Полногеномный анализ штамма Айна - прототипного варианта сибирского субтипа вируса клещевого энцефалита

Вирус клещевого энцефалита (КЭ) широко распространен в лесной и лесостепной умеренной климатической зоне России. Три основных субтипа вируса - европейский, сибирский и дальневосточный - преобладают на территории европейской части России, Сибири и Дальнем Востоке соответственно. Сибирский субтип вируса вызывает заболеваемость населения на всей территории Западной и Восточной Сибири, а также встречается в Центральной России (В.А. Борисов, 2000; В.Н. Бахвалова, 2000, О. Vapalahti, 2010). Несмотря на то, что все субтипы вируса могут вызывать полный спектр клинических проявлений заболевания, хронические случаи КЭ чаще связаны с сибирским вариантом вируса. Два наиболее охарактеризованных штамма сибирского субтипа, Васильченко и Заусаев, вызвавшие стертую и хроническую форму КЭ, выделены от людей в Новосибирской и Томской областях соответственно (Gritsun T.S., Frolova TV., Pogodina V.V., 1997, 2003), однако первый изолированный вирус сибирского субтипа - Айна, вызвавший хроническую форму КЭ, до настоящего времени слабо исследован на молекулярном уровне.

Задачей данной работы стало секвенирование полноразмерного генома штамма Айна с целью определения его эволюционного положения и анализа мутаций в геноме вируса.

Методы. Штамм Айна/1448 выделен в 1963 году из ликвора больной хронической формой КЭ в Эхирит-Булагатском районе Иркутской области (Н.Н. Краминская, P.P. Живоляпина, 1965). Штамм многократно пассирован при заражении в мозг беспородных белых мышей в Иркутском противочумном исследовательском институте Сибири и Дальнего Востока. Вирусную РНК выделяли из 10 %-ной суспензии мозга мыши с использованием набора для выделения Рибо-Золь А (Амплисенс, Москва). Обратную транскрипцию проводили с использованием набора Реверта Р-100 по протоколу производителя (Амплисенс, Москва). Полученную кДНК амплифицировали в ПЦР с набором праймеров, разработанных нами для амплификации фрагментов генома вируса КЭ сибирского субтипа и синтезированных в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (Новосибирск). Секвенирование проводили на приборе CEQ 8800 Genetic Analysis System (Beckman Coulter, США). Сборку контигов и анализ последовательностей проводили с использованием программ Bioedit 7.0.9.0, Blast (NCBI), Mega 5.0, FigTreeL3.L0.

Результаты и обсуждение. В результате анализа последовательности генома обнаружено 10 нуклеотидных замен, по которым штамм Айна отличался от штамма Васильченко (Vasilchenko, L40361). Нуклеотидные замены локализованы в белках С, Е, NS1, NS3, NS4A, NS4B и NS5. Большинство замен (8 из 10) были консервативными и не приводили к мутациям в белках. Анализ транслированной нуклеотидной последовательности позволил выявить две мутации в полипротеине вируса. Уникальная замена обнаружена в позиции 81 а.о. белка NS4A, Эта замена приводит к изменению аминокислотного остатка неполярного гидрофобного метионина на полярный треонин и не встречается у других проанализированных штаммов вируса КЭ. Другая замена подобного аминокислотного остатка валин на аланин обнаружена в позиции 205 белка NS4B и характерна для большинства представителей штаммов сибирского субтипа. Обнаруженные мутации, вероятно, связаны с длительной пассажной историей штаммов и не влияют на патогенность вируса. В некодирующих регионах 5' и З’ концов штаммов Айна и Васильченко обнаружено 100%-ное сходство. Отсутствие нуклеотадных замен в данных участках генома указывает на очень близкое эволюционное происхождение и низкий уровень нуклеотидных замен, накопленных при пассировании этих вирусов.

По результатам филогенетического анализа при построении филогенетических древ штамм Айна оказался в одной кладе со штаммом Васильченко. Две другие клады вирусов сибирского субтипа представлены штаммами группы «Заусаев» и кладой «балтийских» штаммов.

Таким образом, анализ нуклеотидной последовательности генома и филогенетический анализ позволяют сделать вывод о близком эволюционном происхождении штаммов Айна и Васильченко, которые, однако, были изолированы в различных регионах (Новосибирская и Иркутская области) и в разное время. Такое эволюционное родство может объясняться переносом вирусов мигрирующими птицами с последующей циркуляцией близкородственных, вирусов на разных территориях. Высокая степень сходства геномов штаммов Айна и Васильченко (99,9 %), способных вызывать развитие персистирующей инфекции, указывает на наличие характерных мутаций в геноме вируса, обусловливающих вирулентные свойства вируса КЭ, что требует дальнейшего изучения.

»Особенности клиники и дифференциальной диагностики хронического клещевого энцефалита у детей в современных условиях

»Особенности эпидемиологии клещевого энцефалита на севере Волго-Вятского региона

»Проблема «смены» генотипа вируса клещевого энцефалита на Урале за последние 60 лет

»Современная эпидемиологическая обстановка по природно-очаговым и зоонозным инфекциям на территории Карачаево-Черкесской Республики

»Современная эпидемиологическая ситуация по природно-очаговым инфекциям в Томской области