Характеристики изолята вируса оспы обезьян, полученного от первого заболевшего в России, и его чувствительность к 7-[N-(4-трифторметилбензоил)-гидразинокарбонил]-трицикло-[3.2.2.0^2,4]нон-8-ен-6-карбоновой кислоте
- Авторы: Овчинникова А.С.1, Одношевский Д.А.1, Кабанов А.С.1, Боднев С.А.1, Пьянков О.В.1, Оськина О.П.1, Сивай М.В.1, Беспалов А.В.1, Трегубчак Т.В.1, Шишкина Л.Н.1, Таранов О.С.1, Золин В.В.1, Сергеев А.А.1, Агафонов А.П.1
-
Учреждения:
- Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
- Выпуск: Том 101, № 6 (2024)
- Страницы: 748-757
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Дата подачи: 10.10.2024
- Дата публикации: 14.12.2024
- URL: https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/18661
- DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-589
- EDN: https://elibrary.ru/yuugtk
- ID: 18661
Цитировать
Аннотация
Введение. С начала мая 2022 г. было зарегистрировано более 90 тыс. случаев заражения вирусом оспы обезьян (ВОО) в более чем 70 странах мира. Это самая крупная из зарегистрированных вспышек оспы обезьян, вышедшая за пределы Африки.
Цель работы — подтверждение первого случая оспы обезьян в России, выделение и секвенирование изолята ВОО, а также оценка его чувствительности к противооспенному препарату — 7-[N-(4-трифторметилбензоил)-гидразинокарбонил]-трицикло-[3.2.2.0^2,4]нон-8-ен-6-карбоновой кислоте (НИОХ-14).
Материалы и методы. В работе использовали биологические материалы, полученные из поражённого участка кожи (содержимое везикул), мазка из носоглотки, мокроты и венозной крови пациента с подозрением на оспу обезьян. Заболевание подтверждали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим определением нуклеотидной последовательности вирусной ДНК методом секвенирования. Штамм ВОО из клинических образцов выделяли в культуре клеток Vero E6. Противовирусную эффективность НИОХ-14 в отношении изолята ВОО оценивали с использованием адаптированного спектрофотометрического метода.
Результаты. Диагностическое исследование биологических образов пациента, вернувшегося из туристической поездки по европейским странам, с жалобами на кожную сыпь по всему телу выявило в них ДНК ВОО. Изолят ВОО был выделен из содержимого везикулы в культуре клеток, генетическая последовательность MPXV-pustule S45 была собрана по результатам проведения высокопроизводительного параллельного секвенирования.
Обсуждение. Эффективность противовирусного действия готовой лекарственной формы НИОХ-14 в отношении нового штамма ВОО по результатам определения 50% вирусингибирующей концентрации составила 0,02 мкг/мл, индекс селективности — > 15 000.
Заключение. В настоящем исследовании методами ПЦР в режиме реального времени, секвенирования и электронной микроскопии был выявлен и идентифицирован возбудитель оспы обезьян, из клинического образца (содержимое везикул) на культуре клеток Vero Е6 был выделен изолят ВОО и, таким образом, подтверждён первый завозной случай оспы обезьян в России. Было доказано, что препарат НИОХ-14 проявляет высокую противовирусную активность in vitro в отношении выделенного изолята ВОО.
Полный текст
Введение
Прошло уже более 60 лет с тех пор, как был открыт возбудитель особо опасной зооантропонозной вирусной инфекции у людей — вирус оспы обезьян (ВОО), который относится к тому же роду Orthopoxvirus (семейство Poxviridae), что и вирус натуральной оспы, и обладает высокой летальностью для людей (до 17%) [1–3]. Геномное секвенирование ВОО показало существование двух ветвей этого вируса: клады Западной Африки и Центральной Африки (бассейна Конго), каждая из которых вызывает заболевание — оспу обезьян, однако вирус западноафриканской клады считается менее опасным [4, 5]. С момента своего открытия это заболевание было эндемичным только для Центральной и Западной Африки [6–8]. Однако с начала мая 2022 г. оспа обезьян распространилась далеко за пределы Африканского континента, что побудило Всемирную организацию здравоохранения объявить вспышку этого заболевания в 2022 г. чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения, имеющей международное значение1. В настоящее время распространение оспы обезьян в мире продолжается, зарегистрировано уже более 90 тыс. случаев заражений в более чем 70 странах по всему миру. Это самая крупная вспышка оспы обезьян из когда-либо происходивших в Африке и за её пределами.
Препараты для профилактики и лечения натуральной оспы играют важную роль в борьбе с оспой обезьян. В Европе, США, Канаде и ряде других стран одобрено новое специфическое средство для лечения оспы обезьян — препарат Tecovirimat [9], ингибитор вирусного белка VP37. Данный препарат в настоящее время широко используется для терапии этого заболевания [10], однако появились данные о выявлении устойчивых вариантов ВОО к данному препарату [11–13]. В России зарегистрирован препарат 7-[N-(4-трифторметилбензоил)-гидразинокарбонил]-трицикло-[3.2.2.0^2,4]нон-8-ен-6-карбоновой кислоте (НИОХ-14), обладающий аналогичным механизмом действия, что и Tecovirimat [14].
Оспа обезьян у человека больше не является редкой болезнью и представляет собой проблему общественного здравоохранения, поэтому важно иметь доступ к зарегистрированным лекарственным средствам, способным эффективно противостоять данному заболеванию.
Целью данной работы явилось подтверждение первого зарегистрированного случая ВОО в России, выделение и секвенирование изолята ВОО, а также оценка его чувствительности к отечественному противооспенному препарату НИОХ-14.
Материалы и методы
Культура клеток
В работе использовали культуру клеток Vero Е6, полученную из коллекции культур клеток ГНЦ ВБ «Вектор». В качестве поддерживающей среды при культивировании ВОО использовали среду DMEM в присутствии 2% эмбриональной сыворотки крупного рогатого скота с добавлением пенициллина (100 МЕ/мл) и стрептомицина (100 мкг/мл).
Пациент, образцы для тестирования
Пациент — мужчина, 28 лет, с клиническими признаками оспы обезьян, у которого для проведения работ был отобран материал с поражённой кожи (содержимое везикул), мазок из носоглотки и мокрота, венозная кровь. Исследование проводилось при добровольном информированном согласии пациента. Протокол исследования одобрен Этическим комитетом ГНЦ ВБ «Вектор» (протокол № 5а от 21.07.2022).
Работы с ВОО были проведены на базе лаборатории 4-го уровня биобезопасности ГНЦ ВБ «Вектор».
Выделение, титрование и культивирование вируса оспы обезьян
Образец с содержимым везикул перед добавлением к монослою культуры клеток Vero E6 разводили в 0,5 мл среды DMEM с добавлением пенициллина (100 МЕ/мл) и стрептомицина (100 мкг/мл). Образцы венозной крови, мазка из носоглотки и мокроты использовали без дополнительного разведения средой до внесения на клеточный монослой. Супернатант образцов, полученный после центрифугирования при 700g в течение 10 мин, добавляли по 50 мкл в лунки 96-луночного планшета с монослоем культуры клеток Vero E6. Планшеты инкубировали при 37ºC в условиях 5% CO2 и ежедневно наблюдали за появлением цитопатического эффекта. Культуральную среду из лунок с разрушенным монослоем (пассаж 1) собирали и переносили во флаконы Т-25 с предварительно выращенным монослоем культуры клеток Vero E6 для последующего инкубирования при 37ºC. При достижении 80% цитопатического эффекта в клеточном монослое флаконы замораживали/размораживали 3 раза, полученную вируссодержащую суспензию осветляли путём центрифугирования при 1200g в течение 10 мин (пассаж 2). Вируссодержащую суспензию 2-го пассажа титровали методом бляшек в 24-луночных планшетах с монослоем культуры клеток Vero E6, а также использовали для проведения экстракции вирусной ДНК и последующего её анализа с использованием высокопроизводительного секвенирования.
Получение полногеномных нуклеотидных последовательностей
ДНК ВОО выделяли из исходного материала фенол-хлороформным методом2.
Концентрацию вирусной ДНК измеряли с помощью «Qubit 3.0» набором реагентов «Qubit dsDNA HS Assay Kit» («Thermo Fisher Scientific»), затем раствор использовали для подготовки библиотек для высокопроизводительного секвенирования на платформе «Illumina». Для подготовки библиотек использовали метод лигирования Y-образных адаптеров («Illumina»). Секвенирование проводили на секвенаторе «MiSeq» («Illumina») с использованием набора для секвенирования «MiSeq Reagent Kit v2 (500-cycles)» («Illumina»).
Тестирование образцов на наличие ДНК ВОО
Подтверждающее диагностическое исследование было проведено с использованием набора реагентов для выявления генетических маркеров (ДНК) ортопоксвирусов, включая ВОО, методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с использованием набора реагентов для выявления РНК амплификации ДНК вирусов натуральной оспы, оспы обезьян, оспы коров, осповакцины с гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме реального времени «Вектор-МПЦРрв-Оспа» (ГНЦ ВБ «Вектор», № РЗН 2016/3685).
Тестируемый препарат, ингибитор репликации ортопоксвирусов
В работе использовали отечественный противооспенный препарат НИОХ-14, серия 010919 [14].
Метод определения противовирусной активности препарата НИОХ-14 in vitro
Оценку цитотоксичности и противовирусной эффективности препарата НИОХ-14 (серия 010919) проводили с помощью колориметрического метода [15]. В лунки 96-луночных планшетов, содержащих монослой клеток Vero Е6 (~ 40 тыс. клеток в лунке), сначала вносили по 100 мкл серийных разведений растворов, приготовленных из готовой лекарственной формы препарата НИОХ-14. Затем вносили по 100 мкл разведения ВОО в дозе 800 БОЕ/лунку (множественность заражения ~ 0,02 вирусных частиц на клетку), вызывающей 100% разрушение клеток в контрольном монослое без препарата, которое происходит при инкубации клеток с вирусом через 6 сут после заражения3. Цитотоксическую активность препарата определяли по его воздействию на разрушение клеток в лунках планшета, в которые вирус не вносили. В качестве контролей использовали монослои клеток в лунках планшета, в которые вносили вирус без препарата (контроль вируса) и монослои клеток в лунках, в которые не вносили ни вирус, ни препарат (контроль клеток).
Капсулу готовой лекарственной формы препарата НИОХ-14 вскрывали, высыпали содержимое в пенфлакон. К содержимому капсулы добавляли 10 мл диметилсульфоксида. Полученный раствор смешивали в равных объёмах с питательной средой с антибиотиком. Для оценки цитотоксичности в отношении культуры клеток Vero Е6 и противовирусной активности в отношении ВОО готовили последовательные 3-кратные разведения препарата, использовали 8 разведений, начиная с концентрации 600 мкг/мл. Для оценки противовирусной активности препарата использовали 8 разведений, начиная с 2 мкг/мл.
Разведения препарата НИОХ-14 вносили в объёме 100 мкл в лунки 96-луночных планшетов с культурой клеток. После инкубации при 37ºС в течение 2 ч (профилактическая схема) в лунки для оценки цитотоксичности вносили по 100 мкл культуральной среды, а для оценки противовирусной активности — по 100 мкл разведения ВОО. В итоге общий объём жидкости в каждой лунке составлял 200 мкл, начальная концентрация препарата в лунках для определения цитотоксичности была 300 мкг/мл, а для определения противовирусной активности — 1,00 мкг/мл.
После 6 сут инкубирования при 37ºС монослой клеток прокрашивали витальным красителем нейтральным красным в течение 2 ч. После удаления красителя и отмывки лунок от его несвязавшейся фракции добавляли 0,1 мл лизирующего буфера для высвобождения красителя из поглотивших его клеток. Оптическую плотность полученного раствора, которая зависит от количества клеток в монослое, не разрушенных под влиянием препарата или вируса, измеряли с использованием планшетного спектрофотометра «Emax» («Molecular Devices») при длине волны 490 нм. С помощью программы «SoftMax 4.0» («Molecular Devices») рассчитывали 50% токсическую концентрацию (TC50, мкг/мл) препарата, при которой разрушаются 50% клеток в неинфицированном монослое, и 50% вирусингибирующую концентрацию (IС50, мкг/мл) препарата, при которой не разрушаются (сохраняют жизнеспособность) 50% клеток в инфицированном монослое. На основании TC50 и IС50 определяли индекс селективности (SI) препарата: SI = TC50/IС50.
Электронно-микроскопическое исследование
Клетки Vero Е6, заражённые ВОО, были отделены с помощью резинового шпателя и зафиксированы в равном объёме 8% раствором параформальдегида в течение 1 сут. После центрифугирования (1500 об/мин, 10 мин) и трёхкратной промывки осадок дополнительно фиксировали 1% раствором OsO4. Обезвоживание, пропитывание и заливку в смеси эпон-аралдит проводили по общепринятой методике. Ультратонкие срезы готовили на микротоме («Reichert-Jung»), окрашивали уранилацетатом и цитратом свинца. Срезы исследовали в электронном микроскопе «JEM 1400» («Jeol»). Фотосъёмку и анализ изображения проводили с помощью цифровой камеры «Veleta» и программного пакета iTEM («SIS»).
Статистический и биоинформатический анализ данных
Данные титра ВОО представляли в виде среднего значения и его стандартного отклонения (n = 4).
Биоинформатический анализ последовательностей фрагментов вируса проводили при помощи пакетов MIRA v. 4.9.6, BWA v. 0.7.15, IGV v. 2.3.78, Samtools v. 1.3.1, Bcftools v. 1.62, SnpEff v. 5.2. Полногеномные последовательности выравнивали при помощи алгоритма MAFFT v. 7.505. В качестве референсной нуклеотидной последовательности был использован геном ВОО MPXV-M5312_HM12_Rivers (NC_063383.1), принадлежащий к западноафриканской кладе. Филогенетическое дерево было сконструировано при помощи метода максимального правдоподобия (IQ-Treev.2.1.4, модель нуклеотидных замен GTR+G+I) c использованием референтных (RefSeq) последовательностей Orthopoxvirus (n = 9). Кроме того, из базы данных GISAID были загружены все доступные к июлю 2024 г. последовательности ВОО, полученные из образцов, собранных с января 2018 г. по август 2022 г. Итоговое количество последовательностей, использованное для анализа, составило 2,289. Участки генома с пропущенными позициями в исследуемой последовательности были исключены из анализа.
Результаты
Обнаружение ВОО в клинических образцах
Исследование проводили с клиническими образцами, полученными от гражданина РФ, вернувшегося из туристической поездки по европейским странам — Испании, Португалии и др. (где на тот момент наблюдался подъём заболеваемости оспой обезьян). Через несколько дней после возвращения из-за рубежа (08.07.2022) пациент обратился в медицинское учреждение с жалобами на сыпь по всему телу. По клиническим симптомам и эпидемиологическому анализу у пациента была предположена оспа обезьян. Мазок из носоглотки и мокрота, а также содержимое везикул, собранные от больного при его поступлении в медицинское учреждение и переданные в лабораторию ГНЦ ВБ «Вектор» для исследования методом ПЦР, оказались положительными на содержание ДНК ВОО, что подтвердило диагноз оспы обезьян. В то же время в образце венозной крови пациента, также переданном для исследования, наличие ДНК ВОО не было обнаружено (таблица).
Наличие ДНК ВОО в пробах, исследованных с помощью набора реагентов «Вектор-МПЦРрв-Оспа»
Presence of MPXV DNA in samples tested with the Vector-MPCR rv-Ospa reagent kit
Вид пробы Sample type | Определяемый показатель Indicator | Результаты исследования Study results |
Содержимое везикул Vesicle contents | MPXV DNA | Обнаружено, Ct = 19,72 Found, Ct = 19.72 |
Мазок из носоглотки и мокрота Nasopharyngeal swab and sputum | MPXV DNA | Обнаружено, Ct = 16,18 Found, Ct = 16.18 |
Кровь из вены Venous blood | MPXV DNA | Не обнаружено, Ct > 40* Not found, Ct > 40* |
Примечание. *В соответствии с инструкцией производителя при значении Ct > 40 результат анализа считается отрицательным.
Note. *According to the manufacturer's instructions, a Ct value > 40 is considered a negative test result.
ДНК ВОО из образцов пациента была исследована с помощью высокопроизводительного секвенирования и последующего биоинформационного анализа. На основе прочтений, полученных в результате секвенирования ДНК ВОО, выделенной из клинического материала пациента, была собрана генетическая последовательность MPXV-pustule S45 (номер последовательности в базе данных VGARus vect2SM413009). Длина полученной последовательности составила 197 203 п. н. (98,77%), средняя глубина покрытия — 11,72, число нерасшифрованных нуклеотидов — 3346. Общее количество прочтений, приходящихся на таргетный геном, — 27,168.
Филогенетический анализ последовательности MPXV-pustule_S45 (рис. 1) показал, что исследуемый изолят ВОО относится к генетической кладе IIb, линии В.1. Наиболее генетически близкими к исследуемому образцу являются последовательности ВОО, выделенные в 2022 г. от пациентов из США, Перу, а также стран Западной Европы (Германии, Португалии и Ирландии).
Рис. 1. Филогенетическое дерево, построенное с использованием метода максимального правдоподобия.
На круговой кладограммме выделены последовательности ВОО, загруженные из GISAID. Обведено положение исследуемой последовательности MPXV-pustule_S45 и ближайших к ней последовательностей. Приведена детальная кладограмма.
Fig. 1. Phylogenetic tree constructed using the maximum likelihood method.
Mpox sequences loaded from GISAID are highlighted on the circular cladogram. The position of the investigated sequence MPXV-pustule_S45 and its closest sequences is circled. A detailed cladogram is given.
Анализ нуклеотидных последовательностей MPXV-pustule_S45 в сравнении с референсной последовательностью NC_063383.1 ВОО показал наличие 66 нуклеотидных замен, из которых 32 замены являются миссенс-мутациями, а одна замена приводит к сдвигу рамки считывания (ген OPG055). Кроме того, исследованная последовательность MPXV-pustule_S45 содержит мутацию Е353К в белке F13L (ген OPG057, позиция генома 39139). Однако мутаций, вызывающих резистентность к Tecovirimat, по результатам анализа MPXV-pustule_S45 не было выявлено.
Выделение вируса оспы обезьян в культуре клеток
Для выделения жизнеспособного ВОО из клинических образцов были использованы пробы с содержимым везикул от заболевшего человека. Через 2 дня после инокуляции клеточной культуры Vero Е6 при сравнении с неинфицированной контрольной клеточной культурой наблюдали незначительное изменение морфологии клеток, которое на 5-е сутки после заражения стало проявляться в виде цитопатического действия. Были проведены 2 последовательных пассажа с целью наработки рабочего стока вируса и его депонирования в Государственную коллекцию возбудителей вирусных инфекционных болезней и риккетсиозов, функционирующую на базе ГНЦ ВБ «Вектор», как штамм St.Petersburg-22 ВОО. Титр стока вируса в культуральной жидкости составил 5,9 ± 0,3 lg БОЕ/мл.
Электронно-микроскопическое исследование
Образец инфицированных штаммом St.Petersburg-22 ВОО клеток Vero Е6 был исследован с использованием метода электронной микроскопии (рис. 2).
Рис. 2. Инфицированные новым штаммом St.Petersburg-22 ВОО клетки Vero Е6.
а, б — 48 ч после заражения, вирусная фабрика занимает бо́льшую часть цитоплазмы клетки; вирусные частицы представлены на всех этапах цикла формирования (стрелки); преобладают «незрелые» вирионы (снимок б).
Снимки в–д — 72 ч после заражения, на снимке в преобладают «зрелые» вирусные частицы (стрелки). На снимке г стрелка указывает на «незрелую» вирусную частицу. На снимке д — типичная морфология «зрелого» вириона ортопоксвируса.
Fig. 2. Vero E6 cells infected with a new St. Petersburg-22 MPXV strain.
a, b — 48 h after infection, the viral factory occupies most of the cell cytoplasm; viral particles are represented at all stages of the formation cycle (arrows); immature virions are prevalent (image b).
Images c–e — 72 h after infection, image c shows the prevalence of mature viral particles (arrows). In image d, the arrow indicates an immature viral particle. Image e shows the typical morphology of a mature orthopoxvirus virion.
Ультраструктурный анализ инфицированных клеток показал наличие характерных для ортопоксвирусов вирусных фабрик, которые через 48 ч занимали бóльшую часть цитоплазмы инфицированной клетки Vero E6. Типичные для ортопоксвирусов вирусные частицы через 48 ч после заражения клеток Vero E6 были представлены на всех этапах цикла их формирования, при этом преобладали в основном «незрелые» вирионы. В то же время через 72 ч после заражения клеток Vero E6 преимущественно наблюдали «зрелые» вирусные частицы.
Противовирусная активность НИОХ-14 в экспериментах in vitro
Штамм ВОО St.Petersburg-22 был использован для оценки эффективности противовирусного действия препарата НИОХ-14. Результаты представлены на рис. 3.
Рис. 3. Диаграмма цитотоксичности (TC50 > 300 мкг/мл) и противовирусной активности готовой лекарственной формы препарата НИОХ-14 в отношении штамма ВОО St.Petersburg-22 (IC50 = 0,02 мкг/мл) в культуре клеток Vero Е6 (программа «SoftMax 4.0»).
По оси абсцисс — концентрация препарата (мкг/мл) в логарифмической шкале измерения; по оси ординат — оптическая плотность (единицы оптической плотности) в линейной шкале измерения.
Fig. 3. Diagram of cytotoxicity (TC50 > 300 µg/mL) and antiviral activity of the finished dosage form of NIOCH-14 against the St.Petersburg-22 MPXV strain (IC50 = 0.02 µg/mL) in Vero E6 cell culture (SoftMax 4.0 program).
On the X-axis — drug concentration (µg/mL) in logarithmic scale of measurement; on the Y-axis — optical density (optical density units) in linear scale of measurement.
TC50 для НИОХ-14 имеет величину > 300 мкг/мл (> 731 мкM), а IС50 НИОХ-14 для штамма ВОО St.Petersburg-22 составляет 0,016 ± 0,009 мкг/мл (0,039 ± 0,009 мкM), тогда как SI был > 18 750.
Обсуждение
Вспышка оспы обезьян, которая была объявлена ВОЗ чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения, имеющей международное значение, с начала мая 2022 г. распространяется по всему миру, поражая преимущественно мужчин, практикующих секс с мужчинами. Случаи заболевания регистрируются в более чем 70 странах мира, создавая для общественного здравоохранения угрозу, имеющую международное значение. Согласно рекомендациям ВОЗ, для проведения диагностических исследований лаборатории используют образцы из кожных поражений, фарингеальных и назофарингеальных смывов и крови4. При этом вирус обнаруживают чаще всего в образцах из поражений кожи и реже в крови, что, по всей видимости, связано с тем, что виремия происходит в очень ранний и короткий период инфекции и обычно в крови содержится меньше вируса, чем в кожных поражениях [16]. Исследование образцов (мазок из носоглотки и мокрота, содержимое везикул), полученных нами от первого зарегистрированного в России больного оспой обезьян, также позволило выявить ДНК ВОО в мазках из носоглотки, в мокроте и содержимом везикул, а выделить культуру жизнеспособного вируса — только из содержимого везикул, в то время как в образце крови вирус не обнаружен.
Анализ данных секвенирования последовательности MPXV-pustule S45 штамма ВОО St.Petersburg-22 показал его принадлежность к генетической кладе IIb, линии В.1. Показано близкое родство генома штамма St.Petersburg-22с 19 изолятами ВОО, выявленными летом и осенью 2022 г. в различных странах.
По данным исследований известно, что заразным человек обычно становится после появления симптомов заболевания [17]. Однако недавние исследования по изучению распространения ВОО установили случаи выделения вируса пациентами, не имеющими симптомов заболевания [18]. Таким образом, заражение первого пациента в России с оспой обезьян с учётом того, что инкубационный период данного заболевания может достигать 3 нед, могло произойти в результате контакта как с больным асимптоматической формой заболевания, так и с ранее переболевшим, поскольку вирус способен ещё какое-то время после исчезновения симптомов заболевания выделяться с семенной жидкостью, ротоглоточными и аногенитальными секретами больного [19]. В пользу этого говорит и то, что контакт с больным оспой обезьян, имеющим выраженную клиническую картину заболевания, вряд ли был возможен из-за обычно ярко выраженного болевого синдрома.
Первые симптомы оспы обезьян у пациента из России установлены 06.07.2022. С учётом инкубационного периода, который может составлять от 3 дней до 3 нед [20], вероятное его заражение произошло в период, начиная с середины июня до первых чисел июля 2022 г. По данным GISAID, среди филогенетически близких последовательностей, выявленных в данный период времени, эпидемиологически связанными с штаммом ВОО St.Petersburg-22, могут быть пациенты с последовательностями hMpxV/USA/CA-CDPH-000009/2022 (определена 30.06.2024), hMpxV/Ireland/D-NVRL-Z22IRL00145/2022 (определена 17.06.2024) в случае, например, если больные были асимптоматичными, или даже с hMpxV/Portugal/INSA-PT0018/2022 (определена 01.06.2024), если заражение произошло от недавно переболевшего человека. Однако, как было указано ранее, заражение, скорее всего, произошло при контакте с бессимптомным носителем ВОО. Интересно также отметить, что генетически наиболее близкие последовательности hMpxV/Peru/LIM-INS-020/2022 и hMpxV/USA/CA-LACPHL-MA00050/2022 были определены примерно в то же время, что и последовательность ВОО от первого пациента в России, а именно 12 и 20 июля 2022 г. соответственно. Возможно, пациенты, от которых были получены вирусы с данными последовательностями, связаны с пациентом из России общим источником заражения.
Для выделения живой культуры ВОО традиционно используют культуру клеток Vero, которая обладает высокой чувствительностью к ортопоксвирусам. При этом титры вируса при культивировании в течение 6 дней достигают уровня 5 lg ТЦД50/мл [21]. ВОО, выделенный из биологических образцов, полученных от первого в России пациента с оспой обезьян, при культивировании в культуре клеток Vero достигал титра 5,9 lg БОЕ/мл в культуральной жидкости уже через 5 сут после инфицирования клеточного монослоя. При этом ультраструктурный анализ инфицированного монослоя культуры клеток Vero E6 демонстрировал наличие характерных признаков размножения вируса в клетках и наличие вирусных частиц классического вида, характерных для ВОО, схожих с выявляемой другими исследователями ультраструктурной картиной в заражённых клетках [21].
Широкое использование препарата Tecovirimat для лечения больных оспой обезьян привело к появлению информации об обнаружении вариантов ВОО с лекарственной устойчивостью к данному препарату [13, 22]. Установлено, что мутации в гене F13L, гомологичном для ортопоксвирусов, снижают чувствительность вируса к Tecovirimat [11]. Исследование генетической структуры выделенного нами штамма ВОО не установило наличие у него известных мутаций резистентности к Tecovirimat, а оценка чувствительности штамма к отечественному препарату НИОХ-14 показала высокую вирусингибирующую активность этого препарата, сравнимую с ранее оценённой нами для референс-штамма ВОО (ТС50 > 100 мкг/мл, IС50 = 0,013 мкг/мл, SI > 7700) [15]. Это доказывает, что препарат НИОХ-14 обладает высокой противовирусной активностью in vitro в отношении выявленного у первого пациента в России штамма ВОО St.Petersburg-22.
Заключение
Использованные в настоящем исследовании подходы позволили подтвердить первый завозной случай оспы обезьян в России, выделить из биологических образцов изолят вируса и охарактеризовать культуральные и биологические свойства штамма ВОО St.Petersburg-22, депонировать штамм в Государственную коллекцию возбудителей вирусных инфекций и риккетсиозов ГНЦ ВБ «Вектор». Кроме того, исследования противооспенной активности отечественного препарата НИОХ-14 показали, что он проявляет высокую противовирусную эффективность in vitro в отношении первого выявленного в России штамма ВОО и может быть использован для лечения больных оспой обезьян.
1 Multi-country monkeypox outbreak: situation update. World Health Organization, June 17, 2022. URL: https://www.who.int/emergencies/disease-outbreak-news/item/2022-DON393
Multi-country monkeypox outbreak: situation update. World Health Organization, June 27, 2022. URL: https://www.who.int/emergencies/disease-outbreak-news/item/2022-DON396
2 Организация работы лабораторий, использующих методы амплификации нуклеиновых кислот при работе с материалом, содержащим микроорганизмы I—IV групп патогенности: Методические указания. М.; 2010. 51 с.
3 Сергеев А.А., Кабанов А.С., Булычев Л.Е. и др. Способ оценки активности лечебно-профилактических препаратов против вируса натуральной оспы. Патент 2522483 РФ (A61K 35/76 A61P 31/12/ С12N 7/00).
4 World Health Organization. Laboratory testing for the monkeypox virus. Interim guidance. URL: https://apps.who.int/iris/rest/bitstreams/1425052/retrieve (дата обращения: 23.05.2022).
Об авторах
Алёна Сергеевна Овчинникова
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Автор, ответственный за переписку.
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1745-7643
к. б. н., с. н. с. отдела «Коллекция микроорганизмов»
Россия, КольцовоДмитрий Александрович Одношевский
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0616-7488
н. с. отдела «Коллекция микроорганизмов»
Россия, КольцовоАлексей Сергеевич Кабанов
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-6287-0912
к. б. н., с. н. с. отдела «Коллекция микроорганизмов»
Россия, КольцовоСергей Александрович Боднев
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0599-3817
к. м. н., в. н. с. отдела «Коллекция микроорганизмов»
Россия, КольцовоОлег Викторович Пьянков
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-3340-8750
к. б. н., зав. отделом «Коллекция микроорганизмов»
Россия, КольцовоОксана Петровна Оськина
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-9165-1524
с. н. с. отдела биобезопасности
Россия, КольцовоМария Владимировна Сивай
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-4193-0779
к. б. н., с. н. с. теоретического отдела
Россия, КольцовоАндрей Витальевич Беспалов
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-0281-3414
стажёр-исследователь теоретического отдела
Россия, КольцовоТатьяна Владимировна Трегубчак
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0001-9608-2044
в. н. с. отдела геномных исследований
Россия, КольцовоЛариса Николаевна Шишкина
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-8264-0217
д. б. н., зав. отделом профилактики и лечения особо опасных инфекций
Россия, КольцовоОлег Святославович Таранов
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-6746-8092
зав. отделом микроскопических исследований
Россия, КольцовоВладимир Викторович Золин
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4120-1178
к. м. н., зав. отделом биобезопасности
Россия, КольцовоАртемий Александрович Сергеев
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-3591-1571
д. м. н., зам. генерального директора по научной и эпидемиологической работе
Россия, КольцовоАлександр Петрович Агафонов
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»
Email: ovchinnikova_as@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-2577-0434
д. б. н., генеральный директор
Россия, КольцовоСписок литературы
- Di Giulio D.B., Eckburg P.B. Human monkeypox: an emerging zoonosis. Lancet Infect. Dis. 2004;4(1):15–25. DOI: https://doi.org/10.1016/s1473-3099(03)00856-9
- Gispen R. Relevance of some poxvirus infections in monkeys to smallpox eradication. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1975;69(3):299–302. DOI: https://doi.org/10.1016/0035-9203(75)90122-4
- Jezek Z., Szczeniowski M., Paluku K.M., Mutombo M. Human monkeypox: clinical features of 282 patients. J. Infect. Dis. 1987;156(2):293–8. DOI: https://doi.org/10.1093/infdis/156.2.293
- Durski K.N., McCollum A.M., Nakazawa Y., et al. Emergence of monkeypox – West and Central Africa, 1970–2017. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 2018;67(10):306–10. DOI: https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6710a5
- Hutin Y.J., Williams R.J., Malfait P., et al. Outbreak of human monkeypox, Democratic Republic of Congo, 1996 to 1997. Emerg. Infect. Dis. 2001;7(3):434–8. DOI: https://doi.org/10.3201/eid0703.010311
- Learned L.A., Reynolds M.G., Wassa D.W., et al. Extended interhuman transmission of monkeypox in a hospital community in the Republic of the Congo, 2003. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2005;73(2):428–34. DOI: https://doi.org/10.4269/ajtmh.2005.73.428
- Reynolds M.G., Emerson G.L., Pukuta E., et al. Detection of human monkeypox in the Republic of the Congo following intensive community education. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2013;88(5):982–5. DOI: https://doi.org/10.4269/ajtmh.12-0758
- Sklenovská N., Van Ranst M. Emergence of monkeypox as the most important orthopoxvirus infection in humans. Front. Public Health. 2018;6:241. DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2018.00241
- Grosenbach D.W., Honeychurch K., Rose E.A., et al. Oral tecovirimat for the treatment of smallpox. N. Engl. J. Med. 2018;379(1):44–53. DOI: https://doi.org/10.1056/nejmoa1705688
- Hermanussen L., Brehm T.T., Wolf T., et al. Tecovirimat for the treatment of severe Mpox in Germany. Infection. 2023;51(5):1563–8. DOI: https://doi.org/10.1007/s15010-023-02049-0
- Smith T.G., Gigante C.M., Wynn N.T., et al. Tecovirimat resistance in mpox patients, United States, 2022–2023. Emerg. Infect. Dis. 2023;29(12):2426–32. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2912.231146
- Mertes H., Rezende A.M., Brosius I., et al. tecovirimat resistance in an immunocompromised patient with mpox and prolonged viral shedding. Ann. Intern. Med. 2023;176(8):1141–3. DOI: https://doi.org/10.7326/l23-0131
- Garrigues J.M., Hemarajata P., Karan A., et al. Identification of tecovirimat resistance-associated mutations in human monkeypox virus – Los Angeles County. Antimicrob. Agents Chemother. 2023;67(7):e0056823. DOI: https://doi.org/10.1128/aac.00568-23
- Шишкина Л.Н., Шеремет О.П., Мадонов П.Г. и др. Пероральная лекарственная форма препарата в капсулах для лечения и профилактики заболеваний, вызываемых ортопоксвирусами. Патент РФ №2716709;2020. Shishkina L.N., Sheremet O.P., Madonov P.G., et al. Oral dosage form of the preparation in capsules for treating and preventing Orthopoxvirus-related diseases. Patent RF № 2716709; 2020. EDN: https://elibrary.ru/pkmxhn
- Кабанов А.С., Сергеев Ал.А., Булычев Л.Е. и др. Изучение противовирусной активности химически синтезированных соединений в отношении ортопоксвирусов в экспериментах in vitro. Проблемы особо опасных инфекций. 2013;(2):54–9. Kabanov A.S., Sergeev A.A., Bulychev L.E., et al. Studies of anti-viral activity of chemically synthesized compounds against Orthopoxviruses in vitro. Problemy osobo opasnykh infektsii. 2013;(2):54–9. EDN: https://elibrary.ru/qbzekx
- Álvarez Argüelles M.E., Martínez Z.P., Alba S.R., et al. Detecting, quantifying, and isolating monkeypox virus in suspected cases, Spain. Emerg. Infect. Dis. 2023;29(7):1465–9. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2907.221229
- Yuan S., Jiang S.C., Zhang Z.W., et al. How and when does monkeypox (mpox) transmit: Implications for prevention and treatments. Front. Pharmacol. 2023;13:1109928. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2022.1109928
- Brosius I., Van Dijck C., Coppens J., et al. Presymptomatic viral shedding in high-risk mpox contacts: A prospective cohort study. J. Med. Virol. 2023;95(5):e28769. DOI: https://doi.org/10.1002/jmv.28769
- Suñer C., Ubals M., Tarín-Vicente E.J., et al. Viral dynamics in patients with monkeypox infection: a prospective cohort study in Spain. Lancet Infect. Dis. 2023;23(4):445–53. DOI: https://doi.org/10.1016/s1473-3099(22)00794-0
- Thornhill J.P., Barkati S., Walmsley S., et al. Monkeypox virus infection in humans across 16 countries — April–June 2022. N. Engl. J. Med. 2022;387(8):679–91. DOI: https://doi.org/10.1056/nejmoa2207323
- Miranda M.D., Caldas G.C., Ferreira V.N., et al. Monkeypox (mpox) virus isolation and ultrastructural characterisation from a Brazilian human sample case. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2023;118:e230090. DOI: https://doi.org/10.1590/0074-02760230090
- Lederman E.R., Davidson W., Groff H.L., et al. Progressive vaccinia: case description and laboratory-guided therapy with vaccinia immune globulin, ST-246, and CMX001. J. Infect. Dis. 2012;206(9):1372–85. DOI: https://doi.org/10.1093/infdis/jis510