Implications of SARS-CoV-2 genetic diversity and mutations on pathogenicity of the COVID-19 and biomedical interventions

Abstract

الملخص: أهداف البحث: تسبب مرض الحمة التاجية لعام ٢٠١٩ في حالة طوارئ صحية عالمية غير مسبوقة. فلقد أودى هذا الوباء بالفعل بحياة أكثر من ٣٥٠٠٠٠ شخصا في غضون خمسة أشهر من ظهوره، خاصة في الولايات المتحدة الأمريكية والقارة الأوروبية. حللت هذه الدراسة الآثار المترتبة على السارس-٢ الجينية، والطفرات على تنوع ضراوة الحمة التاجية لعام ٢٠١٩، وكيف يمكن لهذه العوامل أن تؤثر على التطوير والتطبيق الناجحين للعلاج الكيميائي المضاد للفيروسات، والعلاج المناعي والتشخيص المصلي والتطعيم. طرق البحث: تمت تصفية واستعراض نقدي لمقالات النص الكامل المناسبة والمؤهلة، التي تم نشرها خلال الفترة من ٣١ ديسمبر ٢٠١٩ إلى ٣١ مايو ٢٠٢٠، واستخراجها من ''PubMed'' و ''Scopus'' و ''Web of Science'' و. ''Hinari'' استخدمنا مصطلحات رؤوس الموضوعات الطبية ''الحمة التاجية لعام ٢٠١٩'' و''الطفرة'' و''التنوع الجيني'' و'' سارس -٢'' و''الضراوة'' و''الإمراضية'' و''التطور'' و''انتقال'' لهذا البحث. النتائج: أظهر بحثنا أن سارس-٢ تعرض لطفرات كبيرة باستمرار في أجزاء مختلفة من البروتينات غير الهيكلية، كان بروتين S هو المحدد الرئيس لتطور السارس-٢، وانتقاله، وضراوته وهدفه لتطوير اللقاح. بالإضافة إلى ذلك، يمثل البروتين غير الهيكلي هدفا مضادا للفيروسات في علاج الحمة التاجية لعام ٢٠١٩. الاستنتاجات: نظرا للأهمية الحاسمة لطفرات سارس-٢على مسببات أمراض الحمة التاجية لعام ٢٠١٩، والتشخيص المستمر للمصل، والأدوية المضادة للفيروسات، وتطوير اللقاحات، توصي هذه الدراسة باستمرار جهود المراقبة الجزيئية لـ سارس-٢ حيث من المحتمل أن يؤدي هذا النهج إلى تحديد المسوخات الجديدة وتأثيرها على التدخلات الطبية الحيوية الجارية وتدابير مراقبة الحمة التاجية لعام ٢٠١٩. Abstract: Objective: Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has caused an unprecedented global health emergency. The COVID-19 pandemic has claimed over 350,000 human lives within five months of its emergence, especially in the USA and the European continent. This study analysed the implications of the genetic diversity and mutations in SARS-CoV-2 on its virulence diversity and investigated how these factors could affect the successful development and application of antiviral chemotherapy and serodiagnostic test kits, and vaccination. Methods: All the suitable and eligible full text articles published between 31st December 2019 and 31st May 2020 were filtered and extracted from “PubMed”, “Scopus”, “Web of Science”, and “Hinari” and were critically reviewed. We used the Medical Subject Headings (MeSH) terms “COVID-19, “Mutation”, “Genetic diversity”, “SARS-CoV-2”, “Virulence”, “Pathogenicity”, “Evolution” and “SARS-CoV-2 transmission” for this search. Results: Our search showed that SARS-CoV-2 has persistently undergone significant mutations in various parts of its non-structural proteins (NSPs) especially NSP2 and NSP3, S protein, and RNA-dependent RNA polymerase (RdRp). In particular, the S protein was found to be the key determinant of evolution, transmission, and virulence of SARS-CoV-2, and could be a potential target for vaccine development. Additionally, RdRp could be a major target in the development of antivirals for the treatment of COVID-19. Conclusion: Given the critical importance of mutations in the pathogenicity of SARS-CoV-2 and in the development of sero-diagnostics, antivirals, and vaccines, this study recommends continuous molecular surveillance of SARS-CoV-2. This approach would potentially prompt identification of new mutants and their impact on ongoing biomedical interventions and COVID-19 control measures.

Keywords

• COVID-19
• RNA-dependent RNA polymerase
• SARS-CoV-2
• Serodiagnosis
• Vaccination