Ortopoxviruses: past, present and future

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The analysis of scientific publication, dedicated to human pathogenic orthopoxviruses over the past 40 years is generalized. The essential activation of focies of monkeypox in Central Africa, cowpox in Europe, buffalopox in South-East Asia, camelpox in South-West and Central Asia and vaccinia-like viruses in Southern America is marked on the background of the apperance of three novel representatives of orthopoxviruses in North America (agents of volepox, raccoonpox and skunpox) and two representatives of African orthopoxviruses (agents of Uasingishu, named self-titled province of Kenya and taterpox).It is concluded, that this is facilitated by almost complete absence of anti-smallpox immunity after the elimination of smallpox and stopping immunization in the world on the background of active human intervention in the nature. Expert do not exclude, that as a result of a mutation of one of orthopoxviruses of animal, similar to smallpox virus agent will exist. Whereat the world will face a threat, much more serious that swine flu or avian flu. It is concluded that modern scientific and methodological approaches to study of orthopoxvirus infections evolution allow to predict threats, related on biological safety of Russian Federation.

About the authors

Gennady G. Onishchenko

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Russian Academy of Sciences

Email: 48cnii@mil.ru

MD, PhD, Professor, Academician of the RAS

Russian Federation, 8-2, Trubetskaya street, Moscow, 119992; 14, Leninskii boulevard, Moscow, 119991

Igor A. Kirillov

Management of the Сhief of the Nuclear, Biological and Chemical Protection Troops of the Armed Forces of the Russian Federation

Email: 48cnii@mil.ru

MD, PhD

Russian Federation, Moscow

Alexander Makhlai

48 Central Scientifi c Research Institute

Email: 48cnii@mil.ru

MD, PhD, Professor

Russian Federation, Sergiev Posad, Moscow Region

Sergei Borisevich

Russian Academy of Sciences; 48 Central Scientifi c Research Institute

Author for correspondence.
Email: sp_borisevich@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6742-3919

MD, PhD, Professor

Russian Federation, 14, Leninskii boulevard, Moscow, 119991; Sergiev Posad, Moscow Region

References

  1. Virus taxonomy: the classification and nomenclature of viruses. 9-th Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Book; 2012. 1327 p.
  2. National Center for Biotechnology Information. Available from: https://https.ncbi.nlm.nih.gov/.
  3. Щелкунов С.Н., Маренникова С.С., Тотменин А.В., Блинов В.М., и др. Создание клонотек фрагментов генома вируса натуральной оспы и изучение структурно-функциональной организации вирусных генов круга хозяев // Доклады АН СССР. — 1991. — Т. 321. — С. 402–406. [Shhelkunov SN, Marennikova SS, Totmenin AV, Blinov VM, et al. Sozdanie klonotek fragmentov genoma virusa natural’noj ospy i izuchenie strukturno-funkcional’noj organizacii virusnyh genov kruga hozjaev. Dokladу AN SSSR. 1991;321:402–406. (In Russ.)]
  4. Щелкунов С.Н., Блинов В.М., Тотменин А.В., Маренникова С.С., и др. Изучение структурно-функциональной организации генома вируса натуральной оспы. I Клонирование Hind III-XhoI-фрагментов вирусной ДНК и секвенирование Hind III-M, -L, -I фрагментов // Молекулярная биология. — 1992. — Т. 26. — С. 1099–1115. [Shhelkunov SN, Blinov VM, Totmenin AV, Marennikova SS, et al. Izuchenie strukturno-funkcional’noj organizacii genoma virusa natural’noj ospy. I Klonirovanie Hind III-XhoI-fragmentov virusnoj DNK i sekvenirovanie Hind III-M, -L, -I fragmentov. Molekuljarnaja biologija. 1992;26:1099–1115. (In Russ.) ]
  5. Щелкунов С.Н., Маренникова С.С., Блинов В.М., Ресенчук С.М., и др. Полная кодирующая последовательность генома вируса натуральной оспы // Доклады АН. — 1993. — Т. 328. — С. 629–632. [Shhelkunov SN, Marennikova SS, Blinov VM, Resenchuk SM, et al. Polnaja kodirujushhaja posledovatel’nost’ genoma virusa natural’noj ospy // Dokladу RAN. 1993;328:629–632. (In Russ.)]
  6. Shchelkunov SN, Resenchuk SM, Totmenin AV, Blinov VM, et al. Comparison of the genetic maps of variola and vaccinia virus. FEBS Lett. 1993;327:321–324.
  7. Yinka-Ogunleye A, Aruna O, Dalhat M, Ogoina D, et al. Outbreak of human monkeypoxin Nigeria in 2017-18: a clinical and epidemiological report.Lancet Infect Dis. 2019;19(8):872–879. doi: 10.1016/S1473-3099(19)30294-4.
  8. Besombes C, Gonofio E, Konamna X, Selekon B, et al. Intrafamily Transmission of Monkeypox Virus, Central African Republic, 2018.Emerg Infect Dis. 2019;25(8):1602–1604. doi: 10.3201/eid2508.190112.
  9. Grönemeyer LL, Baltzer A, Broekaert S, Schrick L, et al. Generalised cowpox virus infection. Lancet. 2017;390(10104):1769. doi: 10.1016/S0140-6736(17)31428-9.
  10. Gujarati R, Reddy Karumuri SR, Babu TN, Janardhan B. A case report of buffalopox: a zoonosis of concern. Indian J. Dermatol. Venereol. Leprol. 2019;85(3):348. doi: 10.4103/ijdvl.IJDVL_222_17.
  11. Marinaik CB., Venkatesha MD., Gomes AR, Reddy P, et al. Isolation and molecular characterization of zoonotic Buffalopox virus from skin lesions of humans in India. Int J Dermatol. 2018;57(5): 590–592. doi: 10.1111/ijd.13890.
  12. Riyesh T, Karuppusamy S, Bera BC, Barua S, et al. Laboratory-acquired buffalopox virus infection, India. Emerg. Infect. Dis. 2014;20(2):324–326. doi: 10.3201/eid2002.130358.
  13. Dahiya SS, Kumar S, Mehta SC, Narnaware SD, et al. Camelpox: a brief review on its epidemiology, current status and challenges. Acta Trop. 2016;158:32–38. doi: 10.1016/j.actatropica.2016.02.014.
  14. Erster O, Melamed S, Paran N, Weiss S, et al. First Diagnosed Case of Camelpox Virus in Israel. Viruses. 2018;10:78. doi: 10.3390/v10020078.
  15. Lima MT, Oliveira GP, Afonso JAB, Souto RJC, et al. An Update on the Known Host Range of the Brazilian Vaccinia Virus: anOutbreak in Buffalo Calves. Front Microbiol. 2019;9:3327. doi: 10.3389/fmicb.2018.03327.
  16. Bera BC, Shanmugasundaram K, Barua S, Venkatesan G, et al. Zoonotic cases of camelpox infection in India. Vet Microbiol. 2011.152:29–38.
  17. Balamurugan V, Venkatesan G, Bhanuprakash V, Singh RK. Camelpox, an emerging orthopox viral disease. Indian J.Virol. 2013;24(3):295–305. doi: 10.1007/s13337-013-0145-0.
  18. Bera BC, Barua S, Shanmugasundaram K, Anand T, et al. Genetic characterization and phylogenetic analysis of host-range genes of Camelpox virus isolates from India. Virus disease. 2015;26(3):151–162. doi: 10.1007/s13337-015-0266-8.
  19. Khalafalla AI, Abdelazim F. Human and Dromedary Camel Infection with Camelpox Virus in Eastern Sudan. VectorBorneZoonoticDis. 2017;17(4):281–284. doi: 10.1089/vbz.2016.2070.
  20. Shchelkunov SN. An Increasing Danger of Zoonotic Orthopoxvirus Infections. PLoSPathog. 2013.9(12):1–4. doi: 10.1371/journal.ppat.1003756.
  21. Shchelkunova GA, Shchelkunov SN. 40 Years without Smallpox. ActaNaturae. 2017;9(4):4–12. doi: 10.32607/20758251-2017-9-4-4-12.
  22. Гаврилова Е.В., Максютов Р.А., Щелкунов С.Н. Ортопоксвирусные инфекции: эпидемиология, клиника, диагностика (обзор) // Проблемы особо опасных инфекций. — 2013. — № 4. — С. 82–88. [Gavrilova EV, Maksyutov RA, Shchelkunov SN. Orthopoxvirus Infections: Epidemiology, Clinical Picture, and Diagnostics (Scientific Review). Problems of Particularly Dangerous Infections. 2013;(4):82–88. (In Russ.)] doi: doi.org/10.21055/0370-1069-2013-4-82-88.
  23. Shchelkunov SN, Marennikova SS, Moyer RW. Orthopoxviruses Pathogenic for Humans. New York: Springer Science+Business Media, Inc.; 2005.
  24. Бабкин И.В., Щелкунов С.Н. Молекулярная эволюция покс-вирусов // Генетика. — 2008. — Т. 44. — № 8. — С. 1029–1044. [Babkin IV, Shhelkunov SN. Molekuljarnajaj evoljucija poksvirusov. Genetika. 2008;44(8):1029–1044. (In Russ.)]
  25. Babkin IV, Babkina IN. A retrospective study of the orthopoxvirus molecular evolution. Infect Genet Evol. 2012;12(8):1597–1604. doi: 10.1016/j.meegid.2012.07.011.
  26. Помолодевшая оспа – аналитический портал [Электронный ресурс]. Available from: http://www.polit.ru/article/2016/12/09/ps_variola/ (accessed: 09.12.2016).
  27. В Мэриленде обнаружили 327 пробирок с возбудителями опасных болезней, десятки лет остававшихся бесхозными [Электронный ресурс]. Available from: http://www.runyweb.com/articles/10/fda-found-more-than-smallpox-vials-in-storage-room.html (accessed: 17.06.2014).
  28. Global Biodefense. CDC Approves Partial Resumption of USAMRIID Select Agent Research. Available from: https://globalbiodefense.com/2019/11/23/cdc-approves-partial-resumption-of-usamriid-select-agent-research/ (accessed: 23.11.2019).
  29. The Independent Advisory Group on Public Health Implications of Synthetic Biology Technology Related to Smallpox: meeting report. Geneva: World Health Organization, 2015. Available from: https://www.who.int/csr/resources/publications/smallpox/synthetic-biology-technology-smallpox/en/ (accessed: 17.09.2017).
  30. Максютов Р.А. Живые противооспенные вакцины // Проблемы особо опасных инфекций. — 2017. — № 2. — С. 72–77. [Maksjutov RA. Zhivye protivoospennye vakciny. Problemy Osobo Opasnyh Infekcij. 2017;2:72–77. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2017-2-72-77.
  31. Доклад Генерального директора ВОЗ на заседании 72-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения от 4 апреля 2019 г. «Ликвидация оспы: уничтожение запасов вируса натуральной оспы». Available from: http://apps.who.int/gb/ebwha/pdf_files/WHA72/A72_28-ru.pdf (accessed: 04.04.2019).
  32. Бабкина И.Н., Бабкин И.В., Ли Ю., Ропп С., и др. Филогенетическое сравнение геномов различных штаммов вируса натуральной оспы // Доклады АН. — 2004. — Т. 398. — С. 316–319. [Babkina IN, Babkin IV, Li J, Ropp S, et al. Filogeneticheskoe sravnenie genomov razlichnyh shtammov virusa natural’noj ospy. Doklad RAN. 2004;398:316–319. (In Russ.)]
  33. Бабкин И.В., Непомнящих Т.С., Максютов Р.А., Говоров В.В., и др. Сравнительный анализ вариабельных районов генома натуральной оспы // Молекулярная биология. — 2008. — Т. 42. — № 4. — С. 612–624. [Babkin IV, Nepomnyashchikh TS, Maksyutov RA, Gutorov VV, et al. Comparative analysis of variable regions in the genomes of variola virus strains. Molecular Biology. 2008;2(4)621–624. (In Russ.)] doi: 10.1134/s0026893308040092.
  34. Gao J, Gigante C, Khmaladze E, Liu P, et al. Genome Sequences of Akhmeta Virus, an Early Divergent Old World Orthopoxvirus. Viruses. 2018;10(5):252. doi: 10.3390/v10050252.
  35. Vora NM, Li Y, Geleishvili M, Emerson GL, et al. Human infection with a zoonotic orthopoxvirus in the country of Georgia. N Engl J Med. 2015;372(13):1223–1230. doi: 10.1056/NEJMoa1407647.
  36. Springer YP, Hsu CH, Werle ZR, Olson LE, et al. Novel Orthopoxvirus Infection in an Alaska Resident. Clin Infect Dis. 2017;64(12):1737–1741. doi: 10.1093/cid/cix219.
  37. Lanave G, Dowgier G, Decaro N, Albanese F, et al. Novel Orthopoxvirus and Lethal Disease in Cat, Italy. Emerg Infect Dis. 2018;24(9):1665–1673. doi: 10.3201/eid2409.171283.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure: 1. Percentage of scientific publications presented in the American NSBI database for 1969–2017 devoted to smallpox, monkeypox, cowpox and camelpox (total)

Download (75KB)
Indexing metadata
3. Figure: 2. The number of scientific publications presented in the American NSBI database for 1969–2017 devoted to smallpox, monkeypox, cowpox, camelpox (by years)

Download (155KB)
Indexing metadata
4. Figure: 3. Evolution of poxviruses

Download (360KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 "Paediatrician" Publishers LLC

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».