Research of the genetic diversity of human rhinoviruses on the territory of Saint Petersburg 2021–2022

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Respiratory viruses circulate everywhere. Rhinoviruses are the most common cause of human upper respiratory tract infections. Therefore, it is necessary to study circulation of their species and types.

AIM: To study circulation of different species and types of rhinoviruses in Saint Petersburg.

MATERIALS AND METHODS: Detection of rhinoviruses was carried out by real-time PCR using commercial kits AmpliSens ORVI-screen-FL (Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor, Moscow); the study of the genetic diversity of rhinoviruses was carried out by Sanger sequencing method; alignment of the obtained sequences was carried out in the MAFFT program, the phylogenetic tree was built in the RAxML program, visualization was carried out in FigTree.

RESULTS: The most common species of human rhinoviruses circulating in Saint Petersburg are HRV-A, while the types of rhinoviruses almost never repeat.

CONCLUSIONS: On the territory of St. Petersburg, the genetic diversity of rhinoviruses is very widely represented. From December 2020 to October 2021, 70 rhinoviruses were typed, with HRV-A rhinoviruses being the most common (38 rhinoviruses, or 54%). HRV-C and HRV-B were detected in equal numbers (16 rhinoviruses, or 23% each). Phylogenetic trees of genetic types of rhinovirus species A, B, and C were built. The types of rhinoviruses are highly variable, which complicates their study, as well as the development of vaccines against them. Nevertheless, rhinoviruses significantly affect the epidemiological situation, rhinovirus infections can lead to serious health consequences, so they need to be studied.

About the authors

Andrey D. Ksenafontov

Smorodintsev Research Institute of Influenza

Author for correspondence.
Email: ksenandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4532-6210

Postgraduate Student, Research Assistant

Russian Federation, Saint Petersburg

Maria M. Pisareva

Smorodintsev Research Institute of Influenza

Email: maria.pisareva@influenza.spb.ru
ORCID iD: 0000-0002-1499-9957
SPIN-code: 9662-5361
Scopus Author ID: 6506831021

Cand. Sci. (Biol.), Leading Research Associate

Russian Federation, Saint Petersburg

Veronica A. Eder

Smorodintsev Research Institute of Influenza

Email: veronika.eder@influenza.spb.ru
ORCID iD: 0000-0002-9970-3325
SPIN-code: 4793-1377

Dr. Sci. (Biol.), Senior Research Associate

Russian Federation, Saint Petersburg

Tamila D. Musaeva

Smorodintsev Research Institute of Influenza

Email: tamilamusaeva94@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3050-1936
SPIN-code: 3767-2899
Scopus Author ID: 57189459858

Junior Research Associate

Russian Federation, Saint Petersburg

Irina V. Kiseleva

Saint Petersburg State University; Institute of Experimental Medicine

Email: irina.v.kiseleva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3892-9873
SPIN-code: 7857-7306
Scopus Author ID: 7102041346

Dr. Sci. (Biol.), Professor, Head of the Laboratory

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

  1. Chonmaitree T, Alvarez-Fernandez P, Jennings K, et al. Symptomatic and asymptomatic respiratory viral infections in the first year of life: association with acute otitis media development. Clin Infect Dis. 2015;60(1):1–9. doi: 10.1093/cid/ciu714
  2. Cho GS, Moon BJ, Lee BJ, et al. High rates of detection of respiratory viruses in the nasal washes and mucosae of patients with chronic rhinosinusitis. J Clin Microbiol. 2013;51(3):979–984. doi: 10.1128/JCM.02806-12
  3. Miller EK, Gebretsadik T, Carroll KN, et al. Viral etiologies of infant bronchiolitis, croup and upper respiratory illness during 4 consecutive years. Pediatr Infect Dis J. 2013;32(9):950–955. doi: 10.1097/INF.0b013e31829b7e43
  4. Jain S, Self WH, Wunderink RG, et al. CDC EPIC Study Team. Community-acquired pneumonia requiring hospitalization among U.S. adults. N Engl J Med. 2015;373(5):415–427. doi: 10.1056/NEJMoa1500245
  5. Jain S, Williams DJ, Arnold SR, et al. CDC EPIC Study Team. Community-acquired pneumonia requiring hospitalization among U.S. children. N Engl J Med. 2015;372(9):835–845. doi: 10.1056/NEJMoa1405870
  6. Greve JM, Davis G, Meyer AM, et al. The major human rhinovirus receptor is ICAM-1. Cell. 1989;56(5):839–847. doi: 10.1016/0092-8674(89)90688-0
  7. Jensen LM, Walker EJ, Jans DA, Ghildyal R. Proteases of human rhinovirus: role in infection. Methods Mol Biol. 2015;1221:129–141. doi: 10.1007/978-1-4939-1571-2_10
  8. Tam JC, Bidgood SR, McEwan WA, James LC. Intracellular sensing of complement C3 activates cell autonomous immunity. Science. 2014;345(6201):1256070. doi: 10.1126/science.1256070
  9. Jacobs SE, Lamson DM, St George K, Walsh TJ. Human rhinoviruses. Clin Microbiol Rev. 2013;26(1):135–162. doi: 10.1128/CMR.00077-12
  10. Bochkov YA, Watters K, Ashraf S, et al. Cadherin-related family member 3, a childhood asthma susceptibility gene product, mediates rhinovirus C binding and replication. Proc Natl Acad Sci USA. 2015;112(17):5485–5490. doi: 10.1073/pnas.1421178112
  11. Zlateva KT, van Rijn AL, Simmonds P, et al. Molecular epidemiology and clinical impact of rhinovirus infections in adults during three epidemic seasons in 11 European countries (2007–2010). Thorax. 2020;75(10):882–890. doi: 10.1136/thoraxjnl-2019-214317
  12. Demirkan E, Kırdar S, Ceylan E, et al. Genotypes of rhinoviruses in children and adults patients with acute respiratory tract infections. Mikrobiyol Bul. 2017;51(4):350–360. (In Turkish). doi: 10.5578/mb.61820
  13. Panda S, Mohakud NK, Panda S, Kumar S. Epidemiology and phylogenetic analysis of human rhinovirus/Enterovirus in Odisha, Eastern India. Indian J Med Microbiol. 2019;37(4):569–573. doi: 10.4103/ijmm.IJMM_20_23
  14. Da Costa Souza L, Bello EJM, Dos Santos EM, Nagata T. Molecular and clinical characteristics related to rhinovirus infection in Brasília, Brazil. Braz J Microbiol. 2021;52(1):289–298. doi: 10.1007/s42770-020-00411-0
  15. Esposito S, Daleno C, Baggi E, et al. Circulation of different rhinovirus groups among children with lower respiratory tract infection in Kiremba, Burundi. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2012;31(11):3251–3256. doi: 10.1007/s10096-012-1692-9
  16. Turunen R, Jartti T, Bochkov YA, et al. Rhinovirus species and clinical characteristics in the first wheezing episode in children. J Med Virol. 2016;88(12):2059–2068. doi: 10.1002/jmv.24587
  17. Zhao Y, Shen J, Wu B, et al. Genotypic diversity and epidemiology of human rhinovirus among children with severe acute respiratory tract infection in Shanghai, 2013–2015. Front Microbiol. 2018;9:1836. doi: 10.3389/fmicb.2018.01836
  18. Baillie VL, Moore DP, Mathunjwa A, et al. Molecular subtyping of human rhinovirus in children from three Sub-Saharan African countries. J Clin Microbiol. 2019;57(9):e00723–19. doi: 10.1128/JCM.00723-19

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structure of rhinovirus genome [9]. VPg — priming protein; 5ʹUTR – 5ʹ untranslated region, aim to molecular detection of rhinoviruses; Capsid proteins P1: VP4 — region coding protein, which appears under the capsid and attaches the RNA to the capsid; VP2, VP3, VP1 — located on the surface of the virion, they determine the antigenic diversity; Non-structural proteins P2, P3: 2A and 3C proteases — cleave the viral polyprotein; 2B — releases viral particles from the cell by increasing the cell membrane permeability and calcium outflow from the endoplasmic reticulum; 2C, 2B, and 3A anchor the replication complex to the membrane structure of the host cell; 3B (VPg) — the priming protein sequence is encoded; 3C — cleaves host complement C3, which prevents complement signaling; 3D — RNA-dependent RNA polymerase

Download (143KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Phylogenetic tree, genetic diversity types of rhinovirus A

Download (309KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Phylogenetic tree, genetic diversity types of rhinovirus B

Download (249KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Phylogenetic tree, genetic diversity types of rhinovirus C

Download (413KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Eco-Vector



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».