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Entstehung der Abstammungslinie SARS-CoV-2 B.1.1.7

Vereinigte Staaten, 29. Dezember 202012. Januar 2021

Summer E. Galloway, PhD 1;Prabasaj Paul, PhD 1 ;Duncan R. MacCannell, PhD 2 ;Michael A. Johansson, PhD 1 ;

John T. Brooks, MD 1 ;Adam MacNeil, PhD 1 ;Rachel B. Slayton, PhD 1;Suxiang Tong, PhD 1 ;Benjamin J. Silk, PhD 1;Gregory L. Armstrong, MD 2;

Matthew Biggerstaff, ScD 1;Vivien G. Dugan, PhD

Am 15. Januar 2021 wurde dieser Bericht als MMWR veröffentlichtFrühzeitige Veröffentlichung auf der MMWR-Website (https://www.cdc.gov/mmwr).

Am 14. Dezember 2020 meldete das Vereinigte Königreicheine besorgniserregende SARS-CoV-2-Variante (VOC), Abstammungslinie B.1.1.7,auch als VOC 202012/01 oder 20I/501Y.V1 bezeichnet.* DieEs wird geschätzt, dass die Variante B.1.1.7 im September aufgetaucht ist2020 und hat sich schnell zum dominierenden Umlauf entwickeltSARS-CoV-2-Variante in England (1).B.1.1.7 wurdein über 30 Ländern nachgewiesen, darunter auch in den Vereinigten Staaten.AlsStand vom 13. Januar 2021, etwa 76 Fälle von B.1.1.7wurde in 12 US-Bundesstaaten entdeckt.Mehrere Beweislinienweisen darauf hin, dass B.1.1.7 effizienter übertragen wird als es der Fall istandere SARS-CoV-2-Varianten (13).Die modellierte Flugbahn vonDiese Variante verzeichnet in den USA Anfang 2021 ein schnelles Wachstum.wird im März zur vorherrschenden Variante.ErhöhtDie Übertragung von SARS-CoV-2 könnte eine angespannte Gesundheitsversorgung gefährdenRessourcen erfordern eine erweiterte und konsequentere Umsetzungder öffentlichen Gesundheitsstrategien (4) und erhöhen den Prozentsatz vonFür die Pandemiebekämpfung ist eine Immunität der Bevölkerung erforderlich.NehmenMaßnahmen zur Reduzierung der Übertragung können das Potenzial jetzt verringernAuswirkungen von B.1.1.7 berücksichtigen und kritische Zeit für die Erhöhung der Impfung einplanentionsabdeckung.Insgesamt eine verbesserte genomische Überwachungverbunden mit der kontinuierlichen Einhaltung wirksamer öffentlicher VorschriftenGesundheitsmaßnahmen, einschließlich Impfung, körperliche Distanzierung,Verwendung von Masken, Händehygiene sowie Isolierung und Quarantäneentscheidend sein, um die Ausbreitung des Virus SARS-CoV-2 einzudämmendas die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) verursacht.StrategischTestung von Personen ohne Symptome, aber mit einem höheren RisikoInfektion, wie zum Beispiel diejenigen, die SARS-CoV-2 ausgesetzt waren oder habenhäufiger unvermeidbarer Kontakt mit der Öffentlichkeit, stellt ein anderer festMöglichkeit, die weitere Ausbreitung einzudämmen.

Globale genomische Überwachung und schnelle Open-Source-FreigabeDie Analyse viraler Genomsequenzen hat nahezu in Echtzeit ermöglichtErkennung, Vergleich und Verfolgung von sich entwickelndem SARS-CoV-2Varianten, die die Bemühungen der öffentlichen Gesundheit zur Kontrolle beeinflussen könnenPandemie.Während einige Mutationen im viralen GenomWenn jemand auftaucht und dann wieder zurückweicht, gewähren andere möglicherweise einen selektiven Vorteiltage zur Variante, einschließlich verbesserter Übertragbarkeit, so dassEine solche Variante kann andere zirkulierende Varianten schnell dominieren.

Zu Beginn der Pandemie traten Varianten von SARS-CoV-2 aufdie D614G-Mutation im Spike (S)-Protein, die zunimmtDie Avidität der Rezeptorbindung wurde bei vielen schnell dominantgeografische Regionen (5,6).Im Spätherbst 2020 meldeten mehrere Länder EntdeckungenSARS-CoV-2-Varianten, die sich effizienter verbreiten.ZusätzlichZu den bemerkenswerten Varianten der Variante B.1.1.7 gehört die Variante B.1.351Die Abstammungslinie wurde erstmals in Südafrika entdeckt und kürzlich identifiziertB.1.1.28 Unterklasse (umbenanntP.1) bei vier Reisenden festgestelltaus Brasilien während der Routineuntersuchung im Haneda (Tokio)Flughafen.§ Diese Varianten tragen eine Konstellation genetischer Mutationen, einschließlich in der S-Protein-Rezeptor-Bindungsdomäne,welches für die Bindung von Angiotensin an die Wirtszelle essentiell ist.Konvertierender Enzym-2 (ACE-2)-Rezeptor zur Erleichterung des VirusEintrag.Es gibt Hinweise darauf, dass in diesen weitere Mutationen gefunden wurdenVarianten könnten nicht nur eine erhöhte Übertragbarkeit verleihen, sondern auchkann sich auch auf die Leistung einiger Echtzeitdiagnosen auswirkenReverse TranskriptionPolymerase-Kettenreaktion (RT-PCR)Untersuchungenund verringern die Anfälligkeit für neutralisierende Antikörper(2,3,510).Ein aktueller Fallbericht dokumentierte den ersten Fall vonSARS-CoV-2-Reinfektion in Brasilien mit einer SARS-CoV-2-Variantedas die nachgewiesene E484K-Mutation** enthieltum die Neutralisierung durch Rekonvaleszenzseren und monoklonale Seren zu reduzierenAntikörper (9,10).

Dieser Bericht konzentriert sich auf die Entstehung der Variante B.1.1.7in den Vereinigten Staaten.Mit Stand vom 12. Januar 2021 weder dieB.1.351 noch die P.1-Varianten wurden in der entdecktVereinigte Staaten.Für Informationen über neu auftretendes SARS-CoV-2Das CDC unterhält eine eigene Webseite für besorgniserregende VariantenBereitstellung von Informationen zu neu auftretenden SARS-CoV-2-Varianten.††

 B.1.1.7 Abstammungslinie (20I/501Y.V1)

Die Variante B.1.1.7 trägt eine Mutation im S-Protein(N501Y), das die Konformation der Rezeptorbindung beeinflusstDomain.Diese Variante weist 13 weitere B.1.1.7-Abstammungslinien-definierende Mutationen auf (Tabelle), von denen sich mehrere im S-Protein befinden.einschließlich einer Löschung an den Positionen 69 und 70 (del6970) dashat sich bei anderen SARS-CoV-2-Varianten spontan entwickelt und istEs wird angenommen, dass es die Übertragbarkeit erhöht (2,7).Die Löschungan den Positionen 69 und 70 verursacht S-Gen-Zielversagen (SGTF)in mindestens einer RT-PCRbasierender diagnostischer Assay (d. h. mit demThermoFisher Taq Path COVID-19-Assay, der B.1.1.7 variant und andere Varianten mit del6970 ergeben ein NegativErgebnis für das S-Gen-Ziel und ein positives Ergebnis für die anderen beidenZiele);SGTF fungierte im Vereinigten Königreich als Bevollmächtigterzur Identifizierung von B.1.1.7-Fällen (1).Mehrere Beweislinien deuten darauf hin, dass B.1.1.7 mehr istim Vergleich zu anderen SARS-CoV-2-Viren effizient übertragenVarianten, die im Vereinigten Königreich im Umlauf sind.Britische Regionen mitEin höherer Anteil der B.1.1.7-Sequenzen führte zu einer schnelleren EpidemieWachstum als in anderen Bereichen, die Diagnosen mit SGTF nahmen zuschneller als Nicht-SGTF-Diagnosen in den gleichen Bereichen, und aEin höherer Anteil der Kontakte wurde von Indexpatienten infiziertmit B.1.1.7-Infektionen als bei infizierten Indexpatientenandere Varianten (1,3).Variante B.1.1.7 hat das Potenzial, den US-Pan zu vergrößernDemische Entwicklung in den kommenden Monaten.Um diesen Effekt zu veranschaulichen,Es wurde ein einfaches, zweivariantes Kompartimentmodell entwickelt.Die aktuelle US-Prävalenz von B.1.1.7 unter allen im Umlauf befindlichen VirenViren ist unbekannt, wird aber basierend auf der Schätzung auf <0,5 % geschätztbegrenzte Anzahl entdeckter Fälle und SGTF-Daten (8).FürDie ersten Annahmen des Modells beinhalteten eine B.1.1.7-PrävalenzVon 0,5 % aller Infektionen besteht eine SARS-CoV-2-ImmunitätVorinfektion von 10 %30 %, eine zeitlich variierende FortpflanzungAnzahl (R t ) von 1,1 (abgemilderte, aber zunehmende Übertragung)oder 0,9 (abnehmende Übertragung) für aktuelle Varianten und eine gemeldete Inzidenz von 60 Fällen pro 100.000 Personen pro Tag1. Januar 2021. Diese Annahmen treffen nicht genau zuEs handelt sich vielmehr um einen einzelnen Standort in den USA, sondern um eine VerallgemeinerungBedingungen, die im ganzen Land üblich sind.Die Änderung von R t vorbeiZeit aufgrund erworbener Immunität und zunehmender Prävalenz von B.1.1.7 wurde modelliert, wobei das B.1.1.7 R t angenommen wurdeeine Konstante sein, die dem 1,5-fachen des R t der aktuellen Varianten entspricht, basierend auferste Schätzungen aus dem Vereinigten Königreich (1,3).Als nächstes wurden die möglichen Auswirkungen der Impfung modelliertunter der Annahme, dass pro Jahr 1 Million Impfdosen verabreicht wurdenTag ab dem 1. Januar 2021 und diese 95-prozentige Immunitätwurde 14 Tage nach Erhalt von 2 Dosen erreicht.Speziell,Immunität gegen eine Infektion mit entweder aktuellen Varianten oder derVariante B.1.1.7 wurde angenommen, obwohl die Wirksamkeit undDauer des Infektionsschutzes bleibt ungewiss,denn diese waren nicht der primäre Endpunkt klinischer Studienfür Erstimpfungen.In diesem Modell ist die Prävalenz von B.1.1.7 anfänglich niedrig, aber weilEs sei übertragbarer als aktuelle Varianten, heißt esschnelles Wachstum Anfang 2021 und wird zur vorherrschenden SorteAmeise im März (Abbildung 1).Ob StromübertragungVarianten nimmt zu (anfängliches R t = 1,1) oder nimmt langsam ab(anfängliches R t = 0,9) im Januar führt B.1.1.7 zu einer wesentlichen Änderungin der Übertragungsbahn und einer neuen exponentiellen PhaseWachstum.Mit einer Impfung, die vor einer Ansteckung schützt, kann dieFrühe epidemische Verläufe ändern sich nicht und B.1.1.7 breitet sich austritt immer noch auf (Abbildung 2).Nach B.1.1.7 wird jedoch dieBei der dominanten Variante war die Übertragung erheblich reduziert.Die Wirkung der Impfung auf die Verringerung der Übertragung in der NäheDie Laufzeit war in dem Szenario am größten, in dem die Übertragung erfolgtebereits abnehmend (anfängliches R t = 0,9) (Abbildung 2).Frühe Bemühungen, diekann die Verbreitung der B.1.1.7-Variante einschränken, wie z. B. Universal underhöhte Einhaltung von Strategien zur Eindämmung der öffentlichen Gesundheit,wird mehr Zeit für die laufende Impfung geben, um höhere Ergebnisse zu erzielenImmunität auf Bevölkerungsebene.

Diskussion

Derzeit sind keine Unterschiede in den klinischen Ergebnissen bekanntim Zusammenhang mit den beschriebenen SARS-CoV-2-Varianten;Jedoch,Eine höhere Übertragungsrate wird zu mehr Fällen führen, was zu einer Zunahme führtdie Gesamtzahl der Personen, die klinische Pflege benötigen, nimmt zuEntlastung des ohnehin schon angespannten Gesundheitssystems,und was zu mehr Todesfällen führt.Fortsetzung der genomischen ÜberwachungB.1.1.7-Fälle sowie das Auftreten anderer zu identifizierenBesorgniserregende Varianten in den Vereinigten Staaten sind wichtig für dieReaktion der öffentlichen Gesundheit auf COVID-19.Während die SGTF-Ergebnissekann dabei helfen, potenzielle B.1.1.7-Fälle zu identifizieren, die bestätigt werden könnenDurch Sequenzierung werden vorrangige Varianten identifiziert, die nicht auftretenSGTF setzt ausschließlich auf sequenzbasierte Überwachung.

 

 

 

Variantenbezeichnung

Erste Identifizierung  

Charakteristische Mutationen

(Protein: Mutation)

Anzahl der aktuellen sequenzbestätigten Fälle Anzahl

Länder mit

Sequenzen

Standort Datum Vereinigte Staaten Weltweit  
B.1.1.7 (20I/501Y.V1) Großbritannien September 2020 ORF1ab: T1001I, A1708D, I2230T,

del36753677 SGF

S: del6970 HV, del144 Y, N501Y,

A570D, D614G, P681H, T761I,

S982A, D1118H

ORF8: Q27stop, R52I, Y73C

N: D3L, S235F

76 15.369 36
B.1.351 (20H/501Y.V2) Südafrika Okt. 2020 ORF1ab: K1655N

E: P71L

N: T205I

S:K417N, E484K, N501Y, D614G,

A701V

0 415 13

 

S.1 (20J/501Y.V3 Brasilien und Japan Januar 2021 ORF1ab: F681L, I760T, S1188L,

K1795Q, del36753677 SGF, E5662D

S: L18F, T20N, P26S, D138Y, R190S,

K417T, E484K, N501Y, D614G,

H655Y, T1027I

ORF3a: C174G

ORF8: E92K

ORF9: Q77E

ORF14: V49L

N: P80R

0 35 2

 

Abkürzungen: del = Löschung;E = Hüllprotein;N = Nukleokapsidprotein;ORF = offener Leserahmen;S = Spike-Protein.

Die Erfahrungen im Vereinigten Königreich und die B.1.1.7-ModelleDie in diesem Bericht vorgestellten Maßnahmen veranschaulichen die Auswirkungen einer ansteckenderen WirkungDiese Variante kann sich auf die Anzahl der Fälle in einer Population auswirken.DerEine erhöhte Übertragbarkeit dieser Variante erfordert noch mehrkonsequente kombinierte Umsetzung von Impfung und MitigaMaßnahmen (z. B. Abstand, Maskenpflicht und Händehygiene)um die Ausbreitung von SARS-CoV-2 zu kontrollieren.Diese Maßnahmen werden seinwirksamer, wenn sie eher früher als später eingeführt werdenum die anfängliche Verbreitung der Variante B.1.1.7 zu verlangsamen.Bemühungen umBereiten Sie das Gesundheitssystem in bestimmten Fällen auf weitere Anstiege vorgarantiert.Eine erhöhte Übertragbarkeit bedeutet auch eine höhereEs muss eine höhere Durchimpfungsrate als erwartet erreicht werdendas gleiche Maß an Seuchenbekämpfung zu erreichen, um die Öffentlichkeit zu schützenim Vergleich zu weniger übertragbaren Varianten.In Zusammenarbeit mit akademischen, industriellen, staatlichen, territorialen,Stammes- und lokale Partner, CDC und andere Bundesbehördenkoordinieren und verbessern die genomische Überwachung undBemühungen zur Viruscharakterisierung in den Vereinigten Staaten.CDCkoordiniert die Sequenzierungsbemühungen der USA durch SARS-CoV-2Sequenzierung für Notfallmaßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit,Epidemiologie und Überwachung (SPHERES)§§Konsortium,Das umfasst rund 170 teilnehmende Institutionen und fördert den offenen Datenaustausch, um den Einsatz von SARS-CoV-2 zu erleichternSequenzdaten.CDC verfolgt die virale Entwicklung von SARS-CoV-2Implementierung einer vielschichtigen Genomüberwachung zum Verständnisdie epidemiologischen, immunologischen und evolutionären Prozessedie die virale Phylogenie (Phylodynamik) prägen;Leitfaden AusbruchUntersuchungen;und erleichtern die Erkennung und CharakterisierungBerichterstattung über mögliche Reinfektionen, Fälle von Impfdurchbrüchen uswneu auftretende Virusvarianten.Im November 2020 wurde CDC gegründetdas National SARS-CoV-2 Strain Surveillance (NS3)-Programmum die Repräsentativität des heimischen SARS-CoV-2 zu verbessernSequenzen.Das Programm arbeitet mit 64 US-Öffentlichkeiten zusammenGesundheitslabore zur Unterstützung eines genomischen Überwachungssystems;NS3 baut außerdem eine Sammlung von SARS-CoV-2-Proben aufnd-Sequenzen zur Unterstützung der öffentlichen Gesundheitsreaktion und der WissenschaftForschung zur Bewertung der Auswirkungen betroffener Mutationen aufbestehende empfohlene medizinische Gegenmaßnahmen.CDC hathat auch Verträge mit mehreren großen kommerziellen klinischen Laboren geschlossenTories sollen schnell Zehntausende SARS-CoV-2-Infektionen sequenzierenjeden Monat positive Proben und hat sieben akademische Projekte finanziertInstitutionen, die gemeinsam eine genomische Überwachung durchführenmit öffentlichen Gesundheitsbehörden, was zu einer erheblichen Verbesserung führtdie Verfügbarkeit zeitnaher genomischer Überwachungsdaten aus aller WeltDie Vereinigten Staaten.Zusätzlich zu diesen nationalen InitiativenViele staatliche und lokale Gesundheitsbehörden führen eine Sequenzierung durch

ABBILDUNG 1. Simulierte Fallinzidenzverläufe* aktueller SARS-CoV-2-Varianten und der Variante B.1.1.7,vorausgesetzt, es gibt keine gemeinschaftliche Impfungund entweder Anfangs-R t = 1,1 (A) oder Anfangs-R t = 0,9 (B) für aktuelle VariantenVereinigte Staaten, JanuarApril 2021

 

Abbildung 1
Figur 2
Abkürzungen
Abbildung 1

SARS-CoV-2 zum besseren Verständnis der lokalen Epidemiologie undUnterstützung der Reaktion des öffentlichen Gesundheitswesens auf die Pandemie.Die Feststellungen in diesem Bericht unterliegen mindestens drei Beschränkungentationen.Erstens, das Ausmaß des Anstiegs der Transmissibilitätity in den Vereinigten Staaten im Vergleich zu dem in der beobachtetenDas Vereinigte Königreich bleibt unklar.Zweitens, die Prävalenz vonB.1.1.7 in den Vereinigten Staaten ist derzeit ebenfalls unbekannt, aberDie Erkennung von Varianten und die Schätzung der Prävalenz werden verbessertmit verstärkten US-Überwachungsbemühungen.Endlich lokale MitigaAuch die Messgrößen sind sehr variabel, was zu Schwankungen führtR t .Die hier vorgestellten spezifischen Ergebnisse basieren auf SimulationenEs wurde davon ausgegangen, dass sich die Abhilfemaßnahmen nach dem 1. Januar nicht ändern.Die erhöhte Übertragbarkeit der Variante B.1.1.7 warfordert eine rigorose Umsetzung öffentlicher Gesundheitsstrategiendie Übertragung reduzieren und die potenziellen Auswirkungen von B.1.1.7 verringern,Kauf kritischer Zeit, um die Durchimpfungsrate zu erhöhen.CDCsModellierungsdaten zeigen, dass universeller Einsatz und erhöhte KompliDer Umgang mit Schadensbegrenzungsmaßnahmen und Impfungen ist von entscheidender BedeutungDie Zahl der Neuerkrankungen und Todesfälle in den USA erheblich reduzierenkommende Monate.Weitere, strategische Personentests ohneSymptome von COVID-19 haben, bei denen jedoch ein erhöhtes Risiko bestehtEine Infektion mit SARS-CoV-2 bietet eine weitere Möglichkeit dazudie weitere Ausbreitung begrenzen.Insgesamt eine verbesserte genomische ÜberwachungLanze verbunden mit einer erhöhten Einhaltung der öffentlichen GesundheitEindämmungsstrategien, einschließlich Impfung, physische Distanzing, Verwendung von Masken, Händehygiene sowie Isolation und Quarantäne,wird von entscheidender Bedeutung sein, um die Ausbreitung von SARS-CoV-2 einzudämmenSchutz der öffentlichen Gesundheit.

Danksagungen

Mitglieder des Sequencing for Public Health EmergencyKonsortium für Reaktion, Epidemiologie und Überwachung;staatlich und lokalöffentliche Gesundheitslabore;Verband der Laboratorien für öffentliche Gesundheit;CDC COVID-19-Reaktionsteam;Abteilung für Atemwegsviren,Abteilung für Viruserkrankungen, CDC. Formular des Committee of Medical Journal Editors zur Offenlegung von PotenzialInteressenskonflikte.Es wurden keine potenziellen Interessenkonflikte offengelegt.

Verweise

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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. Februar 2021