29. juni 2020

Coronavirussens stamtræ kan afsløre nye smitteveje

Matematik

Forskere fra Københavns Universitet har identificeret coronasmitteveje med utraditionelle metoder: Et avanceret stamtræ over virussens udvikling kan give et meget præcist overblik over smittens spredning fra udlandet ind i Danmark og videre smitte inde i landet. Forskerne håber, at værktøjet fremover kan bruges til at hjælpe med kontaktopsporingen under nye lokale udbrud.

Coronavirus - modelfoto
Ved hjælp af den avancerede genom-analyse af offentliggjorte sekvenser af coronavirussen kan forskernes metode fremover kontrollere, om smittekæderne hænger sådan sammen, som kontaktopsporingen viser. Foto: Getty

Forestil dig en stor international familie med masser af mennesker og indviklede forgreninger. For bedre at overskue familien kan man bygge et stamtræ, hvor man op igennem træet kan spore hver enkelt familiemedlem tilbage til sine forfædre.

På samme måde har forskere fra Institut for Matematiske Fag på Københavns Universitet bygget et stamtræ over den danske coronavirus i et foreløbigt studie, som blev gjort tilgængelig som preprint. Forskerne bygger træet ved hjælp af et computerprogram og kan afkode information om smittekæderne ved hjælp af en skræddersyet visualisering.

Ikke overraskende bekræfter stamtræet, at en stor andel af coronavirus-sekvenserne, vi har set i Danmark, stammer fra skisportsstedet Ischgl i Østrig. Men mere overraskende viser stamtræet også, at en del af smitten kom til Danmark fra andre lande, og at smitte fra Danmark sandsynligvis bredte sig videre til bl.a. Island og Sverige.

"Ud fra mere end 700 offentligt tilgængelige danske og 30.000 internationale sekvenser af coronavirussens genom har vi sporet den danske smittekæde tilbage til dens forfædre i bl.a. Østrig, Italien, men også Holland. Vi har også kunnet spore smittevejene rundt i Danmark og videre til andre lande," siger professor Matthias Christandl, som er en af forfatterne bag studiet.

Kan kontrollere om kontaktopsporing virker

Ved hjælp af den avancerede genom-analyse af offentliggjorte sekvenser af coronavirussen kan forskernes metode fremover kontrollere, om smittekæderne hænger sådan sammen, som kontaktopsporingen viser, eller om der er mutationer i stamtræet, som kontaktopsporingen ikke gør rede for.

"Måske kommer man via den traditionelle kontaktopsporing frem til, at person A har smittet person B. Men hvis man så undersøger deres virusgenomer og opdager, at de har forskellige mutationer, så ved man, at det ikke kan passe, og man skal derfor ud og lede efter personen, som smittede person B, for at stoppe smittekæden. På den måde håber vi, at vores værktøj fremover kan bruges som et supplement til traditionel kontaktopsporing," siger professor Matthias Christandl.

Coronavirussen består af en streng af 30.000 såkaldte nukleotider, som er byggesten i virussens RNA. Når virussen spreder sig fra person til person, sker der ændringer eller mutationer i strengen af nukleotider.

Forskere klar til at undersøge nyt udbrud

Ved at identificere udskiftningen af nukleotider, kan forskerne se, hvilke af de forskellige mutationer, der har fælles forfædre og dermed bestemme, hvor den enkelte mutation stammer fra ud fra tilgængelige prøver af coronavirussen fra Danmark og andre lande.

"Aldrig før har der ligget så meget genetisk information om en pandemi online. Det er næsten en slags revolution i sig selv, som har gjort, at vi har kunnet udvikle det her værktøj," siger professor Matthias Christandl og tilføjer:

"Vores computerprogrammer er offentligt tilgængelige på github, men for at undersøge et udbrud er det dog nødvendigt med en del manuelt arbejde, som kræver ekspertise. Men vi vil meget gerne arbejde sammen med folk, som vil undersøge et udbrud."