Questo report descrive le caratteristiche genetiche di un totale di 803 campioni di SARS-CoV-2, di cui 767 prelevati tra novembre 2020 e aprile 2021 e 36 campioni raccolti tra marzo e ottobre 2020.

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 ringraziano tutti coloro che hanno collaborato da parte di ULSS1, ULSS2, ULSS3, ULSS4, ULSS5, ULSS6, ULSS7, ULSS8, ULSS9, Azienda ospedaliera-Università di Padova, Azienda ospedaliera universitaria integrata di Verona. 

In evidenza

  • Identificati ventiquattro lineage in Veneto dal mese di gennaio 2021. Nel mese di aprile 2021 è stata individuata la circolazione di undici lineage distinti, di cui tre Variant of Concern (VOC): B.1.1.7 (variante inglese), P.1 (variante brasiliana) e B.1.351 (variante sudafricana).
  • Il risultato della sorveglianza “Prevalenza delle varianti VOC (Variant Of Concern) in Italia: lineage B.1.1.7, P.1 e lineage B.1.351, e altre varianti (Variant Of Interest, VOI) tra cui lineage P.2 e lineage B.1.525” del 20 aprile, coordinata da ISS, ha evidenziato un ulteriore aumento della prevalenza della variante inglese VOC-202012/01 (lineage 1.1.7) in Veneto, che è passata dall’88.5% della sorveglianza ISS del 18 marzo al 95.3%. Le varianti B.1.351 (variante sudafricana), B.1.525 (variante nigeriana) sono state identificate con una frequenza minore dell’1%. La variante brasiliana P.1 non è stata individuata nel corso di questa sorveglianza.
  • Nel corso della sorveglianza routinaria IZSVe è stata caratterizzata per la prima volta in Italia (provincia di Vicenza) la variante B.1.617.1 (variante indiana) in campioni prelevati da due soggetti dello stesso nucleo familiare di ritorno dall’India.

Limiti dello studio

Il numero di campioni sequenziati ad oggi da IZSVe è limitato rispetto al numero di casi positivi in Veneto e fornisce solo un’istantanea parziale delle possibili varianti circolanti nel territorio.


Descrizione dei nuovi campioni sequenziati in questo report

Nell’ambito del DGR 1424 del 21/10/2020 è stato ottenuto il genoma completo di un totale di 803 campioni, di cui 767 prelevati tra novembre 2020 e aprile 2021 e 36 campioni raccolti tra marzo e ottobre 2020.


Resoconto delle varianti rilevate in Veneto

Figura 1. Grafico dei principali lineage identificati in Veneto. Con il rettangolo rosso sono evidenziate le Variants of concern (VOC) e in giallo le Variants of interest (VOI).


Tabella 1. Lista delle varianti identificate in Veneto a partire dal mese di gennaio 2021. In grassetto le varianti indicate da ECDC come varianti di particolare interesse VOC  e come VOI. I dati riportati fanno riferimento solamente ai virus di cui si dispongono sequenze del genoma completo.

lineage gen-21 feb-21 mar-21 apr-21 tot
B.1.1.7 (variante inglese) VOC 7 50 244 176 477
B.1.177 25 18 8 1 52
B.1.258 0 11 2 1 14
P.1 (variante brasiliana) VOC 1 2 7 2 12
B.1.160 4 5 2 0 11
B.1.258.17 0 4 5 1 10
B.1.525 (variante nigeriana) VOI 0 3 3 2 8
B.1.2 0 0 1 4 5
P.2 (variante brasiliana) VOI 0 3 0 0 3
B.1.1.29 0 1 2 0 3
B.1.1.318 0 0 3 0 3
B.1.177.75 0 0 3 0 3
B.1.351 (variante Sudafricana) VOC 0 0 1 1 2
I.1 0 2 0 0 2
B.1.1.420 0 0 2 0 2
B.1.1 0 0 1 0 1
B.1.221 1 0 0 0 1
A 1 0 0 0 1
B.1.617.1 (variante indiana) VOI 0 0 0 1 1
B.1.617.2 0 0 0 1 1
B.1.1.10 1 0 0 0 1
B.1.1.136 0 1 0 0 1
B.1.177.10 0 1 0 0 1
C.36/B.1.1.1.36 0 0 0 1 1
TOTALE 40 101 284 191 616

Identificazione di un cluster di infezione della variante indiana B.1.617.1

La variante B.1.617, identificata per la prima volta in India a fine 2020, si suddivide in tre gruppi genetici – B.1.617.1, B.1.617.2, B.1.617.3 – i quali si distinguono per un diverso profilo di mutazioni. La variante B.617.1 è stata designata come VUI (Variant Under Investigation) il 1 Aprile 2021 dal Public Health England.

La variante B.1.617.1 è stata identificata per la prima volta in Italia in aprile 2021 nella provincia di Vicenza in campioni prelevati da due soggetti dello stesso nucleo familiare di ritorno dall’India.
Tale variante si caratterizza per 11 mutazioni di cui 4 nella proteina Spike (E154K, L452R, E484Q e P681R). Entrambe le mutazioni L452R e E484Q, localizzate nel dominio recettoriale della proteina Spike, possono ridurre la capacità neutralizzante di specifici anticorpi monoclonali (McCallum et al., 2021; Li et al., 2020, Tortorici et al., 2020). Inoltre la mutazione L452R è stato osservato essere associata ad una maggiore infettività virale, grazie alla capacità di migliorare la stabilità di legame tra la proteina Spike e il recettore ACE2 (Teng et al., 2020; Chen et al., 2020; Deng et al., preprint). La mutazione P681R invece è in grado ottimizzare il sito di taglio della proteina Spike da parte della furina e potrebbe quindi aumentare la capacità di trasmissione del virus (Cherian et al., preprint).

Nel corso della sorveglianza ISS del 20 aprile, riportata di seguito, è stata identificata in un campione anche la variante indiana appartenente al gruppo 2 (B.1.617.2), la quale si caratterizza per le seguenti mutazioni nella proteina Spike: T19R, E156G, L452R, T478K, D614G, P681R. Ad oggi, tale variante non è considerata come variant under investigation (VUI) o VOI ma va comunque monitorata. Tale variante è stata identificata nel mese di aprile anche in due campioni prelevati nella provincia di Venezia in due soggetti di ritorno dal Bangladesh.


Risultato della sorveglianza ISS – 20 Aprile

Tabella 2. Varianti rilevate nell’ultima sorveglianza ISS

Lineage n. seq Mutazioni nella proteina Spike
B.1.1.7 (variante inglese) VOC 162
B.1.177 1 A222V,D614G
B.1.258 1 T95I, D614G, N679K
B.1.525 (variante nigeriana) VOI 1
B.1.2 2 E484K, D614G, Q677H, F888L
B.1.351 (variante sudafricana) VOC 1
B.1.617.2 1 T19R, E156G,L452R,T478K,D614G,P681R
C.36/B.1.1.1.36 1 S12F, W152R, V308L, R346S, L452R, D614G, Q677H, A899S
TOTALE 170

Si segnala che in alcuni campioni del lineage B.1.1.7 abbiamo osservato la comparsa di mutazioni nel sito di legame al recettore della proteina Spike: A352T (N=1), V367F (N=1), V382L (N=2), V395F (N=1), F490L (N=1). Ad oggi l’impatto di tali mutazioni sul fenotipo virale non è noto.


Referenze

  • McCallum, M., Bassi, J., Marco, A.D., Chen, A., Walls, A.C., Iulio, J.D., Tortorici, M.A., Navarro, M.-J., Silacci-Fregni, C., Saliba, C., Agostini, M., Pinto, D., Culap, K., Bianchi, S., Jaconi, S., Cameroni, E., Bowen, J.E., Tilles, S.W., Pizzuto, M.S., Guastalla, S.B., Bona, G., Pellanda, A.F., Garzoni, C., Van Voorhis, W.C., Rosen, L.E., Snell, G., Telenti, A., Virgin, H.W., Piccoli, L., Corti, D., Veesler, D., 2021. SARS-CoV-2 immune evasion by variant B.1.427/B.1.429 (preprint). Immunology. https://doi.org/10.1101/2021.03.31.437925
  • Li, Q., Wu, J., Nie, J., Zhang, Li, Hao, H., Liu, S., Zhao, C., Zhang, Q., Liu, H., Nie, L., Qin, H., Wang, M., Lu, Q., Li, Xiaoyu, Sun, Q., Liu, J., Zhang, Linqi, Li, Xuguang, Huang, W., Wang, Y., 2020. The Impact of Mutations in SARS-CoV-2 Spike on Viral Infectivity and Antigenicity. Cell 182, 1284-1294.e9. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.012
  • Tortorici, M.A., Beltramello, M., Lempp, F.A., Pinto, D., Dang, H.V., Rosen, L.E., McCallum, M., Bowen, J., Minola, A., Jaconi, S., Zatta, F., De Marco, A., Guarino, B., Bianchi, S., Lauron, E.J., Tucker, H., Zhou, J., Peter, A., Havenar-Daughton, C., Wojcechowskyj, J.A., Case, J.B., Chen, R.E., Kaiser, H., Montiel-Ruiz, M., Meury, M., Czudnochowski, N., Spreafico, R., Dillen, J., Ng, C., Sprugasci, N., Culap, K., Benigni, F., Abdelnabi, R., Foo, S.-Y.C., Schmid, M.A., Cameroni, E., Riva, A., Gabrieli, A., Galli, M., Pizzuto, M.S., Neyts, J., Diamond, M.S., Virgin, H.W., Snell, G., Corti, D., Fink, K., Veesler, D., 2020. Ultrapotent human antibodies protect against SARS-CoV-2 challenge via multiple mechanisms. Science 370, 950–957. https://doi.org/10.1126/science.abe3354
  • Teng, S.; Sobitan, A.; Rhoades, R.; Liu, D.; Tang, Q. Systemic effects of missense mutations on SARS-CoV-2 spike glycoproteinstability and receptor-binding affinity. Brief Bioinform. 2020, bbaa233.
    Chen, J.; Wang, R.; Wang, M.; Wei, G.W. Mutations Strengthened SARS-CoV-2 Infectivity. J. Mol. Biol. 2020, 432, 5212–5226.
    Deng, X.; Garcia-Knight, M.A.; Khalid, M.M.; Servellita, V.; Wang, C.; Morris, M.K.; Sotomayor-González, A.; Glasner, D.R.; Reyes, K.R.; Gliwa, A.S.; et al. Transmission, infectivity, and antibody neutralization of an emerging SARS-CoV-2 variant in California carrying a L452R spike protein mutation. medRxiv 2021. [CrossRef]
  • Cherian, S., Potdar, V., Jadhav, S., Yadav, P., Gupta, N., Das, M., Das, S., Agarwal, A., Singh, S., Abraham, P., Panda, S., Mande, S., Swarup, R., Bhargava, B., Bhushan, R., NIC team, INSACOG Consortium, 2021. Convergent evolution of SARS-CoV-2 spike mutations, L452R, E484Q and P681R, in the second wave of COVID-19 in Maharashtra, India (preprint). Molecular Biology. https://doi.org/10.1101/2021.04.22.440932