Пространственно-временной кластерный анализ циркуляции вируса африканской чумы свиней (Asfarviridae: Asfivirus) в Калининградской области на основе трех генетических маркеров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Стремительное распространение африканской чумы свиней (АЧС) в Калининградской области обусловливает необходимость использования методов молекулярной эпизоотологии для определения динамики и вектора распространения инфекции в данном субъекте России.

Цель работы – установить характер однонуклеотидного полиморфизма генов K145R, O174L, MGF 505-5R у изолятов вируса АЧС, выделенных в Калининградской области, и изучить циркуляцию возбудителя в странах Восточной Европы методом субгенотипирования и пространственно-временного кластерного анализа.

Материалы и методы. В качестве образцов биологического материала использовали пробы крови от живых и органов от павших домашних свиней и диких кабанов, отобранные в Калининградской области в 2017–2022 гг. Выделение вируса АЧС и идентификацию изолятов проводили в первичной культуре клеток костного мозга свиньи. Подготовку ампликонов целевых маркерных областей генома выполняли методом ПЦР с электрофоретической детекций и последующей экстракцией фрагментов из агарозного геля. Секвенирование осуществляли по методу Сэнгера.

Результаты. Установлена циркуляция на территории субъекта-эксклава Российской Федерации вируса АЧС, принадлежащего двум генетическим кластерам: эпизоотическому (K145R-III, MGF 505-5R-II, O174L-I – 94,3% от изученных изолятов) и спорадическому (K145R-II, MGF 505-5R-II, O174L-I – 5,7%).

Заключение. Необходимо совершенствование молекулярно-эпизоотологического мониторинга генетических вариантов вируса АЧС в странах евро-азиатского континента на основе маркерных фрагментов генома внутри генотипа II, что позволит проводить наиболее детальный анализ распространения АЧС.

Об авторах

Роман Сергеевич Чернышев

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: chernishev_rs@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0003-3604-7161

аспирант, ветеринарный врач референтной лаборатории по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Алексей Сергеевич Иголкин

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: igolkin_as@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0002-5438-8026

канд. вет. наук, заведующий референтной лабораторией по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Андрей Романович Шотин

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: shotin@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0001-9884-1841

канд. вет. наук, научный сотрудник референтной лаборатории по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Николай Геннадьевич Зиняков

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: zinyakov@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0002-3015-5594

канд. биол. наук, старший научный сотрудник референтной лаборатории вирусных болезней птиц

Россия, Владимир

Иван Сергеевич Колбин

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: kolbin@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0003-4692-1297

аспирант, ветеринарный врач референтной лаборатории по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Анастасия Сергеевна Садчикова

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: sadchikova@arriah.ru
ORCID iD: 0009-0001-0801-2394

аспирант, ветеринарный врач референтной лаборатории по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Иван Андреевич Лаврентьев

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: lavrentev@arriah.ru
ORCID iD: 0009-0003-0552-3812

аспирант, ведущий ветеринарный врач референтной лаборатории по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Константин Николаевич Груздев

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Email: gruzdev@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0003-3159-1969

д-р биол. наук, профессор, главный научный сотрудник информационно-аналитического центра

Россия, Владимир

Али Мазлум

ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных»

Автор, ответственный за переписку.
Email: mazlum@arriah.ru
ORCID iD: 0000-0002-5982-8393

канд. биол. наук, старший научный сотрудник референтной лаборатории по африканской чуме свиней

Россия, Владимир

Список литературы

  1. Gallardo C., Casado N., Soler A., Djadjovski I., Krivko L., Madueño E., et al. A multi gene-approach genotyping method identifies 24 genetic clusters within the genotype II-European African swine fever viruses circulating from 2007 to 2022. Front. Vet. Sci. 2023; (10): 1112850. DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1112850
  2. Mazloum A., van Schalkwyk A., Chernyshev R., Igolkin A., Heath L., Sprygin A. A guide to molecular characterization of genotype II African swine fever virus: essential and alternative genome markers. Microorganisms. 2023; 11(3): 642. DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms11030642
  3. Bastos A.D., Penrith M.L., Crucière C., Edrich J.L., Hutchings G., Roger F., et al. Genotyping field strains of African swine fever virus by partial p72 gene characterisation. Arch. Virol. 2003; 148(4): 693–706. DOI: https://doi.org/10.1007/s00705-002-0946-8.
  4. Achenbach J.E., Gallardo C., Nieto-Pelegrín E., Rivera-Arroyo B., Degefa-Negi T., Arias M., et al. Identification of a new genotype of African swine fever virus in domestic pigs from Ethiopia. Transbound. Emerg. Dis. 2017; 64(5): 1393–404. DOI: https://doi.org/10.1111/tbed.12511
  5. Fiori M.S., Sanna D., Scarpa F., Floris M., Di Nardo A., Ferretti L., et al. A deeper insight into evolutionary patterns and phylogenetic history of ASFV epidemics in Sardinia (Italy) through extensive genomic sequencing. Viruses. 2021; 13(10): 1994. DOI: https://doi.org/10.3390/v13101994
  6. Sun E., Huang L., Zhang X., Zhang J., Shen D., Zhang Z., et al. Genotype I African swine fever viruses emerged in domestic pigs in China and caused chronic infection. Emerg. Microbes Infect. 2021; 10(1): 2183–93. DOI: https://doi.org/10.1080/22221751.2021.1999779
  7. Zhao D., Sun E., Huang L., Ding L., Zhu Y., Zhang J., et al. Highly lethal genotype I and II recombinant African swine fever viruses detected in pigs. Nat. Commun. 2023; 14(1): 3096. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-38868-w
  8. World Organisation for Animal Health. World Animal Health Information System. Report (2023). Available at: https://wahis.woah.org/#/dashboards/qd-dashboard
  9. Śmietanka K., Woźniakowski G., Kozak E., Niemczuk K., Frączyk M., Bocian Ł., et al. African Swine Fever Epidemic, Poland, 2014-2015. Emerg. Infect. Dis. 2016; 22(7): 1201–7. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2207.151708
  10. Мазлум A., Шевченко И.В., Иголкин А.С., Шотин А.Р. Распространение африканской чумы свиней на территории Калининградской области. Ветеринария Кубани. 2022; (1): 14–8. DOI: https://doi.org/10.33861/2071-8020-2022-1-14-18 EDN: https://elibrary.ru/dbdygf
  11. Mazloum A., van Schalkwyk A., Shotin A., Zinyakov N., Igolkin A., Chernishev R., et al. Whole-genome sequencing of African swine fever virus from wild boars in the Kaliningrad region reveals unique and distinguishing genomic mutations. Front. Vet. Sci. 2023; 9: 1019808. https://doi.org/10.3389/fvets.2022.1019808
  12. Puzankova O., Gavrilova V., Chernyshev R., Kolbin I., Igolkin A., Sprygin A., et al. Novel protocol for the preparation of porcine bone marrow primary cell culture for African swine fever virus isolation. Methods Protoc. 2023; 6(5): 73. DOI: https://doi.org/10.3390/mps6050073
  13. Чернышев Р.С., Сидоренкова М.С., Садчикова А.С., Иголкин А.С., Мазлум А. Разработка протокола ПЦР с электрофоретической детекцией с целью амплификации маркерных областей генома изолятов вируса африканской чумы свиней. В кн.: Труды XI Международной научно-практической конференции «Молекулярная диагностика 2023». М.; 2023: 576–8.
  14. Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 2018; 35(6): 1547–9. DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msy096
  15. Шотин А.Р., Иголкин А.С., Мазлум А., Шевченко И.В., Аронова Е.В., Груздев К.Н. Изучение биологических свойств изолята вируса африканской чумы свиней ASFV/KALININGRAD 17/WB-13869. Сельскохозяйственная биология. 2023; 58(4): 773–83. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2023.4.773rus EDN: https://elibrary.ru/gwcomm
  16. Власов М.Е., Иматдинов А.Р., Титов И.А., Моргунов С.Ю., Малоголовкин А.С., Балышев В.М. Биологические свойства и молекулярно-генетическая характеристика вируса африканской чумы свиней, выделенного в 2016-2017 гг. в различных регионах Российской Федерации. Российская сельскохозяйственная наука. 2018; (4): 54–7. DOI: https://doi.org/10.31857/S250026270000536-4 EDN: https://elibrary.ru/yamjtn
  17. Gabriel C., Blome S., Malogolovkin A., Parilov S., Kolbasov D., Teifke J.P., et al. Characterization of African swine fever virus Caucasus isolate in European wild boars. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17(12): 2342–5. DOI: https://doi.org/10.3201/eid1712.110430
  18. Zhang Y., Wang Q., Zhu Z., Wang S., Tu S., Zhang Y., et al. Tracing the origin of genotype II African swine fever virus in China by genomic epidemiology analysis. Transbound. Emerg. Dis. 2023; 4820809. DOI: https://doi.org/10.1155/2023/4820809
  19. Mazur-Panasiuk N., Woźniakowski G., Niemczuk K. The first complete genomic sequences of African swine fever virus isolated in Poland. Sci. Rep. 2019; 9(1): 4556. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-36823-0
  20. Kovalenko G., Ducluzeau A.L., Ishchenko L., Sushko M., Sapachova M., Rudova N., et al. Complete genome sequence of a virulent African swine fever virus from a domestic pig in Ukraine. Microbiol. Resour. Announc. 2019; 8(42): e00883-19. DOI: https://doi.org/10.1128/MRA.00883-19
  21. Mazur-Panasiuk N., Walczak M., Juszkiewicz M., Woźniakowski G. The spillover of African swine fever in Western Poland revealed its estimated origin on the basis of O174L, K145R, MGF 505-5R and IGR I73R/I329L genomic sequences. Viruses. 2020; 12(10): 1094. DOI: https://doi.org/10.3390/v12101094
  22. Mazur-Panasiuk N, Woźniakowski G. The unique genetic variation within the O174L gene of Polish strains of African swine fever virus facilitates tracking virus origin. Arch. Virol. 2019; 164(6): 1667–72. DOI: https://doi.org/10.1007/s00705-019-04224-x
  23. Redrejo-Rodríguez M., Rodríguez J.M., Suárez C., Salas J., Salas M.L. Involvement of the reparative DNA polymerase Pol X of African swine fever virus in the maintenance of viral genome stability in vivo. J. Virol. 2013; 87(17): 9780–7. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.01173-13
  24. Schulz K., Oļševskis E., Viltrop A., Masiulis M., Staubach C., Nurmoja I., et al. Eight Years of African Swine Fever in the Baltic States: Epidemiological Reflections. Pathogens. 2022; 11(6): 711. DOI: https://doi.org/10.3390/pathogens11060711
  25. Malogolovkin A., Yelsukova A., Gallardo C., Tsybanov S., Kolbasov D. Molecular characterization of African swine fever virus isolates originating from outbreaks in the Russian Federation between 2007 and 2011. Vet. Microbiol. 2012; 158(3-4): 415–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2012.03.002
  26. Mazloum A., van Schalkwyk A., Shotin A., Igolkin A., Shevchenko I., Gruzdev K.N., et al. Comparative analysis of full genome sequences of African swine fever virus isolates taken from wild boars in Russia in 2019. Pathogens. 2021; 10(5): 521. DOI: https://doi.org/10.3390/pathogens10050521
  27. Sauter-Louis C., Conraths F.J., Probst C., Blohm U., Schulz K., Sehl J., et al. African swine fever in wild boar in Europe – a review. Viruses. 2021; 13(9): 1717. DOI: https://doi.org/10.3390/v13091717
  28. Martínez-Avilés M., Iglesias I., De La Torre A. Evolution of the ASF infection stage in wild boar within the EU (2014–2018). Front. Vet. Sci. 2020; 7: 155. DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00155.
  29. Pautienius A., Schulz K., Staubach C., Grigas J., Zagrabskaite R., Buitkuviene J., et al. African swine fever in the Lithuanian wild boar population in 2018: a snapshot. Virol. J. 2020; 17(1): 148. DOI: https://doi.org/10.1186/s12985-020-01422-x
  30. Pautienius A., Grigas J., Pileviciene S., Zagrabskaite R., Buitkuviene J., Pridotkas G., et al. Prevalence and spatiotemporal distribution of African swine fever in Lithuania, 2014–2017. Virol. J. 2018; 15(1): 177. DOI: https://doi.org/10.1186/s12985-018-1090-8
  31. Захарова О.И., Блохин А.А., Торопова Н.Н., Бурова О.A., Яшин И.В., Коренной Ф.И. Плотность популяции дикого кабана и распространение африканской чумы свиней в Российской Федерации. Ветеринария сегодня. 2022; 11(2): 104–13. DOI: https://doi.org/10.29326/2304-196X-2022-11-2-104-113 EDN: https://elibrary.ru/dczmjk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Приложение
Скачать (27KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Распространение АЧС на территории Калининградской области (2017–2022 гг.)

Скачать (256KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Множественное нуклеотидное выравнивание маркерных фрагментов генов K145R (а), O174L (б) и MGF 505-5R (в) изолятов вируса АЧС, полученных при секвенировании по методу Сэнгера

Скачать (2MB)
Метаданные
5. Рис. 3. Распространение вариантов вируса АЧС генотипа II на территории Калининградской области и стран Восточной Европы на основе генетического анализа маркеров K145R (а), О174L (б) и MGF 505-5R (в)

Скачать (441KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Дендрограмма, построенная методом присоединения соседей (Neighbor-joining) и отображающая филогенетическое родство изолятов вируса АЧС из Восточной Европы на основе кластерного анализа

Скачать (186KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Схема территориального происхождения и циркуляции вируса АЧС в Калининградской области на основе анализа опубликованных и полученных данных

Скачать (309KB)
Метаданные

© Чернышев Р.С., Иголкин А.С., Шотин А.Р., Зиняков Н.Г., Колбин И.С., Садчикова А.С., Лаврентьев И.А., Груздев К.Н., Мазлум А., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».