Исследование предсказывает возможные источники новых коронавирусов
Новое исследование Ливерпульского университета предполагает, что потенциальные масштабы генерации новых коронавирусов у диких и домашних животных могли быть сильно недооценены.
Опубликованное в Nature Communications, это исследование с использованием машинного обучения идентифицирует млекопитающих, которые являются потенциальными источниками для генерации новых коронавирусов. В их число входят виды, замешанные в предыдущих вспышках (например, подковоносы, пальмовые циветы и панголины), а также некоторые новые кандидаты.
Предсказание того, какие животные потенциально могут стать источником будущей вспышки коронавируса, может помочь в разработке подходов для снижения риска возникновения коронавирусов у животных и их перехода (spill-over) на человеческие популяции.
"Новые коронавирусы могут возникать, когда два разных штамма коинфицируют животное, вызывая рекомбинацию вирусного генетического материала. Наше понимание того, насколько разные млекопитающие восприимчивы к различным коронавирусам, было ограниченным, но такая информация могла бы дать представление о том, где может происходить вирусная рекомбинация", — пояснила соавтор исследования доктор Майя Варде из Института инфекций, ветеринарных и экологических наук.
Исследователи попытались восполнить этот пробел в знаниях, используя подход машинного обучения для прогнозирования взаимосвязей между 411 штаммами коронавируса и 876 потенциальными видами млекопитающих-хозяев. Они предсказывают млекопитающих, которые с наибольшей вероятностью могут быть коинфицированы и, следовательно, стать потенциальными хозяевами для рекомбинации и производства новых коронавирусов.
Их результаты показывают, что существует как минимум в 11 раз больше ассоциаций между видами млекопитающих и штаммами коронавирусов, чем наблюдалось на сегодняшний день. Кроме того, они оценивают, что существует более чем в 40 раз больше видов млекопитающих, которые могут быть инфицированы разнообразным набором штаммов коронавируса, чем было известно ранее.
"Учитывая, что коронавирусы часто подвергаются рекомбинации при коинфекции хозяина, и что SARS-CoV-2 высокоинфекционен для людей, наиболее непосредственная угроза общественному здоровью — это рекомбинация других коронавирусов с SARS-CoV-2", — заявил соавтор исследования доктор Маркус Блэгроув.
Исследователи также определили хозяев, в которых потенциально может происходить рекомбинация с SARS-CoV-2, и указывают, что таких видов-хозяев может быть в 30 раз больше, чем известно в настоящее время. Среди новых предсказанных хозяев — дромадер, африканская зеленая мартышка и малый азиатский желтый кожан.
Выделяя в качестве конкретного примера высокорисковый сценарий рекомбинации между высокотрансмиссивным SARS-CoV-2 и более смертоносным MERS-CoV, исследователи также идентифицируют 102 потенциальных хозяина для рекомбинации этих двух вирусов и рекомендуют мониторинг этого события.
Исследователи отмечают, что их результаты основаны на ограниченных данных о геномах коронавирусов и ассоциациях вирус-хозяин, а также на предвзятости исследований в отношении определенных видов животных, что создает неопределенность в прогнозах. Однако недавнее тестирование потенциальных млекопитающих-хозяев на восприимчивость к SARS-CoV-2 уже подтвердило ряд их предсказаний, таких как енотовидная собака, домашняя коза и альпака.
"Важно отметить, что вирусная рекомбинация отличается от мутаций. Рекомбинация происходит в течение более длительных периодов времени и может генерировать совершенно новые штаммы или виды. Наша работа может помочь нацелить программы эпиднадзора на обнаружение будущих штаммов до того, как они перейдут к людям, давая нам преимущество в борьбе с ними", — заключил доктор Блэгроув.
Исследователи теперь планируют расширить свою модель, включив в нее виды птиц, чтобы охватить весь спектр важных хозяев коронавирусов, а также сеть контактов на уровне видов, учитывающую поведение и использование среды обитания видами-хозяевами, чтобы дать более широкий обзор потенциальных ассоциаций коронавирусов.