Identification of orthohantaviruses detected for the first time in the Republic of Belarus

Cover Image

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Monitoring of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) pathogens in the Republic of Belarus is necessary and relevant, since the number of HFRS cases in the population has increased in recent years, and genetic characteristics of the pathogens remain unidentified.

Aim of the study. Identification of orthohantaviruses circulating in the territory of the Republic of Belarus and defining of their genetic characteristics.

Materials and methods. Screening of 613 samples from small mammals caught in the territory of the Republic of Belarus was carried out by the real time PCR method using the test system «Belar-GLPS-PCR/RV». Positive samples were sequenced by the Sanger method. Comparative and phylogenetic analysis was carried out using the MegAlign programs from the Lasergene package (DNASTAR, USA) and MEGA 11.

Results. The primary screening yielded 32 PCR-positive samples (5.2%), of which 24 belonged to Puumala virus (PUUV) and 8 to Dobrava-Belgrade virus (DOBV). Three nucleotide sequences of the M-segment region of PUUV, two sequences of the 291-base pair (bp) M-segment region and one sequence of the 348-bp S-segment region of DOBV were sequenced. Comparative and phylogenetic analysis showed that the identified PUUV sequences belong to the Russian genetic lineage, to the same sublineage as the strains common in the Moscow and Kursk regions. The identified DOBV ssequences demonstrated the closest relationship to the strains from the central region of the European part of Russia.

Conclusion. The results of molecular biological analysis showed that PUUV circulates in the territory of the Republic of Belarus and is widespread. At the same time, DOBV was detected in four regions of the republic, which indicates an expansion of the range of this HFRS pathogen. In the Republic of Belarus, nucleotide sequences of orthohantaviruses were obtained for the first time and their molecular genetic analysis was carried out.

About the authors

Pavel A. Semizhon

Republican Center for Hygiene, Epidemiology and Public Health of the Ministry of Health of the Republic of Belarus

Author for correspondence.
Email: pavel5555@tut.by
ORCID iD: 0000-0001-7986-8299

PhD, Head of the Laboratory of Biotechnology and Immunodiagnostics of Particularly Dangerous Infections

Belarus, 220099, Minsk

Elena P. Scheslenok

Republican Center for Hygiene, Epidemiology and Public Health of the Ministry of Health of the Republic of Belarus

Email: elena_pavlovna@tut.by
ORCID iD: 0000-0001-8143-684X

PhD, Leading Researcher, Laboratory of Biotechnology and Immunodiagnostics of Particularly Dangerous Infections

Belarus, 220099, Minsk

Nikita A. Dubkov

Republican Center for Hygiene, Epidemiology and Public Health of the Ministry of Health of the Republic of Belarus

Email: dubkov.nikita@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-8488-4307

Researcher at the Laboratory of Biotechnology and Immunodiagnostics of Particularly Dangerous Infections

Russian Federation, 220099, Minsk

Elizaveta A. Sukhotskaya

Republican Center for Hygiene, Epidemiology and Public Health of the Ministry of Health of the Republic of Belarus

Email: elissuchozkaja5@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-0439-6363

Junior Researcher, Laboratory of Biotechnology and Immunodiagnostics of Particularly Dangerous Infections

Belarus, 220099, Minsk

Kristina A. Stolbunova

Research Institute of Virology, Federal Research Center for Fundamental and Translational Medicine

Email: kristina.sunwo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3376-945X

Junior Researcher, Laboratory of Virus Genomics and Evolution, Research Institute of Virology

Russian Federation, 630060, Novosibirsk

Igor V. Popov

Don State Technical University

Email: ipopov@donstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9223-8731

Junior Researcher, Faculty of Bioengineering and Veterinary Medicine

Russian Federation, 344003, Rostov-on-Don

Ilia V. Popov

Don State Technical University

Email: ivpopov@donstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7947-1654

Junior Researcher, Faculty of Bioengineering and Veterinary Medicine

Russian Federation, 344003, Rostov-on-Don

Alexander Y. Alekseev

Research Institute of Virology, Federal Research Center for Fundamental and Translational Medicine

Email: ayalekseev@frcftm.ru
ORCID iD: 0000-0003-0015-9305

PhD, Senior Researcher at the Research Institute of Virology

Russian Federation, 630060, Novosibirsk

Emmanuel Kabwe

Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan Federal University

Email: emmanuelkabwe@ymail.com
ORCID iD: 0000-0003-4328-8190

PhD, Senior Research Fellow at Laboratory OpenLab «Gene and Cell Technologies», Scientific and Clinical Center for Precision and Regenerative Medicine

Russian Federation, 420008, Kazan

Yuri N. Davidyuk

Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan Federal University

Email: davi.djuk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4409-2942

PhD, Senior Research Fellow at Laboratory OpenLab «Gene and Cell Technologies», Scientific and Clinical Center for Precision and Regenerative Medicine

Russian Federation, 420008, Kazan

References

  1. Morozov V.G., Ishmukhametov A.A., Dzagurova T.K., Tkachenko E.A. Clinical manifestations of hemorrhagic fever with renal syndrome in Russia. Meditsinskiy sovet. 2017; (5): 156–61. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2017-5-156-161 https://elibrary.ru/yorunb (in Russian)
  2. Yashina L.N., Smetannikova N.A., Kompanets G.G., Zdanovskaya N.I., Ivanov L.I. Molecular epidemiology of pathogenic hantaviruses in the far east of Russia, 2015–2018. Problemy osobo opasnykh infektsii. 2019; (4): 102–8. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2019-4-102-108 https://elibrary.ru/cnooaj (in Russian)
  3. Klempa B, Tkachenko E.A., Dzagurova T.K., Yunicheva Y.V., Morozov V.G., Okulova N.M., et al. Hemorrhagic fever with renal syndrome caused by 2 lineages of Dobrava hantavirus, Russia. Emerg. Infect. Dis. 2008; 14(4): 617–25. https://doi.org/10.3201/eid1404.071310
  4. Castel 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/v11080679
  5. Schlegel M., Kindler E., Essbauer S.S., Wolf R., Thiel J., Groschup M.H., et al. Tula virus infections in the Eurasian water vole in Central Europe. Vector Borne Zoonotic Dis. 2012; 12(6): 503–13. https://doi.org/10.1089/vbz.2011.0784
  6. Avsic-Zupanc T., Petrovec M., Furlan P., Kaps R., Elgh F., Lundkvist A. Hemorrhagic fever with renal syndrome in the Dolenjska region of Slovenia-a 10-year survey. Clin. Infect. Dis. 1999; 28(4): 860–5. https://doi.org/10.1086/515185
  7. Papa A., Antoniadis A. Hantavirus infections in Greece-an update. Eur. J. Epidemiol. 2001; 17(2): 189–94. https://doi.org/10.1023/a:1017987104363
  8. Kruger D.H., Klempa B. Dobrava-Belgrade virus. In: Molecular Detection of Human Viral Pathogens. Boca Raton: CRC Press; 2011: 631–6.
  9. Klempa B., Stanko M., Labuda M., Ulrich R., Meisel H., Krüger D.H. Central European Dobrava hantavirus isolate from a striped field mouse (Apodemus agrarius). J. Clin. Microbiol. 2005; 43(6): 2756–63. https://doi.org/10.1128/JCM.43.6.2756-2763.2005
  10. Nemirov K., Vapalahti O., Lundkvist A., Vasilenko V., Golovljova I., Plyusnina A., et al. Isolation and characterization of Dobrava hantavirus carried by the striped field mouse (Apodemus agrarius) in Estonia. J. Gen. Virol. 1999: 80(2): 371–9. https://doi.org/10.1099/0022-1317-80-2-371
  11. Tkachenko E.A., Okulova N.M., Yunicheva YU.V., Morzunov S.P., Khaibulina S.F., Ryabova T.E., et al. The epizootological and virological characteristics of a natural hantavirus infection focus in the subtropic zone of the Krasnodarsk Territory. Voprosy virusologii. 2005; 50(3): 14–9. https://elibrary.ru/hsghsn (in Russian)
  12. Blinova E., Deviatkin A., Makenov M., Popova Y., Dzagurova T. Evolutionary Formation and Distribution of Puumala Virus Genome Variants, Russia. Emerg. Infect. Dis. 2023; 29(7): 1420–4. https://doi.org/10.3201/eid2907.221731
  13. Plyusnin A., Vapalahti O., Vaheri A. Hantaviruses: Genome structure, expression and evolution. J. Gen. Virol. 1996; 77(11): 2677–87. https://doi.org/10.1099/0022-1317-77-11-2677
  14. Tunik T.V.1, Arbatskaya E.V.1, Lyapunov A.V., Khasnatinov M.A., Petrova I.V., Manzarova E.L., et al. To hantavirus infection in people and small mammals in Baikal area. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2014; (2): 71–6. https://elibrary.ru/sizjln (in Russian)
  15. Yashina L.N., Abramov S.A., Dupal T.A., Yakimenko V.V., Tantsev A.K., Malyshev B.S., et al. Hantaviruses in insectivore populations in Siberia. Problemy osobo opasnykh infektsii. 2018; (4): 89–93. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2018-4-89-93 https://elibrary.ru/yteidj (in Russian)
  16. Ohlopkova O.V., Stolbunova K.A., Popov I.V., Popov I.V., Kabwe E., Davidyuk Y.N., et al. Detection of Brno loanvirus (Loanvirus brunaense) in common noctule bats (Nyctalus noctula) in Southern Russia. Braz. J. Microbiol. 2024. https://doi.org/10.1007/s42770-024-01587-5
  17. Dorozhenkova T.E. Hemorrhagic fever with renal syndrome and its epidemiological characteristics in the republic of Belarus and Minsk. Medicus. 2020; (3): 71–5. https://elibrary.ru/klhcld (in Russian)
  18. State report «On the sanitary and epidemiological situation in the Republic of Belarus in 2015». Minsk; 2016. (in Russian)
  19. State report «Public health and the environment of Minsk in 2022: achieving the Sustainable Development Goal» Minsk; 2023. (in Russian)
  20. Lee H.W., Calisher C., Schmaljohn C. Manual of hemorrhagic fever with renal syndrome and hantavirus pulmonary syndrome. Seoul; 1998.
  21. Alfadhli A., Love Z., Arvidson B., Seeds J., Willey J., Barklis E. Hantavirus nucleocapsid protein oligomerization J. Virol. 2001; 75(4): 2019–23. https://doi.org/10.1128/JVI.75.4.2019-2023.2001
  22. Severson W.E., Xu X., Jonsson C.B. Cis-acting signals in encapsidation of Hantaan virus S-segment viral genomic RNA by its N protein. J. Virol. 2001; 75(6): 2646–52. https://doi.org/10.1128/JVI.75.6.2646-2652.2001
  23. Welke R.W., Sperber H.S., Bergmann R., Koikkarah A., Menke L., Sieben C., et al. Characterization of Hantavirus N protein intracellular dynamics and localization. Viruses. 2022; 14(3): 457. https://doi.org/ 45710.3390/v14030457
  24. Pruitt K.D., Tatusova T., Maglott D.R. NCBI reference sequences (RefSeq): a curated non-redundant sequence database of genomes, transcripts and proteins. Nucleic Acids Res. 2005; 33: D501–4. https://doi.org/10.1093/nar/gki025
  25. Sayers E.W., Cavanaugh M., Clark K., Ostell J., Pruitt K.D., Karsch-Mizrachi I. GenBank. Nucleic Acids Res. 2020; 48(D1): D84–6. https://doi.org/10.1093/nar/gkz956
  26. Rice P., Longden I., Bleasby A. EMBOSS: the European molecular biology open software suite. Trends Genet. 2000; 16(6): 276–7. https://doi.org/10.1016/s0168-9525(00)02024-2
  27. Wickham H., Wickham H. Data Analysis. Springer; 2016: 189–201. https://doi.org/10.1007/978-3-319-24277-4_9
  28. Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular evolutionary genetics analysis, version 11. Mol. Biol. Evol. 2021; 38(7): 3022–7. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120
  29. Scheslenok E.P., Semizhon P.A., Kasnitskaya T.N., Omel’yanovich O.G., Voitenko N.T., Chaika A.V., et al. Hantaviruses circulating in the territory of the Republic of Belarus. In: Proceedings of the IX All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation «Molecular Diagnostics – 2017». Volume 2. Moscow; 2017: 350–1. (in Russian)
  30. Scheslenok E.P., Fomina E.G., Semizhon P.A., Grigorieva E.E., Shkolina T.V., Vladyko A.S., et al. Preparation and description of recombinant polypeptides representing antigenically active regions of hantavirus nucleocapsid proteins. Zdravookhranenie (Minsk). 2018; (4): 16–21. https://elibrary.ru/xtcsrv (in Russian)
  31. Tkachenko 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/eid2512.181649

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Locations of small mammal capture points on the territory of the Republic of Belarus.

Download (468KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Results of the specificity analysis of the primer pair Dob-F and Dob-R using in silico PCR based on S segment nucleotide sequences of viruses of family Hantaviridae from the RefSeq and GenBank databases. *The order Primates is represented only by humans (Homo sapiens).

Download (388KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Phylogenetic tree constructed for the nucleotide sequences of the M-segment of the PUUV genome (positions 1256–1580). The sequences of the identified PUUV strains are highlighted in purple.

Download (300KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Phylogenetic tree constructed for the nucleotide sequences of the S-segment of the DOBV genome (positions 4–351). The sequence of the DOBV strain identified from the Mogilev region (Shklov district) is highlighted in orange.

Download (192KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Phylogenetic tree constructed for the nucleotide sequences of the M-segment of the DOBV genome (positions 1269–1559). The sequences of the DOBV strain identified in Mogilev (Mogilev district) and Minsk region (Pukhovichi district) are highlighted in green.

Download (173KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Semizhon P.A., Scheslenok E.P., Dubkov N.A., Sukhotskaya E.A., Stolbunova K.A., Popov I.V., Popov I.V., Alekseev A.Y., Kabwe E., Davidyuk Y.N.

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».