научная статья по теме КОДИРУЮЩИЕ НУКЛЕОТИДНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ШТАММОВ ВИРУСА КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА, ИЗОЛИРОВАННЫХ ИЗ КРОВИ ЛЮДЕЙ БЕЗ КЛИНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ИНФЕКЦИИ Биология

Текст научной статьи на тему «КОДИРУЮЩИЕ НУКЛЕОТИДНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ШТАММОВ ВИРУСА КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА, ИЗОЛИРОВАННЫХ ИЗ КРОВИ ЛЮДЕЙ БЕЗ КЛИНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ИНФЕКЦИИ»

ГЕНЕТИКА, 2010, том 46, № 3, с. 356-363

= ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ =

УДК 578.287

КОДИРУЮЩИЕ НУКЛЕОТИДНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ШТАММОВ ВИРУСА КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА, ИЗОЛИРОВАННЫХ ИЗ КРОВИ ЛЮДЕЙ БЕЗ КЛИНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ИНФЕКЦИИ

© 2010 г. С. И. Беликов1, Г. Н. Леонова2, И. Г. Кондратов1, Е. В. Романова1, Е. В. Павленко2

1Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск 664033;

e-mail: siberian47@mail.ru 2Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, Владивосток 690087; e-mail: niiem@niiem-vl.ru Поступила в редакцию 28.04.2009 г.

Охарактеризованы геномы четырех штаммов вируса клещевого энцефалита, изолированных из крови людей после укуса клеща и не вызвавших клинических проявлений инфекции. При анализе транслированных полипротеинов выявлена 21 аминокислотная позиция, характерная для этой группы штаммов и отличающаяся от других ранее изученных штаммов вируса клещевого энцефалита дальневосточного субтипа. Только три мутации приводят к существенным изменениям аминокислот, которые, вероятно, могут влиять на тяжесть течения инфекционного процесса. Высказано предположение о том, что две сочетанные мутации, делеция 111-й аминокислоты в капсидном белке С и замена (Ser1534 —Phe) в белке NS3, оказывают влияние на строго согласованный ход про-цессинга полипротеина, нарушая правильное формирование вирусных частиц, что может приводить к образованию дефектных вирусных частиц, не содержащих РНК. Мутация в неструктурном белке NS1 (Ser917 —- Gly) приводит к замене гидрофильной аминокислоты, характерной для высоковирулентных штаммов, на гидрофобную, что может оказывать влияние на эффективность работы репликативного комплекса вируса и отражаться на инфекционности штаммов вируса клещевого энцефалита.

Клещевой энцефалит (КЭ) является наиболее значимой трансмиссивной природно-очаговой вирусной инфекцией лесной зоны Евразийского континента. Заболеваемость КЭ регистрируют более чем в 25 странах Европы и 7 странах Азии, в Российской Федерации (РФ) — на 46 административных территориях, в том числе на 18 территориях Сибири и Дальнего Востока. В Российской Федерации в 1990-х гг. ежегодно регистрировали более 10 тысяч случаев КЭ. В 2000-х гг. интенсивный показатель заболеваемости КЭ по РФ стал заметно снижаться [1]. Несмотря на его снижение в 2006 г. до 2.44 на 100 тыс. населения, по мнению Г. Г. Онищенко [2], эпидемическая ситуация по КЭ в РФ остается напряженной.

Известно, что клиническое течение заболевания в регионах существенно различается. В европейской части континента заболевание зачастую протекает в виде двухволновой лихорадки, в Сибири превалируют лихорадочные и менингеаль-ные формы, а на Дальнем Востоке чаще, чем в других регионах, регистрируют очаговые формы заболевания. Летальность в разных регионах также варьирует в очень широком диапазоне — от 0.03% до 20—35% с максимальными показателями на территории Дальнего Востока. Причина вариабельности основного эпидемиологического по-

казателя летальности, вероятнее всего, может быть обусловлена циркуляцией различающихся по вирулентности штаммов вируса КЭ на этих территориях. Действительно, вирус КЭ подразделяют на три основных субтипа, название которых связано с основным ареалом их распространения, — западный (европейский), дальневосточный и сибирский [3—5]. В то же время однозначной зависимости между субтипом вируса и тяжестью заболевания не существует, о чем свидетельствует тот факт, что от умерших больных клещевым энцефалитом людей выделены штаммы всех трех субтипов вируса КЭ. Особенно хорошо заметно несоответствие между субтипом вируса и тяжестью клинического течения заболевания на Дальнем Востоке, где преимущественно циркулируют штаммы дальневосточного субтипа вируса КЭ. В последние годы нам удалось установить неоднородность дальневосточной вирусной популяции, штаммы которой способны вызывать у больных различную тяжесть заболевания с различными формами, от очаговой до инаппарантной инфекции [6]. При анализе фрагмента генома длиной 160 нуклеотидов эти штаммы вируса КЭ имели отличия [7, 8]. Короткая длина проанализированного фрагмента не позволила сделать окончательные выводы, но для нас стало очевидно, что суще-

ствуют штаммы вируса КЭ дальневосточного субтипа с различной степенью вирулентности, у которых в геноме могут быть мутации, оказывающие влияние на тяжесть течения инфекционного процесса. Конечно, тяжесть течения заболевания зависит не только от генетических особенностей штамма вируса, но и от состояния макроорганизма (наследственный фактор, пол, возраст, наличие сопутствующих заболеваний и т.д.), которое пока не поддается анализу. В данной работе мы попытались вычленить непосредственное влияние особенностей генома вируса путем сравнительного полногеномного анализа нескольких штаммов вируса, отличающихся сниженной ней-ровирулентностью для человека. Мы считаем, что полногеномное секвенирование большого количества штаммов вируса КЭ, выделенных от больных с легким течением заболевания, и сравнение их с последовательностями штаммов, выделенных от умерших людей, поможет определить спектр мутаций, влияющий на изменение вирулентности штаммов вируса клещевого энцефалита.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Штаммы вируса КЭ. В настоящей работе нами изучено четыре штамма вируса КЭ: Рптогуе-212 (Р-212), Рптогуе-253 (Р-253), Рптогуе-270 (Р-270) и Рптогуе-332 (Р-332), которые были изолированы в 1991 г. из крови людей на 2-3-й день после "укуса" клеща в лесной зоне юга Дальнего Востока, в пригородной зоне Владивостока и Надеждин-ского района. У этих людей не зарегистрировано клинически выраженного заболевания КЭ.

В анализе нуклеотидных последовательностей кроме вышеуказанных штаммов использованы опубликованные в ОепВапк последовательности полипротеинов штаммов вируса КЭ, выделенных в Японии — штамма 08Ыта 5-10 (АВ062063), в Китае — 8еп2Ыап§ (АУ182009), в Приморском крае — 01иЫппое (DQ862460), в Хабаровском крае - 8о|]т-НО (АВ062064) и 205 ^989 336).

Культивирование штаммов вируса КЭ. Изоляцию вируса проводили на 2-суточных беспородных белых мышах, которых заражали кровью людей внутримозговым и подкожным способом. Инкубационный период при первичном заражении животных составлял от 6 до 10-12 сут, при пассажах он сократился до 4-5 сут. В работу были взяты штаммы 4-5-го пассажей.

Выделение РНК. Суммарную РНК из головного мозга больных мышей-сосунков выделяли с помощью набора Рибо-Золь-А ("АмплиСенс", Россия) согласно протоколу фирмы. Препараты суммарной РНК хранили после выделения в виде суспензии в 50%-ном изопропаноле при -20°С.

Получение кДНК и проведение ПЦР. Реакцию обратной транскрипции проводили с помощью

набора Реверта-L-lOO ("АмплиСенс", Россия) согласно протоколу фирмы. Амплификацию перекрывающихся фрагментов вирусного генома длиной около 1 тн осуществляли в 20 мкл реакционной смеси, содержащей 65 мМ трис-HCl (pH 8.8), 20 мМ (NH4)2SO4, 0.01% твин-20, 10 пмол каждого праймера, 0.5 ед. Taq-полимеразы, 0.2 мМ каждого dNTP и 0.1—2 мкл препарата кДНК. Амплификацию проводили на приборе DYAD DNA Engine ("MG Research") в следующем режиме: 96°С — 1 мин, затем 30 циклов 96°С - 5 с, 60°С - 5 с, 72°С -1 мин. Продукты амплификации анализировали электрофорезом в 0.8%-ном геле агарозы в трис-ацетатном буфере (20 мМ трис-ацетат, pH 8.5) с добавлением бромистого этидия. Ампликоны из геля выделяли методом замораживания с последующим центрифугированием через микроцентрифужный фильтр. ДНК осаждали добавлением к элюату равного объема изопропанола.

Определение нуклеотидной последовательности. Терминирующие реакции проводили с помощью набора Genome Lab DTCS-Quick Start Kit ("Beckman Coulter") согласно протоколу фирмы-производителя. Анализ продуктов терминирующих реакций осуществляли на секвенаторе CEQ-8800 ("Beckman Coulter").

Математический анализ. Анализ полученных нуклеотидных последовательностей осуществляли с помощью пакета программ BioEdit и ClustalW.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Штаммы (Р-212, Р-253, Р-270, Р-332) были изолированы из крови людей с жалобами на укус клеща, никаких клинических проявлений инфекции у них зарегистрировано не было. Эти штаммы репродуцировались в перевиваемой клеточной культуре СПЭВ, вызывая цитопатическое действие. Титры вируса КЭ для этих штаммов составили: Р-212 - 3.0, Р-253 - 7.0, Р-270 - 8.0 и Р-332 - 4.5 lg ТЦД50/мл. При изучении их вирулентности для белых мышей установлено, что все штаммы обладают выраженной нейровирулент-ностью при внутримозговом и подкожном способах заражения, индекс инвазивности их на уровне 4-5 пассажей составлял от 0.6 до 2.2, что указывало на высокую степень нейроинвазивности этих изолятов (табл. 1).

Амплификацию кДНК проводили с использованием двух наборов праймеров, позволяющих получить фрагменты длиной около 1100 нуклео-тидов (н) с перекрыванием около 100 н. Второй набор праймеров был сдвинут на 500 н относительно первого набора для однозначного чтения места стыковки перекрывающихся фрагментов [9]. Длины геномов проанализированных нами штаммов равны: Р-212 - 10882 н, Р-253 - 10816 н, Р-270 - 10878 н и Р-332 - 10878 н (часть 3'-конца не прочитана), что сравнимо с полноразмерными

Таблица 1. Интенсивность накопления штаммов вируса клещевого энцефалита на разных биологических моделях (культура клеток СПЭВ, беспородные белые мыши при заражении в мозг и подкожно)

№ п/п Регистраци- Место заражения (район), год изоляции Титр вируса Титр вируса на белых мышах (lg LD50) в 1 мл

Штамм онный номер GenBank на СПЭВ (lg ТЦД50) в/м (Icer) п/к (Scut) Индекс инва-зивности (I.I.)

1 Primorye-212 (P-212) EU816450 Зеленый массив г. Владивостока, 1991 3.0 10.0 7.8 2.2

2 Primorye-253 (P-253) EU816451 Надеждинский (Соловей ключ), 1991 7.0 7.1 6.5 0.6

3 Primorye-270 (P-270) EU816452 Надеждинский (п. Мирный), 1991 8.0 7.1 5.6 1.5

4 Primorye-332 (P-332) AY169390 Надеждинский (п. Мирный), 1991 4.5 9.7 8.9 0.8

Примечание. в/м (Icer) — внутримозговое заражение, п/к (Scut) — подкожное заражение, (I.I.) — индекс инвазивности (разница титров при в/м и п/к способах за

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком