Вирус оспы кошек: новый представитель рода Orthopoxvirus в Европе?

• Борисевич Сергей Владимирович
• Сизикова Татьяна Евгеньевна
• Лебедев Виталий Николаевич

Резюме

В обзоре рассмотрены биологические и генетические характеристики нового ортопоксвируса - возбудителя оспы кошек. Вирус индуцирует кожные поражения, гистологически характеризуемые инфильтрацией лейкоцитов и эозинофильными цитоплазматическими включениями.

Филогенетический анализ 9 генов установил, что этот вирус является близкородственным к вирусу эктромелии, отдаленно родственным вирусу оспы коров и принадлежит к тому же кластеру ортопоксвирусов, что и штамм Abatino, который недавно был выделен от макак резус в Италии. Предположительно кошки являются случайными хозяевами, основной естественный резервуар вируса - грызуны. Необходимо углубленное изучение зоонозного потенциала нового ортопоксвируса.

Ключевые слова: ортопоксвирусы; вирус оспы коров; вирус эктромелии; полимеразная цепная реакция; филогенетический анализ

Вирус натуральной оспы (ВНО), являющийся этиологическим агентом одноименного заболевания человека, в естественных условиях отсутствует, однако реальную угрозу для здравоохранения представляет потенциал различных ортопоксвирусов, циркулирующих среди животных. Опасность для человека могут представлять идентифицированные в последнее время новые ортопоксвирусы.

Среди ортопоксвирусов особый интерес представляет вирус оспы коров (ВОКор), который имеет обширный круг хозяев и широко распространен на Евразийском континенте. Данный возбудитель вызывает локализованные дерматиты у людей. Однако серьезные заболевания, вызванные этим возбудителем, иногда заканчивающиеся летальным исходом, могут развиться у пациентов с иммунодефицитными состояниями. В последнее десятилетие число заболеваний, вызванных ВОКор у людей и животных, заметно увеличилось, что свидетельствует о росте зоонозного потенциала вируса и связанном с ним повышенным риске заболеваний у людей [1]. В Российской Федерации зарегистрированы случаи выделения ВОКор от больных людей [2].

Естественными хозяевами ВОКор являются дикие грызуны, но заболевание человека часто возникает именно вследствие контактов с домашними кошками [3]. Всего известно более 400 подтвержденных случаев инфицирования домашних кошек ВОКор, однако молекулярно-генетические исследования с выделенными культурами были проведены только в отдельных случаях. В случаях заболевания домашних кошек этиологический агент, как правило, идентифицировали как вирус оспы коров или вообще он не был идентифицирован [4]. Кошки являются восприимчивыми к инфекции вызываемой ВОКор, для которой они, как и люди, рогатый скот, лошади и собаки, являются случайными хозяевами [1, 5-12]. Кошки обычно заражаются от пойманных грызунов, передача возбудителя от кошки к кошке наблюдается редко [7, 12].

G. Lanave и соавт. [4] описали выделение от домашней кошки нового ортопоксвируса, получившего название "вирус оспы кошек".

Возбудитель выделен от домашней кошки при заболевании, завершившимся летальным исходом. Короткошерстный кот 6-месячного возраста был доставлен к ветеринару с признаками множественного нодулярного дерматита. Животное получало сбалансированное кошачье питание, вакцинацию против обычных заболеваний (ринотрахеит, калицивироз, хламидиоз) домашних кошек, регулярный курсовой прием антипаразитарных препаратов, однако условия его содержания не исключали возможности контакта с синантропными грызунами.

Тест на ретровирусную инфекцию, постановка трихограммы и анализ на наличие микозов дали отрицательные результаты. Анализ крови выявил умеренный лейкоцитоз с увеличенным содержанием лимфоцитов, нейтрофилов и эозинофилов. Ввиду резкого ухудшения состояния здоровья животное было подвергнуто эвтаназии. Данные клинического наблюдения и гистопатологического анализа позволили сделать заключение об ортопоксвирусной инфекции. Для подтверждения диагноза проведены молекулярно-биологические исследования, выделение тотальной ДНК из секционных проб и ее очистка. С помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) получен положительный результат на наличие панхордопоксвирусов [с низким содержанием гуанина и цитозина (GC) в геноме] и отрицательный результат на наличие панхордопоксвирусов с высоким уровнем GC [13]. Результаты ПЦР подтвердили наличие у животного ортопоксвирусной инфекции.

Амплификация гена кодирующего белок включения типа А дала ампликон размером ≈1274 п.н.о., а гена гемагглютинина - 846 п.н.о., что соответствует таковой для вируса эктромелии [14, 15]. Вирус эктромелии является возбудителем оспы мышей, экзентематозного заболевания лабораторных мышей, наносящего значительный урон для проведения биомедицинских исследований [16]. Круг хозяев вируса эктромелии ограничен лабораторными мышами, заболевания людей и домашних животных, вызванные данным возбудителем, неизвестны. Также не выявлены случаи выделения вируса эктромелии от человека. Относительно естественного резервуара данного возбудителя в природе имеется весьма ограниченная информация [17]. Другие патогены в пробе от погибшего животного молекулярно-генетическими методами не выявлены [4]. Следовательно, полученные результаты подтвердили наличие в пробах возбудителя, относящегося к подсемейству Chordopoxvirinae семейства Poxviridae.

Последующая идентификация была проведена с по­мощью ПЦР с праймерами, специфичными для генов белка включения типа А [14] и гликопротеина вируса вакцины [15]. Кроме того, для выявления ДНК вируса была поставлена ПЦР с праймерами, специфичными для вируса эктромелии (положительный результат) и ВОКор (отрицательный результат). После получения результатов анализа стал очевидным факт выделения от заболевшей домашней кошки нового ортопоксвируса, имеющего больший уровень генетического родства с вирусом эктромелии, чем с ВОКор [18].

Дополнительно проведенные вирусологические исследования включали выделение вируса на культуре клеток, изучение морфологии оспин на хорион-аллантоисной оболочке 12-суточных куриных эмбрионов, электронную микроскопию. Сыворотка крови больного животного была исследована на наличие специфических антител к ортопоксвирусам с помощью реакции нейтрализации и метода флуоресцирующих антител [4].

Вирус был выделен из образцов биопсии кожи на культуре клеток фибробластов почки африканской зеленой мартышки (CV-1) и эпителия почки африканской зеленой мартышки (Vero). Цитопатический эффект был менее выражен в клетках Vero по сравнению с клетками CV-1, спустя 48 ч после инфицирования [4].

R.M. Vorou и соавт. описали выделение от домашней кошки нового ортопоксвируса, получившего название "вирус оспы кошек, штамм Италия_09/17" [1]. В результате проведения ПЦР с праймерами, специфичными для вируса эктромелии и ВОКор, установлено, что новый ортопоксвирус имеет больший уровень генетического родства с вирусом эктромелии, чем с ВОКор, подтвердив факт выделения от заболевшей домашней кошки нового ортопоксвируса, относящегося к подсемейству Chordopoxvirinae семейства Poxviridae [2, 3].

В результате секвенирования получена практически полная последовательность геномной ДНК вируса оспы кошек, штамм Италия_09/17. Проведено сравнение открытых рамок считывания генома с референтными последовательностями геномной ДНК вирусов эктромелии (№ последовательностей в GenBank KJ563295 и AF012825), ВОКор (№ последовательности в GenBank AF482758) и вируса вакцины (№ последовательности в GenBank 35027).

Для характеристики вновь выделенного штамма нового ортопоксвируса использовали стратегию, предложенную G.L. Emerson и соавт. [19]. Для анализа отобрали 9 кодирующих последовательностей генома штамма Италия 09/17: A7L - ранний транскрипционный фактор, большая субъединица; A10L - основной центральный белок; A24R - РНК- полимераза 132; D1R - информационная РНК кэпирующего фермента, большая субъединица; D5R - ДНК-зависимая нуклеотид-фосфатаза; E6R - гипотетический белок; E9L - ДНК-полимераза; H4L - белок, ассоциированный с РНК-полимеразой; J6R - РНК полимераза 147. Обозначение генов проведено в соответствии с таковым для вируса вакцины.

Проведено выравнивание сцепленных геномных последовательностей ортопоксвирусов, представляющих Северную Америку и Старый Свет. При проведении выравнивания использованы полные последовательности гена гемагглютинина 2 выделенных от кошек штаммов ортопоксвируса человека (№ EF612709 и FJ445747), изолята ортопоксвируса от макаки (№ KY100116), ВОКор и эктромелии. Данные по идентификации штамма Италия 09/17 вируса оспы кошек при использовании молекулярно-биологических и молекулярно-генетических методов исследования представлены в таблице.

Секвенирование гена гемагглютинина вируса оспы кошек, штамм Италия_09/17 выявило высокий уровень гомологии (98%) по сравнению с ВОКор, штамм Германия (№ в GenBank HQ420897) и выделенному от кошек человеческому поксвирусу IT1 (№ в GenBank EF612709). Кроме того, возбудитель нового ортопоксвируса, штамм Италия_09/17 показал высокий уровень гомологии с большинством последовательностей геномных ДНК вируса эктромелии, депонированных в GenBank. Самый высокий уровень идентичности отмечен по отношению к штамму Naval (№ KJ563295).

Филогенетическое древо, построенное по данным сравнения геномных последовательностей 9 выбранных генов вируса оспы кошек, штамм Италия_09/17, с соответствующими геномными последовательностями для вирусов оспы кроликов, оспы обезьян, ВНО, ВОКор, вакцины, эктромелии, свидетельствует о том, что вирус оспы кошек является отдаленно родственным по отношению к другим ортопоксвирусам, в том числе и всем 10 линиям ВОКор [21], в том числе к недавно выделенным сублиниям [22, 23], и обнаруживает более близкое родство с прототипным штаммом вируса эктромелии. На филогенетическом древе ортопоксвирусов штамм Италия_09/17 формирует отдельный кластер.

Выявление нового ортопоксвируса необходимо рассматривать в контексте увеличения количества случаев заболевания человека, вызванного ортопоксвирусами, которое является следствием прекращения вакцинации против натуральной оспы и снижением уровня коллективного иммунитета. Не исключена возможность появления в ближайшем будущем новых эмерджентных и реэмерджентных ортопоксвирусных инфекций.

Литература

1. Vorou R.M., Papavassiliou V.G., Pierroutsakos I.N. Cowpox virus infection: an emerging health threat // Curr. Opin. Infect. Dis. 2008. Vol. 21. P. 153-156. DOI: https://doi.org/10.1097/QCO.0b013e3282f44c74

2. Маренникова С.С., Щелкунов С.Н. Патогенные для человека ортопоксвирусы Москва : KMK Scientific Press, 1998. 386 c.

3. Essbauer S., Pfeffer M., Meyer H. Zoonotic poxviruses // Vet. Microbiol. 2010. Vol. 140. P. 229-236. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2009.08.026

4. Lanave G., Dowgier G., Decaro N., Albanese F., Brogi E., Parisi A. et al. Novel orthopoxvirus and lethal disease in cat, Italy // Emerg. Infect. Dis. 2018. Vol. 24, N 9. P. 1665-1673. DOI: https://doi.org/10.3201/eid2409.171283

5. Carletti F., Bordi L., Castilletti C., Di Caro A., Falasca L., Gioia C. et al. Cat-to-human orthopoxvirus transmission, northeastern Italy // Emerg. Infect. Dis. 2009. Vol. 15. P. 499-500. DOI: https://doi.org/10.3201/eid1503.080813

6. Eis-Hübinger A.M., Gerritzen A., Schneweis K.E., Pfeiff B., Pullmann H., Mayr A. et al. Fatal cowpox-like virus infection transmitted by cat // Lancet. 1990. Vol. 336. P. 880. DOI: https://doi.org/10.1016/0140-6736(90)92387-W

7. Greene C.E. Poxvirus infections // Infectious Diseases of the Dog and Cat. 4th ed. / Ed. C.E. Greene. St Louis : Saunders; Elsevier, 2006. P. 166-169.

8. Hawranek T., Tritscher M., Muss W.H., Jecel J., Nowotny N., Kolodziejek J. et al. Feline orthopoxvirus infection transmitted from cat to human // J. Am. Acad. Dermatol. 2003. Vol. 49. P. 513-518. DOI: https://doi.org/10.1067/S0190-9622(03)00762-X

9. Herder V., Wohlsein P., Grunwald D., Janssen H., Meyer H., Kaysser P. et al. Poxvirus infection in a cat with presumptive human transmission // Vet. Dermatol. 2011. Vol. 22. P. 220-224. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-3164.2010.00947.x

10. Schulze C., Alex M., Schirrmeier H., Hlinak A., Engelhardt A., Koschinski B. et al. Generalized fatal Cowpox virus infection in a cat with transmission to a human contact case // Zoonoses Public Health. 2007. Vol. 54. P. 31-37. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1863-2378.2007.00995.x

11. Schupp P., Pfeffer M., Meyer H., Burck G., Kölmel K., Neumann C. Cowpox virus in a 12-year-old boy: rapid identification by an orthopoxvirus-specific polymerase chain reaction // Br. J. Dermatol. 2001. Vol. 145. P. 146-150. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2133.2001.04300.x

12. Świtaj K., Kajfasz P., Kurth A., Nitsche A. Cowpox after a cat scratch: case report from Poland // Ann. Agric. Environ. Med. 2015. Vol. 22. P. 456-458. DOI: https://doi.org/10.5604/12321966.1167713

13. Li Y., Meyer H., Zhao H., Damon I.K. GC content-based pan-pox universal PCR assays for poxvirus detection // J. Clin. Microbiol. 2010. Vol. 48. P. 268-276. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.01697-09

14. Meyer H., Ropp S.L., Esposito J.J. Gene for A-type inclusion body protein is useful for a polymerase chain reaction assay to differentiate orthopoxviruses // J. Virol. Methods. 1997. Vol. 64. P. 217-221. DOI: https://doi.org/10.1016/S0166-0934(96)02155-6

15. Ropp S.L., Jin Q., Knight J.C., Massung R.F., Esposito J.J. Polymerase chain reaction strategy for identification and differentiation of smallpox and other orthopoxviruses // J. Clin. Microbiol. 1995. Vol. 33. P. 2069-2076.

16. Esteban D.J., Buller R.M. Ectromelia virus: the causative agent of mousepox // J. Gen. Virol. 2005. Vol. 86. P. 2645-2659. DOI: https://doi.org/10.1099/vir.0.81090-0

17. Osterhaus A.D., Teppema J.S., Wirahadiredja R.M., van Steenis G. Mousepox in the Netherlands // Lab. Anim. Sci. 1981. Vol. 31. P. 704-706.

18. Meyer H., Damon I.K., Esposito J.J. Orthopoxvirus diagnostics // Methods Mol. Biol. 2004. Vol. 269. P. 119-134.

19. Emerson G.L., Li Y., Frace M.A., Olsen-Rasmussen M.A., Khristova M.L., Govil D. et al. The phylogenetics and ecology of the orthopoxviruses endemic to North America // PLoS One. 2009. Vol. 4. Article ID e7666. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0007666

20. Osadebe L.U., Manthiram K., McCollum A.M. et al. Novel poxvirus infection in 2 patients from the United States // Clin. Infect. Dis. 2015. Vol. 60. P. 195-202.

21. Mauldin M.R., Antwerpen M., Emerson G.L., Li Y., Zoeller G., Carroll D.S. et al. Cowpox virus: what’s in a name? // Viruses. 2017. Vol. 9. P. E101. DOI: https://doi.org/10.3390/v9050101

22. Springer Y.P., Hsu C.H., Werle Z.R., Olson L.E., Cooper M.P., Castrodale L.J. et al. Novel orthopoxvirus infection in an Alaska resident // Clin. Infect. Dis. 2017. Vol. 64, N 12. P. 1737-1741. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/cix219

23. Vora N.M., Li Y., Geleishvili M., Emerson G.L., Khmaladze E., Maghlakelidze G. et al. Human infection with a zoonotic orthopoxvirus in the country of Georgia // N. Engl. J. Med. 2015. Vol. 372. P. 1223-1230. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa1407647

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)