SARS-CoV-2

Folkehelseinstituttet er nasjonalt referanselaboratorium for koronavirus med alvorlig utbruddspotensiale. Som ledd i overvåkning av pågående utbrudd med SARS-Cov-2 er det svært viktig at SARS-CoV-2-positive prøver sendes inn til FHI fra mikrobiologiske laboratorier for videre analyse. Prøver som sendes inn vil i stor grad bli forsøkt helgenomsekvensert. Det kan også være aktuelt å dyrke virusene for videre analyse. I nasjonal referansefunksjon ligger også en plikt til å opprettholde en nasjonal stammebank. FHI vil ved behov verifisere analyseresultater ved internasjonalt referanselaboratorium.

Sekvensering (for eksempel med helgenomsekvensering) av SARS-CoV-2 kan avdekke mutasjoner i virusets arvemateriale som kan medføre strukturelle og funksjonelle endringer av virusets egenskaper. Endringer i for eksempel spike-proteinet, som binder viruset til vertcellens overflatereseptor, kan medføre høyere smittsomhet og/eller endrede antigene egenskaper.

Det er behov både for generell (representativt tverrsnitt) og målrettet overvåkning av SARS-CoV-2 i Norge. Målet med overvåkningen er å overvåke koronavirus i Norge, undersøke forekomst og spredning av de mest smittsomme variantene, samt oppdage varianter ved reinfeksjoner, vaksinesvikt, atypisk/alvorlig sykdomsforløp og test-escape-varianter.

SARS-CoV-2 varianter

Det sirkulerer ulike varianter av SARS-CoV-2. Noen varianter er av særlig bekymring (VOC-Variant of Concern, bekymringsvarianter), i tillegg er det andre varianter (VOI-Variant of Interest, interessevarianter) som det følges ekstra godt med på gjennom overvåkingen, fordi de anses å ha potensiale til å bli bekymringsvarianter.

ECDC opererer per august 2022 med én bekymringsvariant (omicron), med de 4 undervariantene BA.1, BA.2, BA.4 og BA.5, som har dokumentert økt smittsomhet og/eller evne til å unnslippe immunitet i forskjellig grad:

• B.1.1.529 alias BA (omikron, BA.1, BA.2, BA.4 og BA.5)

Definisjoner av VOI og VOC:

• ECDC: SARS-CoV-2 variants of concern (ecdc.eu)
• WHO: Tracking SARS-CoV-2 variants (who.int)

Selv om den opprinnelige beskrivelsen av omikronvarianten bare samsvarte med undergruppen BA.1, definerer WHO hele B.1.1.529 som omikron, inkludert alle undervarianter. 

WHO har i mai 2022 innført en egen kategori for omikron VOC-varianter som følges ekstra med på («Omicron subvariants under monitoring»). Per august 2022 er BA.4, BA.5, BA.2.12.1 og BA.2.75 kategorisert som omikronvarianter under monitorering.

Av ECDC er BA.1, BA.2, BA.4 og BA.5 vurdert til VOC. I tillegg er BA.2.75 (fra 7.juli 2022) og BA.2 med delta nøkkelmutasjonen L452X (fra 9.juni 2022) definert som VOI. BA.3 regnes ikke som en VOC av ECDC.

Endringer i spikeproteinet til BA.1: A67V, Δ69-70, T95I, G142D, Δ143-145, Δ211-212, ins214EPE, G339D, S371L, S373P, S375F, K417N, N440K, G446S, S477N, T478K, E484A, Q493R, G496S, Q498R, N501Y, Y505H, T547K, D614G, H655Y, N679K, P681H, N764K, D796Y, N856K, Q954H, N969K, L981F.

Endringer i andre deler av genomet: NSP3 - K38R, V1069I, Δ1265/L1266I, A1892T; NSP4- T492I; NSP5 - P132H; NSP6 – Δ105-107, A189V; NSP12 – P323L; NSP14 – I42V; E – T9I; M – D3G, Q19E, A63T; N – P13L, Δ31-33, R203K, G204R.

BA.2 har mange av de samme nøkkelmutasjonene som BA.1, de to gruppene deler 38 nukleotid og aminosyre mutasjoner, men BA.2 har 27 andre mutasjoner i tillegg (BA.1 har 20) og er en mer mutert utgave av omikron enn BA.1. I spikeproteinet deler BA.1 og BA.2 21 mutasjoner, mens BA.1 har 12 mutasjoner i tillegg og BA.2 har 6.

Karakteristisk for BA.2 er: S:T19I, S:V213G, S:S371F, S:T376A, S:D405N, and S:R408S i tillegg til en delesjon (aminosyre 24-27). BA.2 har ikke insersjon i posisjon 214  og heller ikke delesjon i posisjonene 69-70 og 143-145. Delesjon av aminosyre 69/70 i spike proteinet som hyppig brukes for å påvise omikron BA.1 kan ikke brukes for påvisning av BA.2.

BA.2.75 deler alle mutasjonene til BA.2, men har i tillegg spikemutasjonene W152R, F157L, I210V, G257S, D339H, G446S, N460K, Q493 (WT).

Både BA.1, BA.2 og BA.3 har derimot delesjon i aminosyreområdet 105-108 i ORF1a/nsp6 og deler flere andre markører.

BA.4 deler alle mutasjonene til BA.2 med unntak av NSP4: L438 (WT); S: 69/70 deletion, L452R, F486V, Q493 (WT); ORF 6: D61 (WT); ORF 7b: L11F; N: P151S.

BA.5 deler videre alle mutasjonene til BA.4 men har i tillegg M: D3N; ORF 7b: L11 (WT); N: P151 (WT); synonyme SNPs: A27038G, and C27889T.

Nedenfor gis en oversikt over unike endringer i bekymringsvariantene pr. i dag, som hjelp for å kunne skille mellom dem.

*samt alle undervarianter   

** BA.1 har nsp6 delesjon 105-107 (ORF1a 3674-3676), BA.2 har nsp 6 delesjon 106-108 (ORF1a 3675-3677)   

*** Det er noen tilfeller av BA.2 med Spike Insersjon SGR etter aminosyre 212

Tabellen er ikke fullstendig. I tillegg til mutasjonene vist her er det er en rekke andre mutasjoner i virusgenomet som definerer virusene. Vist her er uttrekk av de mest aktuelle nøkkelmutasjoner og endringer. Kunnskap om disse endringene kan brukes for å velge hvilke metoder som vil egne seg best for å påvise de ulike variantene.

Mer utfyllende informasjon om virusvarianter og virus oppdaget gjennom overvåkingen i Norge finnes i de ukentlige koronarapportene fra FHI:

• Ukerapporter om koronavirus og covid-19 - FHI

Det finnes også mer informasjon om forskjellige virusvarianter via PANGO lineages og CoVariants

FHI risikovurderinger knyttet til varianter:

• Risikovurderinger - FHI

Rekombinante SARS-CoV-2 virus

Når det er mye virus i omløp av for eksempel to forskjellige SARS-CoV-2 virus varianter så er sjansene større for at en person kan smittes med to varianter på samme tid. Hvis to virus samtidig formerer seg i samme celle, kan resultatet bli at virusene rekombinerer, dvs at vi får et blandingsvirus som inneholder noe av genmaterialet fra den ene varianten og noe fra den andre varianten. Dette er ikke uvanlig og er sett tidligere i pandemien, men er enda mer tydelig nå når det er høyt smittetrykk med to ganske forskjellige virus som delta og omikron varianten.

Rekombinante virus er særlig fremtredende når:  

• Det er veldig mye smitte, med ganske ulike varianter. Da er sannsynligheten for dobbeltinfeksjon høy,
• Mange genetiske forskjeller i genomet mellom sirkulerende stammer gjør det lettere å kjenne igjen rekombinanter.
• Gevinsten ved å rekombinere kan være større ved krysning mellom virusvarianter med ulike biologiske egenskaper

Det er i hovedsak spike-proteinet som definerer antigenisiteten til SARS-CoV-2 viruset. Hvor godt en rekombinant gjenkjennes av immunsystemet avhenger i stor grad av hvilke virusvariant spike proteinet kommer fra og eventuelle endringer i dette proteinet.

Melding av tilfeller 

Resultat av variantanalyser for SARS-CoV-2 skal sendes til MSIS laboratoriedatabasen uansett resultat, på lik linje med andre SARS-CoV-2-analyser, og fortrinnsvis på NLK-koder (se nedenfor).

Råd fra Direktoratet for e-helse angående bruk av NLK-koder for besvarelse av SARS-CoV-2 variantanalyser:

Det ble i februar 2021 opprettet 5 nye koder for SARS-CoV-2, i mai 2021 ytterligere 3 koder for undervariantene av B.1.617, og i desember 2021 kode for omikron. 

• NPU60214, NPU60215, NPU60216, NPU60376, NPU60377, NPU60378 skal benyttes når man ønsker å påvise de nåværende, kjente mutasjonene som sirkulerer. Typisk vil disse påvises ved hjelp av PCR.
  Kodene har egenskapsart arbitrær konsentrasjon, og skal derfor besvares med "Påvist/Ikke påvist".
• NPU60217 skal kun benyttes når man sekvenserer hele genomet til SARS-CoV-2.
  Denne koden har egenskapsart sekvensvariasjon, og vil ha et narrativt svar.
• NPU60218 skal benyttes når man søker etter ulike varianter av SARS-CoV-2, som ikke har en spesifikk NLK-kode. Den kan også brukes når analysen ikke kan skille på hvilken spesifikk variant man har påvist. Denne koden har egenskapsart variasjon og vil ha et narrativt svar, for eksempel "V1 eller N501Y.V2 påvist". Det narrative svaret om hva som er påvist bør ligge på resultatnivå i meldingen, med eventuelle utfyllende kommentarer på kommentarnivå.

Oppdatering fra Direktoratet for e-helse 01.12.2021:

• Ny NLK-kode for besvarelse av omikronvarianten (NPU60491) ble opprettet. Samtidig ble norsk bruksnavn for eksisterende variantspesfikke NLK-koder endret til å referere til WHOs variantbetegnelser (alfa, beta osv.).

Det er kun luftveisprøver, sendt inn på virustransportmedium, som egner seg til videre undersøkelser av SARS-CoV 2 virusvarianter. For genteknologiske undersøkelser er de vanligste metodene:

1. Målrettede real-time PCR assays
2. Helgenomsekvensering
3. Sangersekvensering

Målrettede PCR assay

Luftveisprøver som sendes til de mikrobiologiske laboratoriene i dag undersøkes med NAT-metoder, i hovedsak med real-time PCR. For ytterligere informasjon, se Molekylær diagnostikk. Prøver med påvist SARS-CoV-2 kan analyseres videre med en målrettet PCR, for å påvise spesifikke endringer i virusets genetiske materiale. Dette kan gi rask avklaring på om de(n) aktuelle genetiske endringen(e) er til stede i viruspopulasjonen i den aktuelle prøven. Ettersom SARS-CoV-2 endrer seg fortløpende vil etter hvert flere virusvarianter kunne ha noen av de samme mutasjonene/endringene i genomet. Vanligvis er varianter definert av mer enn én enkelt endring, og en real-time PCR som påviser sekvensforskjell på ett enkelt punkt i genomet vil derfor ikke fullstendig identifisere en bestemt variant. Korrelasjon mellom påvist enkeltmutasjon og virusvariant vil avhenge av hvilke andre virusvarianter som forekommer i befolkningen som testes.

Videre kan også andre betydningsfulle virusvarianter oppstå, og det vil da være behov for å etablere nye målrettede PCR-metoder for å kunne detektere disse. Dette krever derfor hele tiden årvåkenhet for og oppdatert kunnskap om de ulike virusvariantene og deres genetiske endringer. Den eneste måten å oppdage nyoppståtte virusvarianter på er ved sekvensering.

Helgenomsekvensering

Helgenomsekvensering er den mest avanserte formen for analyse av virusets genetiske materiale tilgjengelig i dag. Metoden er svært tidkrevende og involverer mange analytiske steg, i tillegg til avanserte bioinformatiske analyser (pipelines). Målet med helgenomsekvensering er å beskrive virusets arvemateriale i sin helhet. Dette muliggjør korrekt identifisering av virus til rett genetisk undergruppe. Dette er spesielt viktig i overvåkningsøyemed. Helgenomsekvensering er den eneste metoden som med sikkerhet vil kunne oppdage nye virusvarianter og tilordne nye virusvarianter korrekt nomenklatur (inndeling i genetiske undergrupper). Helgenomsekvensering er best egnet metode til å utføre løpende overvåkning for utfyllende informasjon om virus som sirkulerer i befolkningen. Overvåkning av virusets genetiske endringer danner derfor et viktig kunnskapsgrunnlag for til enhver tid å ha optimalisert diagnostikk for påvisning av virus.

Helgenomsekvensering krever tilstrekkelig mengde SARS-CoV-2-RNA til stede i prøven, svakt positive prøver egner seg derfor ikke for slik analysering.

Sangersekvensering

Sanger-sekvensering er den konvensjonelle sekvenseringsmetoden som ble utviklet av Sanger og Coulson på midten av 70-tallet. Metoden gir mulighet for å lese den genetiske koden for et ønsket område av virusets RNA. Sanger-sekvensering av SARS-CoV-2 kan designes for å fange opp et område av spike-proteinet og ikke hele virusgenomet. Dette området inneholder likevel det meste av informasjon for å kunne diskriminere mellom de mest aktuelle virusvariantene som vi kjenner i dag, ettersom de fleste mutasjoner av interesse befinner seg i den samme lille region av genomet. Metoden kan også meget lett tilpasses dersom det oppstår behov for å overvåke en annen del av virusgenomet. Metoden er raskere, men gir også mindre utfyllende informasjon enn helgenomsekvensering.

For utdypende informasjon om indikasjon for målrettet overvåking og innsending av prøver se:

• Informasjon til mikrobiologiske laboratorier