Феномен вирусной хромосомной интеграции
https://doi.org/10.22625/2072-6732-2024-16-3-5-16
Аннотация
Литературный обзор посвящен вирусам, интегрирующимся в ДНК хромосом, у которых с использованием современных методов диагностики, в том числе высокопроизводительного секвенирования, выявлена способность к интеграции. В обзоре описаны различные типы интегрирующихся вирусов, таких как ретровирусы, аденовирусы, герпес-вирусы, папилломавирусы, гепатит В, SARS-CoV-2 и др., представлены сведения о молекулярных механизмах вирусной интеграции, методах дифференциальной диагностики, приведены данные о распространенности. Каждый из этих вирусов имеет свои уникальные пути взаимодействия с геномом клетки-хозяина для поддержания латентного состояния, что определяет специфику инфекционного процесса и патологические последствия для организма в связи возможностью эффективной реактивации.
Об авторах
О. В. Голева
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия
Россия
Голева Ольга Владимировна – старший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской
вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга, к.б.н.;
тел.: 8(812)234-07-40
Санкт-Петербург
П. В. Черкасова
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия
Россия
Черкасова Полина Владимировна – младший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга
тел.: +7-982-449-02-84
Санкт-Петербург
Е. В. Базиян
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия
Россия
Базиян Елена Владимировна – младший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга
тел.: +7-911-229-07-85
Санкт-Петербург
А. А. Иголкина
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия
Россия
Иголкина Александра Александровна – аспирант НИО экспериментальной медицинской вирусологии,
молекулярной генетики и биобанкинга
тел.: 8(981)151-60-10
Санкт-Петербург
Ю. А. Эйсмонт
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия
Россия
Эйсмонт Юрий Александрович – старший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской
вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга, к.б.н.
тел.: 8(812)234-07-40
Санкт-Петербург
Н. В. Скрипченко
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней;
Cанкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Россия
Россия
Скрипченко Наталья Викторовна – профессор, заместитель директора по научной работе; заведующая кафедрой инфекционных заболеваний у детей ФП и ДПО, д.м.н.
тел.: 8(812)234-10-38
Санкт-Петербург
А. Б. Чухловин
Научно-исследовательский институт детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р.М. Горбачевой Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова
Россия
Россия
Чухловин Алексей Борисович – заведующий лабораторией трансплантологии Научно-исследовательского
института детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой Первого
Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова, д.б.н., профессор
тел.: +7-921-325-00-94
Санкт-Петербург
О. С. Глотов
Детский научно-клинический центр инфекционных болезней
Россия
Россия
Глотов Олег Сергеевич – заведующий НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга, д.б.н., старший
научный сотрудник
тел.: 8(812)234-07-40, +7-921-756-78-09
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Osterrieder N, Wallaschek N, Kaufer BB. Herpesvirus Genome Integration into Telomeric Repeats of Host Cell Chromosomes. Annu Rev Virol. 2014 Nov;1(1):215-35.
2. Grandi N, Pisano MP, Pessiu E, Scognamiglio S, Tramontano E. HERV-K(HML7) Integrations in the Human Genome: Comprehensive Characterization and Comparative Analysis in Non-Human Primates. Biology (Basel). 2021 May 14;10(5):439.
3. Lavialle C, Cornelis G, Dupressoir A, Esnault C, Heidmann O, Vernochet C, Heidmann T. Paleovirology of ‘syncytins’, retroviral env genes exapted for a role in placentation. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2013 Aug 12;368(1626):20120507.
4. Киселёв, О.И. Эндогенные ретровирусы: структура и функции в геноме человека / О.И. Киселёв // Вопросы вирусологии. – 2013. – № 1. – С. 102–115.
5. Курс лекций по микробиологии, вирусологии, иммунологии для студентов 2-3 курсов факультета по подготовке специалистов для зарубежных стран: учеб. Пособие / Д.В. Тапальский [и др.]. – М.: Изд-во. ГомГМУ, 2012. – С. 282
6. Kawamura T, Kurtz SE, Blauvelt A, Shimada S. The role of Langerhans cells in the sexual transmission of HIV. J Dermatol Sci. 2005 Dec;40(3):147-55.
7. Мяндина, Г.И. Компьютерный анализ сайта интеграции ретровируса типа d Мейзона-Пфайзера в хромосомы человека / Г.И. Мяндина [и др.] // Вестник РУДН. Медицина. – 2003. – № 5. – С. 41–46.
8. Cook L, Melamed A, Yaguchi H, Bangham CR. The impact of HTLV-1 on the cellular genome. Curr Opin Virol. 2017 Oct;26:125-131.
9. Ludwig H, Bode L. Borna disease virus: new aspects on infection, disease, diagnosis and epidemiology. Rev Sci Tech. 2000 Apr;19(1):259-88.
10. Horie M, Kobayashi Y, Suzuki Y, Tomonaga K. Comprehensive analysis of endogenous bornavirus-like elements in eukaryote genomes. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2013 Aug 12;368(1626):20120499.
11. Адельшин, Р.В. Молекулярная эпидемиология клещевого энцефалита европейской части России и некоторых стран Балтии, Восточной и Юго-Восточной Европы / Р.В. Адельшин [и др.] // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. – 2006. – № 2. – С. 27–34.
12. Crochu S, Cook S, Attoui H, Charrel RN, De Chesse R, Belhouchet M, Lemasson JJ, de Micco P, de Lamballerie X. Sequences of flavivirus-related RNA viruses persist in DNA form integrated in the genome of Aedes spp. mosquitoes. J Gen Virol. 2004 Jul;85(Pt 7):1971-1980
13. Парамонов, А.И. Выявление интеграции генетического материала вируса клещевого энцефалита в геномы человека и других млекопитающих / А.И. Парамонов, Ю.П. Джиоев // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. – 2011. – Т. 4, № 4. – С. 3–8.
14. Zhang L, Richards A, Barrasa MI, Hughes SH, Young RA, Jaenisch R. Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues. Proc Natl Acad Sci USA. 2021 May 25;118(21):e2105968118.
15. Smits N, Rasmussen J, Bodea GO, Amarilla AA, Gerdes P, Sanchez-Luque FJ, Ajjikuttira P, Modhiran N, Liang B, Faivre J, Deveson IW, Khromykh AA, Watterson D, Ewing AD, Faulkner GJ. No evidence of human genome integration of SARS-CoV-2 found by long-read DNA sequencing. Cell Rep. 2021 Aug 17;36(7):109530.
16. Yin Y, Liu XZ, He X, Zhou LQ. Exogenous Coronavirus Interacts With Endogenous Retrotransposon in Human Cells. Front Cell Infect Microbiol. 2021 Feb 25;11:609160.
17. Bertani G, Six E. Inheritance of prophage P2 in bacterial crosses. Virology. 1958 Oct;6(2):357-81.
18. Appleyard RK. Segregation of Lambda Lysogenicity during Bacterial Recombination in Escherichia Coli K12. Genetics. 1954 Jul;39(4):429-39.
19. Lennox ES. Transduction of linked genetic characters of the host by bacteriophage P1. Virology. 1955 Jul;1(2):190-206.
20. Lederberg EM, Lederberg J. Genetic Studies of Lysogenicity in Escherichia Coli. Genetics. 1953 Jan;38(1):51-64.
21. CAMPBELL A. Transduction and segregation in Escherichia coli K12. Virology. 1957. Oct;4(2):366-84.
22. Kohn A. Possible Integration of Viral Nucleic Acid Into the Genome of Animal Cells. Prog Med Virol. 1963;5:169-218.
23. Schwarz E, Freese UK, Gissmann L, Mayer W, Roggenbuck B, Stremlau A, zur Hausen H. Structure and transcription of human papillomavirus sequences in cervical carcinoma cells. Nature. 1985 Mar 7-13;314(6006):111-4.
24. Gissmann L, Wolnik L, Ikenberg H, Koldovsky U, Schnürch HG, zur Hausen H. Human papillomavirus types 6 and 11 DNA sequences in genital and laryngeal papillomas and in some cervical cancers. Proc Natl Acad Sci U S A. 1983 Jan;80(2):560-3.
25. Sambrook J, Westphal H, Srinivasan PR, Dulbecco R. The integrated state of viral DNA in SV40-transformed cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 1968 Aug;60(4):1288-95.
26. Hirai K, Lehman J, Defendi V. Integration of simian virus 40 deoxyribonucleic acid into the deoxyribonucleic acid of primary infected Chinese hamster cells. J Virol. 1971 Nov;8(5):708-15.
27. Doerfler W. Integration of the deoxyribonucleic acid of adenovirus type 12 into the deoxyribonucleic acid of baby hamster kidney cells. J Virol. 1970 Nov;6(5):652-66.
28. Salpini R, D’Anna S, Benedetti L, Piermatteo L, Gill U, Svicher V, Kennedy PTF. Hepatitis B virus DNA integration as a novel biomarker of hepatitis B virus-mediated pathogenetic properties and a barrier to the current strategies for hepatitis B virus cure. Front Microbiol. 2022 Sep 2;13:972687.
29. Komatsu H, Inui A, Hoshino H, Umetsu S, Fujisawa T. Integration of Viral Genome to Human Genomic DNA in Nails of Patients with Chronic Hepatitis B Virus Infection. JMA J. 2023;6(4):426-436.
30. Aimola G, Beythien G, Aswad A, Kaufer BB. Current understanding of human herpesvirus 6 (HHV-6) chromosomal integration. Antiviral Res. 2020 Apr;176:104720
31. Wallaschek N, Sanyal A, Pirzer F, Gravel A, Mori Y, Flamand L, Kaufer BB. The Telomeric Repeats of Human Herpesvirus 6A (HHV-6A) Are Required for Efficient Virus Integration. PLoS Pathog. 2016 May 31;12(5):e1005666.
32. Kusakin AV, Goleva OV, Danilov LG, Krylov AV, Tsay VV, Kalinin RS, Tian NS, Eismont YA, Mukomolova AL, Chukhlovin AB, Komissarov AS, Glotov OS. The Telomeric Repeats of HHV-6A Do Not Determine the Chromosome into Which the Virus Is Integrated. Genes (Basel). 2023 Feb 18;14(2):521.
33. Kaufer BB, Flamand L. Chromosomally integrated HHV-6: impact on virus, cell and organismal biology. Curr Opin Virol. 2014 Dec;9:111-8.
34. Lohi O, Arola M, Lautenschlager I, Nacheva EP, Vettenranta K. A high circulating copy number of HHV-6 due to chromosomal integration in a child with acute lymphoblastic leukemia. Pediatr Blood Cancer. 2010 Dec 1;55(6):1236-8.
35. Miura H, Kawamura Y, Hattori F, Kozawa K, Ihira M, Ohye T, Kurahashi H, Yoshikawa T. Chromosomally integrated human herpesvirus 6 in the Japanese population. J Med Virol. 2018 Oct;90(10):1636-1642.
36. Prusty BK, Krohne G, Rudel T. Reactivation of chromosomally integrated human herpesvirus-6 by telomeric circle formation. PLoS Genet. 2013;9(12):e1004033.
37. Endo A, Watanabe K, Ohye T, Suzuki K, Matsubara T, Shimizu N, Kurahashi H, Yoshikawa T, Katano H, Inoue N, Imai K, Takagi M, Morio T, Mizutani S. Molecular and virological evidence of viral activation from chromosomally integrated human herpesvirus 6A in a patient with X-linked severe combined immunodeficiency. Clin Infect Dis. 2014 Aug 15;59(4):545-8.
38. Gaccioli F, Lager S, de Goffau MC, Sovio U, Dopierala J, Gong S, Cook E, Sharkey A, Moffett A, Lee WK, Delles C, Venturini C, Breuer J, Parkhill J, Peacock SJ, Charnock-Jones DS, Smith GCS. Fetal inheritance of chromosomally integrated human herpesvirus 6 predisposes the mother to pre-eclampsia. Nat Microbiol. 2020 Jul;5(7):901-908.
39. Huang Y, Hidalgo-Bravo A, Zhang E, Cotton VE, Mendez-Bermudez A, Wig G, Medina-Calzada Z, Neumann R, Jeffreys AJ, Winney B, Wilson JF, Clark DA, Dyer MJ, Royle NJ. Human telomeres that carry an integrated copy of human herpesvirus 6 are often short and unstable, facilitating release of the viral genome from the chromosome. Nucleic Acids Res. 2014 Jan;42(1):315-27.
40. Gravel A, Sinnett D, Flamand L. Frequency of chromosomally-integrated human herpesvirus 6 in children with acute lymphoblastic leukemia. PLoS One. 2013 Dec 26;8(12):e84322.
41. Komatsu H, Inui A, Hoshino H, Umetsu S, Fujisawa T. Integration of Viral Genome to Human Genomic DNA in Nails of Patients with Chronic Hepatitis B Virus Infection. JMA J. 2023;6(4):426-436.
42. Prusty BK, Gulve N, Rasa S, Murovska M, Hernandez PC, Ablashi DV. Possible chromosomal and germline integration of human herpesvirus 7. J Gen Virol. 2017 Feb;98(2):266-274.
43. Komatsu H, Tamaki K, Hirabayashi M. Cytomegalovirus DNA in the nails of an infant diagnosed with a congenital cytomegalovirus infection. Pediatr Neonatol. 2020 Aug;61(4):459-460.
44. Mauch-Mücke K, Schön K, Paulus C, Nevels MM. Evidence for Tethering of Human Cytomegalovirus Genomes to Host Chromosomes. Front Cell Infect Microbiol. 2020 Sep 30;10:577428.
45. Ohshima K, Suzumiya J, Kanda M, Kato A, Kikuchi M. Integrated and episomal forms of Epstein-Barr virus (EBV) in EBV associated disease. Cancer Lett. 1998 Jan 9;122(1-2):43-50.
46. Janjetovic S, Hinke J, Balachandran S, Akyüz N, Behrmann P, Bokemeyer C, Dierlamm J, Murga Penas EM. NonRandom Pattern of Integration for Epstein-Barr Virus with Preference for Gene-Poor Genomic Chromosomal Regions into the Genome of Burkitt Lymphoma Cell Lines. Viruses. 2022 Jan 4;14(1):86.
47. Якушина, С.А. Вирус Эпштейна-Барр (Herpesviridae: Gammaherpesvirinae: Lymphocryptovirus: Human gammaherpesvirus 4): репликативные стратегии / С.А. Якушина, Л.Б. Кистенева // Вопросы вирусологии. – 2020. – Т. 65, № 4. – C. 191–202.
48. Стратегия и методическое обеспечение диагностики инфекционных заболеваний: учеб. пособие для врачей / Т.И. Долгих – М.: Изд-во ОмГМА, 2007.
49. Volpi EV, Bridger JM. FISH glossary: an overview of the fluorescence in situ hybridization technique. Biotechniques. 2008 Oct;45(4):385-6, 388, 390.
50. Shah JS, Ramasamy R. Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) Tests for Identifying Protozoan and Bacterial Pathogens in Infectious Diseases. Diagnostics (Basel). 2022 May 21;12(5):1286.
51. Gerami P, Jewell SS, Morrison LE, Blondin B, Schulz J, Ruffalo T, Matushek P 4th, Legator M, Jacobson K, Dalton SR, Charzan S, Kolaitis NA, Guitart J, Lertsbarapa T, Boone S, LeBoit PE, Bastian BC. Fluorescence in situ hybridization (FISH) as an ancillary diagnostic tool in the diagnosis of melanoma. Am J Surg Pathol. 2009 Aug;33(8):1146-56.
52. Stammler R, Vacher L, Fournier B, Lemaire P, Chauvel C, Silvestrini MA, Knapp S, de Frémont GM, Meignin V, Salmona M, Legoff J, Vanjak A, Dunogué B, Urbain F, Lambotte O, Noël N, Gérard L, Oksenhendler E, Galicier L, Latour S, Boutboul D. Combined Flow-Fluorescence in situ hybridization to HHV-8 and EBV reveals the viral heterogeneity of primary effusion lymphoma. J Med Virol. 2024 Aug;96(8):e29836.
53. Al-Shuhaib MBS, Hashim HO. Mastering DNA chromatogram analysis in Sanger sequencing for reliable clinical analysis. J Genet Eng Biotechnol. 2023 Nov 13;21(1):115.
54. Голева, О.В. Выявленный в Санкт-Петербурге случай наследуемой хромосомной интеграции бетагерпесвируса 6a и филогенетический анализ / О.В. Голева [и др.] // Дни вирусологии 2022 : Сборник тезисов III Международного форума, посвященного 55-летию со дня основания ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России, Санкт-Петербург, 03–05 октября 2022 года. – CПб.: Санкт-Петербургская общественная организация «Человек и его здоровье», 2022. – С. 25–26.
55. Fang M, Weng X, Chen L, Chen Y, Chi Y, Chen W, Hu Z. Fulminant central nervous system varicella-zoster virus infection unexpectedly diagnosed by metagenomic next-generation sequencing in an HIV-infected patient: a case report. BMC Infect Dis. 2020 Feb 19;20(1):159.
56. Wang D, Tao X, Fei M, Chen J, Guo W, Li P, Wang J. Human encephalitis caused by pseudorabies virus infection: a case report. J Neurovirol. 2020 Jun;26(3):442-448.
57. Satam H, Joshi K, Mangrolia U, Waghoo S, Zaidi G, Rawool S, Thakare RP, Banday S, Mishra AK, Das G, Malonia SK. Next-Generation Sequencing Technology: Current Trends and Advancements. Biology (Basel). 2023 Jul 13;12(7):997.
58. Hu T, Chitnis N, Monos D, Dinh A. Next-generation sequencing technologies: An overview. Hum Immunol. 2021 Nov;82(11):801-811.
59. Kumar KR, Cowley MJ, Davis RL. Next-Generation Sequencing and Emerging Technologies. Semin Thromb Hemost. 2019 Oct;45(7):661-673.
60. Li H. Aligning sequence reads, clone sequences and assembly contigs with BWA-MEM. arXiv: Genomics. 2013 Mar.
61. Langmead B, Wilks C, Antonescu V, Charles R. Scaling read aligners to hundreds of threads on general-purpose processors. Bioinformatics. 2019 Feb 1;35(3):421-432.
62. Dobin A, Davis CA, Schlesinger F, Drenkow J, Zaleski C, Jha S, Batut P, Chaisson M, Gingeras TR. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics. 2013 Jan 1;29(1):15-21.
63. Chen Y, Yao H, Thompson EJ, Tannir NM, Weinstein JN, Su X. VirusSeq: software to identify viruses and their integration sites using next-generation sequencing of human cancer tissue. Bioinformatics. 2013 Jan 15;29(2):266-7.
64. Keane TM, Wong K, Adams DJ. RetroSeq: transposable element discovery from next-generation sequencing data. Bioinformatics. 2013 Feb 1;29(3):389-90.
Рецензия
Для цитирования:
Голева О.В., Черкасова П.В., Базиян Е.В., Иголкина А.А., Эйсмонт Ю.А., Скрипченко Н.В., Чухловин А.Б., Глотов О.С. Феномен вирусной хромосомной интеграции. Журнал инфектологии. 2024;16(3):5-16. https://doi.org/10.22625/2072-6732-2024-16-3-5-16
For citation:
Goleva O.V., Cherkasova P.V., Baziian E.V., Igolkina A.A., Ejsmont Yu.A., Skripchenko N.V., Chukhlovin A.B., Glotov O.S. The phenomenon of viral chromosomal integration. Journal Infectology. 2024;16(3):5-16. (In Russ.) https://doi.org/10.22625/2072-6732-2024-16-3-5-16
Просмотров:
471
.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 