Artem V. Fadeev - Researcher, Laboratory of Molecular Virology.
15/17, Research Institute of Influenza. Phone: +7 (812) 499-15-20 (office)
Фадеев Артем Викторович - научный сотрудник лаборатории молекулярной вирусологии.
197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 15/17,. Тел.: 8 (812) 499-15-20 (служебн.)
PhD, MD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of System Virology
St. Petersburg
Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатории системной вирусологии
This paper describes results of comparison of genetic sequences of inf luenza viruses obtained from clinical samples (nasopharyngeal swabs) and viruses isolated on MDCK cells and in developing chick embryos. The obtained data shows that 1–2x fold passaging of inf luenza viruses in MDCK cells does not lead to additional mutations in the genome of the inf luenza virus, and the genetic material of this virus is identical to the genetic material from the clinical sample. When passaging viruses in chick embryos within 1–2 passages, the genetic material of the virus differs from the genetic material from the clinical sample, because of mutations in the receptor region of hemagglutinin, leading to aminoacid substitution Q223R. The mutation Q223R changes the receptor specificity of hemagglutinin from human-type receptors (α-2.6-sialic acids) to avian receptors (α-2.3-sialic acids). The data obtained coincide with the data of Japanese researchers who showed that a similar substitution in the hemagglutinin gene was detected in Japanese strains of inf luenza virus subtype A (H1N1) pdm09, passaged in chick embryos for 1–2 passages. With their further passaging in chick embryos, the number of acquired mutations in the surface proteins of these viruses increases. Thus, we have shown that for the genetic analysis of epidemic-relevant strains of inf luenza viruses for routine epidemiological surveillance tasks, the use of direct sequencing of clinical samples containing the genetic material of viruses makes it possible to obtain the most reliable data, to increase their efficiency, since it saves time normally spent on virus isolation procedure. If preliminary isolation of viruses is necessary, for example, if it is not possible to carry out full genome amplification from a clinical sample (low content of the material, presence of polymerase chain reaction inhibitors), virus isolation on MDCK cells with a minimal amount of passage is optimal, which is used in practice of epidemiological surveillance.
В данной работе проведено сравнение генетических последовательностей вирусов гриппа, секвенированных из клинических образцов (носоглоточных мазков) и изолятов, выделенных на клетках линии MDCK и в развивающихся куриных эмбрионах. В ходе исследования были получены данные о том, что 1–2-кратное пассирование вирусов гриппа в клетках MDCK не приводит к возникновению дополнительных мутаций в геноме вируса гриппа, и генетический материал этого вируса идентичен генетическому материалу из клинического образца. При пассировании вирусов в куриных эмбрионах в течение 1–2 пассажей генетический материал вируса отличается от генетического материала из клинического образца, так как появляются мутации в рецепторной области гемагглютинина, приводящие к замене аминокислот (Q223R). Мутация Q223R меняет рецепторную специфичность гемагглютинина с рецепторов человеческого типа (α-2,6-сиаловые кислоты) на рецепторы птичьего типа (α-2,3-сиаловые кислоты). Полученные данные совпадают с данными японских исследователей, показавших, что аналогичная замена в гене гемагглютинина выявлена у японских штаммов вируса гриппа подтипа А(H1N1)pdm09, пассируемых в куриных эмбрионах в течение 1–2 пассажей. При дальнейшем их пассировании в куриных эмбрионах количество приобретенных адаптационных мутаций в поверхностных антигенах этих вирусов увеличивается. Таким образом, нами показано, что для генетического анализа эпидемически актуальных штаммов вирусов гриппа для рутинных задач эпидемиологического надзора использование прямого секвенирования клинических образцов, содержащих генетический материал вирусов, дает возможность получить наиболее достоверные данные, повысить их оперативность, поскольку позволяет сэкономить время, обычно затрачиваемое на вирусовыделение. В случае, если необходимо провести предварительное выделение вирусов, например, при отсутствии возможности провести полногеномную амплификацию из клинического образца (низкое содержание материала, присутствие ингибиторов полимеразной цепной реакции), оптимальным является вирусовыделение на клетках линии MDCK с минимальным количеством пассажей, что и используется в практике эпидемического надзора.