Detection SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus: Sarbecovirus) in children with acute intestinal infection in Nizhny Novgorod during 2020–2021

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The novel coronavirus infection COVID-19 is a major public health problem worldwide. Several publications show the presence of gastrointestinal (GI) symptoms (nausea, vomiting, and diarrhea) in addition to respiratory disorders.

The aim of this study was the monitoring of RNA of COVID-19 pathogen, coronavirus SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus; Sarbecovirus) in children hospitalized with acute intestinal infection (AII), with following molecular-genetic characterization of detected strains.

Material and methods. Fecal samples of children with AII hospitalized in infectious hospital of Nizhny Novgorod (Russia) in the period from 01.07.2020 to 31.10.2021 were used as material for the study. Viral RNA detection was performed by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). The nucleotide sequence of S-protein gene fragment was determined by Sanger sequencing.

Results and discussion. SARS-CoV-2 genetic material was detected in 45 out of 2476 fecal samples. The maximum number of samples containing RNA of the virus occurred in November 2020 (detection rate of 12.2%). In 20.0% of cases, SARS-CoV-2 RNA was detected in combination with rota-, noro-, and adenoviruses. 28 nucleotide sequences of S-protein gene fragment complementary DNA (cDNA) were determined. Phylogenetic analysis showed that the studied SARS-CoV-2 strains belonged to two variants. Analysis of the S-protein amino acid sequence of the strains studied showed the absence of the N501Y mutation in the 2020 samples, which is a marker for variants with a high epidemic potential, called variants of concern (VOC) according to the World Health Organization (WHO) definition (lines Alpha B.1.1.7, Beta B.1.351, Gamma P.1). Delta line variant B.1.617.2 was identified in two samples isolated in September 2021.

Conclusion. The detection of SARS-CoV-2 RNA in the fecal samples of children with AII, suggesting that the fecal-oral mechanism of pathogen transmission may exist, determines the necessity to optimize its monitoring and to develop an algorithm of actions with patients with signs of AII under the conditions of a novel coronavirus infection pandemic.

Full Text

Введение

Вирус SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus: Sarbecovirus) является возбудителем новой коронавирусной инфекции (COVID-19), впервые зарегистрированной в г. Ухань (Китайская Народная Республика (КНР) в декабре 2019 г. [1][2]. Коронавирусы являются причиной респираторных и кишечных инфекционных заболеваний как у людей, так и у животных [3]. COVID-19 чаще всего проявляется респираторными нарушениями [4]; в то же время в ряде случаев могут присутствовать симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), признаки поражения нервной, сердечно-сосудистой систем и другие осложнения. Помимо лёгочной ткани генетический материал SARS-CoV-2 обнаружен в почках, сердце, печени, мозге инфицированных пациентов [5].

Геном возбудителя представлен однонитевой РНК положительной полярности. Вирус проникает в клетки через рецептор – ангиотензинпревращающий фермент 2 (АПФ2) (angiotensin converting enzyme 2, ACE2) [6]. Продемонстрирована его экспрессия в эпителиоцитах пищевода, энтероцитах подвздошной и толстой кишки, что позволяет предположить возможность репродукции патогена в этих клетках [7–10]. Показано, что до 79% больных с COVID-19 в Ухане имели такие симптомы поражения ЖКТ, как диарея, снижение аппетита, тошнота, рвота, боли в животе и желудочно-кишечное кровотечение [11]. У ряда пациентов (взрослых и детей) с последующим лабораторным подтверждением инфицирования SARS-CoV-2 наблюдали только диарею и рвоту при отсутствии катаральных явлений и гипертермии [12–14]. Ряд исследований продемонстрировал присутствие вируса в образцах стула, перенесших новую коронавирусную инфекцию как с диареей, так и без неё [9][15].

Обнаружение SARS-CoV-2 в образцах кала служит доказательством его тропизма к эпителию ЖКТ [2][16]. Сравнение результатов анализа копроматериала пациентов с клиническими проявлениями COVID-19 разной степени выраженности позволило предположить, что наличие РНК возбудителя в фекалиях не связано с тяжестью заболевания и/или проявлением гастроинтестинальных симптомов. Возраст выделявших вирус с фекалиями варьировал от 10 мес. до 78 лет, а результаты сохранялись позитивными на протяжении до 16 сут [17][18]. РНК нового коронавируса выявляли в образцах кала спустя 2–5 сут после верификации положительных результатов исследования респираторных мазков и в ряде случаев – после получения отрицательного результата [15–17]. По мнению F. Xiao и соавт., наличие вирионов SARSCoV2 в копроматериале пациентов с COVID-19 доказывает существование алиментарного пути передачи этого вируса [19].

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) совместно с партнёрами, экспертными сетями, национальными органами и исследовательским сообществом осуществляет мониторинг возникающих вариантов SARS-CoV-2. На территории Российской Федерации по состоянию на сентябрь 2021 г. высоким эпидемическим потенциалом (ВЭП) обладают вызывающие озабоченность (англ. variants of concern, VOC) согласно определению ВОЗ варианты вируса линий Alpha (Британский, B.1.1.7 + Q.), Beta (ЮАР, B.1.351), Gamma (Бразильский, P.1) и Delta (Индийский-2, B.1.617.2 + AY.). В ноябре 2021 г. в Южной Африке впервые идентифицирован вариант SARS-CoV-2 линии B.1.1.529 Omicron. В декабре 2021 г. штамм Omicron выявлен на территории РФ, в т.ч. в Нижнем Новгороде. Кроме этого, ряд вариантов относится к требующим дополнительных исследований (ТДИ) [20].

В настоящее время в научной литературе отсутствуют данные о выявлении SARS-CoV-2 в копроматериале детей с острой кишечной инфекцией (ОКИ) без диагноза COVID-19. В нашей работе проведено исследование по определению генетического материала этого вируса в образцах стула пациентов детского возраста, госпитализированных с ОКИ в инфекционный стационар Нижнего Новгорода в 2020–2021 гг., а также дана молекулярно-биологическая характеристика обнаруженных штаммов.

Материал и методы

Нативные образцы. Выполнено продольное эпидемиологическое исследование по определению РНК SARSCoV2 в 2476 образцах копроматериала детей в возрасте от 1 мес. до 17 лет, госпитализированных в инфекционный стационар Нижнего Новгорода с картиной ОКИ без респираторных симптомов в период с 01.07.2020 по 31.10.2021 г. На момент поступления обследование на присутствие SARS-CoV-2 не проводили. В работе использовали остаточное количество образцов фекалий, взятых во время стандартной клинической практики, связанной с проведением диагностики на наличие вирусов кишечной группы: ротавирусов (Reoviridae: Sedoreovirinae: Rotavirus A); норовирусов (Caliciviridae: Norovirus); аденовирусов (Adenoviridae: Mastadenoviridae: Human adenovirus); астровирусов (Astroviridae: Mamastrovirus), а также энтеровирусов (Picornaviridae: Enterovirus). Исследование проводили в формате случайной выборки и анонимного тестирования.

У всех участников или лиц, представляющих несовершеннолетних пациентов, получено добровольное информированное согласие. Протокол исследования одобрен локальным Этическим комитетом ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор) (ННИИЭМ Роспотребнадзора).

Выделение тотальной РНК из клинического материала проводили с использованием комплекта реагентов для выделения РНК/ДНК «РИБО-преп» (ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор) (ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора)) согласно инструкции по применению. Детекцию вирусов кишечной группы выполняли при помощи тест-систем: «АмплиСенс Rotavirus/ Norovirus/Astrovirus-FL», «АмплиСенс ОКИ скринFL», «АмплиСенс Enterovirus-FL» (ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора).

Выявление РНК SARS-CoV-2 осуществляли посредством полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ) с помощью набора реагентов «Вектор-ПЦРрв-2019-nCoV-RG» (ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора), на приборе СFX96 Touch (Bio-Rad Laboratories, Inc., США) также в соответствии с инструкцией производителя.

Секвенирование по Сэнгеру. На основе сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей генома SARS-CoV-2, представленных в GenBank, были подобраны праймеры для амплификации фрагмента комплементарной ДНК (кДНК) размером 789 п.н., кодирующего домен связывания белка S вируса с рецептором АПФ2:

  • праймер SF: 5’-TGT GCA CTT GAC CCT CTC TCA GAA ACA AAG TGT AC-3’;
  • праймер SR: 5’-AGT AAG AAC ACC TGT GCC TGT TAA ACC ATT GAA G-3’.

Последовательности полученных фрагментов кД-НК устанавливали с использованием генетического анализатора Beckman Coulter GenomeLab GeXP и набора реагентов DTCS Quick Start Kit (Beckman Coulter, США) согласно рекомендациям производителя.

Филогенетический анализ. Для филогенетического анализа была сформирована выборка нуклеотидных последовательностей, включающая:

  • полученные в данном исследовании и депонированные в GenBank (№№ OL444789–OL444815 (n = 28);
  • близкородственные геномные последовательности изолированных на территориях других стран вариантов SARS-CoV-2, зарегистрированные в базах данных GenBank и GISAID (n = 50);
  • полногеномные последовательности принадлежащих к разным линиям штаммов, изолированных на территории Нижнего Новгорода из респираторных мазков, доступные в базе данных GISAID (n = 25);
  • последовательности вариантов с ВЭП (VOC) линий B.1.1.7, B.1.135, P.1 (n = 13);
  • последовательность референсного генома коронавируса, идентифицированного в Ухане (n = 1).

Подбор модели эволюции и филогенетический анализ осуществляли в программе MEGA X [21]. Филогенетическое дерево конструировали методом максимального правдоподобия (maximum likelihood) с использованием трёхпараметрической модели эволюции Тамуры Т92 (Tamura 3-parameter).

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием критерия χ2. Различия определяли как достоверные при уровне значимости p <0,05.

Результаты

При ретроспективном анализе 2476 образцов фекалий детей, госпитализированных в инфекционный стационар с ОКИ, генетический материал SARS-CoV-2 выявлен в 45 пробах. Частота обнаружения составила за 2020 г. 4,3% (34 пробы из 798), в 2021 г. – 0,7% (11/1678). При постановке ПЦР-РВ с использованием сертифицированной тест-системы во всех случаях детекции РНК вируса значение порогового цикла (cycle threshold, Ct) оказалось высоким – от 24,95 до 39,19. В 12 образцах величина Ct превышала значение диагностического порогового цикла, указанное в инструкции к набору (>35). Однако присутствие РНК SARS-CoV-2 в пробах, которые при скрининге формально имели статус отрицательных, подтверждено при амплификации и секвенировании фрагмента вирусного генома с использованием праймеров, подобранных в ходе данной работы.

Все исследованные образцы предварительно были тестированы на вирусы кишечной группы (рота-, норо-, адено-, астровирусы) и энтеровирусы, что позволило проанализировать наличие микст-инфекций. В 5 образцах РНК SARS-CoV-2 обнаружена в сочетании с РНК норовируса, в 1 пробе с РНК ротавируса и в ещё 1 случае – с ДНК аденовируса. В 2 образцах коронавирус идентифицирован в комбинации с рота-/ норо- и норо-/аденовирусами. Энтеровирусы в SARSCoV2-содержащих образцах не обнаружены. Таким образом, в 80% случаев SARS-CoV-2 в образцах стула детей с диареей выявлен в виде возбудителя моновирусной инфекции.

Относительно возрастных групп вирусная РНК идентифицирована в следующих соотношениях: от 0 до 12 мес. – 27,3% ± 1,2; от 1 до 2 лет – 24,2% ± 1,1; от 3 до 7 лет – 39,4% ± 1,3; старше 7 лет – 9,1% ± 0,7.

Кроме того, проведён анализ помесячного распределения положительных образцов (рис. 1). Число проб, содержащих РНК SARS-CoV-2, увеличивалось с июля по декабрь 2020 года. Пик обнаружения пришёлся на ноябрь 2020 г. – 12,2 % (19/156). В период с января по июль 2021 г. вирусный генетический материал в фекалиях госпитализированных с ОКИ детей не выявлен. В то же время с июля по октябрь 2021 г. РНК коронавируса детектирована в 11 пробах из 1678 исследованных (0,7%), что статистически значимо ниже (χ2 = 39,39; р < 0,001), чем в 2020 г. Таким образом, РНК SARS-CoV-2 обнаруживали в период начала сезонного подъёма заболеваемости ОКИ вирусной этиологии, в частности рота- и норовирусной инфекций (рис. 1).

Рис. 1. Помесячное обнаружение РНК SARS-CoV-2
в образцах копроматериала детей с острой кишечной инфекцией.
Fig. 1. Monthly detection of SARS-CoV-2 RNA
in fecal samples from children with an acute intestinal infection.

В 31 случае установлена нуклеотидная последовательность фрагмента генома SARS-CoV-2, что подтвердило наличие его РНК в образцах; из них 28 последовательностей использованы для филогенетического анализа. Ввиду ненадлежащего качества 3 последовательности были исключены из дальнейшей работы. Филогенетический анализ показал, что штаммы SARS-CoV-2, обнаруженные у детей с ОКИ в Нижнем Новгороде в 2020 г., ведут своё происхождение от референсного штамма, изолированного на территории г. Ухань в 2019 г., – hCoV-19/Wuhan/ WIV04/2019 (EPI_ISL_402124). Гомология нуклеотидных последовательностей составила 99,3–100,0%. Как видно на рисунке 2, а, выявленные штаммы кластеризуются отдельно от представителей линий Alpha, Beta и Gamma. Из выборки 2021 г. для филогенетического анализа использованы 3 нуклеотидные последовательности. При этом 1 штамм SARS-CoV-2, изолированный в августе 2021 г., кластеризовался с большинством нижегородских штаммов, детектированных в 2020 г.; 2 других, выделенные в сентябре того же года, принадлежали линии Delta.

Рис. 2. Молекулярно-генетическая характеристика
SARS-CoV-2 изолированного у детей с ОКИ.
а) – аминокислотные последовательности фрагмента S-белка SARS-CoV-2,
обнаруженного у детей с острой кишечной инфекцией;
замены выделены белым цветом;
б) – филогенетическое дерево, сконструированное на основе
частичных нуклеотидных последовательностей гена S-белка штаммов SARS-CoV-2,
обнаруженных у детей с острой кишечной инфекцией в Нижнем Новгороде,
и близкородственных последовательностей, доступных в базах данных GISAID и GenBank.
Примечание. ● – штаммы, изолированные в 2020 г., ■ – штаммы, изолированные в 2021 г.,
▲ – референсный штамм, изолированный в г. Ухань в 2019 г.
Fig. 2. Molecular and genetic characteristics
of SARS-CoV-2 isolated from children with acute intestinal infections.
а), amino acid sequences of the SARS-CoV-2 S-protein fragment
found in children with an acute intestinal infection, amino acid substitutions
are highlighted in white;
b), phylogenetic tree constructed on the basis
of partial nucleotide sequences of the S-protein gene of SARS-CoV-2 strains
found in children with acute intestinal infection in Nizhny Novgorod,
and closely related sequences available in the GISAID and GenBank databases.
Note. ●, strains isolated in 2020; ■, strains isolated in 2021;
▲, reference strain isolated in Wuhan in 2019.

Уровень различий нуклеотидных последовательностей вирусных штаммов, изолированных в Нижнем Новгороде, и вариантов с ВЭП варьировал от 0,4 до 0,8%. Близкородственные выявленным штаммам SARS-CoV-2 вирусы идентифицированы на территории Соединённых Штатов Америки (США), Италии, Японии, Великобритании и других стран, в т.ч. у домашних животных (кошек (Felis catus) и собак (Canis familiaris)), живущих с инфицированными новым коронавирусом людьми. В базе данных GISAID представлено 25 полных последовательностей генома SARS-CoV-2, изолированного из назофарингеальных мазков от больных COVID-19 в Нижнем Новгороде за период с июня 2020 по сентябрь 2021 г. Часть этих последовательностей кластеризовалась вместе с полученными в данном исследовании штаммами.

При анализе аминокислотных последовательностей домена связывания S-белка коронавируса с рецептором установлено, что в позиции 501 у всех секвенированных штаммов находится аспарагин (Asn, N) и отсутствует замена N501Y, характерная для геновариантов с ВЭП Alpha, Beta и Gamma. Нуклеотидные последовательности 2 штаммов, выявленных в сентябре 2021 года, несли мутации L452R и T478K, что позволяет отнести их к линии B.1.617.2. В исследованной выборке установлено присутствие единичных мутаций в позициях N437S, Q474R и S477T. Последовательность геномного фрагмента штамма SARS-CoV-2, изолированного в августе 2021 г. (период абсолютного превалирования Delta-варианта), не содержала мутаций L452R и T478K, являющихся маркёрными для линии Delta (рис. 2, б).

Обсуждение

В настоящее время известно 7 видов коронавирусов, поражающих человека. Из них 4 вызывают лёгкие респираторные симптомы: 229E, NL63 (род Alphacoronavirus), OC43, HKU1 (род Betacoronavirus).

Эти инфекционные агенты выделены как из назофарингеальных мазков, так и из образцов стула детей с ОКИ [22][23]. При этом частота выявления каждого серотипа коронавируса и выраженность проявления симптомов поражения ЖКТ варьировала в зависимости от возраста заболевших и региона их проживания [24]. Другие 3 вида – MERS-CoV (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus: Merbecovirus), SARSCoV и SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus: Sarbecovirus) – могут вызывать тяжёлую симптоматическую инфекцию с коэффициентом летальности 15,0, 37,0 и 0,4–2,3% (до 15,4% в некоторых странах) соответственно [25][26].

Ранее исследователями из разных стран установлено, что MERS-CoV, способный вызывать у человека заболевание с тяжёлым респираторным синдромом, мог устойчиво поддерживать собственную репликацию в клетках тонкой кишки [27]. При инфицировании SARS-CoV помимо респираторных расстройств и гипертермии распространённым клиническим проявлением заболевания является диарея. По данным ряда авторов, от 20,3 до 73,0% пациентов при заражении имели кишечные симптомы [28–31]. Более того, в некоторых случаях вирус обнаруживали в фекалиях спустя 10 нед после начала инфекции [3]. Показано, что ЖКТ может быть мишенью для SARS-CoV, а выделяемый с калом вирус способен распространяться, инфицируя других лиц [32].

В нашей работе РНК SARS-CoV-2 обнаружена в копроматериале детей, госпитализированных с картиной ОКИ без симптомов острой респираторной вирусной инфекции (ОРВИ) и диагноза COVID-19. Генетический материал вируса выявлен у детей дошкольного возраста во всех возрастных группах с одинаковой частотой. ПЦР-тестирование характеризовалось высокими значениями Ct, однако наличие РНК в пробах подтверждалось амплификацией фрагментов и их секвенированием с использованием оригинальных праймеров. Высокий показатель Ct мог свидетельствовать о низкой концентрации вирусных частиц в субстрате, что, вероятно, связано со слабой репликативной активностью SARS-CoV-2 в клетках слизистой оболочки ЖКТ. В пользу этого говорит отсутствие у госпитализированных с ОКИ детей, выделявших патоген с фекалиями, респираторных симптомов, при наличии которых возбудитель мог бы попасть в ЖКТ с секретами дыхательных путей.

В ходе исследования установлено статистически достоверное различие частоты выявления РНК нового коронавируса в копроматериале детей в 2020 г. – 4,3% и в 2021 г. – 0,7% (p < 0,001). Наибольшее количество позитивных проб пришлось на ноябрь 2020 г., когда частота обнаружения составила 12,2%, снизившись в декабре до 2,9%. В последующие месяцы (с января по июнь 2021 г.) образцов, содержащих РНК SARS-CoV-2, не выявлено. Следует отметить, что согласно данным официальной статистики в указанный период времени в Нижнем Новгороде наблюдался рост заболеваемости COVID-19: регистрировалось 394–458 случаев заражения вариантом Wuhan в сутки, в основном взрослого населения. В июле–октябре 2021 г. в образцах фекалий госпитализированных с ОКИ детей отмечено 11 положительных находок РНК SARS-CoV-2. В это время с конца июня 2021 г. отмечен рост заболеваемости COVID-19 (473–503 заражения за сутки), вызванной индийским (Delta) вариантом. Снижение частоты обнаружения SARS-CoV у детей, госпитализированных с явлениями ОКИ в сезон 2021 г., может быть связано с распространением в популяции нового варианта вируса Delta.

В 80,0% случаев SARS-CoV-2 обнаружен в виде патологического агента моновирусной инфекции при отсутствии рота-, норо-, адено-, астровирусов, которые являются ведущими возбудителями ОКИ, а также энтеровирусов, способных бессимптомно инфицировать детей или вызывать симптоматическую ОКИ. К настоящему времени накоплено достаточно свидетельств того, что в ряде случаев при COVID-19 возникают различные гастроинтестинальные симптомы (тошнота, рвота, диарея и др.) [33]. Клинические исследования, проведённые F. D’Amico и соавт. показывают, что частота возникновения диареи у инфицированных SARS-CoV-2, колеблется от 2,0 до 50,0% [34]. Она может предшествовать появлению респираторных проявлений либо сопровождать их. Объединённый анализ показал, что общая частота возникновения диареи составляет 10,4%. Кроме того, по некоторым данным, вирусная РНК в фекалиях обнаруживается на протяжении более длительного периода времени, чем в мазках из носоглотки [34].

Способность SARS-CoV-2 инфицировать эпителиоциты ЖКТ показана с использованием иммунофлуоресцентных методов. Получены данные, свидетельствующие, что белок ACE2, который, как доказано ранее, является клеточным рецептором для SARS-CoV-2, экспрессируется в железистых клетках эпителия желудка, двенадцатиперстной, тонкой кишки и прямой кишки [7-10][34]. В связи с этим можно предположить, что в настоящем исследовании при моноинфекции SARS-CoV-2 последний явился причиной симптомов поражения ЖКТ.

Обнаружение SARS-CoV-2 у госпитализированных с картиной ОКИ детей без респираторных симптомов и установленной COVID-19 ставит вопрос о необходимости тестирования на РНК нового коронавируса пациентов детского возраста, поступающих на стационарное лечение с этим диагнозом.

Выявленные штаммы SARS-CoV-2 были использованы для изучения их молекулярно-генетических особенностей. Все идентифицированные нами в 2020 и 2021 гг. штаммы проявили филогенетическое родство с референсным «уханьским» вариантом линии В, в частности Delta-вариантом (B.1.617.2).

К настоящему времени в результате анализа аминокислотной последовательности S-протеина SARSCoV2, выполняющего роль прикрепительного белка, обнаружены мутационные изменения, способные привести к изменению трансмиссивных свойств и тяжести течения заболевания [35]. Такой анализ показал особенности появившихся после «уханьского» варианта штаммов, имеющих мутации N501Y (линии Alpha, Beta, Gamma) и L452R, T478K (линия Delta) в S-белке, относительно референс-штамма. Выявленные нами в сентябре 2021 г. 2 образца несли мутации L452R и T478K, позволяющие отнести их к линии B.1.617.2 (Delta). Примечательно, что эти мутации отсутствовали в штамме коронавируса, который был изолирован в августе 2021 г. на фоне доминирования Delta-варианта на территории Нижнего Новгорода.

Появление в нижегородской популяции SARSCoV2 нового штамма линии B.1.1.529 Omicron требует проведения дальнейших исследований по выявлению данного штамма у детей, госпитализированных с картиной ОКИ.

Заключение

В образцах стула детей, госпитализированных с ОКИ без диагноза COVID-19, в 45 случаях (n = 2476) обнаружена РНК SARS-CoV-2, при этом последний выступил в качестве этиологического агента моновирусной инфекции в 80,0% случаев. Частота обнаружения вируса на протяжении 2020 г. составила 4,3% (n = 798), в 2021 г. – 0,7% (n = 1678) (p < 0,001). Штаммы, изолированные в 2020 г., не несли маркёрных мутаций для вариантов Alpha, Beta, Gamma и Delta, в то время как 2 из 3 секвенированных штаммов, выделенных в 2021 г., несли мутации L452R и T478K, характерные для варианта Delta B.1.617.2. Обнаружение РНК SARS-CoV-2 в копроматериале детей с ОКИ, свидетельствующее о возможности реализации фекально-орального механизма передачи вируса, определяет необходимость оптимизации его мониторинга и разработки алгоритма работы с пациентами с данной нозологической формой в условиях пандемии новой коронавирусной инфекции.

×

About the authors

O. V. Morozova

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Author for correspondence.
Email: olga.morozova.bsc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8058-8187

Olga V. Morozova, Ph.D., Researcher of the Molecular Epidemiology of Viral Infections Laboratory

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

N. A. Novikova

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-3710-6648

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

N. V. Epifanova

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7679-8029

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

D. V. Novikov

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7049-6935

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

V. V. Mokhonov

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8542-5723

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

T. A. Sashina

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3203-7863

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

N. N. Zaytseva

FSBI «Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5370-4026

603950, Nizhny Novgorod

Russian Federation

References

  1. Xiang Y.T., Yang Y., Li W., Zhang L., Zhang Q., Cheung T., et al. Timely mental health care for the 2019 novel coronavirus outbreak is urgently needed. Lancet Psychiatry. 2020; 7(3): 228–9. https://doi.org/10.1016/S2215-0366(20)30046-8
  2. Holshue M.L., DeBolt C., Lindquist S., Lofy K.H., Wiesman J., Bruce H., et al. First case of 2019 novel coronavirus in the United States. N. Engl. J. Med. 2020; 382(10): 929–36. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001191
  3. Leung W.K., To K.F., Chan P.K., Chan H.L.Y., Wu A.K.L., Lee N., et al. Enteric involvement of severe acute respiratory syndromeassociated coronavirus infection. Gastroenterology. 2003; 125(4): 1011–7. https://doi.org/10.1016/s0016-5085(03)01215-0
  4. Wang X.W., Li J.S., Guo T.K., Zhen B., Kong Q.X., Yi B., et al. Concentration and detection of SARS coronavirus in sewage from Xiao Tang Shan Hospital and the 309th Hospital. J. Virol. Methods. 2005; 128(1-2): 156–61. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2005.03.022
  5. Puelles V.G., Lütgehetmann M., Lindenmeyer M.T., Sperhake J.P., Wong M.N., Allweiss L., et al. Multiorgan and renal tropism of SARS-CoV-2. N. Engl. J. Med. 2020; 383(6): 590–2. https://doi.org/10.1056/NEJMc2011400
  6. Wu F., Zhao S., Yu B., Chen Y.M., Wang W., Song Z.G., et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020; 579(7798): 265–9. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2008-3
  7. Burgueño J.F., Reich A., Hazime H., Quintero M.A., Fernandez I., Fritsch J., et al. Expression of SARS-CoV-2 entry molecules ACE2 and TMPRSS2 in the gut of patients with IBD. Inflamm. Bowel. Dis. 2020; 26(6): 797e808. https://doi.org/10.1093/ibd/izaa085
  8. Harmer D., Gilbert M., Borman R., Clark K.L. Quantitative mRNA expression profiling of ACE 2, a novel homologue of angiotensin converting enzyme. FEBS Lett. 2002; 532(1-2): 107–10. https://doi.org/10.1016/s0014-5793(02)03640-2
  9. Xiao F., Tang M., Zheng X., Liu Y., Li X., Shan H. Evidence for gastrointestinal infection of SARS-CoV-2. Gastroenterology. 2020; 158(6): 1831–3.e3. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.02.055
  10. Du M., Cai G., Chen F., Christiani D.C., Zhang Z., Wang M. Multi-omics evaluation of gastrointestinal and other clinical characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19. Gastroenterology. 2020; 158(8): 2298–301. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.03.045
  11. Tian Y., Rong L., Nian W., He Y. Review article: gastrointestinal features in COVID-19 and the possibility of faecal transmission. Aliment. Pharmacol. Ther. 2020; 51(9): 843–51. https://doi.org/10.1111/apt.15731
  12. Wang D., Hu B., Hu C., Zhu F., Liu X., Zhang J., et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus- infected pneumonia in Wuhan, China. JAMA. 2020; 323(11): 1061–9. https://doi.org/10.1001/jama.2020.1585
  13. Vespa E., Pugliese N., Colapietro F., Aghemo A. Stay (GI) Healthy: COVID-19 and gastrointestinal manifestations. Tech. Innov. Gastrointest. Endosc. 2021; 23(2): 179–89. https://doi.org/10.1016/j.tige.2021.01.006
  14. An P., Chen H., Ren H., Su L., Ji M., Kang J., et al. Gastrointestinal symptoms onset in COVID-19 patients in Wuhan, China. Dig. Dis. Sci. 2020; 66(10): 3578–87. https://doi.org/10.1007/s10620-020-06693-6
  15. Xu Y., Li X., Zhu B., Liang H., Fang C., Gong Y., et al. Characteristics of pediatric SARS-CoV-2 infection and potential evidence for persistent fecal viral shedding. Nat. Med. 2020; 26(4): 502–5. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0817-4
  16. Yang Z., Li G., Dai X., Liu G., Li G., Jie Y. Three cases of novel coronavirus pneumonia with viral nucleic acids still positive in stool after throat swab detection turned negative. Chin. J. Dig. 2020; 40: E002– E002. https://doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-1432.2020.0002 (in Chinese)
  17. Ling Y., Xu S.B., Lin Y.X., Tian D., Zhu Z.Q., Dai F.H., et al. Persistence and clearance of viral RNA in 2019 novel coronavirus disease rehabilitation patients. Chin. Med. J. (Engl.). 2020; 133(9): 1039–43. https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000000774
  18. Zhang J.J., Dong X., Cao Y.Y., Yuan Y.D., Yang Y.B., Yan Y.Q., et al. Clinical characteristics of 140 patients infected with SARSCoV- 2 in Wuhan, China. Allergy. 2020; 75(7): 1730–41. https://doi.org/10.1111/all.14238
  19. Xiao F., Sun J., Xu Y., Li F., Huang X., Li H., et al. Infectious SARSCoV-2 in feces of patient with severe COVID-19. Emerg. Infect. Dis. 2020; 26(8): 1920–2. https://doi.org/10.3201/eid2608.200681
  20. VGARus. Russian platform for aggregating information about virus genomes. Available at: https://genome.crie.ru/app/index (accessed December 29, 2021).
  21. 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
  22. Jevšnik M., Steyer A., Zrim T., Pokorn M., Mrvič T., Grosek Š., et al. Detection of human coronaviruses in simultaneously collected stool samples and nasopharyngeal swabs from hospitalized children with acute gastroenteritis. Virol. J. 2013; 10: 46. https://doi.org/10.1186/1743-422X-10-46
  23. Paloniemi M., Lappalainen S., Vesikari T. Commonly circulating human coronaviruses do not have a significant role in the etiology of gastrointestinal infections in hospitalized children. J. Clin. Virol. 2015; 62: 114–7. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2014.10.017
  24. Leung T.F., Chan P.K., Wong W.K., Ip M., Cheng W.T., Ng P.C. Human coronavirus NL63 in children: epidemiology, disease spectrum, and genetic diversity. Hong Kong Med. J. 2012; 18(Suppl. 2): 27–30.
  25. Abdelghany T.M., Ganash M., Bakri M.M., Qanash H., Al-Rajhi A.M.H., Elhussieny N.I. SARS-CoV-2, the other face to SARSCoV and MERS-CoV: Future predictions. Biomed. J. 2021; 44(1): 86–93. https://doi.org/10.1016/j.bj.2020.10.008
  26. Laxminarayan R., Mohan C.B., Vinay T.G., Arjun Kumar K.V., Wahl B., Lewnard J.A. SARS-CoV-2 infection and mortality during the first epidemic wave in Madurai, south India: a prospective, active surveillance study. Lancet Infect. Dis. 2021; 21(12): 1665–76. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(21)00393-5
  27. Zhou J., Li C., Zhao G., Chu H., Wang D., Yan H.H., et al. Human intestinal tract serves as an alternative infection route for Middle East respiratory syndrome coronavirus. Sci. Adv. 2017; 3(11): eaao4966. https://doi.org/10.1126/sciadv.aao4966
  28. Donnelly C.A., Ghani A.C., Leung G.M., Hedley A.J., Fraser C., Riley S., et al. Epidemiological determinants of spread of causal agent of severe acute respiratory syndrome in Hong Kong. Lancet. 2003; 361(9371): 1761–6. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(03)13410-1
  29. Booth C.M., Matukas L.M., Tomlinson G.A., Rachlis A.R., Rose D.B., Dwosh H.A., et al. Clinical features and short-term outcomes of 144 patients with SARS in the greater Toronto area. JAMA. 2003; 289(21): 2801–9. https://doi.org/10.1001/jama.289.21.JOC30885
  30. Lee N., Hui D., Wu A., Chan P., Cameron P., Joynt G.M., et al. A major outbreak of severe acute respiratory syndrome in Hong Kong. N. Engl. J. Med. 2003; 348(20): 1986–94. https://doi.org/10.1056/NEJMoa030685
  31. Stockman L.J., Massoudi M.S., Helfand R., Erdman D., Siwek A.M., Anderson L.J., et al. Severe acute respiratory syndrome in children. Pediatr. Infect. Dis. J. 2007; 26(1): 68–74. https://doi.org/10.1097/01.inf.0000247136.28950.41
  32. Ding Y., He L., Zhang Q., Huang Z., Che X., Hou J., et al. Organ distribution of severe acute respiratory syndrome (SARS) associated coronavirus (SARS-CoV) in SARS patients: implications for pathogenesis and virus transmission pathways. J. Pathol. 2004; 203(2): 622–30. https://doi.org/10.1002/path.1560
  33. Moura I.B., Buckley A.M., Wilcox M.H. Can SARS-CoV-2 be transmitted via faeces? Curr. Opin. Gastroenterol. 2022; 38(1): 26–9. https://doi.org/10.1097/MOG.0000000000000794
  34. D’Amico F., Baumgart D.C., Danese S., Peyrin-Biroulet L. Diarrhea during COVID-19 infection: Pathogenesis, epidemiology, prevention, and management. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2020; 18(8): 1663–72. https://doi.org/10.1016/j.cgh.2020.04.001
  35. Fratev F. N501Y and K417N mutations in the spike protein of SARS-CoV-2 alter the interactions with both hACE2 and human- derived antibody: a free energy of perturbation retrospective study. J. Chem. Inf. Model. 2021; 61(12): 6079–84. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.1c01242

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 Morozova O.V., Novikova N.A., Epifanova N.V., Novikov D.V., Mokhonov V.V., Sashina T.A., Zaytseva N.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a 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 № ФС77-77676 от 29.01.2020.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies