vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2024-69-3-224-236vestib-932Research ArticleСтатьиМолекулярная эпидемиология вирусов ЕСНО30, циркулирующих в Беларуси на протяжении последних 25 летMolecular epidemiology of Echovirus 30 in Belarus over the last 25 yearshttps://orcid.org/0000-0001-6431-5050ПоклонскаяН. В.PaklonskayaN. V.

Поклонская Наталья Владимировна – канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник.

ул. Филимонова, 23, 220114, Минск

Natalia V. Paklonskaya – Ph. D. (Biol.), Leading Researcher, Republican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology.

23, Filimonov Str., 220114, Minsk

labsanvir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7309-152XАмвросьеваТ. В.AmvrosievaT. V.

Амвросьева Тамара Васильевна – д-р мед. наук, профессор, заведующий лабораторией.

ул. Филимонова, 23, 220114, Минск

Tamara V. Amvrosieva – D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Laboratory, Republican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology.

23, Filimonov Str., 220114, Minsk

amvrosieva@gmail.comБогушЗ. Ф.BogushZ. F.

Богуш Зоя Федоровна – науч. сотрудник.

ул. Филимонова, 23, 220114, Минск

Zoya F. Bogush – Researcher, Republican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology.

23, Filimonov Str., 220114, Minsk

labsanvir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4521-6599ШиловаЮ. A.ShilavaYu. A.

Шилова Юлия Александровна – мл. науч. сотрудник.

ул. Филимонова, 23, 220114, Минск

Yulia A. Shilava ‒ Junior Researcher, Republican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology.

23, Filimonov Str., 220114, Minsk

labsanvir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6488-9422КолтуноваЮ. Б.KaltunovaYu. B.

Колтунова Юлия Борисовна – мл. науч. сотрудник.

ул. Филимонова, 23, 220114, Минск

Yulia B. Kaltunova ‒ Junior Researcher, Republican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology.

23, Filimonov Str., 220114, Minsk

labsanvir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4044-6827БельскаяИ. В.BelskayaI. V.

Бельская Инна Валерьевна – науч. сотрудник.

ул. Филимонова, 23, 220114, Минск

Ina V. Belskaya – Researcher, Republican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology.

23, Filimonov Str., 220114, Minsk

labsanvir@gmail.comРеспубликанский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологииRepublican Scientific and Practical Center for Epidemiology and Microbiology202401082024693224236Copyright © Поклонская Н.В., Амвросьева Т.В., Богуш З.Ф., Шилова Ю.A., Колтунова Ю.Б., Бельская И.В., 20242024Поклонская Н.В., Амвросьева Т.В., Богуш З.Ф., Шилова Ю.A., Колтунова Ю.Б., Бельская И.В.Paklonskaya N.V., Amvrosieva T.V., Bogush Z.F., Shilava Y.A., Kaltunova Y.B., Belskaya I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/932

В работе приведены результаты наиболее полного молекулярно-эпидемиологического исследования одного из самых эпидемически значимых как в глобальном масштабе, так и на территории Беларуси энтеровирусов (ЭВ) – вируса ЕСНО30, включая описание его эволюционной траектории и путей географического распространения.

Цель работы ‒ молекулярно-эпидемиологический анализ вируса ЕСНО30, циркулировавшего в Республике Беларусь с 1997 по 2021 г.

Установлено, что за весь период наблюдения ЕСНО30 был вторым по распространенности типом ЭВ, уступая только вирусу Коксаки В5. Периоды наиболее активной его циркуляции совпадали с годами эпидемических подъемов заболеваемости энтеровирусными инфекциями (ЭВИ). Среди клинических форм инфекции, вызванной ЕСНО30, преобладали кишечные и неврологические. Идентифицировано 10 циркулировавших в Беларуси различных его геновариантов, которые входили в три генотипа вируса, имевших глобальное распространение, – ЕСНО30_Е, ЕСНО30_F и ЕСНО30_Н. Во время трех эпидемических подъемов вызванной ЕСНО30 заболеваемости имела место параллельная циркуляция двух различных геновариантов, принадлежавших к одному (2013‒2014 гг.) или различным (1997, 2017‒2018 гг.) генотипам. Одновременно циркулирующие геноварианты имели различную эволюционную траекторию и/или филогеографию.

Полученные результаты имеют важное значение для понимания эпидемиологических процессов, лежащих в основе формирования заболеваемости ЭВИ в Республике Беларусь.

The article presents the results of the most complete molecular epidemiology study of one of the most epidemically significant enteroviruses (EV), both globally and in Belarus – Echovirus 30, including a description of its evolutionary trajectory and routes of geographic distribution.

The purpose of the presented work was to study a molecular epidemiology of Echovirus 30 in the Republic of Belarus from 1997 to 2021.

During the observation period, Echovirus 30 was the second most common type of EV after Coxsackievirus B5. The highest Echovirus 30 activity was registered at the time of enteroviral morbidity epidemic upsurge. Intestinal and neurological forms predominated in the spectrum of Echovirus 30 clinical presentation. We identified 10 different genetic variants of Echovirus 30 that circulated in Belarus, which were included in three global Echovirus 30 genotypes ‒ ECHO30_E, ECHO30_F and ECHO30_H. At the time of morbidity epidemic rises in 1997, 2013‒2014, and 2017‒2018 there was a parallel circulation of two different genetic variants of the virus belonging to the same (2013‒2014) or different (1997, 2017‒2018) genotypes. Simultaneously circulating genetic variants of Echovirus 30 had different evolutionary trajectory and/or routes of geographic distribution.

The obtained results are important for understanding the epidemiological processes underlying the enteroviral morbidity in the Republic of Belarus.

энтеровирусэнтеровирусная инфекцияЕСНО30молекулярная эпидемиологиягенотипenterovirusenterovirus infectionEchovirus 30molecular epidemiologygenotypeReferencesRecommendations for the nomenclature of enteroviruses and rhinoviruses / P. Simmonds [et al.] // Arch. Virol. – 2020. – Vol. 165, N 3. – P. 793‒797. https://doi.org/10.1007/s00705-019-04520-6Simmonds P., Gorbalenya A. E., Harvala H., Hovi T., Knowles N. J., Lindberg A. M. [et al.]. Recommendations for the nomenclature of enteroviruses and rhinoviruses. Archives of Virology, 2020, vol. 165, no. 3, pp. 793‒797. https://doi.org/10.1007/s00705-019-04520-6Pallansch, M. Enteroviruses: polioviruses, coxsackieviruses, echoviruses, and newer enteroviruses / M. Pallansch, R. Roos // Fields Virol. – 5th ed. – Philadelphia, 2007. – P. 839‒893.Pallansch M., Roos R. Enteroviruses: polioviruses, coxsackieviruses, echoviruses, and newer enteroviruses. Fields Virology. 5th ed. Philadelphia, 2007, pp. 839‒893.Lukashev, A. N. Molecular evolution of types in non-polio enteroviruses / A. N. Lukashev, Y. A. Vakulenko // J. Gen. Virol. – 2017. – Vol. 98, N 12. – P. 2968‒2981. https://doi.org/10.1099/jgv.0.000966Lukashev A. N., Vakulenko Y. A. Molecular evolution of types in non-polio enteroviruses. Journal of General Virology, 2017, vol. 98, no. 12, pp. 2968‒2981. https://doi.org/10.1099/jgv.0.000966Sanjuán, R. From molecular genetics to phylodynamics: evolutionary relevance of mutation rates across viruses / R. Sanjuán // PLoS Pathogens. – 2012. – Vol. 8, N 5. – P. e1002685. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1002685Sanjuán R. From molecular genetics to phylodynamics: evolutionary relevance of mutation rates across viruses. PLoS Pathogens, 2012, vol. 8, no. 5, p. e1002685. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1002685Recombination in enteroviruses, a multi-step modular evolutionary process / C. Muslin [et al.] // Viruses. – 2019. – Vol. 11, N 9. – P. 859. https://doi.org/10.3390/v11090859Muslin C., Mac Kain A., Bessaud M., Blondel B., Delpeyroux F. Recombination in enteroviruses, a multi-step modular evolutionary process. Viruses, 2019, vol. 11, no. 9, p. 859. https://doi.org/10.3390/v11090859Molecular epidemiology and phylogenetics of human enteroviruses: Is there a forest behind the trees? / A. N. Lukashev [et al.] // Rev. Med. Virol. – 2018. – Vol. 28, N 6. – Art. e2002. https://doi.org/10.1002/rmv.2002Lukashev A. N., Vakulenko Y. A., Turbabina N. A., Deviatkin A. A., Drexler J. F. Molecular epidemiology and phylogenetics of human enteroviruses: Is there a forest behind the trees? Reviews in Medical Virology, 2018, vol. 28, no. 6, art. e2002. https://doi.org/10.1002/rmv.2002Global emergence of Enterovirus 71: a systematic review / G. Nayak [et al.] // Beni-Suef Univ. J. Basic Appl. Sci. – 2022. – Vol. 11, N 1. – Art. 78. https://doi.org/10.1186/s43088-022-00258-4Nayak G., Bhuyan S. K., Bhuyan R., Sahu A., Kar D., Kuanar A. Global emergence of Enterovirus 71: a systematic review. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, 2022, vol. 11, no. 1, art. 78. https://doi.org/10.1186/s43088-022-00258-4A decade of enterovirus genetic diversity in Belgium / E. Wollants [et al.] // J. Clin. Virol. – 2019. – Vol. 121. – Art. 104205. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2019.104205Wollants E., Beller L., Beuselinck K., Bloemen M., Lagrou K., Reynders M., Van Ranst M. A decade of enterovirus genetic diversity in Belgium. Journal of Clinical Virology, 2019, vol. 121, art. 104205. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2019.104205Epidemiology of Echovirus 30 infections detected in a University Hospital in Catalonia, Spain, in 1995‒2020 / M. Del Cuerpo [et al.] // Microorganisms. – 2022. – Vol. 10, N 3. – Art. 592. https://doi.org/10.3390/microorganisms10030592Del Cuerpo M., Gonzalez de Audicana J., Fernandez-Garcia M. D., Marín P., Esteban M., Español M., Cabrerizo M., Rabella N. Epidemiology of Echovirus 30 infections detected in a University Hospital in Catalonia, Spain, in 1995‒2020. Microorganisms, 2022, vol. 10, no. 3, p. 592. https://doi.org/10.3390/microorganisms10030592Molecular epidemiology and evolutionary trajectory of emerging Echovirus 30, Europe / K. S. M. Benschop [et al.] // Emerg. Infect. Dis. – 2021. – Vol. 27, N 6. – P. 1616‒1626. https://doi.org/10.3201/eid2706.203096Benschop K. S. M., Broberg E. K., Hodcroft E., Schmitz D., Albert J., Baicus A. [et al.] Molecular epidemiology and evolutionary trajectory of emerging Echovirus 30, Europe. Emerging Infectious Diseases, 2021, vol. 27, no. 6, pp. 1616‒1626. https://doi.org/10.3201/eid2706.203096Holm-Hansen, C. C. Global emergence of enterovirus D68: a systematic review / C. C. Holm-Hansen, S. E. Midgley, T. K. Fischer // Lancet. Infect. Dis. – 2016. – Vol. 16, N 5. – P. e64–e75. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(15)00543-5Holm-Hansen C. C., Midgley S. E., Fischer T. K. Global emergence of enterovirus D68: a systematic review. Lancet. Infectious diseases, 2016, vol. 16, no. 5, pp. e64‒e75. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(15)00543-5Viral water contamination as the cause of aseptic meningitis outbreak in Belarus / T. V. Amvrosieva [et al.] // Cent. Eur. J. Public Health. – 2001. – Vol. 9, N 3. – P. 154‒157.Amvrosieva T. V., Titov L. P., Mulders M., Hovi T., Dyakonova O. V., Votyakov V. I. [et al.]. Viral water contamination as the cause of aseptic meningitis outbreak in Belarus. Central European Journal of Public Health, 2001, vol. 9, no. 3, pp. 154‒157.Enteroviral infection outbreak in the Republic of Belarus: principal characteristics and phylogenetic analysis of etiological agents / T. V. Amvrosieva [et al.] // Cent. Eur. J. Public Health. – 2006. – Vol. 14, N 2. – P. 67‒73. https://doi.org/10.21101/cejph.a3369Amvrosieva T. V., Paklonskaya N. V., Biazruchka A. A., Kazinetz O. N., Bohush Z. F., Fisenko E. G. Enteroviral infection outbreak in the Republic of Belarus: principal characteristics and phylogenetic analysis of etiological agents. Central European Journal of Public Health, 2006, vol. 14, no. 2, pp. 67‒73. https://doi.org/10.21101/cejph.a3369Молекулярная эпидемиология энтеровирусов, вызывающих тяжелые неврологические формы инфекции / Н. В. Поклонская [и др.] // Вес. НАН Беларусі. Сер. мед. навук. – 2017. – № 3. – С. 29‒36.Poklonskaya N. V., Amvros’eva T. V., Lozyuk S. K., Shilova Yu. A., Bogush Z. F., Biskina N. M. Molecular epidemiology of enteroviruses causing severe neurological infection forms. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya medytsynskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2017, no. 3, pp. 29‒36 (in Russian).Использование различных модификаций метода ПЦР при диагностике энтеровирусных инфекций / Н. В. Поклонская [и др.] // Мед. новости. – 2004. – № 1. – C. 91‒93.Paklonskaya N. V., Amvrosieva T. V., Dzyakanava O. V., Shcherbakova O. B. The use of various modifications of the PCR method in the diagnosis of enteroviral infections. Meditsinskie novosti = Medical news, 2004, no. 1, pp. 91‒93 (in Russian).Модифицированный метод гнездовой полимеразной цепной реакции в одной пробирке для детекции энтеровирусов / Н. В. Поклонская [и др.] // Клин. лаб. диагностика. – 2004. – № 4. – С. 4.Poklonskaya N. V., Amvros’eva T. V., D’yakonova O. V., Shcherbakova O. B., Voilokova R. Ya. Modified one-tube nested polymerase chain reaction method for detection of enteroviruses. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian сlinical laboratory diagnostics, 2004, no. 4, pp. 46‒47 (in Russian).Felsenstein, J. Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach / J. Felsenstein // J. Mol. Evol. – 1981. – Vol. 17, N 6. – P. 368‒376. https://doi.org/10.1007/BF01734359Felsenstein J. Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach. Journal of Molecular Evolution, 1981, vol. 17, no. 6, pp. 368‒376. https://doi.org/10.1007/BF01734359Kumar, S. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for bigger datasets / S. Kumar, G. Stecher, K. Tamura // Mol. Biol. Evol. – 2016. – Vol. 33, N 7. – P. 1870‒1874. https://doi.org/10.1093/molbev/msw054Kumar S., Stecher G., Tamura K. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets. Molecular Biology and Evolution, 2016, vol. 33, no. 7, pp. 1870‒1874. https://doi.org/10.1093/molbev/msw054Relaxed phylogenetics and dating with confidence / A. J. Drummond [et al.] // PLoS Biol. – 2006. – Vol. 4, N 5. – P. e88. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0040088Drummond A. J., Ho S. Y., Phillips M. J., Rambaut A. Relaxed phylogenetics and dating with confidence. PLoS Biology, 2006, vol. 4, no. 5, p. e88. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0040088Bayesian phylogenetic and phylodynamic data integration using BEAST 1.10 / M. A. Suchard [et al.] // Virus Evol. – 2018. – Vol. 4, N 1. – Art. vey016. https://doi.org/10.1093/ve/vey016Suchard M. A., Lemey P., Baele G., Ayres D. L., Drummond A. J., Rambaut A. Bayesian phylogenetic and phylodynamic data integration using BEAST 1.10. Virus Evolution, 2018, vol. 4, no. 1, art. vey016. https://doi.org/10.1093/ve/vey016Posterior summarization in Bayesian Phylogenetics using Tracer 1.7 / A. Rambaut [et al.] // Syst. Biol. – 2018. – Vol. 67, N 5. – P. 901‒904. https://doi.org/10.1093/sysbio/syy032Rambaut A., Drummond A. J., Xie D., Baele G., Suchard M. A. Posterior summarization in Bayesian Phylogenetics using Tracer 1.7. Systematic Biology, 2018, vol. 67, no. 5, pp. 901‒904. https://doi.org/10.1093/sysbio/syy032Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц; пер. с англ. Ю. А. Данилова. – М.: Практика, 1999. – 459 с.Glanz S. A. Primer of Biostatistics. 4th ed. New York, McGraw-Hill Inc., 1997. 473 p.Bailly, J. L. Phylogeography of circulating populations of human echovirus 30 over 50 years: nucleotide polymorphism and signature of purifying selection in the VP1 capsid protein gene / J. L. Bailly, A. Mirand, C. Henquell // Infect. Genet. Evol. – 2009. – Vol. 9, N 4. – P. 699‒708. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2008.04.009Bailly J. L., Mirand A., Henquell C., Archimbaud C., Chambon M., Charbonné F., Traoré O., Peigue-Lafeuille H. Phylogeography of circulating populations of human echovirus 30 over 50 years: nucleotide polymorphism and signature of purifying selection in the VP1 capsid protein gene. Infection, genetics and evolution, 2009, vol. 9, no. 4, pp. 699‒708. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2008.04.009Global phylodynamics of Echovirus 30 revealed differential behavior among viral lineages / C. Lema [et al.] // Virology. – 2019. – Vol. 531. – P. 79‒92. https://doi.org/10.1016/j.virol.2019.02.012Lema C., Torres C., Van der Sanden S., Cisterna D., Freire M. C., Gómez R. M. Global phylodynamics of Echovirus 30 revealed differential behavior among viral lineages. Virology, 2019, vol. 531, pp. 79‒92. https://doi.org/10.1016/j.virol.2019.02.012Molecular epidemiology of echovirus 30: temporal circulation and prevalence of single lineages / G. Palacios [et al.] // J. Virol. – 2002. – Vol. 76, N 10. – P. 4940‒4949. https://doi.org/10.1128/jvi.76.10.4940-4949.2002Palacios G., Casas I., Cisterna D., Trallero G., Tenorio A., Freire C. Molecular epidemiology of echovirus 30: temporal circulation and prevalence of single lineages. Journal of Virology, 2002, vol. 76, no. 10, pp. 4940‒4949. https://doi.org/10.1128/jvi.76.10.4940-4949.2002Молекулярная характеристика и филогенетический анализ энтеровирусов, вызвавших вспышки и сезонные подъемы заболеваемости в разных регионах Республики Беларусь / Т. В. Амвросьева [и др.] // Журн. микробиол. – 2006. – № 3. – С. 17‒21.Amvros’eva T. V., Poklonskaya N. V., Bezruchko A. A., Fisenko E. G. Molecular characterization and phylogenetic analysis of enteroviruses inducing the outbreaks and seasonal rises of morbidity in different regions of the Republic of Belarus. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of microbiology, еpidemiology and immunobiology, 2006, no. 3, pp. 17‒21 (in Russian).

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