Филодинамическая характеристика российской популяции ротавируса А (Reoviridae: Sedoreovirinae: Rotavirus) на основе гена VP6

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Ротавирусы вида А являются одной из лидирующих причин острого гастроэнтерита у детей первых лет жизни. В настоящее время ротавирусная инфекция относится к управляемым инфекционным процессам. Наиболее представленным протеином ротавириона является белок VP6.

Материал и методы. В качестве материала для исследования были использованы 262 нуклеотидные последовательности гена VP6 ротавируса вида А, изолированного на территории России. Филогенетический анализ и расчет филодинамических характеристик были осуществлены с использованием пакета про- грамм BEAST v.1.10.4. Выведение и анализ аминокислотных последовательностей проводили в программе MEGAX.

Результаты. На территории Российской Федерации показана циркуляция ротавирусов 3 сублиний генотипа I1 и 3 – генотипа I2. Установлен уровень накопления мутаций, который оказался схожим для генотипов I1 и I2 и составил 7,732E-4 и 1,008Е-3 нуклеотидов/сайт/год соответственно. Показано, что эффективные размеры ротавирусной популяции гена VP6 I1 и I2 генотипов стабильны и с начала 2000‑х гг. имеют тенденцию к снижению. Сравнительный анализ аминокислотной последовательности в области сайтов внутриклеточной нейтрализации А (231–260 а.о.) и В (265–292 а.о.) позволил выявить у ряда российских штаммов генотипа I1 мутацию в позиции V252I, а у части из них (I1 и I2 генотипов) – мутацию I281V, не связанные с принадлежностью штаммов к внутритиповым сублиниям. Анализ 3 Т‑клеточных эпитопов выявил 4 ассоциированных с принадлежностью к одной из геногрупп аминокислотных различия (в позициях 305, 315, 342 и 348 а.о.).

Заключение. На основе филодинамических характеристик и аминокислотного состава антигенных детерминант сделан вывод о высокой консервативности протеина VP6.

Об авторах

О. В. Морозова

ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Роспотребнадзора

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga.morozova.bsc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8058-8187

научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций

603950, Нижний Новгород

Россия

Т. А. Сашина

ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Роспотребнадзора

Email: tatyana.sashina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3203-7863

старший научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций

603950, Нижний Новгород

Россия

Н. А. Новикова

ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Роспотребнадзора

Email: tatyana.sashina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3710-6648

старший научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций

603950, Нижний Новгород

Россия

Список литературы

  1. Tate J.E., Burton A.H., Boschi-Pinto C., Steele A.D., Duque J., Parashar U.D. 2008 estimate of worldwide rotavirus-associated mortality in children younger than 5 years before the introduction of universal rotavirus vaccination programmes: a systematic review and meta-analysis. Lancet Infect. Dis. 2012; 12(2): 136–41. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(11)70253-5.
  2. Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Таточенко В.К., Вишнёва Е.А., Федосеенко М.В., Селимзянова Л.Р. и др. Ротавирусная инфекция у детей – нерешённая проблема. Обзор рекомендаций по вакцинопрофилактике. Педиатрическая фармакология. 2017; 14(4): 248–57. https://doi.org/10.15690/pf.v14i4.1756.
  3. Mirzayeva R., Cortese M.M., Mosina L., Biellik R., Lobanov A., Chernyshova L., et al. Rotavirus burden among children in the newly independent states of the former union of soviet socialist republics: literature review and first-year results from the rotavirus surveillance network. J. Infect. Dis. 2009; 200 (Suppl. 2): S203–14. https://doi.org/10.1086/605041.
  4. Ward R.L., Bernstein D.I. Rotarix: A rotavirus vaccine for the world. Clin. Infect. Dis. 2009; 48(2): 222–8. https://doi.org/10.1086/595702.
  5. Ciarlet M., Schödel F. Development of a rotavirus vaccine: Clinical safety, immunogenicity, and efficacy of the pentavalent rotavirus vaccine, RotaTeq. Vaccine. 2009; 27(Suppl. 6): G72–81. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.09.107.
  6. Glass R.I., Bhan M.K., Ray P., Bahl R., Parashar U.D., Greenberg H., et al. Development of candidate rotavirus vaccines derived from neonatal strains in India. J. Infect. Dis. 2005; 192(Suppl. 1): S30–5. https://doi.org/10.1086/431498.
  7. Naik S.P., Zade J.K., Sabale R.N., Pisal S.S., Menon R., Bankar S.G., et al. Stability of heat stable, live attenuated Rotavirus vaccine (ROTASIIL®). Vaccine. 2017; 35(22): 2962–9. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.04.025.
  8. Greenberg H.B., Flores J., Kalica A.R., Wyatt R.G., Jones R. Gene coding assignments for growth restriction, neutralization and subgroup specificities of the W and DS-1 strains of human rotavirus. J. Gen. Virol. 1983; 64 (Pt. 2): 313–20. https://doi.org/10.1099/0022-1317-64-2-313.
  9. Iturriza Gómara M., Wong C., Blome S., Desselberger U., Gray J. Molecular characterization of VP6 genes of human rotavirus isolates: correlation of genogroups with subgroups and evidence of independent segregation. J. Virol. 2002; 76(13): 6596–601. https://doi.org/10.1128/jvi.76.13.6596-6601.2002.
  10. Estes M.K., Greenberg H.B. Rotaviruses. In: Knipe D.M., Howley P.M., eds. Fields Virology. Philadelphia: Williams & Wilkins; 2013:1347–401.
  11. Nagashima S., Kobayashi N., Ishino M., Alam M.M., Ahmed M.U., Paul S.K., et al. Whole genomic characterization of a human rotavirus strain B219 belonging to a novel group of the genus Rotavirus. J. Med. Virol. 2008; 80(11): 2023–33. https://doi.org/10.1002/jmv.21286.
  12. López S., Espinosa R., Greenberg H.B., Arias C.F. Mapping the subgroup epitopes of rotavirus protein VP6. Virology. 1994; 204(1):153–62. https://doi.org/10.1006/viro.1994.1519.
  13. Tang B., Gilbert J.M., Matsui S.M., Greenberg H.B. Comparison of the rotavirus gene 6 from different species by sequence analysis and localization of subgroup-specific epitopes using site-directed mutagenesis. Virology. 1997; 237(1): 89–96. https://doi.org/10.1006/viro.1997.8762.
  14. Aiyegbo M.S., Sapparapu G., Spiller B.W., Eli I.M., Williams D.R., Kim R., et al. Human rotavirus VP6-specific antibodies mediate intracellular neutralization by binding to a quaternary structure in the transcriptional pore. PLoS One. 2013; 9(8): 1–15. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0061101.
  15. Suchard M.A., Lemey P., Baele G., Ayres D.L., Drummond A.J., Rambaut A. Bayesian phylogenetic and phylodynamic data integration using BEAST 1.10. Virus Evol. 2018; 4(1): vey016. https://doi.org/10.1093/ve/vey016.
  16. Husemann M., Zachos F.E., Paxton R.J., Habel J.C. Effective population size in ecology and evolution. Heredity. 2016; 117(4): 191–2. https://doi.org/10.1038/hdy.2016.75.
  17. 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. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096.
  18. Rambaut A., Lam T.T., Max Carvalho L., Pybus O.G. Exploring the temporal structure of heterochronous sequences using TempEst (formerly Path-O-Gen). Virus Evol. 2016; 2(1): vew007. https://doi.org/10.1093/ve/vew007.
  19. Ayres D.L., Cummings M.P., Baele G., Darling A.E., Lewis P.O., Swofford D.L., et al. BEAGLE 3: improved performance, scaling and usability for a high-performance computing library for statistical phylogenetics. Syst. Biol. 2019; 68(6): 1052–61. https://doi.org/10.1093/sysbio/syz020.
  20. Hill V., Baele G. Bayesian estimation of past population dynamics in BEAST 1.10 using the Skygrid coalescent model. Mol. Biol. Evol. 2019; 36(11): 2620–8. https://doi.org/10.1093/molbev/msz172.
  21. Rambaut A., Drummond A.J., Xie D., Baele G., Suchard M.A. Posterior summarization in Bayesian phylogenetics using Tracer 1.7. Syst. Biol. 2018; 67(5): 901–4. https://doi.org/10.1093/sysbio/syy03.
  22. Svensson L., Sheshberadaran H., Vene S., Norrby E., Grandien M., Wadell G. Serum antibody responses to individual viral polypeptides in human rotavirus infections. J. Gen. Virol. 1987; 68(Pt. 3): 643–51. https://doi.org/10.1099/0022-1317-68-3-643.
  23. Svensson L., Sheshberadaran H., Vesikari T., Norrby E., Wadell G. Immune response to rotavirus polypeptides after vaccination with heterologous rotavirus vaccines (RIT 4237, RRV‑1). J. Gen. Virol. 1987; 68(Pt. 7): 1993–9. https://doi.org/10.1099/0022-1317-68-7-1993.
  24. Ishida S., Feng N., Tang B., Gilbert J.M., Greenberg H.B. Quantification of systemic and local immune responses to individual rotavirus proteins during rotavirus infection in mice. J. Clin. Microbiol. 1996; 34(7): 1694–700. https://doi.org/10.1128/JCM.34.7.1694-1700.1996.
  25. Colomina J., Gil M.T., Codoñer P., Buesa J. Viral proteins VP2, VP6, and NSP2 are strongly precipitated by serum and fecal antibodies from children with rotavirus symptomatic infection. J. Med. Virol. 1998; 56(1): 58–65. https://doi.org/10.1002/(sici)1096-9071(199809)56:1<58::aid-jmv10>3.0.co;2-s.
  26. Estes M.K., Cohen J. Rotavirus gene structure and function. Microbiol. Rev. 1989; 53(4): 410–49.
  27. Afchangi A., Jalilvand S., Mohajel N., Marashi S.M., Shoja Z. Rotavirus VP6 as a potential vaccine candidate. Rev. Med. Virol. 2019; 29(2): e2027. https://doi.org/10.1002/rmv.2027.
  28. Духовлинов И.В., Богомолова Е.Г., Фёдорова Е.А., Симбирцев А.С. Исследование протективной активности кандидатной вакцины против ротавирусной инфекции на основе рекомбинантного белка FliCVP6VP8. Медицинская иммунология. 2016; 18(5): 417–24. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2016-5-417-424.
  29. Choi A.H., McNeal M.M., Basu M., Flint J.A., Stone S.C., Clements J.D., et al. Intranasal or oral immunization of inbred and outbred mice with murine or human rotavirus VP6 proteins protects against viral shedding after challenge with murine rotaviruses. Vaccine. 2002; 20(27-28): 3310–21. https://doi.org/10.1016/s0264-410x(02)00315-8.
  30. McNeal M.M., Basu M., Bean J.A., Clements J.D., Lycke N.Y., Ramne A., et al. Intrarectal immunization of mice with VP6 and either LT(R192G) or CTA1-DD as adjuvant protects against fecal rotavirus shedding after EDIM challenge. Vaccine. 2007; 25(33):6224–31. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2007.05.065.
  31. Gill M.S., Lemey P., Faria N.R., Rambaut A., Shapiro B., Suchard M.A. Improving Bayesian population dynamics inference: a coalescent- based model for multiple loci. Mol. Biol. Evol. 2013; 30(3):713–24. https://doi.org/10.1093/molbev/mss265.
  32. Faria N.R., Suchard M.A., Abecasis A., Sousa J.D., Ndembi N., Camacho R.J., et al. Phylodynamics of the HIV-1 CRF02_AG clade in Cameroon. Infect. Genet. Evol. 2012; 12(2): 453–60. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2011.04.028.
  33. Rambaut A., Pybus O.G., Nelson M.I., Viboud C., Taubenberger J.K., Holmes E.C. The genomic and epidemiological dynamics of human influenza A virus. Nature. 2008; 453(7195): 615–9. https://doi.org/10.1038/nature06945
  34. Новикова Н.А., Епифанова Н.В., Фёдорова О.Ф. Цикличность эпидемического процесса ротавирусного гастроэнтерита и ее причины. В кн.: Материалы научной конференции «Новые технологии в профилактике, диагностике, эпиднадзоре и лечении инфекционных заболеваний». Н. Новгород; 2004: 74–7.
  35. Zeller M., Patton J.T., Heylen E., De Coster S., Ciarlet M., Van Ranst M., et al. Genetic analyses reveal differences in the VP7 and VP4 antigenic epitopes between human rotaviruses circulating in Belgium and rotaviruses in Rotarix and RotaTeq. J. Clin. Microbiol. 2012; 50(3): 966–76. https://doi.org/10.1128/JCM.05590-11.
  36. Morozova O.V., Sashina T.A., Fomina S.G., Novikova N.A. Comparative characteristics of the VP7 and VP4 antigenic epitopes of the rotaviruses circulating in Russia (Nizhniy Novgorod) and the Rotarix and RotaTeq vaccines. Arch. Virol. 2015; 160(7): 1693–703. https://doi.org/10.1007/s00705-015-2439-6.
  37. Motamedi-Rad M., Farahmand M., Arashkia A., Jalilvand S., Shoja Z. VP7 and VP4 genotypes of rotaviruses cocirculating in Iran, 2015 to 2017: Comparison with cogent sequences of Rotarix and RotaTeq vaccine strains before their use for universal mass vaccination. J. Med. Virol. 2020; 92(8): 1110–23. https://doi.org/10.1002/jmv.25642

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Морозова О.В., Сашина Т.А., Новикова Н.А., 2020

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».