Questo report descrive le caratteristiche genetiche di SARS-CoV-2 identificati in Veneto nel periodo 2 novembre 2020 – 11 gennaio 2021, per un totale di 61 campioni analizzati.

Su mandato regionale l’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie (IZSVe) sta monitorando le caratteristiche genetiche e la variabilità dei ceppi di SARS-CoV-2 presenti in Veneto. L’emergere di mutazioni nel genoma di agenti virali ad RNA come SARS-CoV-2 è un evento naturale ed atteso. Cambiamenti nella trasmissibilità del virus, nella gravità della malattia, nella capacità del virus di sfuggire all’immunità acquisita (post-infezione o vaccinazione) e ai test diagnostici in uso: questi sono gli elementi cruciali che definiscono le dinamiche di interazione di SARS-CoV-2 con la popolazione ospite. Sequenziare il genoma di un virus significa poter riconoscere l’emergere di varianti virali che possono modificare l’andamento e l’impatto dell’epidemia.  Le mutazioni più interessanti sono a livello della proteina Spike del virus data l’importanza che questa riveste per il legame con i recettori cellulari e perché verso di essa sono rivolti i principali anticorpi che danno la protezione verso l’infezione e le forme cliniche.

Si sottolinea che il numero di campioni sequenziati ad oggi dall’IZSVe è limitato rispetto al numero di casi positivi in Veneto e fornisce solo una fotografia parziale delle possibili varianti circolanti nel territorio. Si ringraziano tutti i laboratori della Regione che hanno fornito e continuano a fornire i campioni necessari allo studio dei SARS-CoV-2 circolanti in Veneto e gli autori che hanno condiviso le sequenze nel database GISAID.

Descrizione delle varianti identificate

SARS-CoV-2 è stato classificato in lineage. Ciascun lineage contiene un gruppo di genomi virali caratterizzati da uno specifico set di mutazioni. I virus caratterizzati in Veneto da novembre 2020 appartengono a undici diversi lineage (Rambaut et al., 2020) (B.1.1.1, B.1.1.217, B.1.1.241, B.1.160, B.1.160.7, B.1.177, B.1.221, B.1.258, B.1.177.7, B.1.1.7 e A), di cui quattro appartengono a una delle varianti selezionate dal Centro Europeo per la prevenzione e controllo delle malattie (ECDC) come varianti che destano preoccupazione e da monitorare con attenzione, o più precisamente  “variants of current concern”.

Nessuno dei campioni analizzati finora appartiene alla variante sudafricana (501.V2) o a quella brasiliana (P.1).

Di seguito la descrizione dei lineage identificati in Veneto e le mutazioni identificate nella proteina Spike.

  • Lineage A (N=6)
    Si tratta di un lineage circolante in Europa sin dall’inizio della pandemia. In Italia è stato identificato solo in Sicilia. Sei campioni prelevati tra novembre e gennaio analizzati in questo report appartengono al lineage
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: D614N.
  • Lineage B.1.1.7 o VOC-202012/01 o 20I/501Y.V1 (N=5)
    Lineage a cui appartengono i virus della variante inglese VOC-202012/01 o 20I/501Y.V1 identificata nel Regno Unito a partire da settembre. Questo lineage è stato identificato per la prima volta nel territorio italiano a dicembre. Si tratta di una variante di particolare interesse in quanto sembra essere caratterizzata da una maggiore trasmissibilità. Tale variante si contraddistingue per 17 mutazioni (14 sostituzioni amminoacidiche e 3 delezioni) lungo il genoma.
    Mutazioni caratterizzanti nella proteina Spike: delezione 69-70, delezione 144, N501Y, A570D, P681H, T716I, S982A, D1118H.
  • Lineage B.1.1.1 (N=2)
    Si tratta di un lineage diffuso nel territorio Italiano, identificato a partire da marzo 2020.
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: D614G.
  • Lineage B.1.1.217 (N=1)
    Identificato in Italia (Veneto) per la prima volta ad agosto secondo i dati disponibili in GISAID in data 18/01/2021. Virus appartenenti a questo lineage sono stati identificati in precedenza in diversi paesi europei.
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: D614G.
  • Lineage B.1.1.241 (N=1)
    Identificato in Italia (Campania) per la prima volta ad agosto, secondo i dati disponibili in GISAID in data 18/01/2021. Virus appartenenti a questo lineage sono stati identificati in precedenza in diversi paesi europei.
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: A352S, D614G.
  • Lineage B.1.160 e B.1.160.7 o 20A.EU2 (N=16)
    Identificato nel territorio italiano a partire da settembre, secondo i dati disponibili in GISAID in data 18/01/2021. Virus appartenenti a questo lineage sono stati identificati da marzo in diversi paesi europei, in particolare Regno Unito, Francia e Svizzera. Il lineage B.1.160 ha visto un rapido incremento in Francia all’inizio della seconda ondata (probabilmente come conseguenza del cosiddetto founder effect).
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: S477N, D614G.
  • Lineage B.1.177 e B.1.177.7 o 20A.EU1 (N=24)
    Identificato nel territorio italiano a partire da giugno. Virus appartenenti a questo lineage sono stati identificati da marzo in diversi paesi europei, in particolare Regno Unito, Spagna e Danimarca. Il lineage B.1.177 ha visto un rapido incremento in Spagna all’inizio della seconda ondata e successivamente nel resto d’Europa.
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: A222V, D614G.
  • Lineage B.1.221 (N=3)
    Identificato nel territorio italiano a partire da agosto. Virus appartenenti a questo lineage sono stati identificati in precedenza in diversi paesi europei.
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: D614G.
  • Lineage B.1.258 (N=3)
    Identificato nel territorio italiano a partire da agosto. Virus appartenenti a questo lineage sono stati identificati in precedenza in diversi paesi europei.
    Mutazioni da segnalare nella proteina Spike: delezione 69-70 (in 1/3 virus), N439K, D614G.

Effetto delle mutazioni più importanti

  • A222V: caratteristica del lineage B.1.177, il quale mostra un notevole aumento di frequenza a livello nazionale e regionale. Tale lineage sembra essersi originato in Spagna, da dove si è diffuso nel resto dell’Europa all’inizio della seconda ondata epidemica (Hodcroft et al., preprint). Non ci sono dati scientifici che chiariscono l’effetto di questa mutazione sulle caratteristiche biologiche del virus.
  • A352S: mutazione nel punto di attacco della proteina S al recettore cellulare o dominio di legame al recettore.
  •  N439K: mutazione nel dominio di legame al recettore. Identificata nei campioni appartenenti al lineage B.1.258. è stata associata ad un aumento dell’affinità per il recettore umano ACE2 e alla capacità di sfuggire all’azione di alcuni anticorpi monoclonali e di ridurre l’attività neutralizzante del siero di una parte di individui guariti dall’infezione (Thomson et al., preprint; Li et al., 2020; Hodcroft et al., 2020; SSI, 2020).
  • S477N: mutazione nel dominio di legame al recettore. Identificata in virus appartenenti al lineage B.1.160 e B.1.160.7. Questa mutazione sembra essere associata ad un aumento dell’affinità per il recettore umano ACE2 (Grid Based Pharmacophore Model) e alla possibilità di eludere l’attività neutralizzante di alcuni anticorpi monoclonali (Ortuso et al., preprint; Singh et al., preprint; Liu et al., preprint).
  • N501Y: mutazione nel dominio di legame al recettore. Identificata in tutti i campioni appartenenti al lineage B.1.1.7. è stata associata ad un aumento dell’affinità per il recettore umano ACE2 (Starr et al., 2020).
  • D614G: si tratta di una mutazione diffusa. è stata associata ad un aumento della trasmissibilità del virus (Volz et al., 2020).
  • D614N: il ruolo di questa mutazione non è ancora chiaro, ma similmente alla D614G, sembra aumentare la stabilità del trimero della proteina Spike (Juraszek et al., 2021).

Figure (cliccare per ingrandirle)

Figura 1. Albero filogenetico maximum likelihood (IQTree)

Figura 1. Albero filogenetico maximum likelihood (IQTree). Negli anelli esterni sono indicati il periodo di campionamento (I anello), la provenienza del campione (II anello) e il lineage di appartenenza (III anello).

Figura 2. Distribuzione dei diversi lineage per mese in Italia

Figura 2. Distribuzione dei diversi lineage per mese in Italia (dati basati sulle sequenze italiane disponibili in GISAID in data 18/01/2021).

Figura 3. Distribuzione mensile dei principali lineage circolanti in Italia e in Veneto

Figura 3. Distribuzione mensile dei principali lineage circolanti. In alto il dato relativo all’Italia mentre in basso quello relativo alla sola regione Veneto. Si può notare in entrambi i grafici che i genotipi B.1, B.1.5 e B.1.1 non sono più stati rilevati dalla seconda metà del 2020 mentre sono diventati prevalenti i genotipi B.1.177 e B.1.160 (dati basati sulle sequenze italiane disponibili in GISAID in data 18/01/2021).

Referenze

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