Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI114710.15789/2220-7619-GOT-1147ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИGenotyping of tick-borne encephalitis and Kemerovo viruses in taiga ticks collected in the Komi RepublicГенотипирование возбудителей клещевого энцефалита и лихорадки Кемерово в таежных клещах, собранных в Республике Комиhttps://orcid.org/0000-0002-7857-6822KartashovM. YuКарташовМ. Ю.
Russian Federation

Mikhail Yu. Kartashov - PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis, SRC for Virology and Biotechnology “Vector”, Koltsovo; Researcher, Biotechnology and Virology Laboratory, NSU.

630559, Novosibirsk Region, Koltsovo, Phone: +7 923 419-31-92 (mobile), Fax: +7 (383) 336-74-09

Карташов Михаил Юрьевич - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов ГГЦВБ Вектор Роспотребнадзора; научный сотрудник лаборатории биотехнологии и вирусологии, НГУ.

630559, Новосибирская область, п.г.т. Кольцово, Тел.: 8 923 419-31-92 (моб.), Факс: 8 (383) 336-74-09

mikkartash@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4350-4260MikryukovaT. P.МикрюковаТ. П.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Department Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis, SRC for Virology and Biotechnology “Vector”.

Koltsovo, Novosibirsk Region

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов.

П.г.т. Кольцово, Новосибирская областьmikryukova_tp@vector.nsc.ruKrivosheinaE. I.КривошеинаЕ. И.
Russian Federation

Research Assistant, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis, SRC for Virology and Biotechnology “Vector”; Master, Chair of Biotechnology, NSU.

Koltsovo, Novosibirsk Region

Стажер-исследователь отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов ГГЦВБ Вектор Роспотребнадзора; магистр кафедры биотехнологии НГУ.

Новосибирск

krivosheina_ei@vector.nsc.ruKuznetsovA. I.КузнецовА. И.
Russian Federation

Research Assistant, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis, SRC for Virology and Biotechnology “Vector”; Master, Chair of Information Biology, NSU.

Novosibirsk

Стажер-исследователь отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов ГГЦВБ Вектор Роспотребнадзора; магистр кафедры информационной биологии НГУ.

Новосибирск

kuznetsov_ai@vector.nsc.ruGlushkovaL. I.ГлушковаЛ. И.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Komi Republic Department of FS for Surveillance in Consumer Rights Protections and Human Well-Being.

Syktyvkar

Доктор медицинских наук, профессор, руководитель.

Сыктывкарgigprof@list.ruKorabel`nikovI. V.КорабельниковИ. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the “Disinfection”, FS for Surveillance in Consumer Rights Protections and Human Well-Being.

Syktyvkar

Доктор медицинских наук, профессор, директор.

Сыктывкарgigprof@list.ruEgorovaYu. I.ЕгороваЮ. И.
Russian Federation

Entomologist, “Disinfection”, FS for Surveillance in Consumer Rights Protections and Human Well- Being.

Syktyvkar

Энтомолог.

Сыктывкар

gigprof@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1275-171XTernovoiV. A.ТерновойВ. А.
Russian Federation

PhD (Biology), Head of the Laboratory of Molecular Epidemiology of Highly Dangerous Infections, Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis SRC for Virology and Biotechnology “Vector”.

Koltsovo, Novosibirsk Region

Кандидат биологических наук, зав. лабораторией молекулярной эпидемиологии особо опасных инфекций отдела молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов.

П.г.т. Кольцово, Новосибирская область

tern@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0229-321XLoktevV. B.ЛоктевВ. Б.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Professor, Head of the Department of Molecular Virology for Flaviviruses and Viral Hepatitis, SRC for Virology and Biotechnology “Vector”.

Koltsovo, Novosibirsk Region

Доктор биологических наук, профессор, зав. отделом молекулярной вирусологии флавивирусов и вирусных гепатитов ГГЦВБ Вектор Роспотребнадзора; профессор, кафедра биомедицинской физики, Новосибирский государственный университет; ведущий научный сотрудник, лаборатория молекулярных механизмов патологических процессов ФГБУН ФИЦ ИЦГ, СО РАН.

Новосибирск

valeryloktev@gmail.comState Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» РоспотребнадзораNovosibirsk State UniversityФГАОУВО Новосибирский национальный исследовательский государственный университетFederal Service for Surveillance in Consumer Rights Protections and Human Well-Being, Department of the Komi RepublicУправление Роспотребнадзора по Республике Коми“Disinfection ”, Federal Service for Surveillance in Consumer Rights Protections and Human Well-BeingФГУП «Дезинфекция» РоспотребнадзораState Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”ФБУНГосударственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» РоспотребнадзораInstitute of Cytology and Genetics the Siberian Branch of the RASФГБУН ФИЦИнститут цитологии и генетики, СО РАН070420201011591661202201916092019Copyright ©; 2020, Kartashov M.Y., Mikryukova T.P., Krivosheina E.I., Kuznetsov A.I., Glushkova L.I., Korabel`nikov I.V., Egorova Y.I., Ternovoi V.A., Loktev V.B.Copyright ©; 2020, Карташов М.Ю., Микрюкова Т.П., Кривошеина Е.И., Кузнецов А.И., Глушкова Л.И., Корабельников И.В., Егорова Ю.И., Терновой В.А., Локтев В.Б.2020Kartashov M.Y., Mikryukova T.P., Krivosheina E.I., Kuznetsov A.I., Glushkova L.I., Korabel`nikov I.V., Egorova Y.I., Ternovoi V.A., Loktev V.B.Карташов М.Ю., Микрюкова Т.П., Кривошеина Е.И., Кузнецов А.И., Глушкова Л.И., Корабельников И.В., Егорова Ю.И., Терновой В.А., Локтев В.Б.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1147

Over the last years, an increasing rate of ixodes tick bites has been registered in the northern regions of the European Russia. In addition, the number of subjects request medical assistance due to tick bites has been dramatically increased in the Komi Republic. In addition, incidence of tick-borne encephalitis was also increased particularly starting since 2009. However, highly limited data on pathogen genetic diversity related to viral tick-borne infections in this region are currently available. Taiga ticks (Ixodespersulcatus) collected from the Komi Republic southern and central part vegetation were examined to identify and genotype tick-borne viruses. Individual ticks were used to identify by RT-PCR viral RNA coupled to tick-borne encephalitis and Kemerovo viruses. Viral genome fragment sequencing allowed to unambiguously identify these viruses. It was found that viral RNA tick-borne encephalitis was detected in 6.8±1.2% individual ticks. Moreover, tick-linked isolate genotyping based on analyzing E protein gene fragment nucleotide sequence derived from tick-borne encephalitis discovered that 35% and 65% isolates belonged to the Far Eastern and Siberian subtype, respectively. In addition, subsequent phylogenetic analysis demonstrated that at least four variants of the Siberian and Far Eastern subtypes of tick-borne encephalitis virus were detected, which were close to the viruses circulating in the Urals and Siberia. In contrast, prevalence of Kemerovo virus in taiga ticks was 0.8±0.2%. Sequencing of Kemerovo virus RNA-dependent RNA polymerase gene fragment showed around 94% homology with the remainder of the Kemerovo virus strains. Phylogenetic analysis of the Kemerovo virus genome fragments demonstrated at least two subtypes circulating in the Komi Republic. Thus, it was suggested that tick-borne encephalitis virus was introduced relatively recently from the Urals and Siberian region into the natural foci of the Komi Republic. Moreover, genetic differences found in Kemerovo virus strains presume for them a longer lasting evolution throughout the natural foci of this region. In addition, a potential role for birds and their ticks in rapid spreading of viral tick-borne infections in the Komi Republic is also discussed. Thus, the data on genetic diversity of the viral agents related to tick-born encephalitis and Kemerovo fever may be useful for improving their diagnostics, prevention and treatment in the Komi Republic.

В последние годы регистрируется резкий рост случаев укусов иксодовыми клещами в северных регионах Европейской части России. В Республике Коми также резко увеличилось число лиц, обратившихся за медицинской помощью в связи с укусом клеща. Одновременно наблюдается рост заболеваемости клещевым энцефалитом, который особенно усилился с 2009 г. Информация о генетическом разнообразии возбудителей вирусных клещевых инфекций в этом регионе крайне ограничена. С целью идентификации и ге-нотипирования возбудителей вирусных клещевых инфекций проведено исследование клещей I. persulcatus, собранных с растительности в южных и центральных районах Республики Коми. Методом ПЦР был выявлен генетический материал вирусов клещевого энцефалита и Кемерово в индивидуальных клещах. Секвениро-вание фрагментов генома этих вирусов позволило однозначно их идентифицировать. Генетический материал вируса клещевого энцефалита был выявлен в 6,8±1,2% случаев. Генотипирование выявленных изолятов, проведенное на основе анализа нуклеотидной последовательности фрагмента гена белка Е вируса клещевого энцефалита, позволило установить, что 35% изолятов относятся к дальневосточному генотипу, а 65% — к сибирскому генотипу вируса клещевого энцефалита. Филогенетический анализ секвенированных последовательностей показал наличие не менее четырех геновариантов сибирского и дальневосточного генотипов вируса клещевого энцефалита, близких к вариантам этого вируса, циркулирующим на Урале и в Сибири. Уровень инфицированности таежного клеща вирусом Кемерово составил 0,8±0,2%. Определение нуклеотидной последовательности фрагмента гена РНК-зависимой РНК-полимеразы вируса Кемерово позволило установить, что обнаруженный генетический материал вируса Кемерово имеет уровень гомологии приблизительно 94% при сравнении с другими известными последовательностями этого орбивируса. Филогенетический анализ фрагментов генома вируса Кемерово показал наличие не менее двух геновариантов этого вируса, циркулирующих в Республике Коми. Высказано предположение, что вирус клещевого энцефалита был относительно недавно интродуцирован в природные очаги Республики Коми из Уральского и Сибирского регионов. Генетические отличия вируса Кемерово предполагают более длительную эволюцию в исследованных природных очагах этого региона. Обсуждается возможная роль птиц и клещей, паразитирующих на них, в быстром распространении вирусных клещевых инфекций в Республике Коми. Данные по генетическому разнообразию выявленных возбудителей клещевого энцефалита и лихорадки Кемерово могут быть полезны для улучшения диагностики, профилактики и лечения этих инфекционных заболеваний в Республике Коми.

tick-borne encephalitis virusKemerovo virusIxodes persulcatusKomi RepublicgenotypingPCR detectionвирус клещевого энцефалитавирус КемеровоIxodespersulcatusРеспублика КомигенотипированиеПЦР-диагностикаИсследования поддержаны Российской федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (государственное задание ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора № 141-00069-18-01 от 17.03.2018)1. Глушкова Л.И., Корабельников И.В., Егорова Ю.И., Терновой В.А., Протопопова Е.В., Микрюкова Т.П., Кононова Ю.В., Чаусов Е.В., Локтев В.Б. Возбудители инфекционных заболеваний в организме таежного клеща на территории Республики Коми // Дезинфекционное дело. 2012. № 1. С. 52—55.2. Глушакова Л.И., Корабельников И.В., Терновой В.А., Протопопова Е.В., Микрюкова Т.П., Кононова Ю.В., Коновалова С.Н., Тупота Н.Л., Карташов М.Ю., Чаусов Е.В., Локтев В.Б., Егорова Ю.И. Выявление возбудителей заболеваний в Ixodes persulcatus на территории Республики Коми // Сибирский медицинский журнал. 2012. T. 111, № 4. С. 88—91.3. Микрюкова Т.П., Чаусов Е.В., Коновалова С.Н., Кононова Ю.В., Протопопова Е.В., Карташов М.Ю., Терновой В.А., Глушкова Л.И., Корабельников И.В., Егорова Ю.И., Локтев В.Б. Генетическое разнообразие вируса клещевого энцефалита в клещах Ixodes persulcatus в северо-восточном регионе Европейской части России // Паразитология. 2014. T. 48, № 2. С. 131—149.4. Сафонова М.В., Дедков В.Г., Гмыль А.П., Карганова Г.Г., Сперанская А.С., Неверов А.Д., Федонин Г.Г., Валдохина А.В., Пимкина Е.В., Маркелов М.Л., Шипулин Г.А. Изучение генетического разнообразия вируса Кемерово // Национальные приоритеты России. 2016. № 4 (22). C. 96—100.5. Dai X., Shang G., Lu S., Yang J., Xu J. A new subtype of eastern tick-borne encephalitis virus discovered in Qinghai-Tibet Plateau, China. Emerg. Microbes Infect., 2018, vol. 74, no. 7. doi: 10.1038/s41426-018-0081-66. Dedkov V.G., Markelov M.L., Gridneva K.A., Bekova M.V., Gmyl A.P., Kozlovskaya L.I., Karganova G.G., Romanova L.Iu., Pogodina V.V., Yakimenko V.V., Shipulin G.A. Prevalence of Kemerovo virus in ixodid ticks from the Russian Federation. Ticks Tick-Borne Dis., 2014, vol. 5, no. 6, pp. 651—655. doi: 10.1016/j.ttbdis.2014.04.0177. Dilcher M., Hasib L., Lechner M., Wieseke N., Middendorf M., Marz M., Koch A., Spiegel M., Dobler G., Hufert F.T., Weidmann M. Genetic characterization of Tribec virus and Kemerovo virus, two tick-transmitted human-pathogenic Orbiviruses. Virology, 2012, vol. 423, no. 1, pp. 68—76. doi: 10.1016/j.virol.2011.11.0208. Ecker M., Allison S.L., Meixner T., Heinz F.X. Sequence analysis and genetic classification of tick-born encephalitis viruses from Europe and Asia. J. Gen. Virol., 1999, vol. 80 (Pt.1), pp. 179-185. doi: 10.1099/0022-1317-80-1-1799. Grard G., Moureau G., Charrel R.N., Lemasson J.J., Gonzalez J.P., Gallian P., Gritsun T.S., Holmes E.C., Gould E.A., de Lam-ballerie X. Genetic characterization of tick-borne flaviviruses: new insights into evolution, pathogenetic determinants and taxonomy. Virology, 2007, vol. 361, no. 1, pp. 80-92. doi: 10.1016/j.virol.2006.09.01510. Gritsun T.S., Lashkevich V.A., Gould E.A. Tick-born encephalitis. Antiviral Res., 2003, vol. 57, no. 1-2, pp. 129-146. doi: 10.1016/S0166-3542(02)00206-111. Hubalek Z., Rudolf I. Tick-borne viruses in Europe. Parasitol. Res., 2012, vol. 111, no. 1,pp. 9-36. doi: 10.1()()7/s()()436-()12-291()-112. Kumar S., Stecher G., Tamura K. (2015) MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for Bigger Datasets. Mol. Biol. Evol, 2015, vol. 33, no. 7, pp. 1870-1874. doi: 10.1093/molbev/msw05413. Major L., Linn M.L., Slade R.W., Schroder W.A., Hyatt A.D., Gardner J., Cowley J., Suhrbier A. Ticks associated with Macquarie island penguins carry arboviruses from four genera. PLoS One, 2009, vol. 4, no. 2. doi: 10.1371/journal.pone.000437514. Mikryukova T.P., Moskvitina N.S., Kononova Y.V., Korobitsyn I.G., Kartashov M.Y., Tyuten’kov O.Y., Protopopova E.V., Romanenko V.N., Chausov E.V., Gashkov S.I., Konovalova S.N., Moskvitin S.S., Tupota N.L., Sementsova A.O., Ternovoi V.A., Loktev V.B. Surveillance of tick-borne encephalitis virus in wild birds and ixodes ticks in Tomsk city and its suburbs (Western Siberia). Ticks and Tick-Borne Dis., 2014, vol. 5, no. 2, pp. 145—151. doi: 10.1016/j.ttbdis.2013.10.00415. Okonechnikov K., Golosova O., Fursov M., the UGENE team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics, 2012, vol. 28, no. 8, pp. 1166—1167. doi: 10.1093/bioinformatics/bts09116. Tkachev S.E., Tikunov A.Y., Babkin I.V., Livanova N.N., Livanov S.G., Panov V.V., Yakimenko V.V., Tantsev A.K., Taranenko D.E., Tikunova N.V. Occurrence and genetic variability of Kemerovo virus in Ixodes ticks from different regions of Western Siberia, Russia and Kazakhstan. Infect. Genet. Evol, 2017, vol. 47, pp. 56—63. doi: 10.1016/j.meegid.2016.11.00717. Tokarevich N.K., Tronin A.A., Blinova O.V., Buzinov R.V., Boltenkov V.P., Yurasova E.D., Nurse J. The impact of climate change on the expansion of Ixodes persulcatus habitat and the incidence of tick-borne encephalitis in the north of European Russia. Glob. Health Action, 2011, no. 4: 8448. doi: 10.3402/gha.v4i0.844818. Tokarevich N., Tronin A., Gnativ B., Revich B., Blinova O., Evengard B. Impact of air temperature variations on the ixodid ticks habitat and tick-borne encephalitis incidence in the Russian Arctic: the case of Komi Republic. Int. J. Circumpolar. Health, 2017, vol. 76, no. 1:1298882. doi: 10.1080/22423982.2017.1298882