Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск

Характеристика полногеномной последовательности рекомбинантного норовируса генотипа GILP16/GIL4_Sydney_2012, выявленного в России

https://doi.org/10.18699/VJ20.597

Полный текст:

Аннотация

Норовирусы (сем. Caliciviridae) считаются частой причиной острого гастроэнтерита у людей всех возрастов. Эти небольшие безоболочечные вирусы с одноцепочечным (+)РНК-геномом характеризуются высокой генетической вариабельностью. По всему миру наблюдается постоянное изменение генетического разнообразия циркулирующих норовирусов и появление новых рекомбинантных вариантов. Недавно опубликованы данные о распространении рекомбинантных штаммов норовируса, в которых новая полимераза генотипа GII.P16 сочеталась с капсидными белками VP1 разных генотипов. В рамках мониторинга спорадических случаев острых гастроэнтеритов в Новосибирске в 2016 г. было протестировано 46 клинических образцов от детей с диареей. Методом ОТ-ПЦР норовирус детектирован в шести клинических образцах от госпитализированных детей. Выявленные норовирусы путем секвенирования региона перекрывания ORF1/ORF2 были классифицированы как рекомбинантные варианты GII.P21/GII.3, GII.Pe/GII.4_Sydney_2012 и GII.P16/GII.4_Sydney_2012. Появление нового рекомбинантного генотипа GII.P16/GII.4_Sydney_2012 впервые зафиксировано в Новосибирске весной 2016 г. До этого исследования в базе данных GenBank было доступно всего четыре полногеномные последовательности российских штаммов норовируса генотипа GII.P16/GII.3. В настоящей работе была определена полная последовательность генома российского штамма Hu/GII.P16-GII.4/RUS/Novosibirsk/NS16-C38/2016 (GenBankKY210980). Сравнение нуклеотидной и выведенной аминокислотной последовательностей показало высокую гомологию этого российского штамма со штаммами генотипа GII.P16/GII.4_Sydney_2012 из других регионов мира. Сравнительный анализ показал, что уникальные замены произошли в последовательностях генов полимеразы генотипа GII.P16, N-терминального белка p48 и минорного капсидного белка VP2, при этом существенных изменений в гене основного капсидного белка VP1 не наблюдалось. Анализ функциональной значимости этих изменений позволил предположить, что широкое распространение штаммов с новой полимеразой GII.P16, возможно, связано как с несколькими аминокислотными заменами в активном центре полимеразы, так и со вставкой остатка глутаминовой кислоты или глицина в N-терминальном белке p48, который блокирует секреторный иммунитет эпителиальных клеток кишечника. Дальнейший мониторинг генотипов позволит оценить распространение рекомбинантных норовирусов с полимеразой GII.P16 на территории России.

Об авторах

Е. В. Жираковская
Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Сибирское отделение Российской академии наук
Россия

Новосибирск



А. Ю. Тикунов
Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Сибирское отделение Российской академии наук
Россия

Новосибирск



С. Н. Соколов
Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Сибирское отделение Российской академии наук; Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Россия

Новосибирск; Р. п. Кольцово, Новосибирская область



Б. И. Кравчук
Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Сибирское отделение Российской академии наук
Россия

Новосибирск



Е. И. Краснова
Новосибирский государственный медицинский университет Минздрава России
Россия


Н. В. Тикунова
Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Сибирское отделение Российской академии наук
Россия

Новосибирск



Список литературы

1. Ahmed S.M., Hall A.J., Robinson A.E., Verhoef L., Premkumar P., Parashar U.D., Koopmans M., Lopman B.A. Global prevalence of norovirus in cases of gastroenteritis: a systematic review and meta-analysis. Lancet Infect. Dis. 2014;14(8):725-730. DOI 10.1016/S1473-3099(14)70767-4.

2. Barreira D.M.P.G., Fumian T.M., Tonini M.A.L., Volpini L.P.B., Santos R.P., Ribeiro A.L.C., Leite J.P.G., Souza M.T.B.M., Brasil P., da Cunha D.C., Miagostovich M.P., Spano L.C. Detection and molecular characterization of the novel recombinant norovirus GILP16-GIL4 Sydney in southeastern Brazil in 2016. PLoS One. 2017;12(12):e0189504. DOI 10.1371/journal.pone.0189504.

3. Bartsch S.M., Lopman B.A., Ozawa S., Hall A.J., Lee B.Y Global economic burden of norovirus gastroenteritis. PLoS One. 2016; 11(4):e0151219. DOI 10.1371/journal.pone.0151219.

4. Bidalot M., Thery L., Kaplon J., de Rougemont A., Ambert-Balay K. Emergence of new recombinant noroviruses GII.p16-GII.4 and GII.p16-GII.2, France, winter 2016 to 2017. Euro Surveill. 2017;22(15):pii=30508. DOI 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.15.30508.

5. Brown J.R., Roy S., Shah D., Williams C.A., Williams R., Dunn H., Hartley J., Harris K., Breuer J. Norovirus transmission dynamics in a pediatric hospital using full genome sequences. Clin. Infect. Dis. 2019;68(2):222-228. DOI 10.1093/cid/ciy438.

6. Brown J.R., Roy S., Tutill H., Williams R., Breuer J. Super-infections and relapses occur in chronic norovirus infections. J. Clin. Virol. 2017;96:44-48. DOI 10.1016/j.jcv.2017.09.009.

7. Bull R.A., White P.A. Mechanisms of GII.4 norovirus evolution. Trends Microbiol. 2011;19:233-240. DOI 10.1016/j.tim.2011.01.002.

8. Cannon J.L., Barclay L., Collins N.R., Wikswo M.E., Castro C.J., Magana L.C., Gregoricus N., Marine R.L., Chhabra P., Vin-je J. Genetic and epidemiologic trends of norovirus outbreaks in the United States from 2013 to 2016 demonstrated emergence of novel GII.4 recombinant viruses. J. Clin. Microbiol. 2017;55(7):2208-2221. DOI 10.1128/JCM.00455-17.

9. Choi Y.S., Koo E.S., Kim M.S., Choi J.D., Shin Y, Jeong Y.S. Reemergence of a GII.4 norovirus Sydney 2012 variant equipped with GII.P16 RdRp and its predominance over novel variants of GII.17 in South Korea in 2016. Food Environ. Virol. 2017;9(2): 168-178. DOI 10.1007/s12560-017-9278-4.

10. Cotten M., Petrova V, Phan M.V., Rabaa M.A., Watson S.J., Ong S.H., Kellam P., Baker S. Deep sequencing of norovirus genomes defines evolutionary patterns in an urban tropical setting. J. Virol. 2014;88(19):11056-11069. DOI 10.1128/JVI.01333-14.

11. de Graaf M., van Beek J., Vennema H., Podkolzin A.T., Hewitt J., Bucardo F., Templeton K., Mans J., Nordgren J., Reuter G., Lynch M., Rasmussen L.D., Iritani N., Chan M.C., Mar-tella V., Ambert-Balay K., Vinje J., White P.A., Koopmans M.P. Emergence of a novel GII.17 norovirus - end of the GII.4 era? Euro Surveill. 2015;20(26):pii=21178. DOI 10.2807/1560-7917.ES2015.20.26.21178.

12. Eden J.S., Tanaka M.M., Boni M.F., Rawlinson W.D., White P.A. Recombination within the pandemic norovirus GII.4 lineage. J. Virol. 2013;87(11):6270-6282. DOI 10.1128/JVI.03464-12.

13. Fernandez-Vega V, Sosnovtsev S.V., Belliot G., King A.D., Mitra T., Gorbalenya A., Green K.Y Norwalk virus N-terminal nonstructural protein is associated with disassembly of the Golgi complex in transfected cells. J. Virol. 2004;78(9):4827-4837. DOI 10.1128/JVI.78.9.4827-4837.2004.

14. Green K.Y Caliciviridae: The Noroviruses. In: Knipe D.M., How-ley P.M., Griffin D.E., Lamb R.A., Martin M.A., Racaniel-lo VR., Roizman B. (Eds.). Fields Virology. 6th edn. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 2013;582-608.

15. Han J., Wu X., Chen L., Fu Y., Xu D., Zhang P., Ji L. Emergence of norovirus GII.P16-GII.2 strains in patients with acute gastroenteritis in Huzhou, China, 2016-2017. BMC Infect. Dis. 2018;18(1):342. DOI 10.1186/s12879-018-3259-6.

16. Hata M., Nakamura N., Kobayashi S., OnouchiA., Saito T., Hirose E., Adachi H., Saito N., Ito M., Yasui Y, Matsumoto M., Minagawa H. Emergence of new recombinant noroviruses GII.P16-GII.2 and GII.P16-GII.4 in Aichi, Japan, during the 2016/17 season. Jpn. J. Infect. Dis. 2018;71(4):319-322. DOI 10.7883/yoken.JJID.2017.520.

17. Hoa-Tran T.N., Nakagomi T., Sano D., Sherchand J.B., Pan-dey B.D., Cunliffe N.A., Nakagomi O. Molecular epidemiology of noroviruses detected in Nepalese children with acute diarrhea between 2005 and 2011: increase and predominance of minor genotype GII.13. Infect. Genet. Evol. 2015;30:27-36. DOI 10.1016/j.meegid.2014.12.003.

18. Hoa Tran T.N., Trainor E., Nakagomi T., Cunliffe N.A., Nakago-mi O. Molecular epidemiology of noroviruses associated with acute sporadic gastroenteritis in children: global distribution of genogroups, genotypes and GII.4 variants. J. Clin. Virol. 2013;56(3):269-277. DOI 10.1016/j.jcv.2012.11.011.

19. Iritani N., Kaida A., Abe N., Sekiguchi J., Kubo H., Takakura K., Goto K., Ogura H., Seto Y Increase of GII.2 norovirus infections during the 2009-2010 season in Osaka City, Japan. J. Med. Virol. 2012;84(3):517-525. DOI 10.1002/jmv.23211.

20. Kirby A.E., Teunis P.F., Moe C.L. Two human challenge studies confirm high infectivity of Norwalk virus. J. Infect. Dis. 2015;211(1):166-167. DOI 10.1093/infdis/jiu385.

21. Kroneman A., Vega E., Vennema H., Vinje J., White P.A., Hans-man G., Green K., Martella V, Katayama K., Koopmans M. Proposal for a unified norovirus nomenclature and genotyping. Arch. Virol. 2013;158:2059-2068. DOI 10.1007/s00705-013-1708-5.

22. Lin Y, Fengling L., Lianzhu W., Yuxiu Z., Yanhua J. Function of VP2 protein in the stability of the secondary structure of virus-like particles of genogroup II norovirus at different pH levels: function of VP2 protein in the stability of NoV VLPs. J. Microbiol. 2014;52(11):970-975. DOI 10.1007/s12275-014-4323-6.

23. Lun J.H., Hewitt J., Yan G.J.H., Enosi T.D., Rawlinson W.D., White P.A. Recombinant GII.P16/GII.4 Sydney 2012 was the dominant norovirus identified in Australia and New Zealand in 2017. Viruses. 2018;10(10):548. DOI 10.3390/v10100548.

24. Mallory M.L., Lindesmith L.C., Graham R.L., Baric R.S. GII.4 human norovirus: surveying the antigenic landscape. Viruses. 2019;11(2):177. DOI 10.3390/v11020177.

25. Motomura K., Boonchan M., Noda M., Tanaka T., Takeda N. Norovirus epidemics caused by new GII.2 chimera viruses in 2012-2014 in Japan. Infect. Genet. Evol. 2016;42:49-52. DOI 10.1016/j.meegid.2016.04.026.

26. Ozaki K., Matsushima Y, Nagasawa K., Motoya T., Ryo A., Kuro-da M., Katayama K., Kimura H. Molecular evolutionary analyses of the RNA-dependent RNA polymerase region in norovi-rus genogroup II. Front. Microbiol. 2018;9:3070. DOI 10.3389/fmicb.2018.03070.

27. Parra G.I., Squires R.B., Karangwa C.K., Johnson J.A., Lepore C., Sosnovtsev S.V, Green K.Y Static and evolving norovirus genotypes: implications for epidemiology and immunity. PLoS Pat-hog. 2017;13(1):e1006136. DOI 10.1371/journal.ppat.1006136.

28. Petrignani M., Verhoef L., de Graaf M., Richardus J.H., Koop-mans M. Chronic sequelae and severe complications of noro-virus infection: a systematic review of literature. J. Clin. Virol. 2018;105:1-10. DOI 10.1016/j.jcv.2018.05.004.

29. Qi R., Huang Y, Liu J., Sun Y, Sun X., Han H., Qin X., Zhao M., Wang L., Li W., Li J., Chen C., Yu X. Global prevalence of asymptomatic norovirus infection: a meta-analysis. EClinical Medicine. 2018;2(2-3):50-58. DOI 10.1016/j.eclinm.2018.09.001.

30. Roth A.N., Karst S.M. Norovirus mechanisms of immune antagonism. Curr. Opin. Virol. 2016;16:24-30. DOI 10.1016/j.coviro.2015.11.005.

31. Ruis C., Roy S., Brown J.R., Allen D.J., Goldstein R.A., Breuer J. The emerging GII.P16-GII.4 Sydney 2012 norovirus lineage is circulating worldwide, arose by late-2014 and contains polymerase changes that may increase virus transmission. PLoS One. 2017;12(6):e0179572. DOI 10.1371/journal.pone.0179572.

32. Simmons K., Gambhir M., Leon J., Lopman B. Duration of immunity to norovirus gastroenteritis. Emerg. Infect. Dis. 2013;19(8): 1260-1267. DOI 10.3201/eid1908.130472.

33. Towers S., Chen J., Cruz C., Melendez J., Rodriguez J., Salinas A., Yu F., Kang Y Quantifying the relative effects of environmental and direct transmission of norovirus. R. Soc. Open Sci. 2018; 5(3):170602. DOI 10.1098/rsos.170602.

34. van Beek J., Ambert-Balay K., Botteldoorn N., Eden J.S., Fona-ger J., Hewitt J., Iritani N., Kroneman A., Vennema H., Vinje J., White P.A., Koopmans M., on behalf of NoroNet. Indications for worldwide increased norovirus activity associated with emergence of a new variant of genotype II.4, late 2012. Eurosurveillance. 2013;18(1):pii=20345. Available online: https://www.eurosurveillance.org/content/10.2807/ese.18.01.20345-en.

35. Vinje J. Advances in laboratory methods for detection and typing of norovirus. J. Clin. Microbiol. 2015;53(2):373-381. DOI 10.1128/JCM.01535-14.

36. Vongpunsawad S., Venkataram Prasad B.V., Estes M.K. Norwalk virus minor capsid protein VP2 associates within the VP1 shell domain. J. Virol. 2013;87(9):4818-4825. DOI 10.1128/JVI.03508-12.

37. Woodward J., Gkrania-Klotsas E., Kumararatne D. Chronic norovirus infection and common variable immunodeficiency. Clin. Exp. Immunol. 2017;188(3):363-370. DOI 10.1111/cei.12884.

38. Zhirakovskaia E.V., Tikunov A.Y, Bodnev S.A., Klemesheva V V, Netesov S.V., Tikunova N.V. Molecular epidemiology of noro-viruses associated with sporadic gastroenteritis in children in Novosibirsk, Russia, 2003-2012. J. Med. Virol. 2015;87(5):740-753. DOI 10.1002/jmv.24068.

39. Zhirakovskaia E., Tikunov A., Tymentsev A., Sokolov S., Sedel-nikova D., Tikunova N. Changing pattern of prevalence and genetic diversity of rotavirus, norovirus, astrovirus, and boca-virus associated with childhood diarrhea in Asian Russia, 20092012. Infect. Genet. Evol. 2019;67:167-182. DOI 10.1016/j.meegid.2018.11.006.


Просмотров: 39


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)