СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В НАДЗОРЕ ЗА ЭНТЕРОВИРУСНЫМИ ИНФЕКЦИЯМИ. ОПЫТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме. Энтеровирусы — мелкие РНК-содержащие вирусы, которые распространены повсеместно и регулярно становятся причиной вспышек заболеваемости с различной симптоматикой. В Российской Федерации с 2006 г. действует надзор за энтеровирусами. За эти годы в России и в мире были отработаны молекулярно-биологические и биоинформатические инструменты для изучения эпидемиологии энтеровирусов. В настоящее время идентификация энтеровирусов в мире осуществляется практически исключительно на основании анализа нуклеотидной последовательности области генома VP1 (около 900 нуклеотидов). При этом в рутинной работе определяется только фрагмент этой области генома (около 300 нуклеотидов). В большинстве случаев этого достаточно, чтобы достоверно типировать вирус, однако точность анализа короткого участка генома ниже, и достоверным критерием типа для короткого фрагмента следует считать 80% сходства нуклеотидной последовательности, а не 75%, как в случае полной области генома VP1. Для даль нейшего анализа полученных нуклеотидных последовательностей в настоящее время широко применяются Байесовы филогенетические методики, которые позволяют использовать метод молекулярных часов в расследовании вспышек заболеваемости. Энтеровирусы накапливают порядка 0,5–1% нуклеотидных замен в год, поэтому даже короткий фрагмент генома позволяет анализировать филодинамику вирусов на уровне передачи между странами или смены циркулирующего варианта вируса. На более короткой временной шкале короткий фрагмент ограниченно пригоден для изучения молекулярной эпидемиологии, поскольку позволяет достоверно различать не более 1–2 случаев передачи вируса в год. Таким образом, для расследования вспышек желательно определение нуклеотидной последовательности полной области генома VP1 или полногеномной последовательности. В результате анализа имеющихся в базах данных нуклеотидных последовательностей энтеровирусов все более очевидными становятся ограничения, связанные с неравномерной эффективностью надзора в разных странах мира и короткой длиной фрагмента генома, определяемой при рутинном надзоре. Как следствие, полноценный анализ молекулярной эпидемиологии энтеровирусов в глобальном масштабе остается проблематичным. Количество известных нуклеотидных последовательностей энтеровирусов за последние 20 лет выросло в сотни раз, однако понимание закономерностей возникновения вспышек энтеровирусной инфекции практически отсутствует. Эффективное развитие надзора за энтеровирусами потребует внедрения новых методов исследования сточных вод, экономически эффективного высокопроизводительного секвенирования, гармонизации систем надзора в разных странах мира.

Об авторах

А. Н. Лукашев

Институт медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Москва

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexander_lukashev@hotmail.com

д.м.н., профессор РАН, директор 

119435, Россия, Москва, ул. Малая Пироговская, 20/1, Институт медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского.

Тел.: 8 (499) 246-80-49

Россия

Л. Н. Голицына

ФБУН Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора, Нижний Новгород

Email: fake@neicon.ru
к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций Россия

Ю. А. Вакуленко

Институт медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Москва

Email: fake@neicon.ru
младший научный сотрудник научноисследовательского отдела Россия

Л. В. Ахмадишина

Институт медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Москва

Email: fake@neicon.ru
к.м.н., зав. лабораторией клиникодиагностической лабораторией Россия

Н. И. Романенкова

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург

Email: fake@neicon.ru
к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории этиологии и контроля вирусных инфекций Россия

Е. Ю. Сапега

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии, г. Хабаровск

Email: fake@neicon.ru
к.м.н., руководитель центра центра по надзору за энтеровирусами Россия

Н. С. Морозова

ФБУЗ Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва

Email: fake@neicon.ru
зав. отделом обеспечения эпидемиологического надзора Россия

Н. А. Новикова

ФБУН Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора, Нижний Новгород

Email: fake@neicon.ru
д.б.н., профессор, зав. лабораторией молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций Россия

О. Е. Троценко

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии, г. Хабаровск

Email: fake@neicon.ru
д.м.н., профессор, директор Россия

О. Е. Иванова

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН, Москва; Институт трансляционной медицины и биотехнологии, ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Москва

Email: fake@neicon.ru
д.м.н., профессор, руководитель отдела полиомиелита и других энтеровирусных инфекций Россия

Список литературы

  1. Голицына Л.Н., Зверев В.В., Парфенова О.В., Новикова Н.А. Эпидемические варианты неполиомиелитных энтеровирусов в России // Медицинский альманах. 2015. Т. 40, № 5. С. 136–140. [Golitsyna L.N., Zverev V.V., Parfenova O.V., Novikova N.A. Epidemic variants of non-poliomyelitic enteroviruses in Russia. Meditsinskii al’manakh = Medical Almanac, 2015, vol. 40, no. 5, pp. 136–140. (In Russ.)]
  2. Лашкевич В.А., Королева Г.А., Лукашев А.Н., Денисова Е.В., Катаргина Л.А., Хорошилова-Маслова И.П. Острый энтеровирусный увеит у детей младшего возраста // Вопросы вирусологии. 2005. T. 50, № 3. C. 36–45. [Lashkevich V.A., Koroleva G.A., Lukashev A.N., Denisova E.V., Katargina L.A., Khoroshilova-Maslova I.P. Acute enterovirus uveitis in young children. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2005, vol. 50, no. 3, pp. 36–45. (In Russ.)]
  3. Лукашев А.Н. Роль рекомбинации в эволюции энтеровирусов // Вопросы вирусологии. 2005. T. 50, № 3. C. 46–52. [Lukashev A.N. Role of recombination in evolution of enteroviruses. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2005, vol. 50, no. 3, pp. 46–52. (In Russ.)]
  4. Лукашев А.Н., Резник В.И., Иванова О.Е., Еремеева Т.П., Каравянская Т.Н., Перескокова М.А., Лебедева Л.А., Лашкевич В.А., Михайлов М.И. Молекулярная эпидемиология вируса ЕСНО 6 — возбудителя вспышки серозного менингита в Хабаровске в 2006 г. // Вопросы вирусологии. 2008. Т. 53, № 1. C. 16–21. [Lukashev A.N., Reznik V.I., Ivanova O.E., Eremeyeva T.P., Karavyanskaya T.N., Pereskokova M.A., Lebedeva L.A., Lashkevich V.A., Mikhallov M.I. Molecular epidemiolo gy of ECHO 6 virus, the causative agent of the 2006 outbreak of serous meningitis in Khabarovsk. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2008, vol. 53, no. 1, pp. 16–21. (In Russ.)]
  5. Устюжанин А.В., Резайкин А.В., Сергеев А.Г., Снитковская Т.Э. Значение молекулярно-генетического мониторинга в оценке степени вирулентности и эпидемической значимости штаммов неполиомиелитных энтеровирусов, циркулирующих среди населения // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2015. Т. 52, № 1. С. 72–76. [Ustyuzhanin A.V., Rezaykin A.V., Sergeev A.G., Snitkovskaya T.E. Molecular genetic surveillance of circulating human nonpoliomyelitis viruses strains: implications for the estimates of epidemic significance and virulence. Vestnik Ural’skoi meditsinskoi akademicheskoi nauki = Journal of Ural Medical Academic Science, 2015, vol. 52, no. 1, pp. 72–76. (In Russ.)]
  6. Akhmadishina L.V., Govorukhina M.V., Kovalev E.V., Nenadskaya S.A., Ivanova O.E., Lukashev A.N. Enterovirus A71 meningoencephalitis outbreak, Rostov-on-Don, Russia, 2013. Emerg. Infect. Dis., 2015, vol. 21, no. 8, pp. 1440–1443. doi: 10.3201/eid2108.141084
  7. Bailly J.L., Mirand A., Henquell C., Archimbaud C., Chambon M., Charbonne F., Traore O., Peigue-Lafeuille H. Phylogeography of circulating populations of human echovirus 30 over 50 years: nucleotide polymorphism and signature of purifying selection in the VP1 capsid protein gene. Infect. Genet. Evol., 2009, vol. 9, no. 4, pp. 699–708. doi: 10.1016/j.meegid.2008.04.009
  8. Brown B.A., Maher K., Flemister M.R., Naraghi-Arani P., Uddin M., Oberste M.S., Pallansch M.A. Resolving ambiguities in genetic typing of human enterovirus species C clinical isolates and identification of enterovirus 96, 99 and 102. J. Gen. Virol., 2009, vol. 90, no. 7, pp. 1713–1723. doi: 10.1099/vir.0.008540-0
  9. Centers for Disease Control and Prevention. Certification of poliomyelitis eradication — European Region, June 2002. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep., 2002, vol. 51, no. 26, pp. 572–574.
  10. Chumakov K.M., Powers L.B., Noonan K.E., Roninson I.B., Levenbook I.S. Correlation between amount of virus with altered nucleotide sequence and the monkey test for acceptability of oral poliovirus vaccine. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, vol. 88, no. 1, pp. 199–203.
  11. Drummond A.J., Rambaut A. BEAST: Bayesian evolutionary analysis by sampling trees. BMC Evol. Biol., 2007, vol. 7, pp. 214. doi: 10.1186/1471-2148-7-214
  12. Gaunt E., Harvala H., Osterback R., Sreenu V.B., Thomson E., Waris M., Simmonds P. Genetic characterization of human coxsackievirus A6 variants associated with atypical hand, foot and mouth disease: a potential role of recombination in emergence and pathogenicity. J. Gen. Virol., 2015, vol. 96, no. 5, pp. 1067–1079. doi: 10.1099/vir.0.000062
  13. Hassel C., Mirand A., Lukashev A., Terletskaialadwig E., Farkas A., Schuffenecker I., Diedrich S., Huemer H.P., Archimbaud C., Peigue-Lafeuille H., Henquell C., Bailly J.L. Transmission patterns of human enterovirus 71 to, from and among European countries, 2003 to 2013. Euro Surveill., 2015, vol. 20, no. 34. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2015.20.34.30005
  14. Ho M., Chen E.R., Hsu K.H., Twu S.J., Chen K.T., Tsai S.F., Wang J.R., Shih S.R. An epidemic of enterovirus 71 infection in Taiwan. Taiwan Enterovirus Epidemic Working Group. N. Engl. J. Med., 1999, vol. 341, no. 13, pp. 929–935. doi: 10.1056/NEJM199909233411301
  15. Khetsuriani N., Lamonte-Fowlkes A., Oberste S., Pallansch M.A. Enterovirus surveillance — United States, 1970–2005. MMWR Surveill. Summ., 2006, vol. 55, no. 8, pp. 1–20.
  16. Lancaster K.Z., Pfeiffer J.K. Mechanisms controlling virulence thresholds of mixed viral populations. J. Virol., 2011, vol. 85, no. 19, pp. 9778–9788. doi: 10.1128/JVI.00355-11
  17. Lemey P., Rambaut A., Welch J.J., Suchard M.A. Phylogeography takes a relaxed random walk in continuous space and time. Mol. Biol. Evol., 2010, vol. 27, no. 8, pp. 1877–1885. doi: 10.1093/molbev/msq067
  18. Liste M.B., Natera I., Suarez J.A., Pujol F.H., Liprandi F., Ludert J.E. Enteric virus infections and diarrhea in healthy and human immunodeficiency virus-infected children. J. Clin. Microbiol., 2000, vol. 38, no. 8, pp. 2873–2877.
  19. Liu W., Wu S., Xiong Y., Li T., Wen Z., Yan M., Qin K., Liu Y., Wu J. Co-circulation and genomic recombination of coxsackievirus A16 and enterovirus 71 during a large outbreak of hand, foot, and mouth disease in Central China. PLoS One, 2014, vol. 9, no. 4: e96051. doi: 10.1371/journal.pone.0096051
  20. Lukashev A.N., Lashkevich V.A., Ivanova O.E., Koroleva G.A., Hinkkanen A.E., Ilonen J. Recombination in circulating enteroviruses. J. Virol., 2003, vol. 77, no. 19, pp. 10423–10431. doi: 10.1128/JVI.77.19.10423-10431.2003
  21. Lukashev A.N., Lashkevich V.A., Ivanova O.E., Koroleva G.A., Hinkkanen A.E., Ilonen J. Recombination in circulating enterovirus B: independent evolution of structural and non-structural genome regions. J. Gen. Virol., 2005, vol. 86, no. 12, pp. 3281– 3290. doi: 10.1099/vir.0.81264-0
  22. Lukashev A.N., Vakulenko Y.A. Molecular evolution of types in non-polio enteroviruses. J. Gen. Virol., 2017, vol. 98, no. 12, pp. 2968–2981. doi: 10.1099/jgv.0.000966
  23. McMinn P.C. Recent advances in the molecular epidemiology and control of human enterovirus 71 infection. Curr. Opin. Virol., 2012, vol. 2, no. 2, pp. 199–205. doi: 10.1016/j.coviro.2012.02.009
  24. McWilliam Leitch E.C., Bendig J., Cabrerizo M., Cardosa J., Hyypia T., Ivanova O.E., Kelly A., Kroes A.C., Lukashev A., MacAdam A., McMinn P., Roivainen M., Trallero G., Evans D.J., Simmonds P. Transmission networks and population turnover of echovirus 30. J. Virol., 2009, vol. 83, no. 5, pp. 2109–2118. doi: 10.1128/JVI.02109-08
  25. McWilliam Leitch E.C., Cabrerizo M., Cardosa J., Harvala H., Ivanova O.E., Koike S., Kroes A.C., Lukashev A., Perera D., Roivainen M., Susi P., Trallero G., Evans D.J., Simmonds P. The association of recombination events in the founding and emergence of subgenogroup evolutionary lineages of human enterovirus 71. J. Virol., 2012, vol. 86, no. 5, pp. 2676–2685. doi: 10.1128/JVI.06065-11
  26. McWilliam Leitch E.C., Cabrerizo M., Cardosa J., Harvala H., Ivanova O.E., Kroes A.C., Lukashev A., Muir P., Odoom J., Roivainen M., Susi P., Trallero G., Evans D.J., Simmonds P. Evolutionary dynamics and temporal/geographical correlates of recombination in the human enterovirus echovirus types 9, 11, and 30. J. Virol., 2010, vol. 84, no. 18, pp. 9292–9300. doi: 10.1128/JVI.00783-10
  27. Nasri D., Bouslama L., Omar S., Saoudin H., Bourlet T., Aouni M., Pozzetto B., Pillet S. Typing of human enterovirus by partial sequencing of VP2. J. Clin. Microbiol., 2007, vol. 45, no. 8, pp. 2370–2379. doi: 10.1128/JCM.00093-07
  28. Nomoto A. Molecular aspects of poliovirus pathogenesis. Proc. Jpn. Acad. Ser. B Phys. Biol. Sci., 2007, vol. 83, no. 8, pp. 266–275. doi: 10.2183/pjab/83.266
  29. Oberste M.S., Maher K., Kilpatrick D. R., Flemister M.R., Brown B.A., Pallansch M.A. Typing of human enteroviruses by partial sequencing of VP1. J. Clin. Microbiol., 1999, vol. 37, pp. 1288–1293.
  30. Oberste M.S., Maher K., Kilpatrick D.R., Pallansch M.A. Molecular evolution of the Human enteroviruses: correlation of serotype with VP1 sequence and application to picornavirus classification. J. Virol., 1999, vol. 73, pp. 1941–1948.
  31. Oberste M.S., Nix W.A., Kilpatrick D.R., Flemister M.R., Pallansch M.A. Molecular epidemiology and type-specific detection of echovirus 11 isolates from the Americas, Europe, Africa, Australia, southern Asia and the Middle East. Virus Res., 2003, vol. 91, pp. 241–248. doi: 10.1016/S0168-1702(02)00291-5
  32. Palacios G., Oberste M.S. Enteroviruses as agents of emerging infectious diseases. J. Neurovirol., 2005, vol. 11, no. 5, pp. 424–433. doi: 10.1080/13550280591002531
  33. Puenpa J., Vongpunsawad S., Osterback R., Waris M., Eriksson E., Albert J., Midgley S., Fischer T.K., Eis-Hubinger A.M., Cabrerizo M., Gaunt E., Simmonds P., Poovorawan Y. Molecular epidemiology and the evolution of human coxsackievirus A6. J. Gen. Virol., 2016, vol. 97, no. 12, pp. 3225–3231. doi: 10.1099/jgv.0.000619
  34. Savolainen-Kopra C., Paananen A., Blomqvist S., Klemola P., Simonen M.L., Lappalainen M., Vuorinen T., Kuusi M., Lemey P., Roivainen M. A large Finnish echovirus 30 outbreak was preceded by silent circulation of the same genotype. Virus Genes, 2011, vol. 42, no. 1, pp. 28–36. doi: 10.1007/s11262-010-0536-x
  35. Simonen-Tikka M.L., Hiekka A.K., Klemola P., Poussa T., Ludvigsson J., Korpela R., Vaarala O., Roivainen M. Early human enterovirus infections in healthy Swedish children participating in the PRODIA pilot study. J. Med. Virol., 2012, vol. 84, no. 6, pp. 923–930. doi: 10.1002/jmv.23284
  36. Solmone M., Vincenti D., Prosperi M.C., Bruselles A., Ippolito G., Capobianchi M.R. Use of massively parallel ultradeep pyrosequencing to characterize the genetic diversity of hepatitis B virus in drug-resistant and drug-naive patients and to detect minor variants in reverse transcriptase and hepatitis B S antigen. J. Virol., 2009, vol. 83, no. 4, pp. 1718–1726. doi: 10.1128/JVI.02011-08
  37. Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Mol. Biol. Evol., 2013, vol. 30, no. 12, pp. 2725–2729. doi: 10.1093/molbev/mst197
  38. Van der Sanden S.M., Koopmans M.P., van der Avoort H.G. Detection of human enteroviruses and parechoviruses as part of the national enterovirus surveillance in the Netherlands, 1996-2011. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 2013, vol. 32, no. 12, pp. 1525– 1531. doi: 10.1007/s10096-013-1906-9
  39. Witso E., Palacios G., Cinek O., Stene L.C., Grinde B., Janowitz D., Lipkin W.I., Ronningen K.S. High prevalence of human enterovirus a infections in natural circulation of human enteroviruses. J. Clin. Microbiol., 2006, vol. 44, no. 11, pp. 4095–4100. doi: 10.1128/JCM.00653-06
  40. Wright P.W., Strauss G.H., Langford M.P. Acute hemorrhagic conjunctivitis. Am. Fam. Physician, 1992, vol. 45, no. 1, pp. 173–178.
  41. Yakovenko M.L., Gmyl A.P., Ivanova O.E., Eremeeva T.P., Ivanov A.P., Prostova M.A., Baykova O.Y., Isaeva O.V., Lipskaya G.Y., Shakaryan A.K., Kew O.M., Deshpande J.M., Agol V.I. The 2010 outbreak of poliomyelitis in Tajikistan: epidemiology and lessons learnt. Euro Surveill., 2014, vol. 19, no. 7, pp. 20706.
  42. Yarmolskaya M.S., Shumilina E.Y., Ivanova O.E., Drexler J.F., Lukashev A.N. Molecular epidemiology of echoviruses 11 and 30 in Russia: different properties of genotypes within an enterovirus serotype. Infect. Genet. Evol., 2015, vol. 30, pp. 244–248. doi: 10.1016/j.meegid.2014.12.033

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Лукашев А.Н., Голицына Л.Н., Вакуленко Ю.А., Ахмадишина Л.В., Романенкова Н.И., Сапега Е.Ю., Морозова Н.С., Новикова Н.А., Троценко О.Е., Иванова О.Е., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах