Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI165310.15789/2220-7619-GCC-1653ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИGenotyping clinical cytomegalovirus isolates in solid-organs-transplant recipientsГенотипирование клинических изолятов цитомегаловируса, выделенных у реципиентов солидных органовhttps://orcid.org/0000-0002-9838-1133VankovaO. E.ВаньковаО. Е.
Russian Federation

Olga E. Vankova - Senior Researcher, Laboratory of Metagenomics and Molecular Indication of Pathogens, Blokhina Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology.

603950, Nizhny Novgorod, Malaya Yamskaya str., 71.

Phone: +7 920 022-63-80.

Ванькова Ольга Евгеньевна - старший научный сотрудник лаборатории метагеномики и молекулярной индикации патогенов.

603950, Нижний Новгород, ул. Малая Ямская, 71.

Тел.: 8 920 022-63-80.

voe0@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4582-5623BrusniginaN. F.БруснигинаН. Ф.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of the Laboratory of Metagenomics and Molecular Indication of Pathogens, Blokhina Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology.

603950, Nizhny Novgorod, Malaya Yamskaya str., 71.

Кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией метагеномики и молекулярной индикации патогенов.

603950, Нижний Новгород, ул. Малая Ямская, 71.

nfbrusnigina@yandex.ruBlokhina Scientific Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyНижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора1203202212159681512202025122021Copyright ©; 2022, Vankova O.E., Brusnigina N.F.Copyright ©; 2022, Ванькова О.Е., Бруснигина Н.Ф.2022Vankova O.E., Brusnigina N.F.Ванькова О.Е., Бруснигина Н.Ф.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1653

Cytomegalovirus infection remains one of the leading problems in contemporary healthcare. It belongs to socially and economically significant infections with a high incidence both in children and adults, characterized by polymorphic clinical manifestations and a variety of routes and factors for infection transmission. CMV infection of blood and organ recipients is a serious problem. It should be noted that, despite the great medical and social significance, in the Russian Federation there is no system of CMV epidemiological surveillance and control as it was traditionally developed for other topical infections. The aim of this study is to search for optimal method of cytomegalovirus (CMV) genotyping and estimate genotypic diversity of CMV isolates in Russia for patients underwent solid organ transplantation. The research presents the data after examining blood samples, leukocytes, saliva, urine and lacrimal discharge collected from 160 patients at the Transplantation Department of the Privolzhsky District Medical Center of the FMBA, aged 22 to 64 years, after liver and kidney transplantation. Molecular biological and serological methods were used for testing. Genotyping was carried out by the NGS sequencing of CMV DNA fragments. A high prevalence of CMV was found in patients undergoing solid organ transplantation. For 41.8±3.8% patients, cytomegalovirus DNA was detected in saliva and urine samples, and for 18.1±3.04% of them — in blood samples. In 98.8±3.2% of patients, the diagnosis of Cytomegalovirus infection (CMVI) was confirmed serologically. Based on a summary of reported data, estimation of various methodological approaches for genotyping of clinical CMV isolates was carried out. As a result, a typing option based on genotype determining for two variable genes UL55 (gB) and UL73 (gN) was selected. The spectra and proportional distribution of gB and gN CMV genotypes circulating among adults were determined. It was found that genotype prevalence in the group of patients who underwent solid organ transplantation was as follows: gB2, gN4c, gN4a, gN1. In some cases, a mixed infection was found due to the association of two and three CMV genotypes. The performed phylogenetic analysis of UL55 and UL73 gene nucleotide sequences indicates the genetic heterogeneity found for Russia-wide CMV isolates from in adult patients in the risk group.

Цитомегаловирусная инфекция (ЦМВИ) остается одной из главных проблем современного здравоохранения. Она относится к категории социально и экономически значимых инфекций, поражает как детей, так и взрослых, характеризуется полиморфизмом клинических проявлений и многообразием путей и факторов передачи. Серьезной проблемой является заражение цитомегаловирусом (ЦМВ) реципиентов крови и органов. Следует отметить, что несмотря на большую медицинскую и социальную значимость инфекции система эпидемиологического надзора и контроля за ЦМВИ в том виде, в котором она существует применительно к другим актуальным инфекциям, в РФ отсутствует. Цель исследования — провести поиск оптимальных вариантов генотипирования цитомегаловирусов и оценку генотипового разнообразия российских изолятов ЦМВ, выделенных у пациентов, перенесших трансплантацию солидных органов. В статье представлены результаты исследования образцов крови, лейкоцитарной массы, слюны, мочи и слезного отделяемого, взятых у 160 пациентов отделения трансплантологии Приволжского окружного медицинского центра ФМБА в возрасте от 22 до 64 лет, перенесших трансплантацию печени и почек. Для тестирования образцов применялись молекулярно-биологические и серологические методы. Генотипирование проводили путем NGS-секвенирования фрагментов ДНК ЦМВ. Установлена высокая частота выявления ДНК ЦМВ у пациентов, перенесших трансплантацию солидных органов. У 41,8±3,8% пациентов была обнаружена ДНК цитомегаловируса в образцах слюны и мочи, а у 18,1±3,04% из них — в образцах крови. У 98,8±3,2% пациентов диагноз «Цитомегаловирусная инфекция» был подтвержден серологически. По результатам анализа литературы проведена оценка различных методических подходов к генотипированию клинических изолятов ЦМВ. В результате был подобран и апробирован на клинических образцах вариант типирования, основанный на определении генотипов по двум вариабельным генам — UL55 (gB), UL73 (gN). Определены спектры и долевое распределение gB- и gN-генотипов ЦМВ, циркулирующих среди взрослых. Установлено, что в группе пациентов, перенесших трансплантацию солидных органов, превалируют генотипы gB2, gN4c, gN4a и gN1. В некоторых случаях обнаружена смешанная инфекция, обусловленная ассоциацией двух и трех генотипов ЦМВ. Проведенный филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей генов UL55 и UL73 свидетельствует о генетической гетерогенности российских изолятов ЦМВ, выделенных у взрослых пациентов группы риска.

cytomegaloviruscytomegalovirus infectionsolid organ transplantationgenotypingprevalenceцитомегаловирусцитомегаловирусная инфекциятрансплантация солидных органовгенотипированиечастота встречаемости1. Barbi M., Binda S., Caroppo S., Calvario A., Germinario C., Bozzi A., Tanzi M.L., Veronesi L., Mura I., Piana A., Solinas G., Pugni L., Evilaqua G., Mosca F. CMV gB genotypes and outcome of vertical transmission: study on dried blood spots of congenitally infected babies. J. Clin. Virol., 2001, vol. 21, no. 1, pp. 75–79. doi: 10.1016/s1386-6532(00)00188-82. Cannon M.J., Schmid D.S., Hyde T.B. Review of cytomegalovirus seroprevalence and demographic characteristics associated with infection. Rev. Med. Virol., 2010, vol. 20, no. 4, pp. 202–213. doi: 10.1002/rmv.6553. Chen H.P., Lin J.C., Yang S.P., Lan Y.C., Weng W.S., Tsai C.H., Ho D.M., Liu C.Y., Cho W.L., Chan Y.J. The type-2 variant of human cytomegalovirus glycoprotein N (gN-2) is not the rarest in the Chinese population of Taiwan: influence of primer design. J. Virol. Methods, 2008, vol. 151, pp. 161–164. doi: 10.1016/j.jviromet.2008.03.0184. Chou S.W., Dennison K.M. Analysis of interstrain variation in cytomegalovirus glycoprotein B sequences encoding neutralization related epitopes. J. Infect. Dis., 1991, vol. 163, no. 6, pp. 1229–1234. doi: 10.1093/infdis/163.6.12295. Ciotti M., Cella E., Rittà M., Ciccozzi M., Cavallo R., Perno C.F., Costa C. Cytomegalovirus glycoprotein B genotype distribution in Italian transplant patients. Intervirology, 2017, vol. 60, no. 4, pp. 165–170. doi: 10.1159/0004865936. De Albuquerque D.M., Costa S.C. Genotyping of human cytomegalovirus using non-radioactive single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis. J. Virol. Methods., 2003, vol. 9, no. 110 (1), pp. 25–28. doi: 10.1016/s0166-0934(03)00094-67. De Vries J.J., Wessels E., Korver A.M., van der Eijk A.A., Rusman L.G., Kroes A.C., Vossen A.C. Rapid genotyping of cytomegalovirus in dried blood spots by multiplex real-time PCR assays targeting the envelope glycoprotein gB and gH genes. J. Clin. Microbiol., 2012, vol. 50, no. 2, pp. 232–237. doi: 10.1128/JCM.05253-118. Dieamant D.C., Bonon S.H., Peres R.M., Costa C.R., Albuquerque D.M., Miranda E.C., Aranha F.J., Oliveira-Duarte G., Fernandes V.C., De Souza C.A., Costa S.C., Vigorito A.C. Cytomegalovirus (CMV) genotype in allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. BMC Infect. Dis., 2013, vol. 10, no. 13: 310. doi: 10.1186/1471-2334-13-3109. Görzer I., Guelly С., Trajanoski S., Puchhammer-Stöckl E. Deep sequencing reveals highly complex dynamics of human cytomegalovirus genotypes in transplant patients over time. J. Virol., 2010, vol. 84, no. 14, pp. 7195–7203. doi: 10.1128/JVI.00475-1010. Grosjean J., Hantz S., Cotin S., Baclet M.C., Mengelle C., Trapes L., Virey B., Undreiner F., Brosset P., Pasquier C., Denis F., Alain S. Direct genotyping of cytomegalovirus envelope glycoproteins from toddler’s saliva samples. J. Clin. Virol., 2009, vol. 46, no. 4, pp. 43–48. doi: 10.1016/j.jcv.2009.08.01811. Khalafkhany D., Makhdoomi K., Taghizadeh Afshari A., Motazakker M. Prevalence and genotype distribution of cytomegalovirus UL55 sequence in renal transplant recipients in north west of Iran. J. Med. Virol., 2016, vol. 88, no. 9, pp. 1622–1627. doi: 10.1002/jmv.2450912. Larkin M.A., Blackshields G., Brown N.P., Chenna R., McGettigan P.A., McWilliam H., Valentin F., Wallace I.M., Wilm A., Lopez R., Thompson J.D., Gibson T.J., Higgins D.G. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioiformatics, 2007, vol. 23, no. 21, pp. 2947–2948. doi: 10.1093/bioinformatics/btm40413. Lisboa L.F., Tong Y., Kumar D., Pang X.L., Asberg A., Hartmann A., Rollag H., Jardine A.G., Pescovitz M.D., Humar A. Analysis and clinical correlation of genetic variation in cytomegalovirus. Transpl. Infect. Dis., 2012, vol. 14, no. 2, pp. 132–140. doi: 10.1111/j.1399-3062.2011.00685.x14. Manuel O., Asberg A., Pang X., Rollag H., Emery V.C., Preiksaitis J.K., Kumar D., Pescovitz M.D., Bignamini A.A., Hartmann A., Jardine A.G., Humar A. Impact of genetic polymorphisms in cytomegalovirus glycoprotein B on outcomes in solid-organ transplant recipients with cytomegalovirus disease. Clin. Infect. Dis., 2009, vol. 15, no. 49 (8), pp. 1160–1166. doi: 10.1086/60563315. Murthy S., Hayward S., Wheelan S., Forman M.S., Ahn J.H., Pass R.F., Arav-Boger R. Detection of a single identical cytomegalovirus (CMV) strain in recently seroconverted young women. PLoS One, 2011, vol. 10, no. 6 (1), pp. 149–159. doi: 10.1371/journal.pone.00159416. Navarro-Rodríguez V., Herrera-Munoz A., Castro A., Ramos-Esquivel A. Risk factors for cytomegalovirus disease in seropositive renal transplant recipients; a single-center case-controlled study. J. Nephropathol., 2017, vol. 6, no. 3, pp. 240–247. doi: 10.15171/jnp.2017.3917. Pignatelli S. Recent knowledge on the linkage of strain specific genotypes with clinical manifestations of human citomegalovirus disease. Recenti. Prog. Med., 2011, vol. 102, no. 1, pp. 5–10.18. Pignatelli S., Dal Monte Р. Epidemiology of human cytomegalovirus strains through comparison of methodological approaches to explore gN variants. New Microbiol., 2009, vol. 32, no. 1, pp. 1–10.19. Roubalova K. Genetic variability of cytomegalovirus glycoprotein O in hematopoietic stem cell transplant recipients. Transpl. Infect. Dis., 2011, vol. 13, no. 3, pp. 237–243. doi: 10.1111/j.1399-3062.2011.00625.x20. Roubalová K.О., Strunecký S., Zufanová S., Procházka B., Vitek A. Genotyping of viral glycoprotein B (gB) in hematopoietic stem cell transplant recipients with active cytomegalovirus infection: analysis of the impact of gB genotypes on the patients’ out-come. Epidemiol. Mikrobiol. Imunol., 2010, vol. 59, no. 2, pp. 92–99.21. Shepp D.H., Match M.E., Lipson S.M., Pergolizzi R.G. A fifth human cytomegalovirus glycoprotein B genotype. Res. Virol., 1998, vol. 149, no. 2, pp. 109–114. doi: 10.1016/s0923-2516(98)80086-122. Torii Y., Yoshida S., Yanase Y., Mitsui T., Horiba K., Okumura T., Takeuchi S., Suzuki T., Kawada J.I., Kotani T., Yamashita M., Ito Y. Serological screening of immunoglobulin M and immunoglobulin G during pregnancy for predicting congenital cytomegalovirus infection. BMC Pregnancy Childbirth, 2019, vol. 19, no. 1: 205. doi: 10.1186/s12884-019-2360-123. Varghese J., Subramanian S., Reddy M.S., Shanmugam N., Balajee G., Srinivasan V., Venkataraman J., Mohamed R. Seroprevalence of cytomegalovirus in donors and opportunistic viral infections in liver transplant recipients. Indian J. Med. Res., 2017, vol. 145, no. 4, pp. 558–562.24. Wu X.J., Wang Y., Zhu Z., Xu Y., He G., Han Y., Tang X., Fu Z., Qiu H., Sun A., Wu D. The correlation of cytomegalovirus gB genotype with viral DNA load and treatment time in patients with CMV infection after hematopoietic stem cell transplantation. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi, 2013, vol. 34, no. 2, pp. 109–112.25. Xia C.S., Zhang Z. Analysis of human cytomegalovirus glycoprotein N genotypes in Chinese hematopoietic stem cell transplant recipients. Arch. Virol., 2011, vol. 156, no. 1, pp. 17–23. doi: 10.1007/s00705-010-0811-0