埃塞俄比亚低临床监测时期基于污水基因组学的SARS-CoV-2变异株动态追踪研究

这篇研究通过污水基因组监测技术（Wastewater-Based Epidemiology, WBE）揭示了埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴地区SARS-CoV-2变异株的传播动态。研究采用纳米捕获颗粒（Ceres Technology）和Illumina COVIDSeq测序技术，发现2023年3月和8月两波未被临床监测捕捉的疫情高峰，主导变异株分别为XBB.1.5（34%）和XBB*（52%）。关键刺突蛋白突变（如G142D、T478K、S494P）与病毒载量升高显著相关，证实污水监测可弥补临床监测盲区，为公共卫生决策提供早期预警。

　　

ABSTRACT
本研究通过污水基因组监测技术，在埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴的污水处理厂中追踪SARS-CoV-2变异株动态。2023年3月至8月期间，研究团队采用Ceres纳米颗粒富集病毒RNA，结合QIAamp Viral RNA Mini Kit提取和TaqPath COVID-19 Kit定量PCR，对Ct值≤32的样本进行Illumina COVIDSeq测序。数据分析通过Freyja流程在Terra.bio平台完成，发现两波疫情高峰：3月以XBB.1.5（34%）、XBB*（20%）和CH.1.1（15%）为主，8月则演变为XBB*（52%）与XBB.1.5（31%）共主导。刺突蛋白关键突变（如G142D、V213G、T478K）与病毒载量峰值显著相关，揭示了免疫逃逸和传播力增强的分子机制。

INTRODUCTION
基因组监测是追踪病原体进化的核心工具，但临床监测存在无症状感染（占非洲病例90%）和检测偏差的局限。污水监测通过捕获人群排泄物中的病毒RNA，提供无偏见的社区传播数据。本研究填补了埃塞俄比亚在低临床监测时期的数据空白，此前该国主要流行株为Omicron BA.1/BA.4/5。

RESULTS

1. 变异株动态：

• 3月疫情中XBB.1.5占比从34%升至5月的51%，6月被XBB*（41%）反超。
• 8月 resurgence期间，XBB*与XBB.1.5共循环，伴随S477N、T478R等新突变。

1. 病毒载量关联：

• 3月16日峰值样本中，CH.1.1（76%）携带G142D、V213G等突变，与中和抗体逃逸相关。
• 8月14日样本检测到T478R、F486L等RBD区突变，可能增强ACE2结合力。

1. 突变谱分析：

• ORF1a/b区发现80个氨基酸变异，包括ORF3a的L3C、ORF8的P36L等。
• 刺突蛋白NTD区的W152R和RBD区的S494P分别与免疫逃逸和单抗耐药相关。

DISCUSSION
污水监测成功捕捉到临床遗漏的8月疫情波次，证实XBB谱系通过刺突蛋白突变（如S477N）获得竞争优势。G142D+T95I组合与病毒载量正相关，而T478R可能通过改变MHC-II呈递增强逃逸。研究建议将污水监测扩展至机场等高风险区域，并应用于mpox、埃博拉等其他病原体预警。

MATERIALS AND METHODS

1. 样本处理：采用Moore swab法采集323份污水，经Nanotrap Microbiome A颗粒富集后提取RNA。
2. 测序技术：Illumina MiSeq平台完成350 bp双端测序，覆盖度>2×的样本纳入Freyja分析。
3. 生信流程：通过Terra.bio平台进行宿主去污染（BBDuk）、组装（metaspade）和变异调用（SC2_wastewater_variant_calling），突变热图使用R 4.2.0可视化。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持结论，专业术语如qRT-PCR、ACE2等均保留英文缩写及大小写规范。）