Identification of specific IgG class antibodies to certain flaviviruses in the population of the Republic of Guinea

Full Text

Введение

Из обширной экологической группы арбовирусов представители рода Orthoflavivirus (семейство Flaviviridae), циркуляция которых доказана на всех континентах, исключая Антарктиду, имеют наибольшее эпидемиологическое значение. Африка входит состав регионов, в наибольшей степени затронутых проблемой распространения инфекционных болезней, вызываемых флавивирусами, включая желтую лихорадку и лихорадку денге.

По данным ВОЗ в 2023 г. в африканских странах зарегистрирован 171 991 случай заболевания лихорадкой денге, в том числе 753 — с летальным исходом. Циркуляция вирусов денге выявлена в более чем 30 африканских странах [2].

Подходящие климатические условия, наличие большого количества членистоногих переносчиков (прежде всего комаров родов Aedes и Culex), низкая осведомленность населения и медицинского персонала о профилактике и контроле за инфекционными болезнями, вызываемыми флавивирусами, является актуальной проблемой для здравоохранения многих африканских стран, в том числе и Гвинейской Республики. Территория страны условно делится на четыре ландшафтно-географические зоны: Нижняя, Средняя, Верхняя и Лесная Гвинея, где в разные годы рядом авторов подтверждена циркуляция вирусов желтой лихорадки (ВЖЛ), Западного Нила (ВЗН) и денге (ВД) [1, 6]. Последние подтвержденные три случая заболевания людей желтой лихорадкой в Гвинее были зарегистрированы в конце 2023 г. Заболевшими оказались 6-летняя девочка из региона Фарана (Средняя Гвинея), 7-летний мальчик из округа Кундара (Нижняя Гвинея) и 60-летняя женщина из Гекеду (Лесная Гвинея) [3]. Четких и достоверных данных о заболеваемости населения другими инфекционными болезнями, вызываемыми флавивирусами, на территории Гвинеи нет. Имеются единичные публикации о выявлении случая лихорадки денге [5].

Для достоверной оценки наличия иммунной прослойки к возбудителям инфекционных болезней, вызываемых арбовирусами, необходимым является определение уровня специфических антител в сыворотках крови людей, проживающих на данной территории [8].

Цель настоящей работы состояла в изучении уровня специфических антител класса IgG к ВЖЛ, ВД и ВЗН у местного населения в разных ландшафтно-географических зонах Гвинейской Республики методом иммуноферментного анализа (ИФА).

Материалы и методы

Исследование проводилось совместно российскими и гвинейскими специалистами на базе Российско-Гвинейского центра эпидемиологии и профилактики инфекционных болезней в г. Киндия, Гвинейская Республика, в 2020–2023 гг. [7].

Исследуемые сыворотки. Для работы были использованы сыворотки крови практически здоровых жителей различных ландшафтно-географических зон Гвинейской Республики. Исследование проводилось при информированном согласии участников. Протокол одобрен решением Этического комитета Гвинейской Республики (№ 129/CNERS/16 от 31 августа 2015 г.).

На территории Гвинейской Республики широко распространены возбудители малярии, в связи с чем весь полученный материал перед исследованием был протестирован методом иммунохроматографичеcкого анализа для выявления антигенов малярийных плазмодиев с использованием наборов реагентов MalariaAgP.f/Pan SD BIOLINE (Standart Diagnostics, Inc., Республика Южная Корея). Образцы, в которых присутствовали антигены возбудителей малярии, в последующую работу не поступили с целью исключения получения неспецифических результатов. Таким образом, была составлена панель из 1559 сывороток крови условно здоровых жителей Гвинейской Республики (табл.). Исследуемая выборка респондентов была представлена в возрастном диапазоне от 1 до 89 лет; в исследование вошло 910 женщин (58,4%) и мужчин 649 (41,6%).

 

Таблица. Результаты выявления специфических антител класса IgG к некоторым флавивирусам в различных ландшафтно-географических зонах Гвинейской Республики

Table. Detection of flavivirus-specific IgG antibodies in various landscape and geographical zones of the Republic of Guinea

Ландшафтно-географическая зона Landscape and geographical zones	Общее количество исследованных образцов, n Total number of tested samples, n	Вирусы/Viruses
		Результаты выявления антител класса IgG: абсолютное число положительных проб, n; доля положительных проб, % Detection of IgG antibodies: absolute number of positive samples, n; proportion of positive samples, %
		ВЖЛ/YFV	ВД/DENV	ВЗН/WNV
Нижняя Гвинея Lower Guinea	807	299; 37,05 (95% ДИ: 33,8–40,4)	58; 7,19 (95% ДИ: 5,6–9,2)	141; 17,47 (95% ДИ: 15,1–20,2)
Средняя Гвинея Middle Guinea	342	41; 11,89 (95% ДИ: 8,9–15,8)	47; 13,74 (95% ДИ: 10,5–17,8)	124; 36,26 (95% ДИ: 31,3–41,5)
Верхняя Гвинея Upper Guinea	121	64; 52,89 (95% ДИ: 44,1–61,5)	30; 24,79 (95% ДИ: 17,9–33,2)	44; 36,36 (95% ДИ: 28,3–45,2)
Лесная Гвинея Forested Guinea	289	40; 13,84 (95% ДИ: 10,3–18,3)	49; 16,96 (95% ДИ: 13,1–21,7)	112; 38,75 (95% ДИ: 33,3–44,5)
Итого по всей территории Гвинеи Total Guinea-wide	1559	444; 28,48 (95% ДИ: 26,3–30,7)	184; 11,8 (95% ДИ: 10,3–13,5)	421; 27 (95% ДИ: 24,8–29,3)

 

Твердофазный ИФА. Сыворотки крови исследовали методом ИФА, направленным на выявление вирусоспецифических антител класса IgG к ВЖЛ, ВД и ВЗН. В работе были использованы коммерческие диагностические препараты: «Anti-Denge Virus ELISA (IgG)» (Euroimmun, Германия) и «БиоСкрин-ВЗН (Комплект G)» (Биосервис, Россия). Для выявления антител класса IgG к вирусу ЖЛ был взят экспериментальный набор реагентов, разработанный в ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора. Основой данного теста служит рекомбинантный очищенный белок Е ВЖЛ, который сорбирован в карбонатном буфере (Na2CO3 и NaN3, pH 9,6) на полистироловые планшеты (NEST, США). На рекомбинантную плазмидную ДНК, экспрессирующую аналог третьего домена поверхностного белка Е ВЖЛ в бактериальной системе E. coli (BL-21(DE3)), получен патент на изобретение № RU2798563 С1 («Рекомбинантная плазмидная ДНК pET160-E3-YFV, экспрессирующая аналог третьего домена поверхностного белка E вируса желтой лихорадки (ВЖЛ) в бактериальной системе E. coli, используемого для выявления специфических антител ВЖЛ»). Твердофазный ИФА для выявления антител IgG к ВЖЛ проводили, как было описано авторами в предыдущих публикациях [4].

Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программного обеспечения Microsoft Excel, диаграмма Венна была построена с помощью программы Microsoft PowerPoint. Средние значения оценивали с учетом 95% доверительного интервала (ДИ) по методу Клоппера–Пирсона в онлайн-сервисе Epitools (https://epitools.ausvet.com.au).

Результаты

При тестировании панели сывороток крови в 715 (45,9% от общего количества) случаев были выявлены специфические антитела класса IgG по крайне мере к одному из изучаемых флавивирусов. Чаще всего исследуемые сыворотки содержали вирусоспецифические антитела к ВЖЛ (28,48%, (95% ДИ: 26,3–30,7)). Что касается положительные результатов в отношении остальных флавивирусов, то к ВД специфические антитела были обнаружены в 184 (11,8%, (95% ДИ: 10,3–13,5)) случаях, а к ВЗН — в 421 (27%, (95% ДИ: 24,8–29,3)) (табл.).

Распределение положительных проб по разным ландшафтно-географическим зонам Гвинейской Республики представлено на рис. 1 и в табл.

 

Рисунок 1. График распределения специфических антител класса IgG к флавивирусам в разных ландшафтно-географических зонах Гвинейской Республики

 

Стоит обратить внимание, что при анализе сывороток крови, были выявлены образцы, в которых детектировались вирусоспецифические антитела IgG ко всем трем флавивирусам или к двум из них. Так, антитела одновременно к трем вирусам (ВЖЛ, ВД и ВЗН) были выявлены в 30 случаях, к ВЖЛ и ВД — 14, ВЖЛ и ВЗН — 44, ВД и ВЗН — 56 (рис. 2).

 

Рисунок 2. Количество образцов, в которых выявлены специфические антитела IgG к нескольким флавивирусам

 

Обсуждение

На территории Гвинейской Республики один из самых высоких уровней антител класса IgG у местных жителей регистрировался в отношении ВЖЛ (28,48% от всех исследованных сывороток). Это можно объяснить тем, что в разные годы во время вспышек ЖЛ проводились компании по массовой вакцинации [15]. Причем, в зоне Нижней и Верхней Гвинеи процент положительных образцов был достаточно высоким, и составлял 37,5% и 52,89% соответственно. Несмотря на определение, достаточно высокого уровня иммунной прослойки населения к возбудителю ЖЛ, он явно не является достаточным в случае возникновении крупной вспышки болезни. Так, по данным ВОЗ для формирования стойкого коллективного иммунитета против ЖЛ необходимо наличие специфических антител к возбудителю в сыворотках крови не менее 80% местного населения [11].

При сравнении уровня антител к ВЖЛ среди мужчин и женщин достоверных различий выявлено не было; IgG были обнаружены у 28,1% (95% ДИ: 24,7–31,6) мужчин и 28,8% (95% ДИ: 25,9–31,8) — женщин. Однако при анализе различных возрастных групп удалось выявить различия. Наибольший уровень антител наблюдался в возрастной группе до 20 лет — 36,8% (95% ДИ: 32,4–41,5) и старшей возрастной группе (старше 60 лет) — 94,7% (95% ДИ: 89,5–97,4), в то время как этот показатель в группах от 21 до 40 лет составил всего 14,3% (95% ДИ: 11,9–17,1), а от 41 до 60 лет — 21,4% (95% ДИ: 17,0–26,6).

Известно, что вакцинация против ЖЛ проводится в рамках нескольких программ: плановая иммунизация детей (нацеленная на младенцев до 9 месяцев) в эндемичных регионах; кампании по реагированию на вспышки ЖЛ; а также вакцинация людей, направляющихся в эндемичные по ЖЛ страны. Согласно отчетам ВОЗ, в Республике Гвинея самый высокий охват вакцинацией против ЖЛ наблюдается у людей старше 60 лет (порядка 80–90%). У людей с 14 до 59 лет уровень вакцинации на уровне 60–70%, а у детей до 13 лет всего 40–50% [14]. Данные настоящей работы полностью подтверждают эти сведения.

Уровень вирусоспецифических антител к ВЗН в разных ландшафтно-географических зонах составил от 17,47 до 38,75%. Такой высокий процент положительных образцов, при отсутствии официальных данных о заболеваемости лихорадкой Западного Нила, может быть связан с тем, что при заражении вирусом человек часто переносит болезнь бессимптомно или, при наличии симптоматики, без дифференциального лабораторного исследования [10]. Стоит отметить, что самый высокий уровень антител к ВЗН (38,75%) наблюдается районе Лесной Гвинеи. Эти данные согласуются с опубликованными ранее исследованиями [1, 6].

Что касается ВД, то антитела к нему обнаруживались в 7,9–24,79% случаях во всех ландшафтно-географических зонах, что соответствует тому, что комары рода Aedes, которые являются основными переносчиками возбудителя, распространены по всей территории Гвинейской Республики [1]. Следовательно, риск заболевания лихорадкой денге имеют все население страны.

Обнаружение антител в сыворотке крови сразу к нескольким исследуемым вирусам может свидетельствовать и о недостаточной специфичности наборов реагентов, направленных на выявление антител IgG к флавивирусам. Серологический перекрест является известной проблемой при изучении распространения ВД, ВЖЛ и ВЗН, имеющие схожие по аминокислотному составу антигены [13]. Следовательно, антитела, образованные в ответ на встречу макроорганизма с одним их флавивирусов, могут кросс-реагировать с возбудителями других представителей семейства, что затрудняет точную идентификацию серологическими методами [12]. Важно отметить, что для достоверной постановки диагноза в данном случае требуется комплексный подход, включающий как изучение клинической симптоматики, эпидемиологический анамнез, так и результаты различных лабораторных тестов, включая серологические и молекулярные-генетические методы.

Еще одной из причин обнаружения специфических антител сразу к нескольким флавивирусам может являться то, что жители Гвинеи за период жизни могут взаимодействовать с несколькими видами возбудителей.

Заключение

Таким образом, специфические антитела класса IgG к ВЖЛ были обнаружены в 28,5% (95% ДИ: 26,3–30,7) исследуемых проб. Встречаемость антител к ВД в исследуемой выборке составила 11,8%, (95% ДИ: 10,3–13,5), а к ВЗН — 27% (95% ДИ: 24,8–29,3).

В 2017 г. специалистами ВОЗ разработана и запущена стратегия по ликвидации эпидемий желтой лихорадки (Eliminate Yellow fever Epidemics, EYE), которую поддерживают медицинские организации 40 стран Африки, Северной и Южной Америки, подвергающихся риску распространения данной инфекционной болезни. Цель такого партнерства — массовая вакцинация населения, проживающего в эндемичных регионах, своевременное выявление случаев ЖЛ и принятие соответствующих мер для ликвидации возможных вспышек. Согласно прогнозам ВОЗ, к 2026 г. более миллиарда человек должны принять участие в этой программе [9]. Возможно, благодаря этой инициативе, уровень коллективного иммунитета к ЖЛ достигнет необходимого уровня, чтобы не допустить распространения желтой лихорадки на территории Гвинейской Республики в будущем.

Выявление специфических антител класса IgG к ВЗН и ВД в настоящем исследовании подтверждает факт продолжающейся циркуляции данных возбудителей на территории Гвинейской Республики, что, несомненно, несет риск здоровью местного населения. А более детальное изучение молекулярно-генетических и серологических особенностей флавивирусов, циркулирующих в данном регионе, позволит разработать более совершенные средства лабораторной диагностики вызываемых ими инфекционных болезней.

About the authors

E. I. Krivosheina

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Author for correspondence.
Email: katr962@mail.ru

Researcher, Department of Development and Production of Diagnostic Tools for Viral Diseases

Россия, Koltsovo, Novosibirsk Region

M. Yu. Kartashov

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: katr962@mail.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis

Россия, Koltsovo, Novosibirsk Region

E. V. Naidenova

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

Email: katr962@mail.ru

PhD (Biology), Leading Researcher, Department of Infectious Diseases Diagnostics

Saratov

N. D. Ushkalenko

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: katr962@mail.ru

Junior Researcher, Department of Development and Production of Diagnostic Tools for Viral Diseases

Россия, Koltsovo, Novosibirsk Region

K. A. Svirin

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: katr962@mail.ru

Junior Researcher, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis

Россия, Koltsovo, Novosibirsk Region

M. B. Bah

Research Institute of Applied Biology of Guinea

Email: katr962@mail.ru

Researcher

Гвинея, Kindia

I. Nourdine

Hemorrhagic Fevers Virology Research Center

Email: katr962@mail.ru

PhD (Biology), Researcher

Гвинея, Conakry

S. Boumbaly

Hemorrhagic Fevers Virology Research Center

Email: katr962@mail.ru

PhD (Biology), Director of the Laboratory

Гвинея, Conakry

V. A. Ternovoi

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: katr962@mail.ru

PhD (Biology), Acting Head of the Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis

Россия, Koltsovo, Novosibirsk Region

References

Supplementary files