توالي يابي نسل جديد براي تشخيص عفونت SARS-CoV-2

توالي يابي نسل جديد (NGS) يك فناوري توالي يابي موازي انبوه است كه توان عملياتي، مقياس پذيري و سرعت فوق العاده بالايي را ارائه مي‌دهد. اين فناوري براي تعيين ترتيب نوكلئوتيدها در كل ژنوم يا مناطق هدف DNA يا RNA استفاده مي شود. NGS علوم زيستي را متحول كرده است و به آزمايشگاه‌ها اجازه مي‌دهد تا كارهاي متنوعي را انجام دهند و سيستم‌هاي بيولوژيكي را در سطحي كه قبلاً ممكن نبوده مطالعه كنند. تكنولوژي توالي يابي نسل جديد در بسياري از آزمايشگاه‌ها در سرتاسر جهان براي بررسي‌هاي ساختمان ژنتيكي به كار مي‌رود اما تاكنون اين تكنولوژي در تشخيص بيماري‌هاي عفوني به ندرت مورد استفاده قرارگرفته است. اكثر روش‌هاي توالي يابي نسل جديد مبتني بر فرآيند خاتمه زنجيره هستند. بدين ترتيب كه با اضافه كردن دي دئوكسي نوكلئوتيد ليبل شده با فلوئورسانت واكنش PCR خاتمه مي‌يابد و خوانش توالي صورت مي‌گيرد. اين تكنولوژي امكان نقشه برداري كل ژنوم را با هزينه مقرون به صرفه ارائه مي‌دهد. در حال حاضر پاندمي كوويد 19 و ويروس سارس كروناويروس 2 عامل اين بيماري كه داراي تغييرات ژنومي زياد است و باعث رخداد‌هاي غير معمول در بالين مي‌شود بيش از پيش توجه دانشمندان را به سمت سطوح بالاتري از بررسي‌هاي ژنتيكي جلب نموده است. تكنيك توالي يابي نسل جديد در به دست آوردن اطلاعات ضروري در مورد يك پاتوژن در ابتداي شيوع عفوني مفيد است و مي‌تواند به عنوان يك روش تشخيصي براي عفونت كوويد 19 استفاده شود و همچنين مي‌تواند در شناسايي دقيق عفونت همزمان در بيماران كوويد 19 مفيد واقع شود. اپيدميولوژي ژنومي سارس كوروناويروس 2 منجر به شناسايي چندين جهش از سويه اصلي ووهانسارس كوروناويروس 2 شده است. در طول بهار سال 2020، يك جهش غير مترادف كه منجر به جايگزيني پروتئين D614G در اسپايك ويروس مي‌شود در توالي‌هاي گزارش‌شده غالب شد و در نتيجه ميل تركيبي بالاتر براي گيرنده ACE2، تكثير ويروسي را تقويت كرد. از تابستان 2020، ظهور انواع اصلي ويروسي مشاهده شده است. مشخص شده است كه اين گونه‌ها مسئول اپيدمي‌هاي متوالي در مناطق مختلف جغرافيايي هستند. موارد عفونت مجدد با ژنوتيپ‌هاي سارس كوروناويروس 2 متفاوت از ژنوتيپ هايي كه براي اولين بار بيماران را آلوده كرده‌اند نيز ثبت شده است. به منظور رديابي تكامل ويروس در طول زمان، بسياري از آزمايشگاه‌ها ژنوتيپ ويروس را بررسي كرده‌اند. آزمايشگاه‌هاي مجهز به قابليت توالي يابي كل ژنوم، تعداد زيادي جهش را گزارش كرده‌اند كه در طول زمان افزايش يافته است. با اين حال، تفاوت‌هاي قابل توجهي بين كشورها وجود دارد و در برخي موارد هيچ پايگاه داده‌اي در مورد ويروس‌هاي در گردش وجود ندارد. تجزيه و تحليل جهش‌هاي سارس كوروناويروس 2 به ويژه زماني كه اپي‌توپ‌هاي دخيل در القاي پاسخ‌هاي ايمني ميزبان را تحت تأثير قرار مي‌دهند بسيار مهم است، زيرا ممكن است منجر به فرار ايمني، با پيامدهاي بالقوه براي اثربخشي واكسن (و ايمونوتراپي) شود. چنين رويدادي مي تواند براي يك منطقه جغرافيايي مشخص، شاهدي از افزايش انتقال مرتبط با يك سري جهش‌هاي مرتبط با عملكرد باشد. گونه‌هاي سارس كوروناويورس 2 با داشتن مجموعه‌اي از جهش‌هاي مرتبط با پاتوژنز ويروس تعريف مي‌شوند و بسياري از گونه‌هاي آن اكنون توسط سازمان جهاني بهداشت و ساير آژانس‌هاي بهداشت عمومي در سراسر جهان به دقت تحت نظارت هستند . واريانت‌ها ممكن است مستقيماً با دودمان مطابقت داشته باشند زيرا با شرايط يكسان گسترش مي‌يابند، اما برخي از گونه‌ها اينطور نيستند (مثلاً B.1.1.7  E484K يك واريانت است، اما با يك اصل و نسب خاص مطابقت ندارد زيرا بارها به طور مستقل تكثير شده است). تعدادي از انواع نگران كننده  (VOCs) توسط WHO ثبت شده است، كه ميتوان به واريانت آلفا (B.1.1.7)، با 23 جهش (13 جهش غير مترادف، چهار حذف و شش جهش مترادف)، و با قابليت انتقال بيشتر و افزايش مرگ و مير ؛ و واريانت بتا (B.1.351)، گاما، دلتا و اميكرون BA1 و BA2 با 30 جهش در اسپايك اشاره نمود. برخي از همين جهش‌ها اخيراً نيز با اثربخشي كم واكسن مرتبط دانسته شده‌اند. همچنين از انواع واريانت‌هاي مورد توجه (VOIs) ميتوان به مو و لامبدا اشاره كرد. رخداد عفونت‌هاي همزمان باكتريايي و ويروسي مرسوم است و شناخت عفونت همزمان در به كار گيري پروسه درمان مناسب براي غلبه به بيماري مي‌تواند كمك كننده باشد. توالي يابي نسل جديد شامل تكنيك هاي مختلفي ميباشد كه مي توان به ,Illumina ,Ion torrent ,Target enrichment ,Nanopore Metagenomics Shotgun Metagenomic اشاره كرد. اين تكنيك‌ها به‌عنوان رويكردي جديد در تشخيص كرونا ويروس‌ها محسوب مي‌شوند .