Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI1781010.15789/2220-7619-DAV-17810ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleDevelopment and validation for intra-species classification of HHV6A and HHV6B molecular genetic diversityРазработка и обоснование внутривидовой классификации молекулярно-генетического разнообразия ВГЧ6А и ВГЧ6ВFilatovaElena N.ФилатоваЕлена Николаевна
Russian Federation

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Molecular Biology and Biotechnology

к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и биотехнологии

el.filatova83@mail.ruUtkinOleg V.УткинО. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Head of the Laboratory of Molecular Biology and Biotechnology

к.б.н., зав. лабораторией молекулярной биологии и биотехнологии

el.filatova83@mail.ruKhrulevA. E.ХрулевА. Е.
Russian Federation

DSc (Medicine), Associate Professor, Professor of the Department of Nervous Diseases

д.м.н., доцент, профессор кафедры нервных болезней

el.filatova83@mail.ruZaitsevaN. N.ЗайцеваН. Н.
Russian Federation

DSc (Medicine), Director

д.м.н., директор

el.filatova83@mail.ruAcademician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyФБУН Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной РоспотребнадзораPrivolzhskiy Research Medical UniversityФГБОУ ВО Приволжский исследовательский медицинский университет Минздрава России2711202424122025156108711000611202423112024Copyright ©; 2025, Filatova E.N., Utkin O.V., Khrulev A.E., Zaitseva N.N.Copyright ©; 2025, Филатова Е.Н., Уткин О.В., Хрулев А.Е., Зайцева Н.Н.2025Filatova E.N., Utkin O.V., Khrulev A.E., Zaitseva N.N.Филатова Е.Н., Уткин О.В., Хрулев А.Е., Зайцева Н.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/17810

Human herpesvirus 6A (HHV6A) and human herpesvirus 6B (HHV6B) are ubiquitous viruses that infect more than 95% of the population. Clinical manifestations of HHV6 infection and associated diseases are diverse, which may depend on virus molecular genetic characteristics (genovariants). Estimating the significance of the molecular genetic diversity is complicated due to the lack of proper classification. The aim of the study was to develop an intraspecies HHV6A and HHV6B classification. Using 50 and 207 HHV6A and HHV6B full-genome sequences retrieved from the NCBI Nucleotide database, various fragments of virus genome were analyzed. Multiple sequence alignment was performed using MAFFT L-INS-i algorithm; F81 nucleotide substitution model and maximum likelihood method were used to construct dendrograms. Nucleotide substitutions were determined relative to reference sequences X83413 (HHV6A) and AF157706 (HHV6B). Genovariants were defined based on the nucleotide substitutions in variable positions of the genomic fragment. The results were confirmed by constructing dendrograms. An opportunity of using fragments of HHV6A and HHV6B genomes to construct an intraspecies classification was assessed. Fragments U90(part206) and U90В(part431) were selected as optimal. Based on the nucleotide sequences of the fragments, the intraspecies classification for HHV6A and HHV6B was constructed, including seven genovariants of each virus. The genovariants were characterized by unique nucleotide composition in the signature positions. A minimum (0.001 or less for both viruses) nucleotide diversity within the isolated genovariants was established. The classification reflects the phylogenetic relationships of circulating and inherited chromosomally integrated forms of HHV6A and HHV6B: divergence of HHV6A genovariants depending on its persistence form and integration site and coevolution of two HHV6B forms within several genovariants. Further studies on virus molecular genetic diversity in different regions of Russia and abroad may supplement the classification. The method of HHV6A and HHV6B classification is characterized by simplicity, technological accessibility and can be implemented in laboratories of different levels of technical equipment. The classification can be used to analyze an effect of virus molecular genetic diversity on the clinical characteristics of associated diseases, optimize the epidemiological surveillance system and develop new approaches for diagnostics, prevention, and treatment of HHV6 infection.

Вирус герпеса человека 6А (ВГЧ6А) и вирус герпеса человека 6В (ВГЧ6B) — убиквитарные вирусы, инфицирующие более 95% мирового населения. Клинические проявления ВГЧ6-инфекции и ассоциированных с ней заболеваний разнообразны, что может зависеть от молекулярно-генетических особенностей вирусов, проявляющихся на уровне геновариантов. Оценка значения молекулярно-генетического разнообразия двух вирусов затруднена вследствие отсутствия их внутривидовой классификации. Целью работы стала разработка внутривидовой классификации ВГЧ6А и ВГЧ6В. С использованием 50 и 207 полногеномных последовательностей ВГЧ6А и ВГЧ6В, полученных из банка данных NCBI Nucleotide, проанализированы различные фрагменты генома вирусов. Множественное выравнивание последовательностей выполняли с применением алгоритма MAFFT L-INS-i, для построения дендрограмм использовали модель нуклеотидных замен «F81» и метод максимального правдоподобия. Нуклеотидные замены определяли относительно референсных последовательностей X83413 (ВГЧ6А) и AF157706 (ВГЧ6В). Геноварианты выделяли на основании анализа нуклеотидных замен в вариабельных позициях фрагмента. В дальнейшем результаты подтверждали построением дендрограмм. Была произведена оценка возможности применения различных фрагментов генома ВГЧ6А и ВГЧ6В для построения внутривидовой классификации двух вирусов. В результате анализа в качестве оптимального были выбраны фрагменты U90(part206) и U90В(part431), являющиеся продуктом ПЦР для дифференциальной детекции ВГЧ6А и ВГЧ6В. На основании нуклеотидных последовательностей выбранных фрагментов построена внутривидовая классификация ВГЧ6А и ВГЧ6В, включающая по семь геновариантов каждого вида вируса. Геноварианты характеризовались уникальным нуклеотидным составом в определенных нами сигнатурных позициях. Установлено минимальное (0,001 и менее для обоих вирусов) нуклеотидное разнообразие последовательностей в пределах выделенных геновариантов. Разработанная классификация отражает филогенетические взаимоотношения циркулирующих и хромосомно-интегрированных форм ВГЧ6А и ВГЧ6В: дивергенцию геновариантов ВГЧ6А в зависимости от формы персистенции и сайта интеграции вируса и коэволюцию двух форм ВГЧ6В в пределах нескольких геновариантов. В результате дальнейших исследований молекулярно-генетического разнообразия вирусов в различных регионах России и мира классификация может быть дополнена. Способ классификации ВГЧ6А и ВГЧ6В характеризуется простотой, технологической доступностью и может быть внедрен в лабораториях разного уровня технического оснащения. Разработанная классификация может использоваться для изучения влияния молекулярно-генетического разнообразия вирусов на клинические характеристики ассоциированных заболеваний, оптимизации системы эпидемиологического надзора за ВГЧ6А/В-инфекцией, разработке новых подходов к диагностике, профилактике и лечению ВГЧ6-инфекции.

HHV6AHHV6BgenovariantgenotypestrainclassificationevolutionphylogenyВГЧ6АВГЧ6ВгеновариантгенотипштаммклассификацияэволюцияфилогенияФедеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаFederal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingРег. N НИОКТР 121091400195-7Домонова Э.А., Сильвейстрова О.Ю., Гоптарь И.А., Кулешов К.В., Пасхина И.Н., Никифорова А.В., Шипулина О.Ю., маркелов М.Л., Шипулин Г.А., Малеев В.В. Первый случай выявления и лабораторного подтверждения наследственной передачи хромосомно-интегрированного Human betaherpesvirus 6А в Российской Федерации // Инфекционные болезни. 2019. Т. 17, № 3. С. 5–14. [Domonova E.A., Silveystrova O.Yu., Goptar I.A., Kuleshov K.V., Paskhkina I.N., Shipulina O.Yu., Merkelov M.L., Shipulin G.A., maleev V.V. First laboratory confirmed case of hereditary transmission of chromosomally integrated Human betaherpesvirus 6A in the Russian Federation. Infektsionnye bolezni = Infectious Diseases, 2019, vol. 17, no. 3, pp. 5–14. (In Russ.)] doi: 10.20953/1729-9225-2019-3-5-14Домонова Э.А., Сильвейстрова О.Ю., Гоптарь И.А., Кулешов К.В., Никифоров А.В., Матосова С.В., Шипулина О.Ю. Первые данные о распространенности в России хромосомно-интегрированного Human betaherpesvirus 6А/B, передаваемого по наследству // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2019. № 4. С. 43–50. [Domonova E.A., Silveistrova О.Yu., Goptar I.А., Кuleshov K.V., Nikiforova A.V., Matosova S.V., Shipulina О.Yu. First data on the prevalence of inherited chromosomally integrated Human betaherpesvirus 6A/B in Russia. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. Aktual’nye voprosy = Epidemiology and Infectious Diseases. Current Items, 2019, no. 4, pp. 43–50. (In Russ.)] doi: 10.18565/epidem.2019.9.4.43-50Лысенкова М.Ю., Мелехина Е.В., Каражас Н.В., Свитич О.А., Веселовский П.А., Рыбалкина Т.Н., Бошьян Р.Е., Косенчук В.В., Музыка А.Д., Горелов А.В., Усенко Д.В., Иванова М.Ю. Клинико-эпидемиологические особенности ВГЧ-6А- и ВГЧ-6В-инфекции у детей г. Москвы // Детские инфекции. 2019. Т. 18, № 1. С. 11–16. [Lysenkova M.Yu., Melekhina E.V., Karazhas N.V., Svitich O.A., Veselovsky P.A., Rybalkina T.N., Boshyan R.E., Kosenchuk V.V., Muzyka A.D., Gorelov A.V., Usenko D.V., Ivanova M.Yu. The clinical and epidemiological features of HHV-6A and HHV-6B infections in children of Moscow. Detskie infektsii = Children Infections, 2019, vol. 18, no. 1, pp. 11–16. (In Russ.)] doi: 10.22627/2072-8107-2019- 18-1-11-16Мелехина Е.В., Домонова Э.А., Гоптарь И.А., Шипулина О.Ю., Горелов А.В. Первый в России случай наследственной передачи хромосомно-интегрированного вируса герпеса человека 6В (Human betaherpesvirus 6B) // Вопросы практической педиатрии. 2019. Т. 14, № 1. C. 33–40. [Melekhina E.V., Domonova E.A., Goptar I.A., Shipulina O.Yu., Gorelov A.V. First verified case of hereditary transmission of chromosomally integrated Human betaherpesvirus 6B. Voprosy prakticheskoy pediatrii = Clinical Practice in Pediatrics, 2019, vol. 14, no. 1, pp. 33–40. (In Russ.)] doi: 10.20953/1817-7646-2019-1-33-40Никольский М.А., Ведерников В.Е., Вязовая А.А., Домонова Э.А., Лисок А.В., Лиознов Д.А. Апробация и доклинические испытания отечественного набора реагентов для видовой дифференциации вирусов герпеса человека 6А и 6В // Клиническая лабораторная диагностика. 2023. Т. 68, № 4. С. 224–231. [Nikolskiy M.A., Vedernikov V.E., Vyazovaya A.A., Domonova E.A., Lisok A.V., Lioznov D.A. Approbation and preclinical trials of Russian reagents set for species differentiation of human herpes viruses 6A and 6B. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2023, vol. 68, no. 4, pp. 224–231. (In Russ.)] doi: 10.51620/0869-2084-2023-68-4-224-231Никольский М.А., Вязовая А.А., Ведерников В.Е., Нарвская О.В., Лиознов Д.А., Смирнова Н.Н., Полунина А.В., Бурмистрова А.Г., Золотова М.А. Молекулярно-биологическая характеристика вируса герпеса человека 6-го типа у пациентов с различными вариантами течения заболевания // Педиатрия. 2019. Т. 98, № 1. C. 53–56. [Nikolsky M.A., Vyazovaya A.A., Vedernikov V.E., Narvskaya O.V., Lioznov D.A., Smirnova N.N., Polunina A.V., Burmistrova A.G., Zolotova M.A. Molecular and biological characteristics of human herpes virus type 6 in patients with different variants of the disease course. Pediatria = Pediatrics, 2019, vol. 98, no. 1, pp. 53–56. (In Russ.)] doi: 10.24110/0031-403X-2019-98-1-53-56Попкова М.И., Уткин О.В., Брызгалова Д.А. Сравнительная характеристика бета-герпесвирусов человека 6А и 6В. Современный взгляд на проблему // Журнал инфектологии. 2021. Т. 13, № 3. С. 5–18. [Popkova M.I., Utkin O.V., Bryzgalova D.A. Comparative characteristics of human betaherpesviruses 6A and 6B. A modern view on the problem. Zhurnal infektologii = Journal Infectology, 2021, vol. 13, no. 3, pp. 5–18. (In Russ.)] doi: 10.22625/2072-6732-2021-13-3-5-18Попкова М.И., Уткин О.В., Соболева Е.А., Сахарнов Н.А., Брызгалова Д.А., Сенатская А.О., Кулова Е.А. Методические основы дифференциальной детекции ВЭБ1/ВЭБ2 и ВГЧ6A/ВГЧ6B // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 6. C. 1057–1066. [Popkova M.I., Utkin O.V., Soboleva E.A., Sakharnov N.A., Bryzgalova D.A., Senatskaia A.O., Kulova E.A. Methodological basics for differential detection of EBV1/EBV2 and HHV6A/HHV6B. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2021, vol. 11, no. 6, pp. 1057–1066. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-MBF-1661Ablashi D., Agut H., Alvarez-Lafuente R., Clark D.A., Dewhurst S., DiLuca D., Flamand L., Frenkel N., Gallo R., Gompels U.A., Hollsberg P., Jacobson S., Luppi M., Lusso P., Malnati M., Medveczky P., Mori Y., Pellet P.E., Pritchett J.C., Yamanishi K., Yoshikawa T. Classification of HHV-6A and HHV-6B as distinct viruses. Arch. Virol., 2014, vol. 159, no. 5, pp. 863–870. doi: 10.1007/s00705-013-1902-5Achour A., Malet I., Le Gal F., Dehée A., Gautheret-Dejean A., Bonnafous P., Agut H. Variability of gB and gH genes of human herpesvirus-6 among clinical specimens. J. Med. Virol., 2008, vol. 80, no. 7, pp. 1211–1221. doi: 10.1002/jmv.21205Agut H., Bonnafous P., Gautheret-Dejean A. Laboratory and clinical aspects of human herpesvirus 6 infections. Clin. Microbiol. Rev., 2015, vol. 28, no. 2, pp. 313–335. doi: 10.1128/CMR.00122-14Aswad A., Aimola G., Wight D., Roychoudhury P., Zimmermann C., Hill J., Lassner D., Xie H., Huang M.-L., Parrish N.F., Schultheiss H.-P., Venturini C., Lager S., Smith G.C.S., Charnock-Jones D.S., Breuer J., Greninger A.L., Kaufer B.B. Evolutionary History of Endogenous Human Herpesvirus 6 Reflects Human Migration out of Africa. Mol. Biol. Evol., 2021, vol. 38, no. 1, pp. 96–107. doi: 10.1093/molbev/msaa190Bartolini L., Theodore W.H., Jacobson S., Gaillard W.D. Infection with HHV-6 and its role in epilepsy. Epilepsy Res., 2019, vol. 153, pp. 34–39. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2019.03.016Collin V., Flamand L. HHV-6A/B Integration and the Pathogenesis Associated with the Reactivation of Chromosomally Integrated HHV-6A/B. Viruses, 2017, vol. 9, no. 7: 160. doi: 10.3390/v9070160Dominguez G., Dambaugh T.R., Stamey F.R., Dewhurst S., Inoue N., Pellett P.E. Human herpesvirus 6B genome sequence: coding content and comparison with human herpesvirus 6A. J. Virol., 1999, vol. 73, no. 10, pp. 8040–8052. doi: 10.1128/JVI.73.10.8040-8052.1999Esneau C., Duff A.C., Bartlett N.W. Understanding Rhinovirus Circulation and Impact on Illness. Viruses, 2022, vol. 14, no. 1: 141. doi: 10.3390/v14010141Forni D., Cagliani R., Clerici M., Pozzoli U., Sironi M. Evolutionary analysis of exogenous and integrated HHV-6A/HHV-6B populations. Virus Evol., 2020, vol. 6, no. 1: veaa035. doi: 10.1093/ve/veaa035Hattori F., Kawamura Y., Kozawa K., Miura H., Miyake M., Yoshikawa A., Ihira M., Yoshikawa T. Clinical Characteristics of Primary HHV-6B Infection in Children Visiting the Emergency Room. Pediatr. Infect. Dis. J., 2019, vol. 38, no. 10, pp. 248–253. doi: 10.1097/INF.0000000000002379Isegawa Y., Mukai T., Nakano K., Kagawa M., Chen J., Mori Y., Sunagawa T., Kawanishi K., Sashihara J., Hata A., Zou P., Kosuge H., Yamanishi K. Comparison of the complete DNA sequences of human herpesvirus 6 variants A and B. J. Virol., 1999, vol. 73, no. 10, pp. 8053–8063. doi: 10.1128/JVI.73.10.8053-8063.1999Kim T.Y., Park M.S., Yun S.A., Kang M., Kim D.R., Shin A., Kim H.-Y., Jang M.-A., Jang J.-H., Kwon M.-J., Huh H.J., Kim Y.-J., Lee N.Y. Performance evaluation of the SMG HHV-6 Q Real-Time PCR Kit for quantitative detection and differentiation of human herpesvirus 6A and 6B. Microbiol. Spectr., 2024, vol. 12, no. 4: e04249-23. doi: 10.1128/spectrum.04249-23Kusakin A.V., Goleva O.V., Danilov L.G., Krylov A.V., Tsay V.V., Kalinin R.S., Tian N.S., Eismont Y.A., Mukomolova A.L., Chukhlovin A.B., Komissarov A.S., Glotov O.S. The Telomeric Repeats of HHV-6A Do Not Determine the Chromosome into Which the Virus Is Integrated. Genes, 2023, vol. 14, no. 2: 521. doi: 10.3390/genes14020521Readhead B., Haure-Mirande J.V., Funk C.C., Richards M.A., Shannon P., Haroutunian V., Sano M., Liang W.S., Beckmann N.D., Price N.D., Reiman E.M., Schadt E.E., Ehrlich M.E., Gandy S., Dudley J.T. Multiscale analysis of three independent Alzheimer’s cohorts reveals disruption of molecular, genetic, and clinical networks by Human herpesvirus. Neuron, 2018, vol. 99, no. 1, pp. 64–82e7. doi: 10.1016/j.neuron.2018.05.023Reddy S., Manna P. Quantitative detection and differentiation of human herpesvirus 6 subtypes in bone marrow transplant patients by using a single real-time polymerase chain reaction assay. Biol. Blood Marrow Transplant., 2005, vol. 11, no. 7, pp. 530–541. doi: 10.1016/j.bbmt.2005.04.010Stanton R., Wilkinson G.W.G., Fox J.D. Analysis of human herpesvirus-6 IE1 sequence variation in clinical samples. J. Med. Virol., 2003, vol. 71, no. 4, pp. 578–584. doi: 10.1002/jmv.10508Tweedy J., Spyrou M.A., Donaldson C.D., Depledge D., Breuer J., Gompels U.A. Complete Genome Sequence of the Human Herpesvirus 6A Strain AJ from Africa Resembles Strain GS from North America. Genome Announc., 2015, vol. 3, no. 1: e01498-14. doi: 10.1128/genomeA.01498-14Tweedy J., Spyrou M.A., Pearson M., Lassner D., Kuhl U., Gompels U.A. Complete Genome Sequence of Germline Chromosomally Integrated Human Herpesvirus 6A and Analyses Integration Sites Define a New Human Endogenous Virus with Potential to Reactivate as an Emerging Infection. Viruses, 2016, vol. 8, no. 1: 19. doi: 10.3390/v8010019Wood M.L., Veal C.D., Neumann R., Suárez N.M., Nichols J., Parker A.J., Martin D., Romanie S.P.R., Codd V., Samani N.J., Voors A.A., Tomaszewski M., Flamand L., Davison A.J., Royle N.J. Variation in human herpesvirus 6B telomeric integration, excision, and transmission between tissues and individuals. Elife, 2021, vol. 10: e70452. doi: 10.7554/eLife.70452Yavarian J., Shatizadeh Malekshahi S., Yavarian R., Yazdani S., Janani L., Shafiei Jandaghi N.Z., Kiani S.J., Ahamadkhaniha H. Type specific Real time PCR for detection of human herpes virus 6 in schizophrenia and bipolar patients: a case control study. BMC Psychiatry, 2015, vol. 15: 296. doi: 10.1186/s12888-015-0662-z