder med

sekvenser

Plats Datum Förenta staterna Över hela världen  
B.1.1.7 (20I/501Y.V1) Storbritannien september 2020 ORF1ab: T1001I, A1708D, I2230T,

del36753677 SGF

S: del6970 HV, del144 Y, N501Y,

A570D, D614G, P681H, T761I,

S982A, D1118H

ORF8: Q27stop, R52I, Y73C

N: D3L, S235F

76 15 369 36
B.1.351 (20H/501Y.V2) Sydafrika oktober 2020 ORF1ab: K1655N

E: P71L

N: T205I

S:K417N, E484K, N501Y, D614G,

A701V

0 415 13

 

P.1 (20J/501Y.V3 Brasilien och Japan jan 2021 ORF1ab: F681L, I760T, S1188L,

K1795Q, del36753677 SGF, E5662D

S: L18F, T20N, P26S, D138Y, R190S,

K417T, E484K, N501Y, D614G,

H655Y, T1027I

ORF3a: C174G

ORF8: E92K

ORF9: Q77E

ORF14: V49L

N: P80R

0 35 2

 

Förkortningar: del = radering;E = höljeprotein;N = nukleokapsidprotein;ORF = öppen läsram;S = spikprotein.

Erfarenheterna i Storbritannien och B.1.1.7-modellernapresenteras i denna rapport illustrerar effekten en mer smittsamvariant kan ha på antalet fall i en population.Deökad överföringsförmåga av denna variant kräver en ännu merrigorös kombinerad implementering av vaccination och mitigaåtgärder (t.ex. distansering, maskering och handhygien)för att kontrollera spridningen av SARS-CoV-2.Dessa åtgärder kommer att varaeffektivare om de sätts in tidigare än senareför att bromsa den initiala spridningen av B.1.1.7-varianten.Ansträngningar attförbereda hälso- och sjukvården för ytterligare ökningar i fallmotiverat.Ökad överföringsförmåga innebär också att högrevaccinationstäckning än förväntat måste uppnåsuppnå samma nivå av sjukdomskontroll för att skydda allmänhetenjämfört med mindre överförbara varianter.I samarbete med akademi, industri, stat, territoriell,stam- och lokala partners, CDC och andra federala myndighetersamordnar och förbättrar genomisk övervakning ochviruskarakteriseringsinsatser över hela USA.CDCkoordinerar USA:s sekvenseringsinsatser genom SARS-CoV-2Sekvensering för nödsituationer för folkhälsan,Epidemiologi och övervakning (SPHERES)§§konsortium,som inkluderar cirka 170 deltagande institutioner och främjar öppen datadelning för att underlätta användningen av SARS-CoV-2sekvensdata.För att spåra SARS-CoV-2 viral utveckling är CDCimplementera mångfacetterad genomisk övervakning för att förståde epidemiologiska, immunologiska och evolutionära processernasom formar virala fylogenier (fylodynamik);vägleda utbrottundersökningar;och underlätta upptäckten och karakteriseringenmöjliga återinfektioner, vaccingenombrottsfall ochnya virala varianter.I november 2020 etablerade CDCdet nationella programmet SARS-CoV-2 Strain Surveillance (NS3).att förbättra representativiteten för inhemsk SARS-CoV-2sekvenser.Programmet samarbetar med 64 amerikanska publikhälsolaboratorier för att stödja ett genomiskt övervakningssystem;NS3 bygger också en samling SARS-CoV-2-exemplar and sekvenser för att stödja folkhälsorespons och vetenskapligaforskning för att utvärdera effekten av rörande mutationer påbefintliga rekommenderade medicinska motåtgärder.CDC harockså kontrakt med flera stora kommersiella kliniska laboratories för att snabbt sekvensera tiotusentals SARS-CoV-2positiva exemplar varje månad och har finansierat sju akademikerinstitutioner att genomföra genomisk övervakning i partnerskapmed folkhälsomyndigheter, vilket bidrar avsevärt tilltillgången på genomisk övervakningsdata i rätt tid från andra sidanFörenta staterna.Utöver dessa nationella initiativ,många statliga och lokala folkhälsomyndigheter sekvenserar

FIGUR 1. Simulerade fallincidensbanor* för nuvarande SARS-CoV-2-varianter och B.1.1.7-varianten,förutsatt att ingen samhällsvaccinationoch antingen initial Rt = 1,1 (A) eller initial Rt = 0,9 (B) för nuvarande varianterUSA, januariapril 2021

 

Figur 1
figur 2
förkortningar
Figur 1

SARS-CoV-2 för att bättre förstå lokal epidemiologi ochstödja folkhälsoresponsen på pandemin.Resultaten i denna rapport är föremål för minst tre gränsertationer.För det första, storleken på ökningen av transmissibiliteti USA jämfört med det som observerats iStorbritannien är fortfarande oklart.För det andra, förekomsten avB.1.1.7 i USA är också okänt vid denna tidpunkt, menupptäckt av varianter och uppskattning av prevalens kommer att förbättrasmed ökade amerikanska övervakningsinsatser.Slutligen, lokal mitigationsmåtten är också mycket varierande, vilket leder till variation iRt.De specifika utfall som presenteras här är baserade på simuleringaroch antog ingen förändring av begränsningar efter den 1 januari.Den ökade överförbarheten av B.1.1.7-variantkrigetrant rigorös implementering av folkhälsostrategier tillminska överföringen och minska den potentiella effekten av B.1.1.7,köpa kritisk tid för att öka vaccinationstäckningen.CDC'Smodelleringsdata visar att universell användning av och ökad complimed lindrande åtgärder och vaccination är avgörande förminska antalet nya fall och dödsfall avsevärt ikommande månader.Vidare strategisk testning av personer utansymtom på covid-19, men som löper ökad risk förinfektion med SARS-CoV-2, ger ytterligare en möjlighet attbegränsa pågående spridning.Tillsammans förbättrad genomisk övervakninglans i kombination med ökad efterlevnad av folkhälsanbegränsningsstrategier, inklusive vaccination, fysisk distansanvändning av masker, handhygien samt isolering och karantän,kommer att vara avgörande för att begränsa spridningen av SARS-CoV-2 ochskydda folkhälsan.

Erkännanden

Medlemmar i Sequencing for Public Health EmergencyResponse, Epidemiology and Surveillance konsortium;statliga och lokalafolkhälsolaboratorier;Association of Public Health Laboratories;CDC COVID-19 Respons Team;Luftvägsvirus gren,Division of Viral Diseases, CDC.Committee of Medical Journal Editors formulär för avslöjande av potentiellaintressekonflikt.Inga potentiella intressekonflikter avslöjades.

Referenser

1. Folkhälsa England.Utredning av ny SARS-CoV-2-variant: variant av oro 202012/01, teknisk information 3. London, Storbritannien: Public Health England;2020. https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/950823/Variant_of_Concern_VOC_202012_01_Technical_Briefing_3_-_England.pdf
2. Kemp SA, Harvey WT, Datir RP, et al.Återkommande uppkomst och överföring av en SARS-CoV-2 spike deletion ΔH69/V70.bioRxiv[Förtryck publicerat online 14 januari 2021].https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.14.422555v4
3. Volz E, Mishra S, Chand M, et al.Överföring av SARS-CoV-2 härstamning B.1.1.7 i England: insikter från länkning av epidemiologiska och genetiska data.medRxiv [Förtryck publicerat online 4 januari 2021].https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.12.30.20249034v2
4. Honein MA, Christie A, Rose DA, et al.;CDC COVID-19 Respons Team.Sammanfattning av vägledning för folkhälsostrategier för att ta itu med höga nivåer av överföring av SARS-CoV-2 och relaterade dödsfall i samhället, december 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020;69:1860–7.PMID:33301434 https://doi.org/10.15585/949e.2mmwr
5. Volz E, Hill V, McCrone JT, et al.;COG-UK Consortium.Utvärdera effekterna av SARS-CoV-2 spikmutation D614G på transmissibilitet och patogenicitet.Cell 2021;184:64–75.e11.PMID:33275900 https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.020
6. Korber B, Fischer WM, Gnanakaran S, et al.;Sheffield COVID-19 Genomics Group.Spåra förändringar i SARS-CoV-2-spik: bevis på att D614G ökar smittsamheten hos COVID-19-viruset.Cell
2020;182:812–27.PMID:32697968 https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.043
7. McCarthy KR, Rennick LJ, Namnulli S, et al.Naturliga deletioner i SARS-CoV-2 spike glykoprotein driver antikroppsflykt.bioRxiv [Förtryck publicerat online 19 november 2020].https://www.biorxiv.org/content/
10.1101/2020.11.19.389916v18.Washington NL, White S, Schiabor KM, Cirulli ET, Bolze A, Lu JT.S genbortfallsmönster i SARS-CoV-2-tester tyder på spridning av H69del/V70del-mutationen i USA.medRxiv [Förtryck publicerat online 30 december 2020].https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.12.24.20248814v1
9. Weisblum Y, Schmidt F, Zhang F, et al.Fly från neutraliserande antikroppar med SARS-CoV-2 spikproteinvarianter.eLife 2020;9:e61312.PMID:33112236 https://doi.org/10.7554/eLife.61312
10. Greaney AJ, Loes AN, Crawford KHD, et al.Omfattande kartläggning av mutationer till SARS-CoV-2-receptorbindande domän som påverkar igenkänning av polyklonala humana serumantikroppar.bioRxiv [Förtryck publicerat online 4 januari 2021].https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.31.425021v1


Posttid: 2021-02-11