Tick-borne encephalitis virus isolates from natural foci of the Irkutsk region: clarification of the genotype landscape

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

The Irkutsk region is the unique territory where all known subtypes of tick-borne encephalitis virus (TBEV) circulate. In the last years, the phenomenon of changes in TBEV subtypes (substitution of the Far-Eastern subtype by the Siberian one) was noted in some regions of the Russian Federation. The results of individual investigation of 11522 Ixodes persulcatus ticks and brain specimens from 81 small mammals collected in natural foci of the Irkutsk region during 2006-2014 are presented in the article. More than 60 TBEV strains have been isolated and studied by virological methods; E gene fragments (1193 b.p.) of 68 isolates have been typed. The majority of the strains (irrespective of subtype) were of high virulence for laboratory mice (LM) in case of both intracerebral and subcutaneous inoculation of virus. All isolates from warm-blooded small mammals and humans were of high virulence for LM, but placed in the same clusters of the phylogenetic tree with ticks collected in the same area. Tick-borne strains of different virulence also did not form separate clusters on the tree. Phylogenetic analysis showed that modern TBEV genotypic landscape of the studied territory is changing toward absolute predominance of the Siberian subtype (94.1%). This subtype is represented by two groups with prototype strains “Zausaev” and “Vasilchenko”. The “Vasilchenko” group of strains is spread on the whole territory under study; the strains of “Zausaev” group were isolated previously in the Irkutsk suburbs. The European subtype of TBEV circulates in natural foci of Pribaikalie permanently (at least 5% of the random sampling); the strains are of high virulence for LM. The Far-Eastern TBEV subtype was not found within the group of isolates collected in 20062014. The phylogenetic relationship of the strains under study had a higher correlation with the place of isolation than with the year or source.

About the authors

O. V. Mel’Nikova

Irkutsk Antiplague Research Institute

Author for correspondence.
Email: melnikovaovit@gmail.com
Россия

R. V. Adel’Shin

Irkutsk Antiplague Research Institute

Email: noemail@neicon.ru
Россия

V. M. Korzun

Irkutsk Antiplague Research Institute

Email: noemail@neicon.ru
Россия

Yu. N. Trushina

Irkutsk Antiplague Research Institute

Email: noemail@neicon.ru
Россия

E. I. Andaev

Irkutsk Antiplague Research Institute

Email: noemail@neicon.ru
Россия

References

  1. Randolf S.E. Tick-borne encephalitis virus, ticks and humans: short-term and long-term dynamics. Curr. Opin. Infect. Dis. 2008; 21(5): 462-7.
  2. Kriz B., Maly M., Benes C., Daniel M. Epidemiology of tick-borne encephalitis in the Czech Republic 1970-2008. Vector Borne Zoonotic Dis. 2012; 12(11): 994-9.
  3. Zeman P., Pazdiora P., Benes C. Spatio-temporal variation of tick-borne encephalitis (TBE) incidence in the Czech Republic: Is the current explanation of the disease’s rise satisfactory? Ticks Tick. Borne Diseases. 2010; 1(3): 129-40.
  4. Tokarevich N.K., Tronin A.A., Blinova O.V., Buzinov R.V., Boltenkov V.P., Yurasova E.D. et al. The impact of climate change on the expansion of Ixodes persulcatus habitat and the incidence of tick-borne encephalitis in the north of European Russia. Glob. Health Action. 2011; 4: 8448.
  5. Конькова-Рейдман А.Б., Тер-Багдасарян Л.В., Злобин В.И. Изучение генетической структуры природных популяций вируса и эпидемиология клинических форм клещевого энцефалита на Южном Урале. Инфекционные болезни. 2013; 11(Приложение 1): 204-5.
  6. Погодина В.В. Актуальные проблемы клещевого энцефалита на современном этапе. Медицинская вирусология. 2013; XXVII (1): 11-5.
  7. Герасимов С.Г. Эволюция клещевого энцефалита в Центральном федеральном округе России. Моделирование смены подтипов возбудителя в эксперименте: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. М.; 2012.
  8. Локтев В.Б., Терновой В.А., Нетесов С.В. Молекулярно-генетическая характеристика вируса клещевого энцефалита. Вопросы вирусологии. 2007; (5): 10-6.
  9. Краминская Н.Н., Живоляпина Р.Р., Мейерова Р.А. Своеобразный штамм вируса КЭ, выделенный от больного с прогредиентным течением заболевания. В кн.: Актуальные проблемы вирусных заболеваний. М.; 1965: 190-1.
  10. Живоляпина Р.Р. Материалы к изучению штаммов вируса клещевого энцефалита, выделенных в Иркутской области. Доклады Иркутского противочумного института. 1971; (9): 163-6.
  11. Погодина В.В., Бочкова Н.Г., Корешкова Г.В. Свойства штаммов вируса клещевого энцефалита серотипа Айна/1448. Вопросы вирусологии 1981; (6): 741-5.
  12. Трухина А.Г. Особенности популяций возбудителя клещевого энцефалита в зоне распространения двух серотипов вируса на территории Прибайкалья: Дисс. ... канд. мед. наук. Иркутск; 1989.
  13. Андаев Е.И. Научно-организационные основы эпидемиологического надзора за природно-очаговыми и особо опасными вирусными инфекциями в Восточной Сибири: Дисс. ... докт. мед. наук. Иркутск; 2009.
  14. Верхозина М.М., Злобин В.И., Козлова И.В., Демина Т.В., Джиоев Ю.П., Лисак О.В. и др. Эпидемиологический и молекулярно-генетический анализ популяции вируса клещевого энцефалита в Иркутской области. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. 2007; (Приложение 3): 79-85.
  15. Джиоев Ю.П., Беликов С.И., Демина Т.В., Козлова И.В., Клер С.А., Адельшин Р.В. и др. Характеристика генетической дифференциации штаммов вируса клещевого энцефалита на территории Сибири. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. 2004; (1-3): 112-6.
  16. Карань Л.С., Погодина В.В., Колясникова Н.М., Левина Л.С., Герасимов С.Г., Маленко Г.В. и др. Сибирский подтип вируса клещевого энцефалита, доминирующий на территории России. 2. Генетические кластеры. Медицинская вирусология. 2013; XXVII (1): 87.
  17. Мейхи Б., ред. Вирусология. Методы. Перевод с английского. М.: Мир; 1988.
  18. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М.: Мир; 1984.
  19. Hall T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symp. Ser. 1999; 41: 95-8.
  20. Huson D.H., Bryant D. Application of phylogenetic networks in evolutionary studies. Mol. Biol. Evol. 2006; 23(2): 254-67.
  21. Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика; 1976.
  22. Дрокин Д.А., Злобин В.И., Карганова И.Г., Вихорева Т.В., Якименко В.В., Дживанян Т.И. и др. Изменение геномов штаммов вируса клещевого энцефалита в результате пассажей на мышах. Вопросы вирусологии. 1994; (4): 160-2.
  23. Горин О.З., Васенин А.А., Ценев Л.В., Зарубинский В.Я. Результаты серологического обследования на арбовирусы населения южных районов Восточной Сибири. В кн.: Вопросы краевой эпидемиологии и иммунологии. Ленинград; 1977: 15-8.
  24. Мельникова О.В., Вершинин Е.А., Корзун В.М., Сидорова Е.А., Андаев Е.И. Особенности территориального распределения заболеваемости клещевым энцефалитом среди жителей г. Иркутска. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. 2012; (2-1): 104-9.
  25. Погодина В.В. Вирусы антигенного комплекса клещевого энцефалита (биология, дифференциация, нейровирулентность и связанные с нею особенности патогенеза и иммунологии): Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. М.; 1966.
  26. Gäumann R., Růžek D., Mühlemann K., Mühlemann K., Strasser M., Beuret C.M. Phylogenetic and virulence analysis of tick-borne encephalitis virus field isolates from Switzerland. J. Med. Virol. 2011; 83(5): 853-63.
  27. Fajs L., Durmiši E., Knap N., Strle F., Avsic-Zupanc T. Phylogeographic characterization of tick-borne encephalitis virus from patients, rodents and ticks in Slovenia. PLoS One. 2012; 7(11): e48420.
  28. Leonova G.N., Belikov S.I., Kondratov I.G., Takashima I. Comprehensive assessment of the genetics and virulence of tick-borne encephalitis virus strains isolated from patients with inapparent and clinical forms of the infection in the Russian Far East. Virology. 2013; 443(1): 89-98.
  29. Belikov S.I., Kondratov I.G., Potapova U.V., Leonova G.N. The relationship between the structure of the tick-borne encephalitis virus strains and their pathogenic properties. PLoS One. 2014; 9(4): e94946.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 Mel’Nikova O.V., Adel’Shin R.V., Korzun V.M., Trushina Y.N., Andaev E.I.

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