Published February 25, 2016 | Version v1
Publication Open

Molecular epidemiology and evolutionary histories of human coronavirus OC43 and HKU1 among patients with upper respiratory tract infections in Kuala Lumpur, Malaysia

Creators

  • 1. University of Malaya
  • 2. University Malaya Medical Centre

Description

Despite the worldwide circulation of human coronavirus OC43 (HCoV-OC43) and HKU1 (HCoV-HKU1), data on their molecular epidemiology and evolutionary dynamics in the tropical Southeast Asia region is lacking. The study aimed to investigate the genetic diversity, temporal distribution, population history and clinical symptoms of betacoronavirus infections in Kuala Lumpur, Malaysia between 2012 and 2013. A total of 2,060 adults presented with acute respiratory symptoms were screened for the presence of betacoronaviruses using multiplex PCR. The spike glycoprotein, nucleocapsid and 1a genes were sequenced for phylogenetic reconstruction and Bayesian coalescent inference. A total of 48/2060 (2.4 %) specimens were tested positive for HCoV-OC43 (1.3 %) and HCoV-HKU1 (1.1 %). Both HCoV-OC43 and HCoV-HKU1 were co-circulating throughout the year, with the lowest detection rates reported in the October-January period. Phylogenetic analysis of the spike gene showed that the majority of HCoV-OC43 isolates were grouped into two previously undefined genotypes, provisionally assigned as novel lineage 1 and novel lineage 2. Sign of natural recombination was observed in these potentially novel lineages. Location mapping showed that the novel lineage 1 is currently circulating in Malaysia, Thailand, Japan and China, while novel lineage 2 can be found in Malaysia and China. Molecular dating showed the origin of HCoV-OC43 around late 1950s, before it diverged into genotypes A (1960s), B (1990s), and other genotypes (2000s). Phylogenetic analysis revealed that 27.3 % of the HCoV-HKU1 strains belong to genotype A while 72.7 % belongs to genotype B. The tree root of HCoV-HKU1 was similar to that of HCoV-OC43, with the tMRCA of genotypes A and B estimated around the 1990s and 2000s, respectively. Correlation of HCoV-OC43 and HCoV-HKU1 with the severity of respiratory symptoms was not observed. The present study reported the molecular complexity and evolutionary dynamics of human betacoronaviruses among adults with acute respiratory symptoms in a tropical country. Two novel HCoV-OC43 genetic lineages were identified, warranting further investigation on their genotypic and phenotypic characteristics.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

على الرغم من الانتشار العالمي لفيروس كورونا البشري OC43 (HCoV - OC43) و HKU1 (HCoV - HKU1)، إلا أن البيانات المتعلقة بعلم الأوبئة الجزيئي والديناميكيات التطورية في منطقة جنوب شرق آسيا الاستوائية غير متوفرة. هدفت الدراسة إلى التحقيق في التنوع الجيني والتوزيع الزمني والتاريخ السكاني والأعراض السريرية لعدوى فيروس بيتاكورونا في كوالالمبور، ماليزيا بين عامي 2012 و 2013. تم فحص ما مجموعه 2060 من البالغين الذين يعانون من أعراض تنفسية حادة لوجود فيروسات بيتاكورونا باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل المتعدد. تم تسلسل جينات البروتين السكري الشوكي والقفيصة النووية و 1 أ لإعادة البناء الوراثي واستدلال الاندماج البايزي. تم اختبار ما مجموعه 48/2060 (2.4 ٪) عينة إيجابية لفيروس كورونا البشري- OC43 (1.3 ٪) وفيروس كورونا البشري- HKU1 (1.1 ٪). تم تداول كل من HCoV - OC43 و HCoV - HKU1 بشكل مشترك على مدار العام، مع أدنى معدلات الكشف المبلغ عنها في الفترة من أكتوبر إلى يناير. أظهر التحليل الوراثي لجين سبايك أن غالبية عزلات فيروس كورونا البشري- OC43 تم تجميعها في نمطين جينيين غير محددين سابقًا، تم تعيينهما مؤقتًا كسلالة جديدة 1 وسلالة جديدة 2. ولوحظت علامة على إعادة التركيب الطبيعي في هذه السلالات الجديدة المحتملة. أظهر رسم خرائط الموقع أن السلالة الجديدة 1 تنتشر حاليًا في ماليزيا وتايلاند واليابان والصين، بينما يمكن العثور على السلالة الجديدة 2 في ماليزيا والصين. أظهر التأريخ الجزيئي أصل فيروس كورونا البشري - OC43 في أواخر الخمسينيات، قبل أن يتباعد إلى الأنماط الجينية A (الستينيات)، B (التسعينيات)، والأنماط الجينية الأخرى (العقد الأول من القرن الحادي والعشرين). كشف التحليل الوراثي أن 27.3 ٪ من سلالات فيروس كورونا البشري- HKU1 تنتمي إلى النمط الجيني A بينما ينتمي 72.7 ٪ إلى النمط الجيني B. كان جذر شجرة فيروس كورونا البشري- HKU1 مشابهًا لجذر فيروس كورونا البشري- OC43، مع تقدير tMRCA للأنماط الجينية A و B في حوالي التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين، على التوالي. لم يلاحظ وجود ارتباط بين فيروس كورونا البشري- OC43 وفيروس كورونا البشري- HKU1 مع شدة أعراض الجهاز التنفسي. أفادت الدراسة الحالية بالتعقيد الجزيئي والديناميكيات التطورية لفيروسات بيتاكورونا البشرية بين البالغين الذين يعانون من أعراض تنفسية حادة في بلد استوائي. تم تحديد سلالتين وراثيتين جديدتين لفيروس كورونا البشري- OC43، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في خصائصهما الوراثية والظاهرية.

Translated Description (French)

Malgré la circulation mondiale des coronavirus humains OC43 (HCoV-OC43) et HKU1 (HCoV-HKU1), les données sur leur épidémiologie moléculaire et leur dynamique évolutive dans la région tropicale de l'Asie du Sud-Est font défaut. L'étude visait à étudier la diversité génétique, la distribution temporelle, les antécédents démographiques et les symptômes cliniques des infections à bétacoronavirus à Kuala Lumpur, en Malaisie, entre 2012 et 2013. Au total, 2 060 adultes présentant des symptômes respiratoires aigus ont été dépistés pour la présence de bétacoronavirus par PCR multiplex. La glycoprotéine spike, la nucléocapside et les gènes 1a ont été séquencés pour la reconstruction phylogénétique et l'inférence coalescente bayésienne. Au total, 48 échantillons sur 2060 (2,4 %) ont été testés positifs pour HCoV-OC43 (1,3 %) et HCoV-HKU1 (1,1 %). Le HCoV-OC43 et le HCoV-HKU1 circulaient tous deux tout au long de l'année, les taux de détection les plus faibles ayant été signalés entre octobre et janvier. L'analyse phylogénétique du gène spike a montré que la majorité des isolats de HCoV-OC43 ont été regroupés en deux génotypes précédemment indéfinis, provisoirement attribués en tant que nouvelle lignée 1 et nouvelle lignée 2. Des signes de recombinaison naturelle ont été observés dans ces lignées potentiellement nouvelles. La cartographie de l'emplacement a montré que la nouvelle lignée 1 circule actuellement en Malaisie, en Thaïlande, au Japon et en Chine, tandis que la nouvelle lignée 2 se trouve en Malaisie et en Chine. La datation moléculaire a montré l'origine du HCoV-OC43 vers la fin des années 1950, avant qu'il ne diverge en génotypes A (années 1960), B (années 1990) et autres génotypes (années 2000). L'analyse phylogénétique a révélé que 27,3 % des souches HCoV-HKU1 appartiennent au génotype A tandis que 72,7 % appartiennent au génotype B. La racine d'arbre de HCoV-HKU1 était similaire à celle de HCoV-OC43, avec les tMRCA des génotypes A et B estimés autour des années 1990 et 2000, respectivement. Aucune corrélation entre HCoV-OC43 et HCoV-HKU1 et la gravité des symptômes respiratoires n'a été observée. La présente étude a rapporté la complexité moléculaire et la dynamique évolutive des bétacoronavirus humains chez les adultes présentant des symptômes respiratoires aigus dans un pays tropical. Deux nouvelles lignées génétiques HCoV-OC43 ont été identifiées, ce qui justifie une enquête plus approfondie sur leurs caractéristiques génotypiques et phénotypiques.

Translated Description (Spanish)

A pesar de la circulación mundial del coronavirus humano OC43 (HCoV-OC43) y HKU1 (HCoV-HKU1), faltan datos sobre su epidemiología molecular y dinámica evolutiva en la región tropical del sudeste asiático. El estudio tuvo como objetivo investigar la diversidad genética, la distribución temporal, la historia de la población y los síntomas clínicos de las infecciones por betacoronavirus en Kuala Lumpur, Malasia, entre 2012 y 2013. Un total de 2.060 adultos que presentaban síntomas respiratorios agudos se examinaron para detectar la presencia de betacoronavirus mediante PCR múltiple. La glicoproteína pico, la nucleocápside y los genes 1a se secuenciaron para la reconstrucción filogenética y la inferencia coalescente bayesiana. Un total de 48/2060 (2,4 %) muestras dieron positivo para HCoV-OC43 (1,3 %) y HCoV-HKU1 (1,1 %). Tanto el HCoV-OC43 como el HCoV-HKU1 circularon simultáneamente a lo largo del año, y las tasas de detección más bajas se informaron en el período de octubre a enero. El análisis filogenético del gen spike mostró que la mayoría de los aislados de HCoV-OC43 se agruparon en dos genotipos previamente indefinidos, asignados provisionalmente como linaje novedoso 1 y linaje novedoso 2. Se observaron signos de recombinación natural en estos linajes potencialmente novedosos. El mapeo de ubicación mostró que el nuevo linaje 1 está circulando actualmente en Malasia, Tailandia, Japón y China, mientras que el nuevo linaje 2 se puede encontrar en Malasia y China. La datación molecular mostró el origen del HCoV-OC43 a finales de la década de 1950, antes de que divergiera en los genotipos A (1960), B (1990) y otros genotipos (2000). El análisis filogenético reveló que el 27,3 % de las cepas de HCoV-HKU1 pertenecen al genotipo A, mientras que el 72,7 % pertenece al genotipo B. La raíz arbórea de HCoV-HKU1 fue similar a la de HCoV-OC43, con el tMRCA de los genotipos A y B estimado alrededor de la década de 1990 y 2000, respectivamente. No se observó correlación de HCoV-OC43 y HCoV-HKU1 con la gravedad de los síntomas respiratorios. El presente estudio informó sobre la complejidad molecular y la dinámica evolutiva de los betacoronavirus humanos entre adultos con síntomas respiratorios agudos en un país tropical. Se identificaron dos nuevos linajes genéticos de HCoV-OC43, lo que justifica una mayor investigación sobre sus características genotípicas y fenotípicas.

Files

s12985-016-0488-4.pdf

Files (1.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d151b5387eec790aa4b5c705a3426082
1.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علم الأوبئة الجزيئية والتاريخ التطوري لفيروس كورونا البشري OC43 و HKU1 بين المرضى الذين يعانون من التهابات الجهاز التنفسي العلوي في كوالالمبور، ماليزيا
Translated title (French)
Épidémiologie moléculaire et antécédents évolutifs du coronavirus humain OC43 et HKU1 chez les patients atteints d'infections des voies respiratoires supérieures à Kuala Lumpur, Malaisie
Translated title (Spanish)
Epidemiología molecular e historias evolutivas del coronavirus humano OC43 y HKU1 entre pacientes con infecciones del tracto respiratorio superior en Kuala Lumpur, Malasia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2283228097
DOI
10.1186/s12985-016-0488-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4394142679 (Other)
https://openalex.org/W4298086599 (Other)
https://openalex.org/W4246442859 (Other)
https://openalex.org/W3217468344 (Other)
https://openalex.org/W2506149209 (Other)
https://openalex.org/W2393965794 (Other)
https://openalex.org/W2352153050 (Other)
https://openalex.org/W2140071436 (Other)
https://openalex.org/W2091678252 (Other)
https://openalex.org/W2005153758 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1586964416
  • https://openalex.org/W1811783050
  • https://openalex.org/W1933155703
  • https://openalex.org/W1964045504
  • https://openalex.org/W1970086306
  • https://openalex.org/W1972434014
  • https://openalex.org/W1987693053
  • https://openalex.org/W1988810060
  • https://openalex.org/W1993156653
  • https://openalex.org/W2002828471
  • https://openalex.org/W2006012833
  • https://openalex.org/W2016486178
  • https://openalex.org/W2019759894
  • https://openalex.org/W2023822106
  • https://openalex.org/W2028366746
  • https://openalex.org/W2042708400
  • https://openalex.org/W2043121724
  • https://openalex.org/W2045507941
  • https://openalex.org/W2055012634
  • https://openalex.org/W2063193862
  • https://openalex.org/W2065630216
  • https://openalex.org/W2067672934
  • https://openalex.org/W2070292977
  • https://openalex.org/W2070649898
  • https://openalex.org/W2072997836
  • https://openalex.org/W2090522366
  • https://openalex.org/W2091181646
  • https://openalex.org/W2092969802
  • https://openalex.org/W2097725880
  • https://openalex.org/W2102109092
  • https://openalex.org/W2104474203
  • https://openalex.org/W2107262841
  • https://openalex.org/W2110835349
  • https://openalex.org/W2111979264
  • https://openalex.org/W2115897082
  • https://openalex.org/W2117969454
  • https://openalex.org/W2119426024
  • https://openalex.org/W2125127315
  • https://openalex.org/W2126707939
  • https://openalex.org/W2132632499
  • https://openalex.org/W2135883823
  • https://openalex.org/W2137768688
  • https://openalex.org/W2144141060
  • https://openalex.org/W2145943872
  • https://openalex.org/W2149133482
  • https://openalex.org/W2155523942
  • https://openalex.org/W2160924279
  • https://openalex.org/W2165110225
  • https://openalex.org/W2165139377
  • https://openalex.org/W2166229810
  • https://openalex.org/W2170933940
  • https://openalex.org/W2171126517
  • https://openalex.org/W2187552733