Senior Researcher
Laboratory of molecular genetic monitoring
старший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического мониторинга
Junior Researcher, Laboratory of molecular genetic monitoring
младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического мониторинга
PhD Student, Junior Researcher, Laboratory of molecular genetic monitoring
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического мониторинга
Junior Researcher, Laboratory of molecular genetic monitoring
младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического мониторинга
PhD (Biology), Researcher, Laboratory of molecular genetic monitorin
к.б.н., научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического мониторинга
Researcher, Laboratory of biomedical statistics
научный сотрудник лаборатории биомедицинской статистики
Junior Researcher, Laboratory of molecular genetic monitoring,
младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического мониторинга
PhD (Medicine), Deputy Director for Science,
д.м.н., заместитель директора по научной работе
The Omicron variant of SARS-CoV-2 is characterized by high genetic variability, which has facilitated the emergence of a large number of its subvariants, several of which have caused sharp increases in morbidity. Studying the regional features of viral evolution is essential for a deep understanding of pandemic dynamics, epidemiological forecasting, and further control of the COVID-19 infection. The aim of this study was to investigate the genetic characteristics and phylodynamics of Omicron genetic variants in the Northwestern Federal District (NWFD) of Russia during 2022–2024. Whole-genome sequencing was performed on 2,524 SARS-CoV-2 samples, followed by analysis of the mutational profile of dominant lineages, including the calculation of the proportion of typical and atypical non-synonymous substitutions, as well as phylogenetic reconstruction and assessment of the local evolutionary rate. The previously established sequential replacement of dominant lineages using S-gene fragment sequencing was confirmed: BA.1 → BA.2 → BA.5 → XBB (XBB.1.5, XBB.1.9, XBB.1.16) → JN.1 and its "FLiRT" descendants (KS.1, KP.1, KP.3). A persistent presence of over 70 rare lineages and recombinants (XDA, XEC, XEL, etc.) was noted annually. The nucleotide substitution rate was 8.02×10⁻⁴ per site per year, which corresponds to global estimates of the Omicron variant's evolutionary rate and is significantly lower than that of the original virus variant. Despite a high proportion of typical mutations (69.5–100%) in the circulating strains, atypical substitutions affecting receptor binding and immune escape were identified. The highest number of atypical mutations was found within the BA.2 lineage and may result from local viral adaptation.
Thus, for the first time in the NWFD, a three-year evolutionary picture of the SARS-CoV-2 Omicron variant has been reconstructed. The high genetic diversity and multiplicity of co-circulating variants confirm the key role of St. Petersburg as a transport hub, while the identified atypical mutations indicate possible viral adaptation to local circulation conditions. The obtained data are valuable for forecasting the epidemic process and optimizing genomic surveillance systems.
Вариант Омикрон SARS-CoV-2 характеризуется высокой генетической изменчивостью, что сделало возможным появление большого количества его субвариантов, ряд из которых стал причиной резких подъемов заболеваемости. Изучение региональных особенностей эволюции вируса необходимо для глубокого понимания динамики пандемии, эпидемиологического прогнозирования и дальнейшего контроля за инфекцией COVID-19. Целью исследования было изучить генетические особенности и филодинамику геновариантов Омикрон на территории Северо-Западного федерального округа (СЗФО) в 2022–2024 гг. Проведено полногеномное секвенирование 2524 образцов SARS-CoV-2, выполнен анализ мутационного профиля доминирующих линий с подсчётом доли типичных и нетипичных несинонимичных замен, а также филогенетическая реконструкция и оценка локальной скорости эволюции. Подтверждена установленная ранее методом секвенирования фрагмента S-гена последовательная смена доминирующих линий: BA.1 → BA.2 → BA.5 → XBB (XBB.1.5, XBB.1.9, XBB.1.16) → JN.1 и её потомки «Флирт» (KS.1, KP.1, KP.3), отмечено устойчивое присутствие более 70 редких линий и рекомбинантов (XDA, XEC, XEL и др.) ежегодно. Скорость накопления нуклеотидных замен составила 8,02×10⁻⁴ на сайт в год, что соответствует глобальным оценкам скорости эволюции варианта Омикрон и существенно ниже, чем для исходного варианта вируса. При высоком уровне типичных мутаций (69,5–100%) в циркулировавших штаммах выявлены нетипичные замены, влияющие на связывание с рецептором и ускользание от иммунного ответа. Наибольшее количество нетипичных мутаций выявлено внутри линии BA.2 и может быть результатом локальной адаптации вируса. Таким образом, впервые для СЗФО реконструирована трёхлетняя картина эволюции SARS-CoV-2 варианта Омикрон. Высокое генетическое разнообразие и множественность циркулировавших вариантов подтверждают ключевую роль г. Санкт-Петербурга как транспортного хаба, а выявленные нетипичные мутации указывают на возможную адаптацию вируса к особенностям локальной циркуляции. Полученные данные имеют значение для прогнозирования эпидемического процесса и оптимизации систем геномного надзора.