Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology1848310.36233/0372-9311-366svsjawORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleAnalysis of coxsackievirus A6 circulation in the territories of the Far Eastern Federal district of the Russian Federation in 2014–2019Анализ циркуляции коксакивируса А6 в субъектах Дальневосточного федерального округа Российской Федерации в 2014–2019 годахhttps://orcid.org/0000-0002-7238-3691ButakovaLiudmila V.БутаковаЛюдмила Васильевна
Russian Federation

researcher, Far Eastern regional scientific methodological center for the study of enterovirus infection, Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology

н.с. Дальневосточного регионального научно-методического центра по изучению энтеровирусных инфекций Хабаровского НИИ эпидемиологии и микробиологии, Хабаровск

evi.khv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4438-6913SapegaElena Yu.СапегаЕлена Юрьевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Head, Far Eastern regional scientific methodological center for the study of enterovirus infection, Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology

к.м.н., в.н.с., рук. Дальневосточного регионального научно-методического центра по изучению энтеровирусных инфекций Хабаровского НИИ эпидемиологии и микробиологии

evi.khv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3050-4472TrotsenkoOlga. E.ТроценкоОльга Евгеньевна
Russian Federation

. Sci. (Med.), Director, Khabarovsk Research Institute of Epidemiology and Microbiology

д.м.н., директор Хабаровского НИИ эпидемиологии и микробиологии

evi.khv@mail.ruKhabarovsk Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyХабаровский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии22112023100535836821112023Copyright ©; 2023, Butakova L.V., Sapega E.Y., Trotsenko O.E.Copyright ©; 2023, Бутакова Л.В., Сапега Е.Ю., Троценко О.Е.2023Butakova L.V., Sapega E.Y., Trotsenko O.E.Бутакова Л.В., Сапега Е.Ю., Троценко О.Е.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/18483

Introduction. Molecular epidemiological monitoring of enterovirus infection (EVI) in the territories of the Russian Federation showed that coxsackievirus A6 (CVA-6) had been one of the most prevalent types of enteroviruses that circulated among the country population during last years and had caused majority of EVI outbreaks.

Objective — to evaluate coxsackievirus A6 circulation in the territories of the Far Eastern Federal district (FEFD) in 2014–2019 utilizing methods of molecular genetics.

Materials and methods. RT-PCR was employed to detect enterovirus RNA in biological material collected in 9 territories of the FEFD . In order to establish enterovirus types, amplification of positive samples was carried out to detect nucleotide sequence fragments of the VP1 and VP2 genes. Molecular genetic analysis of the Far Eastern CVA-6 strains was based on detection of nucleotide sequences of VP1 and 3Dpol gene fragments. Phylogenetic trees were constructed by the means of Bayesian phylogenetic methods.

Results. Total 1773 nucleotide sequences of 43 types of non-polio enteroviruses were obtained in 2014-2019. Majority of the sequences belonged to coxsackievirus A6 (524; 29.5%). In the years of the highest CVA-6 detection an increase in EVI incidence as well as EVI outbreaks were observed in the territories of FEFD. The most prevalent manifestations of EVI caused by CVA-6 in FEFD were herpangina and exanthemic forms. Phylogenetic analysis showed that Far Eastern strains of CVA-6 during in the analyzed period of time belonged to D3 subgenotype that is dominant in the world. The circulation of several recombinant forms of CVA-6 (RF-A, -H, -L, -N, -R) was also registered.

Conclusion. The genetic diversity of CVA-6 strains circulating in the territories of the FEFD in 2014–2019 revealed in this study requires further investigation in order to obtain new knowledge about the CVA-6 molecular epidemiology and improve the enterovirus surveillance system.

Введение. Молекулярно-эпидемиологический мониторинг за энтеровирусной инфекцией (ЭВИ) в субъектах Российской Федерации показал, что коксакивирус А6 (КВ-А6) на протяжении последних лет был одним из доминирующих типов энтеровирусов (ЭВ), циркулировавших среди населения страны, и в отдельные годы явился причиной большинства вспышек ЭВИ.

Цель работы — провести анализ циркуляции КВ-А6 в субъектах Дальневосточного федерального округа (ДФО) в 2014–2019 гг. с использованием молекулярно-генетических методов.

Материалы и методы. Биологический материал, поступавший из 9 субъектов ДФО, исследовали методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией для обнаружения РНК ЭВ. Проводили амплификацию положительных образцов для получения нуклеотидных последовательностей фрагментов генов VP1 и VP2 для дальнейшего установления типа ЭВ. Для молекулярно-генетического анализа дальневосточных штаммов КВ-А6 получены нуклеотидные последовательности фрагментов генов VP1 и 3Dpol. Построение филогенетических деревьев осуществляли с использованием Байесовых филогенетических методов.

Результаты. C 2014 по 2019 г. получены 1773 нуклеотидные последовательности неполиомиелитных ЭВ 43 типов, циркулировавших в ДФО, при этом основная часть сиквенсов принадлежала КВ-А6 (524; 29,5%). В годы наибольшей идентификации КВ-А6 в субъектах ДФО наблюдались подъёмы заболеваемости ЭВИ с регистрацией вспышечных очагов. Из клинических проявлений ЭВИ, вызванных КВ-А6, в ДФО преобладали герпангина и экзантемные формы. Филогенетический анализ показал принадлежность дальневосточных штаммов КВ-А6 к превалирующему во всём мире субгенотипу D3, а также циркуляцию в анализируемый период времени нескольких рекомбинантных форм КВ-А6 (RF-A, -H, -L, -N, -R).

Заключение. Установленное генетическое разнообразие штаммов КВ-А6, циркулировавших в субъектах ДФО в 2014–2019 гг., требует дальнейшего изучения для получения новых знаний о молекулярной эпидемиологии КВ-А6 и совершенствования системы эпидемиологического надзора за ЭВИ.

enterovirus infectionenterovirusescoxsackievirus A6sequencingphylogenetic analysisrecombinant formsэнтеровирусная инфекцияэнтеровирусыкоксакивирус А6секвенированиефилогенетический анализрекомбинантные формыTapparel C., Siegrist F., Petty T.J., Kaiser L. Picornavirus and enterovirus diversity with associated human diseases. Infect. Genet. Evol. 2013;14:282–93. DOI: https://doi.org/10.1016/j.meegid.2012.10.016Gonzalez G., Carr M.J., Kobayashi M., et al. Enterovirus-associated hand-foot and mouth disease and neurological complications in Japan and the rest of the world. Int. J. Mol. Sci. 2019;20(20):5201. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms20205201Repass G.L., Palmer W.C., Stancampiano F.F. Hand, foot, and mouth disease: identifying and managing an acute viral syndrome. Cleve Clin. J. Med. 2014;81(9):537–43. DOI: https://doi.org/10.3949/ccjm.81a.13132Zhao T.S., Du J., Sun D.P., et al. A review and meta-analysis of the epidemiology and clinical presentation of coxsackievirus A6 causing hand-foot-mouth disease in China and global implications. Rev. Med. Virol. 2020;30(2):e2087. DOI: https://doi.org/10.1002/rmv.2087Yao X., Bian L.L., Lu W.W., et al. Enterovirus spectrum from the active surveillance of hand foot and mouth disease patients under the clinical trial of inactivated Enterovirus A71 vaccine in Jiangsu, China, 2012-2013. J. Med. Virol. 2015;87(12):2009–17. DOI: https://doi.org/10.1002/jmv.24275Guo W.P., Lin X.D., Chen Y.P., et al. Fourteen types of co-circulating recombinant enterovirus were associated with hand, foot, and mouth disease in children from Wenzhou, China. J. Clin. Virol. 2015;70:29–38. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcv.2015.06.093Pons-Salort M., Parker E.P.K., Grassly N.C. The epidemiology of non-polio enteroviruses: recent advances and outstanding questions. Curr. Opin. Infect. Dis. 2015;28(5):479–87. DOI: https://doi.org/10.1097/QCO.0000000000000187Solomon T., Lewthwaite P., Perera D., et al. Virology, epidemiology, pathogenesis, and control of enterovirus 71. Lancet Infect. Dis. 2010;10(11):778–90. DOI: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(10)70194-8Mao Q., Wang Y., Yao X., et al. Coxsackievirus A16: epidemiology, diagnosis, and vaccine. Hum. Vaccin. Immunother. 2014;10(2):360–7. DOI: https://doi.org/10.4161/hv.27087Xing W., Liao Q., Viboud C., et al. Epidemiological characteristics of hand-foot-and-mouth disease in China, 2008–2012. Lancet Infect. Dis. 2014;14(4):308–18. DOI: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(13)70342-6Yang Z.Y., Chen X.Q., Sun D., Wei D. Mortality in children with severe hand, foot and mouth disease in Guangxi, China. Indian Pediatr. 2018; 55(2):137–9.Bian L., Wang Y., Yao X., et al. Coxsackievirus A6: a new emerging pathogen causing hand, foot and mouth disease outbreaks worldwide. Expert Rev. Anti Infect. Ther. 2015;13(9):1061–71. DOI: https://doi.org/10.1586/14787210.2015.1058156Robinson C.R., Doane F.W., Rhodes A.J. Report of an outbreak of febrile illness with pharyngeal lesions and exanthem: Toronto, summer 1957 – isolation of group A Coxsackie virus. Can. Med. Assoc. J. 1958;79(8):615–21.Nassef C., Ziemer C., Morrell D.S. Hand-foot-and-mouth disease: a new look at a classic viral rash. Curr. Opin. Pediatr. 2015;27(4):486–91. DOI: https://doi.org/10.1097/MOP.0000000000000246Kimmis B.D., Downing C., Tyring S. Hand-foot-and-mouth disease caused by coxsackievirus A6 on the rise. Cutis. 2018;102(5):353–6.No T.H., Jo K.M., Jung S.Y., et al. Coxsackievirus A6-induced hand-foot-and-mouth disease mimicking Stevens–Johnson syndrome in an immunocompetent adult. Infect. Chemother. 2020;52(4):634–40. DOI: https://doi.org/10.3947/ic.2020.52.4.634Cheng F.F., Zhang B.B., Cao M.L., et al. Clinical characteristics of 68 children with atypical hand, foot, and mouth disease caused by coxsackievirus A6: a single-center retrospective analysis. Transl. Pediatr. 2022;11(9):1502–9. DOI: https://doi.org/10.21037/tp-22-352Новикова Н.А., Голицына Л.Н., Зверев В.В. Энтеровирусы в Российской Федерации в 2014 году. В кн.: Информационный бюллетень «Заболеваемость, этиологическая структура и вопросы профилактики энтеровирусной (неполио) инфекции». Том 2. Нижний Новгород;2015:7–10. Novikova N.A., Golitsyna L.N., Zverev V.V. Enteroviruses in the Russian Federation in 2014. In: Newsletter «Morbidity, Etiological Structure and Issues of Prevention of Enterovirus (Non-Polio) Infection». Volume 2. Nizhny Novgorod;2015:7–10. EDN: https://elibrary.ru/xwarenГолицына Л.Н., Зверев В.В., Епифанова Н.В. и др. Неполиомиелитные энтеровирусы в Российской Федерации в 2017 году. В кн.: Информационный бюллетень «Заболеваемость, этиологическая структура и вопросы профилактики энтеровирусной (неполио) инфекции». Нижний Новгород; 2018;5:5–12. Golitsyna L.N., Zverev V.V., Epifanova N.V., et al. Non-polio enteroviruses in the Russian Federation in 2017. In: Newsletter «Morbidity, Etiological Structure and Issues of Prevention of Enterovirus (Non-Polio) Infection». Volume 5. Nizhny Novgorod; 2018;5:5–12. EDN: https://elibrary.ru/osqidpСапега Е.Ю., Бутакова Л.В., Троценко О.Е. и др. Современные молекулярно-генетические технологии в изучении интенсивности эпидемического процесса энтеровирусной инфекции в ряде субъектов Сибирского федерального округа Российской Федерации. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2019;(12):42–50. Sapega E.Yu., Butakova L.V., Trotsenko O.E., et al. State-of-the-art molecular genetic techniques in surveillance over intensity of enterovirus infection epidemic process in some constituent entities of the Siberian Federal district of the Russian Federation. Public Health and Life Environment – PH&LE. 2019;(12):42–50. DOI: https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-321-12-42-50 EDN: https://elibrary.ru/roivawNix W.A., Oberste M.S., Pallansch M.A. Sensitive, seminested PCR amplification of VP1 sequences for direct identification of all enterovirus serotypes from original clinical specimens. J. Clin. Microbiol. 2006;44(8):2698–704. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.00542-06Nasri D., Bouslama L., Omar S., et al. Typing of human enterovirus by partial sequencing of VP2. J. Clin. Microbiol. 2007;45(8):2370–9. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.00093-07Gaunt E., Harvala H., Österback R., et al. Genetic characterization of human coxsackievirus A6 variants associated with atypical hand, foot and mouth disease: a potential role of recombination in emergence and pathogenicity. J. Gen. Virol. 2015;96(Pt. 5):1067–79. DOI: https://doi.org/10.1099/vir.0.000062Лукашев А.Н., Голицына Л.Н., Вакуленко Ю.А. и др. Современные возможности и направления развития молекулярно-эпидемиологического мониторинга в надзоре за энтеровирусными инфекциями. Опыт Российской Федерации. Инфекция и иммунитет. 2018;8(4):452–64. Lukashev A.N., Golitsina L.N., Vakulenko Y.A., et al. Current possibilities and potential development of molecular enterovirus surveillance. Experience of Russian Federation. Infection and Immunity. 2018;8(4):452–64. DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-4-452-464 EDN: https://elibrary.ru/ywwjhnMuir P., Kämmerer U., Korn K., et al. Molecular typing of enteroviruses: current status and future requirements. The European Union Concerted Action on Virus Meningitis and Encephalitis. Clin. Microbiol. Rev. 1998;11(1):202–27. DOI: https://doi.org/10.1128/CMR.11.1.202Anh N.T., Nhu L.N.T., Van H.M.T., et al. Emerging coxsackievirus A6 causing hand, foot and mouth disease, Vietnam. Emerg. Infect. Dis. 2018;24(4):654–62. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2404.171298He Y.Q., Chen L., Xu W.B., et al. Emergence, circulation, and spatiotemporal phylogenetic analysis of сoxsackievirus A6- and Coxsackievirus A10-associated hand, foot, and mouth disease infections from 2008 to 2012 in Shenzhen, China. J. Clin. Microbiol. 2013;51(11):3560–6. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.01231-13Song Y., Zhang Y., Ji T., et al. Persistent circulation of Coxsackievirus A6 of genotype D3 in mainland of China between 2008 and 2015. Sci. Rep. 2017;7(1):5491. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-05618-0Ngangas S.T., Bisseux M., Jugie G., et al. Coxsackievirus A6 recombinant subclades D3/A and D3/H were predominant in hand-foot-and-mouth disease outbreaks in the paediatric population, France, 2010–2018. Viruses. 2022;14(5):1078. DOI: https://doi.org/10.3390/v14051078Puenpa J., Saengdao N., Khanarat N., et al. Evolutionary and genetic recombination analyses of Coxsackievirus A6 variants associated with hand, foot, and mouth disease outbreaks in Thailand between 2019 and 2022. Viruses. 2023;15(1):73. DOI: https://doi.org/10.3390/v15010073McWilliam Leitch E.C., Bendig J., Cabrerizo M., et al. Transmission networks and population turnover of echovirus 30. J. Virol. 2009;83(5):2109–18. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.02109-08Lukashev A.N., Lashkevich V.A., Ivanova O.E., et al. Recombination in circulating enteroviruses. J. Virol. 2003;77:10423–31. DOI: https://doi.org/10.1128/jvi.77.19.10423-10431.2003Lindberg M.A., Andersson P., Savolainen C., et al. Evolution of the genome of Human enterovirus B: incongruence between phylogenies of the VP1 and 3CD regions indicates frequent recombination within the species. J. Gen. Virol. 2003;84:1223–35. DOI: https://doi.org/10.1099/vir.0.18971-0Lu J., Zeng H., Zheng H., et al. Hand, foot and mouth disease in Guangdong, China, in 2013: new trends in the continuing epidemic. Clin. Microbiol. Infect. 2014;20(7):O442–5. DOI: https://doi.org/10.1111/1469-0691.12468Feng X., Guan W., Guo Y., et al. A novel recombinant lineage's contribution to the outbreak of coxsackievirus A6-associated hand, foot and mouth disease in Shanghai, China, 2012–2013. Sci. Rep. 2015;5:11700. DOI: https://doi.org/10.1038/srep11700Lukashev A.N., Ivanova O.E., Eremeeva T.P., Gmyl L.V. Analysis of echovirus 30 isolates from Russia and new independent states revealing frequent recombination and reemergence of ancient lineages. J. Clin. Microbiol. 2008;46(2):665–70. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.02386-06Benschop K.S.M., Broberg E.K., Hodcroft E., et al. Molecular epidemiology and evolutionary trajectory of emerging echovirus 30, Europe. Emerg. Infect. Dis. 2021;27(6):1616–26. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2706.203096Domingo E., Martin V., Perales C., Escarmis C. Coxsackieviruses and quasispecies theory: evolution of enteroviruses. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2008;323:3–32. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-75546-3_1Lukashev A.N., Lashkevich V.A., Ivanova O.E., et al. Recombination in circulating Human enterovirus B: independent evolution of structural and non-structural genome regions. J. Gen. Virol. 2005;86(Pt. 12):3281–90. DOI: https://doi.org/10.1099/vir.0.81264-0Лукашев А.Н. Роль рекомбинации в эволюции энтеровирусов. Вопросы вирусологии. 2005;50(3):46–52. Lukashev A.N. Role of recombination in evolution of enteroviruses. Problems of Virology. 2005;15(3):157–67. DOI: https://doi.org/10.1002/rmv.457 EDN: https://elibrary.ru/hsghuvCombelas N., Holmblat B., Joffret M.L., et al. Recombination between poliovirus and coxsackie A viruses of species C: a model of viral genetic plasticity and emergence. Viruses. 2011;3(8):1460–84. DOI: https://doi.org/10.3390/v3081460Ngangas S.T., Lukashev A., Jugie G., et al. Multirecombinant enterovirus A71 subgenogroup C1 isolates associated with neurologic disease, France, 2016-2017. Emerg. Infect. Dis. 2019;25(6):1204–8. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2506.181460Khetsuriani N., LaMonte-Fowlkes A., Oberste M.S., Pallansch M.A. Enterovirus surveillance-United States, 1970–2005. MMWR Surveill. Summ. 2006;55(8):1–20.Abedi G.R., Watson J.T., Pham H., et al. Enterovirus and human parechovirus surveillance – United States, 2009–2013. MMWR Morb. Mortal Wkly Rep. 2015;64(34):940–3. DOI: https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6434a3Wang S.H., Wang A., Liu P.P., et al. Divergent pathogenic properties of circulating Coxsackievirus A6 associated with emerging hand, foot, and mouth disease. J. Virol. 2018;92(11):e00303-18. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.00303-18Akhmadishina L.V., Govorukhina M.V., Kovalev E.V., et al. Enterovirus A71 meningoencephalitis outbreak, Rostov‐on‐Don, Russia, 2013. Emerg. Infect. Dis. 2015;21(8):1440–3. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2108.141084Lukashev A.N. Recombination among picornaviruses. Rev. Med. Virol. 2010;20(5):327–37. DOI: https://doi.org/10.1002/rmv.660