Problems of VirologyProblems of VirologyВопросы вирусологии0507-40882411-2097Central Research Institute for Epidemiology1140410.36233/0507-4088-177nuunokORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleGenetic features of the Puumala virus (Hantaviridae: Orthohantavirus) identified in the Moscow regionГенетические особенности вируса Пуумала (Hantaviridae: Orthohantavirus), обнаруженного в Московской областиhttps://orcid.org/0000-0002-0735-5627BlinovaEkaterina A.БлиноваЕкатерина Алексеевна
Russian Federation

research associate; PhD student

без степени, м.н.с.; 3а. аспирант

blinova.e@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0002-6835-4572MakenovMarat T.МакеновМарат Темирханович
Russian Federation

PhD, research associate

К.б.н, с.н.с.

makenov@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0001-8407-2623MorozkinEvgeny S.МорозкинЕвгений Сергеевич
Russian Federation

PhD, research associate

К.х.н., с.н.с.

morozkin@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0002-3764-7081KholodilovIvan S.ХолодиловИван Сергеевич
Russian Federation

PhD, research associate

К.б.н, с.н.с.

ivan-kholodilov@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1232-1624FedorovaMarina V.ФедороваМарина Вадимовна
Russian Federation

PhD, research associate

К.б.н., c.н.с.

culicidae@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1571-4826ZhurenkovaOlga B.ЖуренковаОльга Борисовна
Russian Federation

research associate

без степени, м.н.с.

Zhurenkova@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0002-2353-5222RoevGerman V.РоевГерман Викторович
Russian Federation

research associate; Student

без степени, м.н.с.; 3а студент

roev@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0001-5524-0296KhafizovKamil F.ХафизовКамиль Фаридович
Russian Federation

PhD, Head of the Laboratory

К.б.н., заведующий лаборатории

khafizov@cmd.suhttps://orcid.org/0000-0002-5927-460XKaranLudmila S.КараньЛюдмила Станиславовна
Russian Federation

Group Leader

без степени, Руководитель группы

karan@cmd.suCentral Research Institute for Epidemiology of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingФБУН ЦНИИ Эпидемиологии РоспотребнадзораFederal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences (Institute of poliomyelitis)ФГАНУ «ФНЦИРИП им. М.П. Чумакова РАН» (Институт полиомиелита)Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)2109202368428329007062023Copyright ©; 2023, Blinova E.A., Makenov M.T., Morozkin E.S., Kholodilov I.S., Fedorova M.V., Zhurenkova O.B., Roev G.V., Khafizov K.F., Karan L.S.Copyright ©; 2023, Блинова Е.А., Макенов М.Т., Морозкин Е.С., Холодилов И.С., Федорова М.В., Журенкова О.Б., Роев Г.В., Хафизов К.Ф., Карань Л.С.2023Blinova E.A., Makenov M.T., Morozkin E.S., Kholodilov I.S., Fedorova M.V., Zhurenkova O.B., Roev G.V., Khafizov K.F., Karan L.S.Блинова Е.А., Макенов М.Т., Морозкин Е.С., Холодилов И.С., Федорова М.В., Журенкова О.Б., Роев Г.В., Хафизов К.Ф., Карань Л.С.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://virusjour.crie.ru/jour/article/view/11404

Introduction. Puumala virus (family Hantaviridae, genus Orthohantavirus) is distributed in most regions of the European part of Russia. However, information about its genetic variants circulating on the territory of the Central Federal District is extremely scarce.

Materials and methods. Rodents’ tissue samples were tested after reverse transcription by PCR for the presence of hantaviral RNA. The amplified fragments of the L segment were sequenced by the Sanger method. For two samples, sequences of all three segments were obtained using the NGS method. Phylogenetic trees were built in the MEGA-X software.

Results. Puumala virus was found in six samples. Based on the phylogenetic analysis of sequences of three segments, the obtained genetic variants belong to the sublineage previously designated as W-RUS.

Conclusion. A genetic variant of the Puumala virus, belonging to the subline W-RUS, circulates on the territory of the Volokolamsk district of Moscow region.

Введение. Вирус Пуумала (семейство Hantaviridae, род Orthohantavirus) распространен в большинстве регионов Европейской части России. Однако сведения о его генетических вариантах, циркулирующих на территории Центрального федерального округа, крайне скудны.

Цель работы – изучение генетических вариантов вируса Пуумала, циркулирующих в грызунах на территории Волоколамского района Московской области.

Материалы и методы. Ткани грызунов исследовали методом ПЦР на наличие РНК хантавирусов. Амплифицированные фрагменты сегмента L секвенировали методом Сэнгера. Для двух образцов были получены последовательности всех трех сегментов методом NGS. Филогенетические деревья строили в программе MEGA X.

Результаты. В 6 исследуемых образцах был обнаружен вирус Пуумала. Филогенетический анализ, основанный на последовательностях трех сегментов, показал, что обнаруженные генетические варианты принадлежат к сублинии, обозначенной ранее как W-RUS.

Заключение. На территории Волоколамского района Московской области циркулирует генетический вариант вируса Пуумала, относящийся к сублинии W-RUS.

Puumala orthohantavirussublineage W-RUSbank volephylogeographyортохантавирус Пуумаласублиния W-RUSрыжая полевкафилогеографияПравительство Российской ФедерацииGovernment of the Russian FederationBernshteyn A.D., Gavrilovskaya I.N., Apekina N.S., Dzagurova T.K., Tkachenko E.A. Features of the natural focality of hantavirus zoonoses. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2010; (2): 5–13. https://www.elibrary.ru/micwyl (in Russian)Бернштейн А.Д., Гавриловская И.Н., Апекина Н.С., Дзагурова Т.К., Ткаченко Е.А. Особенности природной очаговости хантавирусных зоонозов. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2010; (2): 5–13. https://elibrary.ru/micwylKuhn J.H., Schmaljohn C.S. A brief history of bunyaviral family hantaviridae. Diseases. 2023; 11(1): 38. https://doi.org/10.3390/diseases11010038Lee G.Y., Kim W.K., Park K., Lee S.H., Hwang J., No J.S., et al. Phylogeographic diversity and hybrid zone of Hantaan orthohantavirus collected in Gangwon Province, Republic of Korea. PLoS Negl. Trop. Dis. 2020; 14(10): e0008714. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0008714Vetter P., L’Huillier A.G., Montalbano M.F., Pigny F., Eckerle I., Torriani G., et al. Puumala virus infection in family, Switzerland. Emerg. Infect. Dis. 2021; 27(2): 658–60. https://doi.org/10.3201/eid2702.203770Tkachenko E.A., Ishmukhametov A.A., Dzagurova T.K., Bernshtein A.D., Morozov V.G., Siniugina A.A., et al. Hemorrhagic fever with renal syndrome, Russia. Emerg. Infect. Dis. 2019; 25(12): 2325–8. https://doi.org/10.3201/eid2512.181649Szabó R., Radosa L., Ličková M., Sláviková M., Heroldová M., Stanko M., et al. Phylogenetic analysis of Puumala virus strains from Central Europe highlights the need for a full-genome perspective on hantavirus evolution. Virus Genes. 2017; 53(6): 913–7. https://doi.org/10.1007/s11262-017-1484-5Garanina S.B., Platonov A.E., Zhuravlev V.I., Murashkina A.N., Yakimenko V.V., Korneev A.G., et al. Genetic diversity and geographic distribution of hantaviruses in Russia. Zoonoses Public Health. 2009; 56(6-7): 297–309. https://doi.org/10.1111/j.1863-2378.2008.01210.xKabwe E., Davidyuk Y., Shamsutdinov A., Garanina E., Martynova E., Kitaeva K., et al. Orthohantaviruses, emerging zoonotic pathogens. Pathogens. 2020; 9(9): 775. https://doi.org/10.3390/pathogens9090775Klempa B. Reassortment events in the evolution of hantaviruses. Virus Genes. 2018; 54(5): 638–46. https://doi.org/10.1007/s11262-018-1590-zCastel G., Chevenet F., Razzauti M., Murri S., Marianneau P., Cosson J.F., et al. Phylogeography of Puumala orthohantavirus in Europe. Viruses. 2019; 11(8): 679. https://doi.org/10.3390/v11080679Dekonenko A., Yakimenko V., Ivanov A., Morozov V., Nikitin P., Khasanova S., et al. Genetic similarity of Puumala viruses found in Finland and western Siberia and of the mitochondrial DNA of their rodent hosts suggests a common evolutionary origin. Infect. Genet. Evol. 2003; 3(4): 245–57. https://doi.org/10.1016/s1567-1348(03)00088-1Sironen T., Vaheri A., Plyusnin A. Molecular evolution of Puumala hantavirus. J. Virol. 2001; 75(23): 11803–10. https://doi.org/10.1128/JVI.75.23.11803-11810.2001Blinova E., Deviatkin A., Kurashova S., Balovneva M., Volgina I., Valdokhina A., et al. A fatal case of haemorrhagic fever with renal syndrome in Kursk Region, Russia, caused by a novel Puumala virus clade. Infect. Genet. Evol. 2022; 102: 105295. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2022.105295Yashina L.N., Tregubchak T.V., Malyshev B.S., Smetannikova N.A., Grishchenko I.V., Dol’skiy A.A., et al. Study of the exosomal microrna-126 and microrna-218 expression profiles in patients with hemorrhagic fever with renal syndrome (hfrs). Problemy osobo opasnykh infektsiy. 2021; (4): 150–6. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2021-4-150-156 https://elibrary.ru/dxxsey (in Russian)Яшина Л.Н., Трегубчак Т.В., Малышев Б.С., Сметанникова Н.А., Грищенко И.В., Дольский А.А. и др. Возбудитель вспышки ГЛПС в Саратовской области, 2019 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2021; (4): 150–6. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2021-4-150-156 https://elibrary.ru/dxxseyKabwe E., Al Sheikh W., Shamsutdinov A.F., Ismagilova R.K., Martynova E.V., Ohlopkova O.V., et al. Analysis of Puumala orthohantavirus genome variants identified in the territories of Volga federal district. Trop. Med. Infect. Dis. 2022; 7(3): 46. https://doi.org/10.3390/tropicalmed7030046Davidyuk Y., Shamsutdinov A., Kabwe E., Ismagilova R., Martynova E., Belyaev A., et al. Prevalence of the Puumala orthohantavirus strains in the Pre-Kama area of the Republic of Tatarstan, Russia. Pathogens. 2020; 9(7): 540. https://doi.org/10.3390/pathogens9070540Davidyuk Y.N., Kabwe E., Shamsutdinov A.F., Knyazeva A.V., Martynova E.V., Ismagilova R.K., et al. The Distribution of Puumala orthohantavirus genome variants correlates with the regional landscapes in the Trans-Kama area of the Republic of Tatarstan. Pathogens. 2021; 10(9): 1169. https://doi.org/10.3390/pathogens10091169Martynova E., Davidyuk Y., Kabwe E., Garanina E.E., Shakirova V., Pavelkina V., et al. Cytokine, chemokine, and metalloprotease activation in the serum of patients with nephropathia epidemica from the Republic of Tatarstan and the Republic of Mordovia, Russia. Pathogens. 2021; 10(5): 527. https://doi.org/10.3390/pathogens10050527Savitskaya T.A., Ivanova A.V., Isaeva G.Sh., Reshetnikova I.D., Trifonov V.A., Ziatdinov V.B., et al. Assessment of epidemiological situation on hemorhhagic fever with renal syndrome around the world and in Russia, forecast for 2020. Problemy osobo opasnykh infektsiy. 2020; (2): 62–70. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2020-2-62-70 https://elibrary.ru/oqmbzo (in Russian)Савицкая Т.А., Иванова А.В., Исаева Г.Ш., Решетникова И.Д., Трифонов В.А., Зиатдинов В.Б. и др. Оценка эпидемиологической ситуации по гемморагической лихорадке с почечным синдромом, прогноз на 2020 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2020; (2): 62–70. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2020-2-62-70 https://elibrary.ru/oqmbzoShchipanov N.A. Universal live-trap for small mammals. Zoologicheskiy zhurnal. 1987; 66(5): 759–61. (in Russian)Щипанов Н.А. Универсальная живоловка для мелких млекопитающих. Зоологический журнал. 1987; 66(5): 759–61.Mills J., Childs J., Ksiazek T., Peters C., Velleca W. Methods for trapping and sampling small mammals for virologic testing; 1995. Available at: https://stacks.cdc.gov/view/cdc/11507Klempa B., Fichet-Calvet E., Lecompte E., Auste B., Aniskin V., Meisel H., et al. Hantavirus in African wood mouse, Guinea. Emerg. Infect. Dis. 2006; 12(5): 838–40. https://doi.org/10.3201/eid1205.051487Bolger A.M., Lohse M., Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 2014; 30(15): 2114–20. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu170Martin M. Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads. EMBnet.journal. 2011; 17(1): 10. https://doi.org/10.14806/ej.17.1.200Langmead B., Salzberg S.L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nat. Methods. 2012; 9(4): 357–9. https://doi.org/10.1038/nmeth.1923Wilm A., Aw P.P., Bertrand D., Yeo G.H., Ong S.H., Wong C.H., et al. LoFreq: a sequence-quality aware, ultra-sensitive variant caller for uncovering cell-population heterogeneity from high-throughput sequencing datasets. Nucleic. Acids. Res. 2012; 40(22): 11189–201. https://doi.org/10.1093/nar/gks918Danecek P., Bonfield J.K., Liddle J., Marshall J., Ohan V., Pollard M.O., et al. Twelve years of SAMtools and BCFtools. Gigascience. 2021; 10(2): giab008. https://doi.org/10.1093/gigascience/giab008Van der Auwera G.A., O’Connor B.D. Genomics in the Cloud: Using Docker, GATK, and WDL in Terra. O’Reilly Media; 2020.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/msy096Ivanov A.P., Dekonenko A.E., Dzagurova T.K., Malkin A.E., Shervarli I.V., Baranovskiy P.M., et al. Analysis of an outbreak of hemorrhagic fever with the renal syndrome in the Egoryevsk district of the Moscow region. Voprosy virusologii. 2000; 45(4): 33–6. (in Russian)Иванов А.П., Деконенко А.Е., Дзагурова Т.К., Малкин А.Е., Шерварли И.В., Барановский П.М. и др. Анализ вспышки гемморагической лихорадки с почечным синдромом в Егорьевском районе Московской области. Вопросы вирусологии. 2000; 45(4): 33–6.Garanina S.B., Platonov A.E., Zhuravlev V.I., Murashkina A.N., Yakimenko V.V., Korneev A.G., et al. Genetic diversity and geographic distribution of hantaviruses in Russia. Zoonoses Public Health. 2009; 56(6-7): 297–309. https://doi.org/10.1111/j.1863-2378.2008.01210.xRazzauti M., Plyusnina A., Niemimaa J., Henttonen H., Plyusnin A. Co-circulation of two Puumala hantavirus lineages in Latvia: a Russian lineage described previously and a novel Latvian lineage. J. Med. Virol. 2012; 84(2): 314–8. https://doi.org/10.1002/jmv.22263Kabwe E., Shamsutdinov A.F., Suleimanova S., Martynova E.V., Ismagilova R.K., Shakirova V.G., et al. Puumala orthohantavirus reassortant genome variants likely emerging in the watershed forests. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24(2): 1018. https://doi.org/10.3390/ijms24021018