Молекулярно-генетический анализ вариантов вируса Западного Нила, циркулировавших на территории европейской части России в 2010–2019 гг.

Статья в Elpub

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98: 308-318

Молекулярно-генетический анализ вариантов вируса Западного Нила, циркулировавших на территории европейской части России в 2010–2019 гг.

Батурин А. А., Ткаченко Г. А., Леденева М. Л., Лемасова Л. В., Бондарева О. С., Кайсаров И. Д., Шпак И. М., Бородай Н. В., Король Е. В., Тетерятникова Н. Н.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-85

Аннотация

Цель. Изучение распространённости генотипов и геновариантов вируса Западного Нила (ВЗН) на территории юга России в 2010–2019 гг.

Материалы и методы. Для исследования использовали 311 инфицированных ВЗН образцов биологического материала от больных, переносчиков и резервуаров инфекции. Типирование ВЗН проводили посредством сконструированных 3 пар праймеров и 3 зондов методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в реальном времени и секвенированием участка генома ВЗН размером 277 п.н., соответствующего 5'-нетранслируемой области и локусу гена полипротеина, кодирующему капсидный белок. Анализ результатов секвенирования проводили с помощью программы «Nucleotide BLAST» (NCBI).

Результаты. Из 311 РНК-изолятов ВЗН 15 (4,82%) были отнесены к генотипу 1 (из Астраханской и Волгоградской областей, Краснодарского и Ставропольского краев, Республики Татарстан), 285 (91,64%) — к генотипу 2 (из Астраханской, Волгоградской, Воронежской, Курской, Липецкой, Пензенской, Ростовской и Саратовской областей, Краснодарского и Ставропольского краёв, республик Калмыкия и Крым) и 11 (3,54%) — к генотипу 4 (из Волгоградской области, республик Калмыкия и Крым). Отмечено выраженное преобладание по частоте встречаемости вируса генотипа 2. Установлено, что выявленные изоляты возбудителя генотипа 1 относятся к астраханскому геноварианту, генотипа 2 — к российскому и европейскому геновариантам. Обнаружены ранее не встречавшиеся варианты ВЗН генотипов 1 и 4.

Заключение. В последнее десятилетие ВЗН генотипа 2 является доминирующим для юга европейской части России. Наиболее распространён российский вариант, его ареал расширяется. Циркуляция различных генетических линий ВЗН на территории России свидетельствует о необходимости дальнейшего изучения их распространения, а также совершенствования диагностических методов и тест-систем для выявления и дифференциации штаммов возбудителя.

Список литературы

1. Львов Д.К. Лихорадка Западного Нила. Вопросы вирусологии. 2000; 45(2): 4–9.

2. Sejvar J. West Nile Virus Infection. Microbiol Spectr. 2016; 4(3): EI10-0021-2016. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.EI10-0021-2016

3. Pachler K., Lebl K., Berer D., Rudolf I., Hubalek Z., Nowotny N. Putative new West Nile virus lineage in Uranotaenia unguiculata mosquitoes, Austria, 2013. Emerg. Infect. Dis. 2014; 20(12): 2119–22. https://doi.org/10.3201/eid2012.140921

4. Жуков К.В., Топорков А.В., Викторов Д.В. Эпидемиологические аспекты и современная эволюция глобально распространяющихся арбовирусов. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2018; 95(6): 94–102. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2018-6-94-102

5. Анищенко М., Щелканов М.Ю., Алексеев В.В., Липницкий А.В., Антонов В.А., Джаркенов А.Ф. и др. Молекулярные маркеры патогенности вируса Западного Нила. Вопросы вирусологии. 2010; 55(1): 4–10.

6. Субботина Е.Л., Локтев В.Б. Молекулярная эволюция вируса Западного Нила. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2014; 29(1): 31–7.

7. Львов Д.К., ред. Руководство по вирусологии: Вирусы и вирусные инфекции человека и животных. М.: МИА; 2013.

8. Топорков А.В., ред. Лихорадка Западного Нила. Волгоград: Волга-Пресс; 2017.

9. Платонов А.Е., Карань Л.С., Шопенская Т.А., Федорова М.В., Колясникова Н.М., Русакова Н.М. и др. Генотипирование штаммов вируса лихорадки Западного Нила, циркулирующих на юге России, как метод эпидемиологического расследования: принципы и результаты. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011; 88(2): 29–37.

10. Львов Д.Н., Щелканов М.Ю., Джаркенов А.Ф., Галки- на И.В., Колобухина Л.В., Аристова В.А. и др. Популяционные взаимодействия вируса Западного Нила (Flaviviridae, Flavivirus) с членистоногими переносчиками, позвоночны- ми животными, людьми в среднем и нижнем поясах дельты Волги, 2001–2006 гг. Вопросы вирусологии. 2009; 54(2): 36–43.

11. Papa A., Bakonyi T., Xanthopoulou K., Vazquez A., Tenorio A., Nowotny N. Genetic characterization of West Nile virus lineage 2, Greece, 2010. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17(5): 920–2. https://doi.org/10.3201/eid1705.101759

12. Kolodziejek J., Marinov M., Kiss BJ., Alexe V., Nowotny N. The complete sequence of a West Nile virus lineage 2 strain detected in a Hyalomma marginatum marginatum tick collected from a song thrush (Turdus philomelos) in Еastern Romania in 2013 revealed closest genetic relationship to strain Volgograd 2007. PLoS One. 2014; 9(10): e109905. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109905

13. Rudolf I., Bakonyi T., Sebesta O., Mendel J., Pesko J., Betasova L., et al. West Nile virus lineage 2 isolated from Culex modestus mosquitoes in the Czech Republic, 2013: expansion of the European WNV endemic area to the North? Euro Surveill. 2014; 19(31): 2–5. https://doi.org/10.2807/1560-7917.es2014.19.31.20867

14. Jungbauer C., Hourfar M.K., Stiasny K., Aberle S.W., Cadar D., Schmidt-Chanasit J., et al. West Nile virus lineage 2 infection in a blood donor from Vienna, Austria, August 2014. J. Clin. Virol. 2015; 64: 16–9. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2015.01.003

15. Nagy A., Ban E., Nagy O., Ferenczi E., Farkas A., Banyai K., et al. Detection and sequencing of West Nile virus RNA from human urine and serum samples during the 2014 seasonal period. Arch. Virol. 2016; 161(7): 1797–806. https://doi.org/10.1007/s00705-016-2844-5

16. Baymakova M., Trifonova I., Panayotova E., Dakova S., Pacenti M., Barzon L., et al. Fatal case of West Nile neuroinvasive disease in Bulgaria. Emerg. Infect. Dis. 2016; 22(12): 2203–4. https://doi.org/10.3201/eid2212.151968

17. Ziegler U., Luhken R., Keller M., Cadar D., van der Grinten E., Michel F., et al. West Nile virus epizootic in Germany, 2018. Antiviral. Res. 2019; 162: 39–43. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2018.12.005

18. Holicki C., Ziegler U., Raileanu C., Kampen H., Werner D., Schulz J., et al. West Nile virus lineage 2 vector competence of indigenous culex and aedes mosquitoes from Germany at temperate climate conditions. Viruses. 2020; 12(5): 561. https://doi.org/10.3390/v12050561

19. Busquets N., Laranjo-Gonzalez M., Soler M., Nicolas O., Rivas R., Talavera S., et al. Detection of West Nile virus lineage 2 in North-Eastern Spain (Catalonia). Transbound. Emerg. Dis. 2019; 66(2): 617–21. https://doi.org/10.1111/tbed.13086

20. Pacenti M., Sinigaglia A., Franchin E., Pagni S., Lavezzo E., Montarsi F., et al. Human West Nile virus lineage 2 infection: epidemiological, clinical, and virological findings. Viruses. 2020; 12(4): 458. https://doi.org/10.3390/v12040458

21. Veo C., Ventura C., Moreno A., Rovida F., Percivalle E., Canziani S., et al. Evolutionary dynamics of the lineage 2 West Nile virus that caused the largest European epidemic: Italy 2011– 2018. Viruses. 2019; 11(9): 814. https://doi.org/10.3390/v11090814

22. Magurano F., Remoli M.E, Baggieri M., Fortuna C., Marchi A., Fiorentini C., et al. Circulation of West Nile virus lineage 1 and 2 during an outbreak in Italy. Clin. Microbiol. Infect. 2012; 18(12): E545-7. https://doi.org/10.1111/1469-0691.12018

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2021; 98: 308-318

Molecular genetic analysis of West Nile virus variants circulating in European Russia between 2010 and 2019

Baturin A. A., Tkachenko G. A., Ledeneva M. L., Lemasova L. V., Bondareva O. S., Kaysarov I. D., Shpak I. M., Boroday N. V., Korol' E. V., Teteryatnikova N. N.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-85

Abstract

Aim. A study of the prevalence of West Nile virus (WNV) genetic lineages and genovariants in the south of European Russia between 2010 and 2019.

Materials and methods. The study was carried out on 311 WNV containing biological samples from patients, vectors and reservoirs of infection. WNV typing was carried out using reverse transcription and real-time polymerase chain reaction with designed three pairs of primers and three probes and by the sequencing of the 277 bp WNV genome region corresponding to the 5'-untranslated region and locus of the polyprotein gene encoding the capsid protein C. Sequencing results were analyzed using the Nucleotide BLAST software (NCBI).

Results. As a result of typing, out of 311 WNV RNA isolates taken for the study, 15 (4.82%) were assigned to lineage 1 (from Astrakhan and Volgograd regions, Krasnodar and Stavropol Territories, Republic of Tatarstan), 285 (91.64%) to lineage 2 (from Astrakhan, Volgograd, Voronezh, Kursk, Lipetsk, Penza, Rostov and Saratov regions, Krasnodar and Stavropol Territories, Republics of Kalmykia and Crimea), and 11 (3.54%) to lineage 4 (from the Volgograd region, Republics of Kalmykia and Crimea). The predominance of viral lineage 2 was demonstrated. The identified isolates of the viral lineage 1 belonged to the «Astrakhan» variant, isolates of lineage 2 belonged to «Russian» and «European» variants. Previously uncommon WNV variants of lineages 1 and 4 were also found.

Conclusion. Lineage 2 of WNV prevailed in the south of European Russia in the last decade. The «Russian» variant is most common and its area is expanding. The circulation of various WNV genetic lineages in Russia indicates the need for further study of their spread and improving diagnostic methods and test systems for identifying and differentiating pathogen strains.

References

1. L'vov D.K. Likhoradka Zapadnogo Nila. Voprosy virusologii. 2000; 45(2): 4–9.

2. Sejvar J. West Nile Virus Infection. Microbiol Spectr. 2016; 4(3): EI10-0021-2016. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.EI10-0021-2016

4. Zhukov K.V., Toporkov A.V., Viktorov D.V. Epidemiologicheskie aspekty i sovremennaya evolyutsiya global'no rasprostranyayushchikhsya arbovirusov. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2018; 95(6): 94–102. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2018-6-94-102

5. Anishchenko M., Shchelkanov M.Yu., Alekseev V.V., Lipnitskii A.V., Antonov V.A., Dzharkenov A.F. i dr. Molekulyarnye markery patogennosti virusa Zapadnogo Nila. Voprosy virusologii. 2010; 55(1): 4–10.

6. Subbotina E.L., Loktev V.B. Molekulyarnaya evolyutsiya virusa Zapadnogo Nila. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i virusologiya. 2014; 29(1): 31–7.

7. L'vov D.K., red. Rukovodstvo po virusologii: Virusy i virusnye infektsii cheloveka i zhivotnykh. M.: MIA; 2013.

8. Toporkov A.V., red. Likhoradka Zapadnogo Nila. Volgograd: Volga-Press; 2017.

9. Platonov A.E., Karan' L.S., Shopenskaya T.A., Fedorova M.V., Kolyasnikova N.M., Rusakova N.M. i dr. Genotipirovanie shtammov virusa likhoradki Zapadnogo Nila, tsirkuliruyushchikh na yuge Rossii, kak metod epidemiologicheskogo rassledovaniya: printsipy i rezul'taty. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2011; 88(2): 29–37.

10. L'vov D.N., Shchelkanov M.Yu., Dzharkenov A.F., Galki- na I.V., Kolobukhina L.V., Aristova V.A. i dr. Populyatsionnye vzaimodeistviya virusa Zapadnogo Nila (Flaviviridae, Flavivirus) s chlenistonogimi perenoschikami, pozvonochny- mi zhivotnymi, lyud'mi v srednem i nizhnem poyasakh del'ty Volgi, 2001–2006 gg. Voprosy virusologii. 2009; 54(2): 36–43.

12. Kolodziejek J., Marinov M., Kiss BJ., Alexe V., Nowotny N. The complete sequence of a West Nile virus lineage 2 strain detected in a Hyalomma marginatum marginatum tick collected from a song thrush (Turdus philomelos) in Eastern Romania in 2013 revealed closest genetic relationship to strain Volgograd 2007. PLoS One. 2014; 9(10): e109905. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109905