УДК: 615.2.015.8:578.891(047.31)
Год издания: 2019
Разработка методов генотипирования ротавирусов для совершенствования мониторинга ротавирусной инфекции в Республике Беларусь
Семейко Г.В., Самойлович Е.О., Ермолович М.А., Полякова Н.В., Ухова И.Ф.
Рубрики: 76.03.41, 76.33.00
Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии
Тема НИР: «Разработать и внедрить метод генотипирования ротавирусов с использованием одностадийной мультиплексной полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией, установить особенности ротавирусной инфекции в довакцинальный период».
Сроки выполнения НИР: июль 2016 г. — июнь 2019 г.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. Е.О. Самойлович.
Источник финансирования: госбюджет.
В последнее десятилетие интерес к проблеме ротавирусной инфекции возрос в связи с разработкой, лицензированием и внедрением в национальные программы иммунизации ротавирусной вакцины. Для решения вопроса о целесообразности вакцинации требуется детальное изучение эпидемиологических особенностей инфекции в довакцинальный период, включая оценку территориальных особенностей заболеваемости, возрастной структуры, идентификацию циркулирующих генотипов ротавирусов и определение их распределения.
Цель исследования - разработать и внедрить метод генотипирования ротавирусов с использованием одностадийной мультиплексной ОТ-ПЦР и установить региональные особенности ротавирусной инфекции в довакцинальный период.
В рамках выполнения проекта разработана методологическая база для генотипирования ротавирусов: оптимизирован метод полугнездовой мультиплексной ОТ-ПЦР с электрофоретической детекцией продуктов реакции для генотипирования ротавирусов (инструкция по применению «Метод определения генотипа ротавируса с использованием мультиплексной полугнездовой ПЦР», регистрационный номер 001-0217 от 17.02.2017) и разработан метод одностадийной мультиплексной ОТ-ПЦР в реальном времени (инструкция по применению «Метод генотипирования ротавирусов с использованием одностадийной мультиплексной ОТ-ПЦР в реальном времени», регистрационный № 005-0519 от 20.06.2019). С использованием разработанных методов выполнено генотипирование 410 ротавирусов от госпитализированных пациентов с ротавирусной инфекцией из различных регионов страны.
На основании данных «Отчетов об отдельных инфекционных, паразитарных заболеваниях и их носителях» (форма № 1) выполнен анализ заболеваемости ротавирусной инфекцией в Республике Беларусь за многолетний период (2006-2018 гг.). Ретроспективный анализ заболеваемости за 13-летний период позволил установить, что за этот период наблюдения заболеваемость колебалась от 27,3 %000 (в 2007 г.) до 66,2%000 (в 2017 г.). Максимальные и минимальные уровни различались в 2,4 раза, среднемноголетний показатель заболеваемости составил 47,7%000. Многолетняя динамика описывается уравнением регрессии y = 2,53x + 29,94 (R2 = 0,72) и характеризуется выраженной достоверной тенденцией к росту (средний темп прироста +5,3 %, p<0,05). Статистически значимо во все годы лидировал г. Минск (средний многолетний показатель 111,9%000) и Могилевская область (средний многолетний показатель 69,9%000), превышая средне республиканский уровень соответственно в 2,4 и 1,5 раза. Самые низкие средние многолетние показатели заболеваемости РВИ отмечены в Гомельской (13,7%000) и Минской (22,1%000) областях.
Результаты генотипирования ротавирусов, циркулировавших в г. Минске, показали, что в 2017 г. произошла смена доминирующего генотипа (им стал генотип G9P[8] в сравнении с генотипом G4P[8], который являлся доминирующим на протяжении 5 предшествующих лет), что вызвало подъем заболеваемости ротавирусной инфекцией в 2017 г.
Генотипирование ротавирусов, циркулирующих в течение эпидемического сезона 2017-2018 гг. (ноябрь 2017 г. - октябрь 2018 г.) во всех 7 регионах Республики Беларусь (Брестская, Витебская, Гомельская, Гродненская, Минская, Могилевская области и г. Минск), показало, что генотипический пейзаж был представлен ротавирусами 13 генотипов: G3P[8] (52,5 %), G2P[4] (16,8 %), G4P[8] (7,1 %), G9P[8] (6,7 %), G1P[8] (6,2 %), G3P[9] (2,9 %), G3P[4] (1,3 %), G12P[6] (0,8 %), G4P[6] (0,4 %), G4P[4] (0,4 %), G2P[8] (0,4 %), G9P[4] (0,4 %), G6P[9] (0,4 %). В 1,7 % проб были обнаружены смеси ротавирусов нескольких генотипов. Создана и зарегистрирована в Государственном регистре информационных ресурсов база данных по G и Р генотипам ротавирусов, циркулировавших в Республике Беларусь (регистрационное свидетельство от 15.05.2018 № 1761815545).
Выполнено секвенирование по 2 генам (VP4 и VP7) 17 ротавирусов, нетипируемых с помощью ПЦР (10), а также редко встречающихся генотипов (7), выявленных в Республике Беларусь в 2016-2018 гг. Выполнен филогенетический анализ штаммов G12P[8] и G12P[6]. Показано, что ротавирусы генотипа G12P[8] обладали высокой степенью гомологии по обоим генам с вирусами, выявленными в 2014-2015 гг., что свидетельствует о поддержании циркуляции ротавирусов этого генотипа в Республике Беларусь. Филогенетический анализ впервые выявленного в республике вируса генотипа G12P[6] продемонстрировал его происхождение из Азии.
Нуклеотидные последовательности VP4 и VP7 генов ротавирусов редко встречающихся генотипов (G12P[6] - 1, G12P[8] - 2) депонированы в Международную базу данных (коды доступа МК234727-МК234732).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что ротавирусная инфекция имеет достаточно широкое распространение во всех регионах Республики Беларусь. Генотипы циркулирующих в стране ротавирусов на 90 % и более по одному или двум генам соответствуют вакцинным штаммам, что обосновывает целесообразность вакцинации позволяет прогнозировать ее высокую эффективность.
Область применения: молекулярная биология, вирусология, эпидемиология.
Рекомендации по использованию: разработанные методы генотипирования ротавирусов с использованием полугнездовой мультиплексной ОТ-ПЦР с электрофоретической детекцией продуктов реакции и одностадийной мультиплексной ОТ-ПЦР в реальном времени внедрены в работу лабораторий и учебный процесс. Полученные результаты используются в эпидемиологическом надзоре за ротавирусной инфекцией в Республике Беларусь.
Предложения по сотрудничеству: обмен информацией по нуклеотидному составу ротавирусов с использованием международных баз данных.