Comparative molecular and genetic characterization of rabies viruses (Rabies lyssavirus, Lyssavirus, Rhabdoviridae) circulated in the Russian Federation in 1985–2016

Cover Image

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Rabies caused by the neurotropic virus of the genus Lyssavirus, Rhabdoviridae family, which infects all warm-blooded vertebrates including human beings. The homology level of the amino acid sequences for Lyssaviruses nucleoprotein reaches 78–93%.

Aim – study the genetic diversity and molecular epidemiology of Lyssaviruses circulated in the Russian Federation in 1985–2016.

Material and methods. 54 isolates of rabies virus isolated from animals, and 2 isolates from humans, 4 vaccine strains of rabies virus: RV-97, ERA, Shchelkovo 51, ERAG333 used in phylogenetic study. Phylogenetic analysis was performed using Genbank data on genome fragments of 73 rabies virus isolates and 9 EBLV-1 isolates. DNASTAR V.3.12, Bio Edit 7.0.4.1 and MEGA v.10.0.5, Primer Premier 5 programs have been used.

Results. Comparative molecular genetic analysis of genomes fragments of 130 Lissaviruses, isolated on the territory of the RF, Ukraine in 1985-2016, vaccine strains of rabies virus, showed their distribution by geographical feature. Comparison of the nucleoprotein fragments of the rabies virus isolates with vaccine strains revealed 4 marker mutations: V56I (Eurasian group), L/V95W (Central group), D101N/S/T, and N/G106D. Phylogenetic analysis of the isolate «Juli», isolated from a human bitten by a bat proved his belonging to the European Bat lyssavirus-1a.

Discussion. Study of the molecular epidemiology of rabies within the Russian Federation allows for the genotyping of the viruses and helps to study the hidden mechanisms of rabies infection in animal and human populations, and to characterize vaccine strains, including during oral vaccination.

Conclusion. Further study of the molecular epidemiology of rabies within the Russian Federation and the countries bordering it is important.

About the authors

O. N. Zaykova

National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya; Peoples’ Friendship University of Russia

Author for correspondence.
Email: zaykova_o_n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4708-2069

Olga N. Zaykova, Researcher at the Laboratory of Molecular Diagnostics.

Moscow, 123098
Moscow, 117198

Russian Federation

T. V. Grebennikova

National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya; Peoples’ Friendship University of Russia

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6141-9361
Moscow, 123098
Moscow, 117198 Russian Federation

M. A. Losich

National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-5618-1918
Moscow, 123098 Russian Federation

A. L. Elakov

National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after honorary academician N.F. Gamaleya

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5798-6518
Moscow, 123098 Russian Federation

A. M. Gulyukin

All-Russian Scientific and Research Institute of Experimental Veterinary Medicine named after K.I. Scriabin and Ya.R. Kovalenko of the Russian Academy of Sciences

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-2160-4770
Moscow, 109428 Russian Federation

A. E. Metlin

All-Russian State Center for Quality and Standardization of Medicines for Animals and Feed

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4283-0171
Moscow, 123022 Russian Federation

References

  1. В кн.: Львов Д.К., ред. Руководство по вирусологии. Вирусы и вирусные инфекции человека и животных. М.: МИА; 2013.
  2. Васильев Д.А., Луговцев В.Ю., ред. Вирусы, вызывающие болезни общие для многих видов сельскохозяйственных животных. Курс лекций по вирусологии. Часть вторая. Ульяновск; 2004.
  3. Cai L., Tao X., Liu Y., Zhang H., Gao L., Hu S., et al. Molecular characteristics and phylogenetic analysis of N gene of human derived rabies virus. Biomed. Environ. Sci. 2011; 24(4): 431-7. http://doi.org/10.3967/0895-3988.2011.04.015.
  4. International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV. Available at: http://www.ictvonline.org/
  5. Hayman D.T., Fooks A.R., Marston D.A., Garcia-R J.C. The global phylogeography of lyssaviruses – challenging the ‘out of Africa’ hypothesis. PLoS Negl. Trop. Dis. 2016; 10(12): e0005266. http://doi.org/10.1371/journal.pntd.0005266
  6. Грибенча С.В., Козлов А.Ю., Костина Л.В., Елаков А.Л., Лосич М.А., Цибезов В.В. и др. Получение моноклональных антител к нуклеопротеину вируса бешенства. Вопросы вирусологии. 2013; 58(5): 38-43.
  7. Чупин С.А., Чернышова Е.В., Метлин А.Е. Генетическая характеристика полевых изолятов вируса бешенства, выявленных на территории Российской Федерации в период 2008-2011 гг. Вопросы вирусологии. 2013; 58(4): 44-9.
  8. Ботвинкин А.Д. Смертельные случаи заболевания людей бешенством в Евразии после контактов с рукокрылыми. (Обзор литературы). Plecotus et al. 2011; (14): 75-86.
  9. Kuzmin I.V., Orciari L.A., Arai Y.T., Smith J.S., Hanlon C.A., Kameoka Y., et al. Bat lyssaviruses (Aravan and Khujand) from Central Asia: phylogenetic relationships according to N, P and G gene sequences. Virus Res. 2003; 97(2): 65-79. http://doi.org/10.1016/s0168-1702(03)00217-x
  10. Botvinkin A.D., Poleschuk E.M., Kuzmin I.V., Borisova T.I., Gazaryan S.V., Yager P., et al. Novel lyssaviruses isolated from bats in Russia. Emerg. Infect. Dis. 2003; 9(12): 1623-5. http://doi.org/10.3201/eid0912.030374
  11. Всемирная организация здравоохранения. Available at: http://www.who.int/ru
  12. Shulpin M.I., Nazarov N.A., Chupin S.A., Korennoy F.I., Metlin A.Y., Mischenko A.V. Rabies surveillance in the Russian Federation. Rev. Sci. Tech. 2018; 37(2): 483-95. http://doi.org/10.20506/rst.37.2.2817
  13. Hampson K., Coudeville L., limbo T., Sambo M., Kieffer A., Attlan M., et al. Estimating the global burden of endemic canine rabies. PLos Negi. Trop. Dis. 2015; 9(4): e0003709. http://doi.org/10.1371/journal.pntd.0003709
  14. Шабейкин А.А., Гулюкин А.М., Зайкова О.Н. Обзор эпизоотической ситуации по бешенству в Российской Федерации за период с 1991 по 2015 годы. Ветеринария Кубани. 2016; (4): 4-6.
  15. Fehlner-Gardiner C., Nardine-Davis S., Armstrong J., Muldoon F., Bachmann P., Wandeler A. ERA vaccine-derived cases of rabies in wildlife and domestic animals in Ontario, Canada, 1989 – 2004. J. Wildl. Dis. 2008; 44(1): 71-85. http://doi.org/10.7589/0090-3558-44.1.71
  16. Müller T., Bätza H.J., Beckert A., Bunzenthal C., Cox J.H., Freuling C.M., et al. Analysis of vaccine-virus-associated rabies cases in red foxes (Vulpes vulpes) after oral rabies vaccination campaigns in Germany and Austria. Arch. Virol. 2009; 154(7): 1081-91. http://doi.org/10.1007/s00705-009-0408-7
  17. Forró B., Marton S., Kecskeméti S., Hornyák Á., Bányai K. Vaccineassociated rabies in red fox, Hungary. Vaccine. 2019; 37(27): 3535-3538. http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.05.014
  18. Елаков А.Л., Уласов В.И., Баньковский Д.О., Сафонов Г.А. Изучение биологических свойств штамма ERA G333 вируса бешенства. Ветеринария. 2011; (2): 22-4.
  19. Metlin A., Paulin L., Suomalainen S., Neuvonen E., Rybakov S., Mikhalishin V., et al. Characterization of Russian rabies virus vaccine strain RV-97. Virus Res. 2008; 132(1-2): 242-7. http://doi.org/10.1016/j.virusres.2007.11.016
  20. Полещук Е.М., Сидоров Г.Н., Нашатырева Д.Н., Градобоева Е.А., Пакскина Н.Д., Попова И.В. Бешенство в Российской Федерации: информационно-аналитический бюллетень. Омск: КАН; 2019.
  21. OIE Manual of diagnostic tests and vaccines for terrestrial animals (mammals, birds and bees). Available at: https://www.oie.int/standard-setting/terrestrial-manual/access-online/
  22. Heaton P.R., Johnstone P., McElhinney L.M., Cowley R., O’Sullivan E., Whitby J.E. Heminested PCR assay for detection of six genotypes of rabies and rabies-related viruses. J. Clin. Microbiol. 1997; 35(11): 2762-6.
  23. Hall T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucl. Acids. Symp. 1999; (41): 95-8.
  24. 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. http://doi.org/10.1093/molbev/msy096
  25. Hall B.G. Building Phylogenetic trees from molecular data with MEGA. Mol. Biol. Evol. 2013; 30(5): 1229-35. http://doi.org/10.1093/molbev/mst012
  26. Елаков А.Л., Зайкова О.Н., Кочергин-Никитский К.С., Гребенникова Т.В., Алипер Т.И. Мониторинг бешенства у диких животных в Брянской области. Ветеринария. 2015; (1): 11-4.
  27. Зайкова О.Н., Гребенникова Т.В., Елаков А.Л., Кочергин-Никитский К.С., Алипер Т.И., Чучалин С.Ф. и др. Молекулярногенетическая характеристика геномов полевых изолятов вируса бешенства, циркулирующих на территории Кировской области. Вопросы вирусологии. 2016; 61(4): 186-92. http://doi.org/10.18821/0507-4088-2016-61-4-186-192
  28. Зайкова О.Н., Гребенникова Т.В., Гулюкин А.М., Шабейкин А.А., Полякова И.В., Метлин А.Е. Молекулярно-генетическая характеристика полевых изолятов вируса бешенства, выявленных на территории Владимирской, Московской, Тверской, Нижегородской и Рязанской областей. Вопросы вирусологии. 2017; 62(3): 101-8. http://doi.org/10.18821/0507-4088-2017-62-3-101-108
  29. Гулюкин А.М. Значимость современных методов лабораторной диагностики и идентификации возбудителя бешенства для иммунологического мониторинга данного зооноза. Вопросы вирусологии. 2014; 59(3): 5-10.
  30. Полещук Е.М., Сидоров Г.Н., Грибенча С.В. Итоги изучения антигенного и генетического разнообразия вируса бешенства в популяциях наземных млекопитающих России. Вопросы вирусологии. 2013; 58(3): 9-16.
  31. Ботвинкин А.Д., Кузьмин И.В., Хисматуллина Н.А. Итоги изучения антигенного разнообразия вируса бешенства на территории бывшего СССР. Ветеринарная патология. 2004; (3): 117-27.
  32. Metlin A.E., Rybakov S., Gruzdev K., Neuvonen E., Huovilainen A. Genetic heterogeneity of Russian, Estonian and Finnish field rabies viruses. Arch. Virol. 2007; 152(9): 1645-54. http://doi.org/10.1007/s00705-007-1001-6
  33. Deviatkin A.A., Lukashev A.N., Poleshchuk E.M., Dedkov V.G., Tkachev S.E., Sidorov G.N., et al. The phylodinamics of the rabies virus in the Russian Federation. PLos One. 2017; 12(2): e0171855. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0171855
  34. Picard-Meyer E., Robardet E., Laurent A., Cliquet F., et al. Bat rabies in France: a 24-year retrospective epidemiological study. PLos One. 2014; 9(6): e98622. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0098622
  35. Troupin C., Picard-Meyer E., Dellicour S., Casademont I., Kergoat L., Lepelletier A., et al. Host Genetic Variation Does Not Determine Spatio-Temporal Patterns of European Bat 1 Lyssavirus. Genome Biol. Evol. 2017; 9(11): 3202-13. http://doi.org/10.1093/gbe/evx236

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Zaykova O.N., Grebennikova T.V., Losich M.A., Elakov A.L., Gulyukin A.M., Metlin A.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».