jofinЖурнал инфектологииJournal Infectology2072-6732IPO “АIDSSPbR"10.22625/2072-6732-2021-13-4-51-56jofin-1269Research ArticleОригинальные исследованияOriginal ResearchОсобенности взаимодействия высокои низковирулентных штаммов вируса клещевого энцефалита дальневосточного субтипа с лейкоцитами крови человекаPeculiarities of interaction of high and low virulent strains of tick-borne Encephalitis virus of the Far Eastern subtype with human blood leukocytesЛеоноваГ. Н.LeonovaG. N.

главный научный сотрудник лаборатории природно-очаговых инфекций, д.м.н, профессор,

Владивосток

Vladivostok

galinaleon41@gmail.comНаучно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.П. СомоваРоссияResearch Institute of Epidemiology and Microbiology named after G.P. SomovRussian Federation2021261220211345156Copyright © Леонова Г.Н., 20212021Леонова Г.Н.Leonova G.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.niidi.ru/jofin/article/view/1269

В настоящей работе показан первый этап взаимодействия вируса клещевого энцефалита с клетками крови, при котором происходит отбор штаммов вируса, способных к успешной сборке вирионов.

Цель

Цель: показать ex vivo особенности взаимодействия разных по молекулярно-генетической структуре и по вирулентности штаммов вируса клещевого энцефалита с лейкоцитами крови человека.

Материалы и методы

Материалы и методы. Венозную кровь донора заражали ex vivo вирусом клещевого энцефалита, используя высоковирулентный штамм Dal’negorsk и низковирулентный штамм Primorye-437. Наблюдения за накоплением вируса в экспериментальных пробах крови проводили через 15 мин, 30 мин, 1 ч и 24 ч экспозиции. Индикация вируса, показанная разными методами лабораторной диагностики (ИФА, ПЦР, НМФА, титр инфекционного вируса), позволила выявить характерные особенности начальной стадии инфекционного процесса, вызванного этими штаммами вируса клещевого энцефалита.

Результаты

Результаты. В пробах со штаммом Dal’ во все сроки наблюдения выявлены одинаковые показатели детекции вирусного генома (Ct=25-27). В ИФА антиген вируса не выявлен. Штамм Р-437 показал задержку проникновения в лейкоциты, проявляя себя в ПЦР-РВ (Ct=15-17) в равной степени, как и в контроле (Ct=17). Одновременно показатели антигена вируса клещевого энцефалита в ИФА были положительными и снизились только через 24 ч экспозиции. Подобные результаты получены в НМФА и по титру вируса в пробах.

Заключение

Заключение. Высокопатогенный штамм Dal´ продемонстрировал способность быстро за 15 мин проникать в лейкоциты и, значит, в начальной стадии инфекционного процесса реализовать механизмы «ускользания» его от иммунного надзора. Низковирулентный штамм Р-437, напротив, показал способность длительно находиться на поверхности лейкоцитов, проникая в них только после 24 ч экспозиции, сразу оказывая влияние непосредственно на клетки иммунной системы, что может приводить к быстрой элиминации вируса из организма. 

In this work, it was necessary to show the first stage of the interaction of the tick-borne encephalitis virus with blood cells, during which the selection of virus strains capable of successful assembly of virions occurs.

The aim of the work

The aim of the work: to show ex vivo the features of interaction of strains TBEV with different molecular genetic structure and virulence with human blood leukocytes.

Materials and methods

Materials and methods. The donor’s venous blood was infected ex vivo with the TBEV using the highly virulent strain Dal’negorsk and the low-virulent strain Primorye-437. Virus accumulation in experimental blood samples was observed after 15 min, 30 min, 1 h, and 24 h of exposition. The indication of the virus, shown by different methods of laboratory diagnostics (ELISA, PCR, IFA, titer of the infectious virus), made it possible to identify the characteristic features of the initial stage of the infectious process caused by these strains TBEV.

Conclusion

Conclusion. The highly pathogenic strain Dal‘ has demonstrated the ability to quickly penetrate into leukocytes in 15 minutes, and, therefore, at the initial stage of the infectious process, to implement the mechanisms of its “escape” from immune supervision. The low-virulent strain P-437, on the contrary, showed the ability to stay on the surface of leukocytes for a long time, penetrating into them only after 24 hours of exposure, immediately influencing the cells of the immune system, which can lead to rapid elimination of the virus from the body.

вирус клещевого энцефалитавысоковирулентный штаммнизковирулентный штаммлейкоциты крови человекаtick-borne encephalitis virus (TBEV)highly virulent strainlow virulent strainhuman blood leukocytesReferencesSuss J. Tick-borne encephalitis 2010: epidemiology, risk areas, and virus strains in Europe and Asia: an overview. Ticks Tick Borne Dis. 2011; 2 (1):2–15.Suss J. Tick-borne encephalitis 2010: epidemiology, risk areas, and virus strains in Europe and Asia: an overview. Ticks Tick Borne Dis. 2011; 2 (1):2–15.Valarcher J.F., Hägglund S., Juremalm M., Blomqvist G., Renström L., Zohari S., Leijon M., Chirico J. Tick-borne encephalitis. Rev. Sci. Tech. Off. Int. Epiz., 2015; 34 (2):453-466.Valarcher J.F., H gglund S., Juremalm M., Blomqvist G., Renstr m L., Zohari S., Leijon M., Chirico J. Tick-borne encephalitis. Rev. Sci. Tech. Off. Int. Epiz., 2015; 34 (2):453-466.Носков, А.К. Заболеваемость клещевым вирусным энцефалитом в субъектах Российской Федерации. Сообщение 1: Эпидемиологическая ситуация по клещевому вирусному энцефалиту в 2018 г. и прогноз на 2019 г. / А.К. Носков [и др.] // Проблемы особо опасных инфекций. – 2019. – № 1. – С. 74-–80.Noskov A.K., Andaev E.I., Nikitin A.Ya., Pakskina N.D., Yatsmenko E.V., Verigina E.V., Tolmacheva M.I., Balakhonov S.V. Tick-Borne Viral Encephalitis Morbidity Rates in the Constituent Entities of the Russian Federation. Communication 1: Epidemiological Situation on Tick-Borne Viral Encephalitis in 2018 and Forecast for 2019. Problemy osobo opasnyh infekcij. 2019; 1:74-80. DOI: 10.21055/0370-1069-2019-1-74-80(in Russian)Heinze D.M., Gould E.A., Forrester N.L. Revisiting the clinal concept of evolution and dispersal for the tick-borne flaviviruses by using phylogenetic and biogeographic analyses. J Virol. 2012;86: 8663-8671. doi: 10.1128/JVI.01013-12Heinze D.M., Gould E.A., Forrester N.L. Revisiting the clinal concept of evolution and dispersal for the tick-borne flaviviruses by using phylogenetic and biogeographic analyses. J Virol. 2012; 86: 8663-8671. doi: 10.1128/JVI.01013-12Леонова, Г.Н. Способ выделения вирусов при инаппарантных, острых и хронических формах флавирусных инфекций / Г.Н. Леонова [и др.]. – Патент 1993 года SU1836422A3 №1836422Leonova G.N. Kruglyak S.P., Lyubimova N.B., Maistrovskaya O.S. Muratkina S.M. Method of virus isolation in case of inapparent, acute and chronic forms of flavirus infections. 1993 patent SU1836422A3 No.1836422Belikov SI, Kondratov IG, Potapova UV, Leonova GN (2014) The relationship between the structure of the tick-borne encephalitis virus strains and their pathogenic properties. PLoS One. 9(4):e94946. doi:10.1371/journal.pone.0094946Belikov SI, Kondratov IG, Potapova UV, Leonova GN (2014) The relationship between the structure of the tick-borne encephalitis virus strains and their pathogenic properties. PLoS One. 9(4):e94946. doi:10.1371/journal.pone.0094946.Леонова Г.Н., Беликов С.И. Филогенетический анализ и распространение вируса клещевого энцефалита дальневосточного субтипа на территории Азии / Г.Н. Леонова, С.И. Беликов // Вопросы вирусологии. – 2019. – № 5 (64). – С. 250-256.Leonova G.N., Belikov S.I. Phylogenetic analysis and distribution of the tick-borne encephalitis virus of the Far Eastern subtype in Asia. Voprosy` virusologii. 2019; 5. 64. 5: 250-256. DOI: 10.36233/0507-4088-2019-64-5-250-256 (in Russian)Иерусалимский, А.П. Клещевой энцефалит : рук-во для врачей / А.П. Иерусалимский. – Новосибирск: Гос. Мед. Академия, 2001.Jerusalem A.P. Tick-borne encephalitis: Ruk-vo dlya vrachej. Novosibirsk: State. 2001: Honey. Academy. (in Russian)Якименко В.В., Малькова М.Г., Тюлько Ж.С., Ткачев С.Е., Макенов М.Т., Василенко А.Г. Трансмиссивные вирусные инфекции Западной Сибири (региональные аспекты эпидемиологии, экологии возбудителей и вопросы микроэволюции) / В.В. Якименко. – Омск: Изд. центр КАН, 2019.Yakimenko V.V., Malkova M.G., Tyulko Zh.S., Tkachev S.E., Makenov M.T., Vasilenko A.G. Vector-borne viral infections of Western Siberia (regional aspects of epidemiology, ecology of pathogens and issues of micro-evolution). 2019; Omsk: Ed. KAN Center. (in Russian)Aurélie Velay, Magali Paz, Marl ne Cesbron, Pierre Gantner, Morgane Solis, Eric Soulier, Xavier Argemi, Martin Martinot, Yves Hansmann & Samira Fafi Kremer Tick-borne encephalitis virus: molecular determinants of neuropathogenesis of an emerging pathogen. Critical Reviews in Microbiology, 45:4, 472-493, DOI: 10.1080/1040841X.2019.1629872Aurélie Velay, Magali Paz, Marlène Cesbron, Pierre Gantner, Morgane Solis, Eric Soulier, Xavier Argemi, Martin Martinot, Yves Hansmann & Samira Fafi Kremer Tick-borne encephalitis virus: molecular determinants of neuropathogenesis of an emerging pathogen. Critical Reviews in Microbiology, 45:4, 472-493, DOI: 10.1080/1040841X.2019.1629872Wallner, G.; Mandl, C.W.; Ecker, M.; Holzmann, H.; Stiasny, K.; Kunz, C.; Heinz, F.X. Characterization and complete genome sequences of high- and low- virulence variants of tickborne encephalitis virus. J. Gen. Virol. 1996: 77, 5:1035–1042.Wallner, G.; Mandl, C.W.; Ecker, M.; Holzmann, H.; Stiasny, K.; Kunz, C.; Heinz, F.X. Characterization and complete genome sequences of high- and low- virulence variants of tickborne encephalitis virus. J. Gen. Virol. 1996; 77. 5:1035–1042.Formanova, P., Cerny, J., Bolfikova, B.C., Valdes, J.J., Kozlova, I., Dzhioev, Y., Ruzek, D. Full genome sequences and molecular characterization of tick-borne encephalitis virus strains isolated from human patients. Ticks Tick Borne Dis. 2015; 6:38–46.Formanova, P., Cerny, J., Bolfikova, B.C., Valdes, J.J., Kozlova, I., Dzhioev, Y., Ruzek, D. Full genome sequences and molecular characterization of tick-borne encephalitis virus strains isolated from human patients. Ticks Tick Borne Dis. 2015; 6:38–46.Морозов, Н.А. Клещевой энцефалит / Н.А., Морозов [и др.] // Инфекционные болезни. – 2014. – № 4 – С. 13–22.Morozov N.A., Koshuba E.A., Orlov M.D., Kryuchkov M.Ya., Beltikova A.A. Tick-borne encephalitis. Infekczionny`e bolezni. 2014; 4: 13-22. (in Russian)Букринская, А.Г. Молекулярные основы патогенности вирусов / А.Г. Букринская, В.М. Жданов. – М.: Медицина, 1991.Bukrinskaya A.G., Zhdanov V.M. Molecular basis of viral pathogenicity. M., 1991; 256. (in Russian)Leonova, GN, Belikov, SI, Kondratov, IG, Takashima, I. Comprehensive assessment of the genetics and virulence of tick-borne encephalitis virus strains isolated from patients with inapparent and clinical forms of the infection in the Russian Far East. Virology. 2013; 443: 89–98.Leonova, GN, Belikov, SI, Kondratov, IG, Takashima, I. Comprehensive assessment of the genetics and virulence of tick-borne encephalitis virus strains isolated from patients with inapparent and clinical forms of the infection in the Russian Far East. Virology. 2013; 443: 89–98.Leonova GN, Maystrovskaya OS, Kondratov IG, Takashima I, Belikov SI. The nature of replication of tick-borne encephalitis virus strains isolated from residents of the Russian Far East with inapparent and clinical forms of infection. Virus Res. 2014; 189:34-42.Leonova GN, Maystrovskaya OS, Kondratov IG, Takashima I, Belikov SI. The nature of replication of tick-borne encephalitis virus strains isolated from residents of the Russian Far East with inapparent and clinical forms of infection. Virus Res. 2014; 189:34-42.Кетлинский, С.А. Роль Т-хелперов типов 1 и 2 в регуляции клеточного и гуморального иммунитета / С.А. Кетлинаский // Иммунология. – 2002. – № 2. – С. 77–79.Ketlinsky S.A. The role of T-helper types 1 and 2 in the regulation of cellular and humoral immunity. Immunologiya, 2002; 2: 77-79. (in Russian)Крылова, Н.В. Динамика цитокинов при антигенемии вируса клещевого энцефалита у лиц после укуса клеща / Н.В. Крылова, Г.Н. Леонова, Е.В. Павленко // Цитокины и воспаление. – 2008. – № 1 (7). – С. 35–39.Krylova N.V., Leonova G.N., Pavlenko E.V. Dynamics of cytokines in tick-borne encephalitis virus antigenemia in individuals after a tick bite. Czitokiny` i vospalenie. 2008; 1. 7: 35 -39. (in Russian)Pellegrini P., Contasta I., Berghella A.M. et al. The Th1 and Th2 cytokine network in healthy subjects: suggestions for experimental studies to create prognostic and diagnostic indices for biotherapeutic treatments. Cancer Biother. Radiopharmaceut. 2000; 15: 267-278.Pellegrini P., Contasta I., Berghella A.M. et al. The Th1 and Th2 cytokine network in healthy subjects: suggestions for experimental studies to create prognostic and diagnostic indices for biotherapeutic treatments. Cancer Biother. Radiopharmaceut. 2000; 15: 267-278.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.