Content uploaded by Ilya Digel
Author content
All content in this area was uploaded by Ilya Digel on May 12, 2019
Content may be subject to copyright.
© 2019 Al-Farabi Kazakh National University
МРНТИ 34.23; 34.15; 34.25.21
Сагымбай А.Б.1, Нусупбаева Г.Е.2, Тлеумбетова Н.Ж.3,
Муталиева А.С.4, Нурпейсова А.С.5, Джусупова Д.Б.6,
Дигель И.7
1студент PhD-докторантуры, e-mail: altinai_S@mail.ru
2заведующая Референс лабораторией, e-mail: gnusupbaeva@mail.ru
3врач-вирусолог, e-mail: nn_nazym@mail.ru
4врач-вирусолог, e-mail: aknur.kz@mail.ru
5студент PhD-докторантуры, e-mail: nurai1005@mail.ru
6доктор биологических наук, профессор, e-mail: dariya_2507@mail.ru
7PhD, e-mail: digel@fh-aahen.de
1,5,6 Казахский национальный педагогический университет имени Абая, Казахстан, г. Алматы
2,3,4 Референс лаборатория по контролю за вирусными инфекциями
Филиала «Научно-практический центр санитарно-эпидемиологической экспертизы и
мониторинга» НЦОЗ МЗ РК, Казахстан, г. Алматы
7Институт прикладных исследований, Германия, г. Аахен
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ЭПИДЕМИЧЕСКОГО СЕЗОНА
2017-2018 ГГ. ПО ГРИППУ В КАЗАХСТАНЕ
Вирусы гриппа представляют собой постоянную проблему глобального общественного
здравоохранения. Вирусологическое наблюдение за гриппом является важным инструментом для
раннего выявления новых генетических вариантов вирусов эпидемиологического и клиническое
значения.
Целью данного исследования является определение молекулярно-генетических характеристик
вирусов гриппа, циркулировавших на территории Казахстана в течение эпидемиологического
сезона 2017-2018 гг. Были изучены последовательности генов двенадцати штаммов вируса
гриппа А (подтип H1N1pdm09 – 9, подтип H3N2 – 3) и десяти штаммов вируса гриппа В (генотип
В/Victoria – 2, генотип B/Yamagata – 8), выделенных в недозорных сайтах республики. По данным
филогенетического анализа, все секвенированные штаммы вируса гриппа А/Н1N1pdm09
принадлежали к клайду 6В.1. Вирусы гриппа A/H3N2 отличились значительным генетическим
разнообразием – исследованные вирусы принадлежали к нескольким филогенетическим группам
и подгруппам с преобладанием вирусов, подобные вакцинному штамму. Установлено, что
преобладающая часть выявленных вирусов гриппа В на территории Казахстана, принадлежала
к линии B/Yamagata и относилась к клайду 3. Результаты этого исследования подтверждают
важность непрерывного мониторинга мутационной изменчивости и филогенетического анализа
циркулирующих штаммов в выборе вакцинных штаммов для специфической профилактики
гриппа и противовирусных препаратов.
Ключевые слова: вирус гриппа, молекулярно-генетический анализ, филогенетический
анализ, вакцинные штаммы.
51
ISSN 1563-034Х Eurasian Journal of Ecology. №1 (58). 2019
еISSN 2617-7358
Сагымбай А.Б. и др.
Sagymbay A.B.1, Nusupbaeva G.E.2, Tleumbetova N.Zh.3, Mutalieva A.S.4,
Nurpeisova A.S.5, Jussupova D.B. 6, Digel I.7
1PhD-student, e-mail: altinai_S@mail.ru
2Head of reference laboratory, e-mail: gnusupbaeva@mail.ru
3Doctor-virologist, e-mail: nn_nazym@mail.ru
4Doctor-virologist, e-mail: aknur.kz@mail.ru
5PhD-student, e-mail: nurai1005@mail.ru
6Doctor of Biological Sciences, professor, e-mail: dariya_2507@mail.ru
7PhD, e-mail: digel@fh-aahen.de
1,5,6Abai Kazakh National Pedagogical University, Kazakhstan, Almaty
2,3,4 Reference laboratory for the control of viral infections of the Branch “Scientific and
Practical Center for Sanitary-Epidemiological Examination and Monitoring” NCPH of Ministry
of Health of Kazakhstan, Kazakhstan, Almaty
7Institute for Applied Research, Germany, Aachen
Molecular genetics features of the epidemic season 2017-2018
on the influenza in Kazakhstan
Influenza viruses are a constant global public health problem. Virological surveillance of influenza
is an important tool for the early detection of new genetic variants of viruses of epidemiological and
clinical significance.
The purpose of this study is to determine the molecular genetic characteristics of influenza virus-
es circulating in Kazakhstan during the 2017-2018 epidemiological season. gene sequences of twelve
strains of influenza A virus (subtype H1N1pdm09-9, subtype H3N2-3) and ten strains of influenza B
virus (genotype B / Victoria-2, genotype B / Yamagata-8) were studied in non-licensing sites of the repub-
lic. According to phylogenetic analysis, all the sequenced influenza A / H1N1pdm09 strains belonged to
clade 6B.1. Influenza A / H3N2 viruses were distinguished by significant genetic diversity – the studied
viruses belonged to several phylogenetic groups and subgroups, with a predominance of viruses similar
to the vaccine strain. It was found that the majority of the detected influenza B viruses in Kazakhstan
belonged to the B / Yamagata lineage and belonged to clade 3. The results of this study confirm the
importance of continuous monitoring of mutational variability and phylogenetic analysis of circulating
strains in the selection of vaccine strains for specific prevention of influenza and antiviral drugs.
Key words: influenza virus, molecular genetic analysis, phylogenetic analysis, vaccine strains.
Сағымбай А.Б.1, Нусупбаева Г.Е.2, Тлеумбетова Н.Ж.3, Мүтәлиева А.С.4,
Нурпейсова А.С.5, Джусупова Д.Б.6, Дигель И.7
1PhD-докторантура студенті, e-mail: altinai_S@mail.ru
2Референс лаборатория меңгерушісі, e-mail: gnusupbaeva@mail.ru
3вирусолог-дәрігер, e-mail: nn_nazym@mail.ru
4вирусолог-дәрігер, e-mail: aknur.kz@mail.ru
5PhD-докторантура студенті, e-mail: nurai1005@mail.ru
6биология ғылымдарының докторы, профессор, e-mail: dariya_2507@mail.ru
7PhD, e-mail: digel@fh-aahen.de
1,5,6Абай атындағы Казақ ұлттық педагогикалық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
2,3,4 Вирусты жұқпаларды қадағалайтын референс зертхана ҚР ДСМ ҚДСҰОШЖҚ РМК
«Санитарлық-эпидемиологиялық сараптама және мониторинг
ғылыми-практикалық орталығы» филиалы, Алматы қ., Қазақстан
7Қолданбалы зерттеулер институты, Аахен қ., Германия
Қазақстандағы 2017-2018 жж. тұмау эпидемиялық
маусымының молекулалы-генетикалық ерекшеліктері
Тұмау вирусы жаһандық қоғамдық денсаулық сақтаудың тұрақты өзекті мәселесі болып
табылады. Тұмауды вирусологиялық қадағалау эпидемиологиялық және клиникалық маңызды
вирустың жаңа генетикалық нұсқаларын ерте анықтаудың маңызды құралы болып табылады.
Аталмыш зерттеудің мақсаты – 2017-2018 жылдары эпидемиологиялық маусымы
барысында Қазақстан аумағы айналымындағы тұмау вирусының молекулярлы-генетикалық
сипаттамаларын анықтау. Осылайша, тұмаудың A вирусының он екі штаммдарының (H1N1p-
dm09 субтипі-9, H3N2 субтипі-3) және B тұмауының 10 штаммының (B/ Виктория генатипі-2, B/
Yamagata генотипі-8) ген тізбектерінің зерттеуі жүргізілді. Филогенетикалық талдау мәліметтері
бойынша, A/H1N1pdm09 штаммдарының барлығы 6B.1 клайдына сәйкес екені анықталды. А/
H3N2 тұмау вирустары маңызды генетикалық әртүрлілігімен ерекшеленді – зерттелген вирустар
бірнеше филогенетикалық топтар мен кіші топшаларға бөлінді, бірақ вирустардың басым бөлігі
вакциналық штаммға ұқсас болды. Сондай-ақ, елде анықталған B тұмауының басым көпшілігі
Вестник. Серия экологическая. №1 (58). 2019
52
Молекулярно-генетические особенности эпидемического сезона 2017-2018 гг. по гриппу в Казахстане
B/Yamagata желісіне және 3-ші клайдына тиесілі екендігі анықталды. Зерттеу нәтижелері
тұмауға қарсы препараттарды дайындау үшін және вирусты арнайы алдын алу үшін арналған
вакцина штамдарын таңдау кезінде, айналмалы штаммдардың мутациялық өзгергіштігін және
филогенетикалық талдауын үздіксіз бақылаудың маңыздылығын растайды.
Түйін сөздер: тұмау вирусы, молекулярлық-генетикалық талдау, филогенетикалық талдау,
вакцина штамдары.
Введение
Из всех вирусных респираторных инфекций
у людей грипп имеет наибольшее клиническое и
эпидемиологическое значение. Каждый год 600
миллионов случаев гриппа происходят во всем
мире, причем у 290 000-650 000 человек грипп
приводит к смерти [1] (WHO, 2018a). Ежегодно
на территории Республики Казахстан также ре-
гистрируются от 600 тысяч до 1,2 млн. случаев
ОРВИ и гриппа [2].
Как уже отмечалось, вирусы гриппа А и В
практически ежегодно вызывают эпидемиче-
ские подъемы заболевания, а для вирусов гриппа
А известны пандемические формы распростра-
нения. Последняя пандемия гриппа произошла в
2009-2010 году, которая была связана с вирусом
гриппа A/H1N1pdm09, содержащим сложную
комбинацию сегментов генов от свиней, вирусов
птичьего и человеческого гриппов [3-5]. Эти ви-
русы полностью заменили бывшие сезонные ви-
русы A/H1N1 и продолжают циркулировать по
всему миру в качестве сезонного вируса гриппа
вместе с A/H3N2 и вирусами типа B.
Изучение молекулярной эволюции вирусов
гриппа предоставляет важную информацию по
их генезису и особенностям распространения
в разных странах мира [6]. Ежегодно вирусы
гриппа вызывают эпидемии в обход уже суще-
ствующему иммунитету благодаря постоянной
мутационной изменчивости (антигенный дрейф)
в гемагглютинине (HA), так как он является ос-
новной целью для антител, а также изменениям
в нейраминидазе (NA) и М-белке, связанных с
чувствительностью к противовирусным препа-
ратам [7]. Поэтому большинство исследований
молекулярно-генетического строения НА и NA
посвящено их эволюционным изменениям в ре-
зультате появления новых значимых мутаций
[8-12].
Огромную роль в проблеме борьбы с грип-
пом играет разработка новых методов диа-
гностики, что побуждает обращаться к поиску
методических решений для вирусологических
исследований с привлечением современных до-
стижений различных областей науки, в том числе
материалов и методов для создания тест-систем.
Данные об эпидемически актуальных штаммах
необходимы как для расшифровки причин теку-
щих и прогнозирования грядущих эпидемий, так
и для проведения профилактических и противо-
эпидемических мероприятий, в том числе – раз-
работки новых вакцинных и диагностических
препаратов.
Целью данного исследования явилось опре-
деление молекулярно-генетических характери-
стик вирусов гриппа, циркулировавших в Ка-
захстане в течение эпидемиологического сезона
2017-2018 гг.
Материал и методы
Исследованные вирусы. В работе были ис-
пользованы штаммы вирусов гриппа А и В, вы-
деленные на клеточной культуре МDCK в эпи-DCK в эпи- в эпи-
демический сезон 2017-2018 гг.
Выделение вирусной РНК проводили с по-
мощью коммерческого набора PureLink RNA
MiniKit (LifeTechnologies, США) с рекоменда-
циями производителя.
Полимеразно-цепная реакция с обратной
транскрипцией (ОТ/ПЦР) проводили с исполь-
зованием оригинальных праймеров (Лондон)
и коммерческого набора SuperScript® III One-
Step RT-PCR System with Platinum® Taq DNA
Polymerase (LifeTechnologies, США) на термо-
циклере Veriti (Applied Biosystems, США).
Электрофорез ДНК проводили, используя
коммерческий комплект реагентов для электро-
форетической детекции продуктов амплифика-
ции в агарозном геле «ЭФ»-200 (Ампли Сенс,
Россия) в 1,7 % агарозном геле с трис-боратным
буфером концентрированного с бромидом
этидия.
Для выделения ДНК из геля использовали
коммерческий набор QI Aquick Gel Extraction
Kit (QIAGEN, Германия), а для чистых фраг-
ментов при электрофорезе использовали ком-
мерческий набор PureLink PCR Purication Kit
(LifeTechnologies, США).
Определение концентрации двуцепочечной
ДНК проводились использованием спектроф-
53
ISSN 1563-034Х Eurasian Journal of Ecology. №1 (58). 2019
еISSN 2617-7358
Сагымбай А.Б. и др.
луориметра Qubit и набора реагентов Qubit HS
dsDNAkit (Life Technologies, США).
Секвенирование полноразмерных сегментов
генома вируса гриппа осуществляли на авто-
матическом генетическом анализаторе ABIGA
3500 (Applied Biosystems, США) с помощью
коммерческого набора Big Dye Terminator Kit
v3.1 (Applied Biosystems, США).
Очистку продуктов секвенирования осущест-
вляли с помощью набора Big Dye XTerminator
Kit (Applied Biosystems, США) в соответствии с
инструкцией производителя.
Филогенетический анализ. Анализ нуклео-
тидных и соответствующих им аминокислотных
последовательностей, множественное выравни-
вание проводили с использованием программ-
ного обеспечения MEGA6. Построение фило-
генетического дерева осуществляют с помощью
метода максимального правдоподобия (ML) в
реализации пакета MEGA6, используя последо-
вательности гена НА и NA актуальных вакцин-NA актуальных вакцин- актуальных вакцин-
ных штаммов и референс штаммов филогенети-
ческих групп и подгрупп вируса гриппа А и В
из международной базы данных EpiFlu GISAID.
Результаты
Для изучения молекулярно-генетической ха-
рактеристики штаммов вирусов гриппа в эпиде-
миологическом сезоне 2017-2018 гг. были про-
ведены исследования вирусов гриппа А и В на
мутации генов гемагглютинина и нейраминида-
зы. В Референс лаборатории (РЛ) по контролю
за вирусными инфекциями методом капилляр-
ного секвенирования по Сэнжеру были изучены
последовательности генов двенадцати штаммов
вируса гриппа А (подтип H1N1pdm09 – 9, под-H1N1pdm09 – 9, под-1N1pdm09 – 9, под-N1pdm09 – 9, под-1pdm09 – 9, под-pdm09 – 9, под-09 – 9, под-
тип H3N2 – 3) и десяти штаммов вируса гриппа
В (генотип В/Victoria – 2, генотип B/Yamagata
– 8), выделенных в недозорных сайтах респу-
блики. Изоляты и клинические образцы гриппа
поступили в РЛ из вирусологических лаборато-
рий Западно-Казахстанской, Карагандинской,
Южно-Казахстанской, Восточно-Казахстан-
ской, Северо-Казахстанской, Акмолинской, Ал-
матинской областей. Данные секвенирования
опубликованы в международной базе GISAID.
Информация об образцах, исследованных мето-
дом секвенирования, приведена в таблице 1.
Таблица 1 – Информация об образцах, исследованных методом секвенирования
№
пп Название штамма Дата забора
материала Тип вируса
ID номер
в базе данных
GISAID
Регион
1A/WestKazakhstan/295/2018 26.12.2017 A/H3N2 Epi_ISL_309393 Западно-Казахстанская
2 A/Akmolinskaya NRL/299/2018 05.01.2018 A/H3N2 Epi_ISL_309394 Акмолинская
3A/SouthKazakhstan.NRL/302/2018 19.01.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306509 Южно-Казахстанская
4A/Karaganda.NRL/303/2018 06.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_309390 Карагандинская
5A/Karaganda.NRL/304/2018 06.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306511 Карагандинская
6A/EastKazakhstan/305/2018 22.02.2018 A/H3N2 Epi_ISL_309391 Восточно-
Казахстанская
7 A/EastKazakhstan.NRL/307/2018 22.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306563 Восточно-
Казахстанская
8 A/Karaganda.NRL/311/2018 05.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306564 Карагандинская
9 A/Karaganda.NRL/312/2018 07.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306565 Карагандинская
10 A/Karaganda.NRL/313/2018 07.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306566 Карагандинская
11 A/Karaganda.NRL/314/2018 09.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306513 Карагандинская
12 A/Karaganda.NRL/317/2018 14.02.2018 А/H1N1pdm09 Epi_ISL_306514 Карагандинская
13 B/NorthKazakhstan/322/2018 15.02.2018 B/Yamagata - Cеверо-Казахстанская
14 B/Almatinskaya.Kaz/323/2018 20.02.2018 B/Victoria Epi_ISL_309403 Алматинская
15 B/Almatinskaya.Kaz/324/2018 06.03.2018 B/Victoria - Алматинская
16 B/NorthKazakhstan/325/2018 19.02.2018 B/Yamagata Epi_ISL_309396 Cеверо-Казахстанская
17 B/NorthKazakhstan/326/2018 28.02.2018 B/Yamagata Epi_ISL_309395 Cеверо-Казахстанская
Вестник. Серия экологическая. №1 (58). 2019
54
Молекулярно-генетические особенности эпидемического сезона 2017-2018 гг. по гриппу в Казахстане
№
пп Название штамма Дата забора
материала Тип вируса
ID номер
в базе данных
GISAID
Регион
18 B/NorthKazakhstan/327/2018 27.02.2018 B/Yamagata Epi_ISL_309397 Cеверо-Казахстанская
19 B/NorthKazakhstan/328/2018 26.02.2018 B/Yamagata Epi_ISL_309398 Cеверо-Казахстанская
20 B/KysylordaKaz/329/2018 12.02.2018 B/Yamagata Epi_ISL_309399 Кызылординская
21 B/KaragandaKaz/330/2018 22.01.2018 B/Yamagata - Карагандинская
22 B/KaragandaKaz/331/2018 03.03.2018 B/Yamagata Epi_ISL_309401 Карагандинская
Продолжение таблицы 1
Генетическая характеристика вируса грип-
па А/Н1N1pdm09
По данным филогенетического анализа все
девять секвенированных штаммов вируса грип-
па А/Н1N1pdm09 принадлежали к субклай-N1pdm09 принадлежали к субклай-1pdm09 принадлежали к субклай-pdm09 принадлежали к субклай-09 принадлежали к субклай-
ду 6В.1 и были подобны вакцинному штамму
Michigan/45/2015(H1N1) как и большинство
вирусов А/Н1N1pdm09, выявленных во многих
странах в эпидсезоне 2017-2018 гг. (рисунок 1).
Для этого субклайда отмечены характерные за-
мены S74R, T120A, S162N(+CHO), S164T, I216T
в антигенном сайте НА Sa, расположенном на
глобуле белка, рядом с рецептор-связывающим
сайтом.
Рисунок 1 – Филогенетическое дерево по гену гемагглютинину вирусов гриппа А подтипа H1N1
(метод ML, модель T92+G, бутстреп – 500 репликации). Символом « » отмечен актуальный вакцинный штамм,
символом « » – вирусы эпидемического сезона 2017/2018, секвенированные в референс-лаборатории,
символом « » – референс-штаммы филогенетических групп и подгрупп, соответственно
55
ISSN 1563-034Х Eurasian Journal of Ecology. №1 (58). 2019
еISSN 2617-7358
Сагымбай А.Б. и др.
Образцы из Карагандинской (7 обр.), Восточ-
ного-Казахстанской (1 обр.) и Северно-Казах-
станской областей (1 обр.) имели также допол-
нительные замены S9R, T137A, N179S, S181T,
S200P, A232T, T233I, T273I, P308Q, Q310K,
I312V.
Генетическая характеристика вируса грип-
па А/Н3N2
Филогенетический анализ HA-генов гриппа
H3N2 показал, что исследованные вирусы при-3N2 показал, что исследованные вирусы при-N2 показал, что исследованные вирусы при-2 показал, что исследованные вирусы при-
надлежали к двум генетическим группам – суб-
клайдам 3C.2a2 и 3С.3а.
Два штамма, относящиеся к субклайду
3C.2a2, были подобны вакцинному штамму A/
HongKong/4801/2014. (рисунок 3) и определя-
лись такими аминокислотными заменами, как
T131K, R142K, R261Q в участке НА1.
Один штамм A/EastKazakhstan/305/2018 был
отнесен к группе 3С.3а с аминокислотными за-
менами T128A (приводящий к потере потенци-
ального сайта гликозилирования, NWT в по-NWT в по- в по-
ложении 126-128 заменяется на NWA,) F159S,
K326R и был близкородственен к референс-
штамму A/Switzerland/9715293/2013.
Генетическая характеристика вируса грип-
па B.
Анализ штаммов вируса гриппа В, секве-
нированных в РЛ, показал, что 8 из 10 (80 %)
штаммов относились к линии Ямагата и были
подобны референс-штамму B/Phuket/3073/2013,
рекомендованный Всемирной организацией
здравоохранения в качестве вакцинного для
четырёхвалентных вакцин на сезон 2018-2019
гг. для северного полушария. Установлено, что
данные штаммы принадлежат к клайду 3 с ха-
рактерными аминокислотными заменами в гене
гемагглютинине (НА) –L172Q, D196N (+CHO),
M251V и нейраминидазы (NA) – I49M, R65H,
I171M, D342K, K373Q, S402P, {D463N A465T}
(+CHO) (рисунок 3).
Рисунок 2 – Филогенетическое дерево по гену гемагглютинину вирусов гриппа А подтипа H3N2
(метод ML, модель NKY+G, бутстреп – 500 репликации). Символом « » отмечен актуальный вакцинный штамм,
« » – вирусы эпидемического сезона 2017/2018, секвенированные в референс-лаборатории,
символом « » – референс-штаммы филогенетических групп и подгрупп, соответственно.
Вестник. Серия экологическая. №1 (58). 2019
56
Молекулярно-генетические особенности эпидемического сезона 2017-2018 гг. по гриппу в Казахстане
Два образца были отнесены к линии Вик-
тория и были подобны вакцинному штамму B/
Brisbane//60/2008 и принадлежали клайду 1А,
несущими двойную аминокислотную делецию
Δ162-163 с аминокислотными заменами I117V и
N129D в гене HA1 (рисунок 4).
.
Рисунок 3 – Филогенетическое дерево по гену гемагглютинину вирусов гриппа В линии Yamagata
(метод ML, модель NKY+G, бутстреп – 500 репликации). Символом « » отмечен актуальный вакцинный штамм,
« » – вирусы эпидемического сезона 2017/2018, секвенированные в референс-лаборатории,
символом « » – референс-штаммы филогенетических групп и подгрупп, соответственно.
Обсуждение
В целом, эпидемический сезон 2017-2018
гг. характеризовался параллельной циркуляци-
ей всех трех вирусов гриппа, при этом в начале
сезона доминировали вирусы гриппа А/H3N2 и
В, а c середины сезона активизировался вирус
гриппа А/H1N1pdm09 и к концу сезона имел
наибольший положительный удельный вес сре-
ди всех типов гриппа [2].
В связи с этим, для изучения молекулярно-
генетических особенностей данного сезона был
проведен генетический и филогенетический
анализ репрезентативных штаммов вирусов
гриппа, циркулировавших на территории ре-
спублики.
57
ISSN 1563-034Х Eurasian Journal of Ecology. №1 (58). 2019
еISSN 2617-7358
Сагымбай А.Б. и др.
Как показали исследования, посвященные
вирусу гриппа H1N1pdm09, в результате амин-H1N1pdm09, в результате амин-1N1pdm09, в результате амин-N1pdm09, в результате амин-1pdm09, в результате амин-pdm09, в результате амин-09, в результате амин-
кислотных замен в положении S162N(+CHO)
и S164Т создается новое потенциальное место
N-гликолизирования в позициях 162-164, амин--гликолизирования в позициях 162-164, амин-
кислотный триплет SQS заменяется на NQT, ко-SQS заменяется на NQT, ко- заменяется на NQT, ко-NQT, ко-, ко-
торый позволяет вирусу «ускользать» от спец-
ифических антител после вакцинации или ранее
перенесенной инфекции [13-14]. Такая картина
встречается у всех исследованных штаммов ви-
руса гриппа H1N1pdm09, за исключением од-H1N1pdm09, за исключением од-1N1pdm09, за исключением од-N1pdm09, за исключением од-1pdm09, за исключением од-pdm09, за исключением од-09, за исключением од-
ного штамма «A/EastKazakhstan.NRL/307/2018»
из Восточно-Казахстанской области. У данного
штамма замена в позиции N162S(-CHO) приво-N162S(-CHO) приво-162S(-CHO) приво-S(-CHO) приво-приво-
дит к потере данного сайта.
Вирусы гриппа A/H3N2 отличились значи-
тельным генетическим разнообразием – иссле-
дованные вирусы принадлежали к нескольким
филогенетическим группам и подгруппам, с
преобладанием вирусов подобных вакцинному
Рисунок 4 – Филогенетическое дерево по гену гемагглютинину вирусов гриппа В линии Victoria
(метод ML, модель NKY+G, бутстреп – 500 репликации). Символом « » отмечен актуальный вакцинный штамм,
« » –вирусы эпидемического сезона 2017/2018, секвенированные в референс-лаборатории,
символом « » – референс-штаммы филогенетических групп и подгрупп, соответственно
Вестник. Серия экологическая. №1 (58). 2019
58
Молекулярно-генетические особенности эпидемического сезона 2017-2018 гг. по гриппу в Казахстане
штамму. Клайд 3C.2a, в свою очередь, характе-
ризуются заменами L3I, N144S, F159Y, K160T,
Q311H в HA1 и D160N в HA2. Aминкислотные
замены в положении S144N(+CHO) и K160T
(+CHO) приводят к появлению новых потен-CHO) приводят к появлению новых потен-) приводят к появлению новых потен-
циальных мест N-гликолизирования в пози-N-гликолизирования в пози--гликолизирования в пози-
циях 144-146 и 159-161, аминкислотные три-
плеты SSS заменяются на NSS, NYK на NYT
соответственно. Вирусы, относящиеся к клайду
3C.2a, циркулируют в северном полушарии с
2013-14 гг., а с сезона 2014-2015 гг. вирусы дан-
ного клайда преобладали среди всех циркулиру-
ющих вирусов гриппа, что по сообщениям ВОЗ
характерно и для эпидемиологического сезона
2017-2018 гг.
Стоит отметить, что для вируса гриппа А
подтипа H3N2, циркулирующего в человеческой
популяции более 40 лет, показано накопление
сайтов N-гликозилирования преимущественно
в гидрофильной голове гемагглютинина. При-
соединенные к гемагглютинину гликаны пре-
дотвращают связывания с антителами in vitro, а
удаление сайтов гликозилирования или ингиби-
рование гликозилирования восстанавливает спо-
собность антител связываться гемагглютинином
[15-16]. Роль гликанов в ускользании от иммун-
ной системы определяется их низкой иммуно-
генностью, которая, в свою очередь, связана с
низкой аффинностью взаимодействия гликан-
белок, разнообразием непостоянства конформа-
ции гликанов, а также иммунологической толе-
рантностью [17-18].
Также было отмечено, что эпидемический
сезон 2017–2018 гг. характеризовался совмест-
ной циркуляцией вирусов гриппа В Викториан-
ской и Ямагатской эволюционных линий.
По литературным данным, с 1988 г. про-
изошло «раздвоение» популяции вируса грип-
па B на две антигенно различные ветви – В/
Виктория/2/87-подобные и В/Ямагата/16/88-
подобные. С тех пор вирус гриппа В эволю-
ционирует двумя социркулирующими эво-
люционными линиями [19-20]. В результате
исследования было установлено, что преоб-
ладающая часть выявленных вирусов гриппа
В на территории Казахстана принадлежала к
линии B/Yamagata. Данные филогенетического
анализа гриппа В подтвердили лабораторные
исследования методом ПЦР, направленные на
определение генетической принадлежности
линий гриппа В с использованием праймеров
CDC. На базе РЛ были изучены линии 277 об-
разцов, поступивших из дозорных и недозор-
ных сайтов республики, среди которых к линии
В/Yamagata были отнесены 263 (95%) образца
и к линии В/Victoria 14 (5%) образцов. Стоит
отметить, что в эпидемиологическом сезоне
2017-2018 гг. вирусы гриппа В линии Виктория
имели аминокислотные делеции Δ162-163, ко-
торые оказывают заметное влияние на антиген-
ные свойства вирусов.
Выводы
Таким образом, нами было изучено молеку-
лярно-генетическое разнообразие вирусов грип-
па А и В, циркулировавших в Казахстане в 2017–
2018 гг. По данным филогенетического анализа,
практически все исследованные штаммы были
филогенетически близки к рекомендованным
ВОЗ вакцинным штаммам. Изученные штаммы
вируса гриппа А/Н1N1pdm09 принадлежали к
клайду 6В.1, как и в прошлом эпидемиологиче-
ском сезоне 2016-2017 гг. Анализ секвенирован-
ных последовательностей вируса гриппа H3N2
всего эпидемиологического сезона позволяет
сделать вывод о совместной циркуляции штам-
мов вирусов гриппа А подтипа H3N2, принад-H3N2, принад-3N2, принад-N2, принад-2, принад-
лежащих к нескольким филогенетическим груп-
пам и подгруппам с преобладанием вирусов,
подобные вакцинному штамму (A /HongKong
/4801/2014).
Было также установлено, что преобладаю-
щая часть выявленных вирусов гриппа В на тер-
ритории республики принадлежала к линии B/
Yamagata и относилась к клайду 3, не входяще-
му в состав вакцины на эпидемиологический се-
зон 2017-2018 гг. В то же время в гемагглютини-
не ряда казахстанских штаммов вируса гриппа
были обнаружены уникальные аминокислотные
замены, в том числе приводящие к потере потен-
циальных сайтов гликозилирования.
Особенности эволюционной изменчивости
современных вирусов гриппа создают трудно-
сти при прогнозировании этого компонента в
составе сезонных гриппозных вакцин. Резуль-
таты проведенного исследования подтверждают
важность непрерывного мониторинга мутацион-
ной изменчивости и филогенетического анализа
циркулирующих штаммов в выборе вакцинных
штаммов для специфической профилактики
гриппа и противовирусных препаратов.
59
ISSN 1563-034Х Eurasian Journal of Ecology. №1 (58). 2019
еISSN 2617-7358
Сагымбай А.Б. и др.
Литература
WHO, 2018. Inuenza (Seasonal). Available online. [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: http://www.who.int/
news-room/fact-sheets/detail/inuenza-(seasonal) (дата обращения 12.12.2018 г.).
Смагул А.М., Нусупбаева Г.Е., Айкимбаев А.М., Березин В.Э., Кливлеева Н.Г. Надзор над гриппом и острыми
респираторными инфекциями в Казахстане // Медицина (Алматы). – 2018. – T. 194. – №8. – С. 25-31.
Neumann G., Noda T., Kawaoka Y. Emergence and pandemic potential of swine-origin H1N1 inuenza virus // Nature. – 2009.
– Vol. 459, No 7249. – P. 931.
Raymond F. L., Caton A.J., Cox N.J. et al. et al. The antigenicity and evolution of inuenza H1 haemagglutinin, from 1950–
1957 and 1977–1983: two pathways from one gene //Virology. – 1986. – Vol. 148, No 2. – P. 275-287.
Glinsky G. V. Genomic analysis of pandemic (H1N1) 2009 reveals association of increasing disease severity with emergence of
novel hemagglutinin mutations // Cell cycle. – 2010. – Vol. 9, No 5. – P. 958-970.
Report prepared for the WHO annual consultation on the composition of inuenza vaccine for the Northern Hemisphere
2018 – 2019. Worldwide Inuenza Centre the Francis Crick Institute Mill Hill Laboratory London. [Электронный ресурс] —
Режим доступа: URL: https://www.who.int/inuenza/vaccines/virus/recommendations/2018_19_north/en/ (дата обращения
15.01.2019 г.).
Осидак Л.В., Дриневский В.П., Ерофеева М.К. и др. Грипп как проблема XXI века // Детские инфекции. – 2009. – Т. 8.
– С. 3-9.
Лобова Т.Г., Прокопец А.В., Комиссаров А.Б и др. Эволюционная изменчивость вирусов гриппа B, циркулировавших в
Российской Федерации с 2005 по 2012 г // Вопросы вирусологии. – 2012. – Т. 57. – №. 6.
Koel B. F.Mögling R., Chutinimitkul S. et al. Identication of amino acid substitutions supporting antigenic change of A (H1N1)
pdm09 viruses // Journal of virology. – 2015. – P. JVI.02962-14.
Korsun N., Angelova S., Gregory V., Daniels R. et al. Antigenic and genetic characterization of inuenza viruses circulating in
Bulgaria during the 2015/2016 season. Infection, Genetics and Evolution . – 2017. – Vol. 49. – P. 241-250.
Lin J. H. et al. Molecular epidemiology and antigenic analyses of inuenza A viruses H3N2 in Taiwan // Clinical Microbiology
and Infection. – 2011. – Vol. 17, No 2. – P. 214-222.
Ampofo W. K., Azziz-Baumgartner, E., Bashir, U. et al. Strengthening the inuenza vaccine virus selection and development
process: Report of the 3rd WHO Informal Consultation for Improving Inuenza Vaccine Virus Selection held at WHO headquarters,
Geneva, Switzerland, 1–3 April 2014 // Vaccine. – 2015. – Vol. 33, No 36. – P. 4368-4382.
Komissarov A. et al. Rapid spread of inuenza A (H1N1) pdm09 viruses with a new set of specic mutations in the internal
genes in the beginning of 2015/2016 epidemic season in Moscow and Saint Petersburg (Russian Federation) // Inuenza and other
respiratory viruses. – 2016. – Vol. 10, No 4. – P. 247-253.
Ramadhany R. et al. Tropism of pandemic 2009 H1N1 inuenza A virus // Frontiers in microbiology. – 2012. – Vol. 3.– P. 128.
Abe Y., Takashita E., Sugawara K., Matsuzaki Y., Muraki Y.,Hongo S. Effect of the addition of oligosaccharides on the biological
activities and antigenicity of inuenza A/H3N2 virus hemagglutinin // Journal of virology. – 2004. – Vol. 78, No 18. – P. 9605-9611.
Skehel J.J., Stevens D. J., Daniels R. S., Douglas A. R., Knossowtt M. A carbohydrate side chain on hemagglutinins of Hong
Kong inuenza viruses inhibits recognition by a monoclonal antibody // Proc. Natl. Acad. Sci. – 1984. – Vol. 81.– P.1779-1783.
Crispin M. Targeting host-derived glycans on enveloped viruses for antibody-based vaccine design // Curr OpinVirol. – 2015.
– Vol.11. – P. 63–69.
An Y., McCullers J. A., Alymova I., Parsons L. M., Cipollo, J. F. Glycosylation analysis of engineered H3N2 inuenza A virus
hemagglutinins with sequentially added historically relevant glycosylation sites // Journal of proteome research. – 2015. – Vol. 14,
No 9. – P. 3957-3969.
Hay A. J. Gregory V., Douglas A. R., Lin Y. P. The evolution of human inuenza viruses // Philosophical Transactions of the
Royal Society of London. Series B. – 2001.– Vol. 356, No 1416. – P. 1861.
Soсan M., Prosenc K., Uсakar V., Berginc N. A comparison of the demographic and clinical characteristics of laboratory-
conrmed inuenza B Yamagata and Victoria lineage infection // Journal of Clinical Virology. – 2014. – Vol. 61, No 1. – P. 156-160.
References
Abe Y., Takashita E., Sugawara K., Matsuzaki Y., Muraki Y., Hongo S. (2004) Effect of the addition of oligosaccharides on the
biological activities and antigenicity of inuenza A/H3N2 virus hemagglutinin. Journal of virology, vol. 78, no 18, pp. 9605-9611.
Ampofo W. K., Azziz-Baumgartner, E., Bashir, U. et al. (2015) Strengthening the inuenza vaccine virus selection and develop-
ment process: Report of the 3rd WHO Informal Consultation for Improving Inuenza Vaccine Virus Selection held at WHO head-
quarters, Geneva, Switzerland, 1–3 April 2014. Vaccine, vol. 33, no 36, pp. 4368-4382.
An Y., McCullers J.A., Alymova I., Parsons L.M., Cipollo, J.F. (2015) Glycosylation analysis of engineered H3N2 inuenza A
virus hemagglutinins with sequentially added historically relevant glycosylation sites. Journal of proteome research, vol. 14, no 9,
pp. 3957-3969
Crispin M. (2015) Targeting host-derived glycans on enveloped viruses for antibody-based vaccine design. Curr Opin Virol,
vol. 11, pp. 63–69.
Glinsky G. V. (2010) Genomic analysis of pandemic (H1N1) 2009 reveals association of increasing disease severity with emer-
gence of novel hemagglutinin mutations. Cell cycle, vol. 9, no 5, pp. 958-970.
Вестник. Серия экологическая. №1 (58). 2019
60
Молекулярно-генетические особенности эпидемического сезона 2017-2018 гг. по гриппу в Казахстане
Hay A. J. Gregory, V., Douglas, A. R., & Lin, Y. P. (2001) The evolution of human inuenza viruses. Philosophical Transac-
tions of the Royal Society of London. Series B, vol. 356, no 1416. – pp. 1861.
Koel B. F. Mögling R., Chutinimitkul S. et al. (2015) Identication of amino acid substitutions supporting antigenic change of
A (H1N1) pdm09 viruses. Journal of virology, pp. JVI.02962-14.
Komissarov A. et al. (2016) Rapid spread of inuenza A (H1N1) pdm09 viruses with a new set of specic mutations in the
internal genes in the beginning of 2015/2016 epidemic season in Moscow and Saint Petersburg (Russian Federation). Inuenza and
other respiratory viruses, vol. 10, no 4, pp. 247-253.
Korsun Neli, Angelova S., Gregory V., Daniels R. et al. (2017) Antigenic and genetic characterization of inuenza viruses cir-
culating in Bulgaria during the 2015/2016 season. Infection, Genetics and Evolution, vol. 49, pp. 241-250.
Lin J. H. et al. (2011) Molecular epidemiology and antigenic analyses of inuenza A viruses H3N2 in Taiwan. Clinical Micro-
biology and Infection, vol. 17, no 2, pp. 214-222.
Lobova T.G., Prokopets A.V., Komissarov A.B et al. (2012) Evolyutsionnayai zmenchivost virusov grippa B, tsirkulirovavshih
v Rossiyskoy Federatsii s 2005 po 2012 g [Evolutionary variability of inuenza B viruses circulating in the Russian Federation from
2005 to 2012] . Virology issues, vol. 57, no 6.
Neumann G., Noda T., Kawaoka Y. (2009) Emergence and pandemic potential of swine-origin H1N1 inuenza virus. Nature,
vol. 459, no 7249, pp. 931.
Osidak L.V., Drinevskiy V.P., Erofeeva M.K. et al. (2009). Gripp kak problema XXI veka [Inuenza as a problem of the XXI
century]. Children’s infections, vol. 8, pp. 3-9.
Ramadhany R. et al. (2012) Tropism of pandemic 2009 H1N1 inuenza A virus. Frontiers in microbiology, vol. 3, pp. 128.
Raymond F.L., Caton A.J., Cox N.J. et al. (1986) The antigenicity and evolution of inuenza H1 haemagglutinin, from 1950–
1957 and 1977–1983: two pathways from one gene. Virology, vol. 148, no 2, pp. 275-287.
Report prepared for the WHO annual consultation on the composition of inuenza vaccine for the Northern Hemisphere 2018 –
2019. Worldwide Inuenza Centre the Francis Crick Institute Mill Hill Laboratory London. Available online: https://www.who.int/
inuenza/vaccines/virus/recommendations/2018_19_north/en/
Skehel J.J., Stevens D. J., Daniels R. S., Douglas A. R., Knossowtt M. (1984) A carbohydrate side chain on hemagglutinins of
Hong Kong inuenza viruses inhibits recognition by a monoclonal antibody. Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 81, pp. 1779-1783.
Smagul A.M., Nusupbaeva G.E., Aykimbaev A.M., Berezin V.E., Klivleeva N.G. (2018). Nadzornadgrippom i ostryimi respi-
ratornyimi infektsiyami v Kazahstane [Surveillance of inuenza and acute respiratory infections in Kazakhstan]. Medicine (Almaty),
vol. 194, no 8, pp. 25-31.
Soсan M. Prosenc K., Uсakar V., Berginc, N. (2014) A comparison of the demographic and clinical characteristics of laborato-
ry-conrmed inuenza B Yamagata and Victoria lineage infection. Journal of Clinical Virology, vol. 61, no 1, pp. 156-160.
WHO, 2018. Inuenza (Seasonal). Available online: http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/inuenza-(seasonal) (ac-
cessed on 12 December 2018).
