sredobЗдоровье населения и среда обитания – ЗНиСОPublic Health and Life Environment – PH&LE2219-52382619-0788ФБУЗ ФЦГиЭ Роспотребнадзора10.35627/2219-5238/2022-30-4-70-76sredob-929Research ArticleЭПИДЕМИОЛОГИЯEPIDEMIOLOGYОбнаружение вируса Западного Нила в зимующих комарах на территории Волгоградской областиDetection of West Nile Virus in Overwintering Mosquitoes in the Volgograd Regionhttps://orcid.org/0000-0002-2076-5276БородайН. В.BorodaiN. V.

Наталья Владимировна Бородай, старший научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

сектор эпизоотологического мониторинга

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Natalia V. Borodai, Senior Researcher

Epizootiological Monitoring Sector

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

borodai.nat@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5810-8864НесговороваА. В.NesgovorovaA. V.

Анна Владимировна Несговорова, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

сектор эпизоотологического мониторинга

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Anna V. Nesgovorova, Researcher

Epizootiological Monitoring Sector

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6081-4052ФоминаВ. К.FominaV. K.

Валерия Константиновна Фомина, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

сектор эпизоотологического мониторинга

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Valeria K. Fomina, Researcher

Epizootiological Monitoring Sector

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3862-9133МендыгалиеваА. К.MendygalievaA. K.

Айна Кеннжевоевна Мендыгалиева, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

сектор эпизоотологического мониторинга

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Aina K. Mendygalieva, Researcher

Epizootiological Monitoring Sector

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9510-7246БатуринА. А.BaturinA. A.

Артем Александрович Батурин, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

лаборатория генодиагностики

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Artem A. Baturin, Researcher

Genetic Testing Laboratory

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9342-7211АнтоновА. С.AntonovA. S.

Александр Сергеевич Антонов, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

лаборатория биоинформационного анализа

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Aleksandr S. Antonov, Researcher

Laboratory of Bioinformatics Analysis

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5440-1470АвдюшеваЕ. Ф.AvdiushevaE. F.

Елена Федоровна Авдюшева, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

лаборатория биоинформационного анализа

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Elena F. Avdiusheva, Researcher

Laboratory of Bioinformatics Analysis

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3722-8159МолчановаЕ. В.MolchanovaE. V.

Елена Владимировна Молчанова,  к. б. н., старший научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

лаборатория арбовирусных инфекций

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Elena V. Molchanova, Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher

Laboratory of Arbovirus Infections

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6940-0350НикитинД. Н.NikitinD. N.

Дмитрий Николаевич Никитин, научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

лаборатория эпидемиологического анализа и противоэпидемическогообеспечения

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Dmitrii N. Nikitin, Researcher

Laboratory of Epidemiological Analysis and Anti-Epidemic Support

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9368-6165ПутинцеваЕ. В.PutintsevaE. V.

Елена Викторовна Путинцева, к. м. н., ведущий научный сотрудник

ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт»

лаборатория эпидемиологического анализа и противоэпидемического обеспечения

400131

ул. Голубинская, д. 7

Волгоград

Elena V. Putintseva, Cand. Sci. (Med.), Leading Researcher

Laboratory of Epidemiological Analysis and Anti-Epidemic Support

400131

7 Golubinskaya Street

Volgograd

vari2@sprint-v.com.ruРоспотребнадзорРоссияVolgograd Plague Control Research InstituteRussian Federation202223052022047076Copyright © Бородай Н.В., Несговорова А.В., Фомина В.К., Мендыгалиева А.К., Батурин А.А., Антонов А.С., Авдюшева Е.Ф., Молчанова Е.В., Никитин Д.Н., Путинцева Е.В., 20222022Бородай Н.В., Несговорова А.В., Фомина В.К., Мендыгалиева А.К., Батурин А.А., Антонов А.С., Авдюшева Е.Ф., Молчанова Е.В., Никитин Д.Н., Путинцева Е.В.Borodai N.V., Nesgovorova A.V., Fomina V.K., Mendygalieva A.K., Baturin A.A., Antonov A.S., Avdiusheva E.F., Molchanova E.V., Nikitin D.N., Putintseva E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zniso.fcgie.ru/jour/article/view/929

   Введение. Лихорадка Западного Нила – зоонозная трансмиссивная вирусная инфекция, вызываемая вирусом Западного Нила. Данные о возможности сохранения вируса Западного Нила в межэпизоотический период в регионах с умеренным климатом у зимующих комаров имеют большое значение для понимания механизмов циркуляции патогена.   Целью исследования является оценка возможности сохранения вируса Западного Нила в комарах в межэпизоотический период в Волгоградской области.   Материалы и методы. Объектами исследования являлись зимующие комары, сбор которых проводился в Волгоградской области в 2013–2021 гг. с помощью аккумуляторного аспиратора и ловушки Кришталя. Выявление РНК вируса Западного Нила проводили методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в режиме реального времени. Из образца o16/19 (Cx. pipiens, сбор от 02.04.2019 г.), в котором была обнаружена РНК вируса Западного Нила, с использованием культуры клеток VERO был получен изолят (WNV Volgograd_о16/19). После этого из отфильтрованного клеточного супернатанта полученного изолята была выделена тотальная РНК. Метагеномное секвенирование образца проводили на высокопроизводительном секвенаторе Illumina MiSEQ.   Результаты. В зимовочных убежищах было собрано 4070 комаров. На наличие РНК вируса Западного Нила исследовано 157 пулов комаров. РНК вируса Западного Нила выявлена в 2 пулах комаров вида Culex pipiens и в 1 пуле комплекса Anopheles maculipennis. Филогенетический анализ показал, что изолят WNV Volgograd_о16/19, выделенныйиз пула зимующих комаров, принадлежал ко второму генотипу вируса Западного Нила. Установлена его принадлежность к монофилетической кладе изолятов вируса Западного Нила, выделенных на территории Волгоградской, Астраханской и Ростовской областей в 2007, 2018–2020 годах.   Заключение. В Волгоградской области впервые вирус Западного Нила обнаружен у зимующих комаров. Результаты этих исследований подтверждают гипотезу о персистенции вируса Западного Нила второго генотипа в комарах в течение межэпизоотического периода и возможности передачи вируса Западного Нила от комара к птице в весенний период как один из механизмов формирования местных очагов на эндемичных по лихорадке Западного Нила территориях Российской Федерации без ежегодного заноса вируса.

   Introduction: West Nile fever is a zoonotic, vector-borne viral infection caused by West Nile virus. The possibility of persistence of West Nile virus in overwintering mosquitoes in regions with a temperate climate is of great importance for understanding the mechanisms of pathogen circulation.   Objective: To detect West Nile virus in mosquitoes during the inter-epizootic period in the Volgograd Region.   Materials and methods: In 2013–2021, we collected overwintering mosquitoes in different locations of the Volgograd Region using a battery-powered aspirator with a Krishtal’s trap to detect West Nile virus RNA in them using a real-time reverse transcription polymerase chain reaction. An isolate (WNV Volgograd_o16/19) was obtained from sample o16/19 (Cx. pip-iens, collected on April 2, 2019) with detected West Nile virus RNA using a VERO cell culture. After that, total RNA was isolated from the filtered cell supernatant of that isolate. Metagenomic sequencing of the sample was performed using a high-throughput Illumina MiSeq sequencer, Illumina Inc.   Results: In total, we collected 4,070 mosquitoes in wintering shelters and tested 157 pools of the insects for West Nile virus RNA. The latter was detected in two pools of Culex pipiens and in one pool of Anopheles maculipennis complex. The phylogenetic analysis showed that the WNV Volgograd_о16/19 strain isolated from the pool of wintering mosquitoes belonged to lineage 2 of West Nile virus. We also established its belonging to the monophyletic clade of West Nile virus strains isolated in the Volgograd, Astrakhan, and Rostov regions in the years 2007 and 2018–2020.   Conclusions: We were first to detect West Nile virus in overwintering mosquitoes in the Volgograd Region. Our findings confirm the hypothesis that lineage 2 strains of encephalitic West Nile virus persist in mosquitoes during the inter-epizootic period and can be transmitted from mosquito to bird in springtime as one of the mechanisms of forming autochthonous foci in WNV endemic areas of the Russian Federation in the absence of the annual import of this infection.

лихорадка Западного Нилавирус Западного Ниламежэпизоотический периодCulex pipiensкомплекс Anopheles maculipennisзимующие комарыWest Nile feverWest Nile virusinter-epizootic periodCulex pipiensAnopheles maculipennis complexoverwintering mosquitoesИсследование проведено без спонсорской поддержкиThe authors received no financial support for the research, authorship, and/or publication of this articleReferencesВикторов Д. В. Лихорадка Западного Нила / Д. В. Викторов [и др.] ; Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Федеральное казенное учреждение здравоохранения «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт». – Волгоград: Волга-Пресс, 2017. – 304 с.Viktorov D. V., Smelyanskii V. P., Lipnitskii A. V., et al. [West Nile Virus.] Volgograd: Volga-Press Publ.; 2017. (In Russ.)Nasci R. S., Savage H. M., White D. J., et al. West Nile virus in overwintering Culex mosquitoes, New York City, 2000. Emerg Infect Dis. 2001; 7 (4): 742-744. doi: 10.3201/eid0704.010426Nasci R. S., Savage H. M., White D. J., et al. West Nile virus in overwintering Culex mosquitoes, New York City, 2000. Emerg Infect Dis. 2001; 7 (4): 742-744. doi: 10.3201/eid0704.010426Andreadis T. G., Armstrong P. M., Bajwa W. I. Studies on hibernating populations of Culex pipiens from a West Nile virus endemic focus in New York City: parity rates and isolation of West Nile virus. J Am Mosq Control Assoc. 2010; 26 (3): 257-264. doi: 10.2987/10-6004.1Andreadis T. G., Armstrong P. M., Bajwa W. I. Studies on hibernating populations of Culex pipiens from a West Nile virus endemic focus in New York City: parity rates and isolation of West Nile virus. J Am Mosq Control Assoc. 2010; 26 (3): 257-264. doi: 10.2987/10-6004.1Farajollahi A. , Crans W. J., Bryant P., et al. Detection of West Nile viral RNA from an overwintering pool of Culex pipiens pipiens (Diptera: Culicidae) in New Jersey, 2003. J Med Entomol. 2005; 42 (3): 490-494. doi: 10.1093/jmedent/42.3.490Farajollahi A. , Crans W. J., Bryant P., et al. Detection of West Nile viral RNA from an overwintering pool of Culex pipiens pipiens (Diptera: Culicidae) in New Jersey, 2003. J Med Entomol. 2005; 42 (3): 490-494. doi: 10.1093/jmedent/42.3.490Bugbee L. M., Forte L. R. The discovery of West Nile virus in overwintering Culex pipiens (Diptera: Culicidae) mosquitoes in Lehigh County, Pennsylvania. J Am Mosq Control Assoc. 2004; 20 (3): 326-327.Bugbee L. M., Forte L. R. The discovery of West Nile virus in overwintering Culex pipiens (Diptera: Culicidae) mosquitoes in Lehigh County, Pennsylvania. J Am Mosq Control Assoc. 2004; 20 (3): 326-327.Nelms B. M., Macedo P. A., Kothera L., Savage H. M., Reisen W. K. Overwintering biology of Culex (Diptera: Culicidae) mosquitoes in the Sacramento Valley of California. J Med Entomol. 2013; 50 (4): 773-790. doi: 10.1603/me12280Nelms B. M., Macedo P. A., Kothera L., Savage H. M., Reisen W. K. Overwintering biology of Culex (Diptera: Culicidae) mosquitoes in the Sacramento Valley of California. J Med Entomol. 2013; 50 (4): 773-790. doi: 10.1603/me12280Rudolf I., Betášová L., Blažejová H., et al. West Nile virus in overwintering mosquitoes, central Europe. Parasit Vectors. 2017; 10 (1): 452. doi: 10.1186/s13071-017-2399-7Rudolf I., Betášová L., Blažejová H., et al. West Nile virus in overwintering mosquitoes, central Europe. Parasit Vectors. 2017; 10 (1): 452. doi: 10.1186/s13071-017-2399-7Гуцевич А. В. Комары Culicidae. В серии: Фауна СССР. Насекомые двукрылые / А. В. Гуцевич, А. С. Мончадский, А. А. Штакельберг. – Изд. Наука, Ленингр. отд. – 1970. – Т. III., вып. 4. – 384 c.Gutsevich A. V., Monchadskii A. S., Stackelberg A. A. [Culicidae Mosquitoes. Fauna of the USSR. Insecta Diptera.] Leningrad: Nauka Publ.; 1970; 3 (4). (In Russ.)Colpitts T. M., ed. West Nile Virus: Methods and Protocols. New York, NY: Humana Press; 2016. doi: 10.1007/978-1-4939-3670-0Colpitts T. M., ed. West Nile Virus: Methods and Protocols. New York, NY: Humana Press; 2016. doi: 10.1007/978-1-4939-3670-0Moser L. A., Ramirez-Carvajal L., Puri V., et al. A universal next-generation sequencing protocol to generate noninfectious barcoded cDNA libraries from high-con-tainment RNA viruses. mSystems. 2016; 1 (3): e00039-15. doi: 10.1128/mSystems.00039-15Moser L. A., Ramirez-Carvajal L., Puri V., et al. A universal next-generation sequencing protocol to generate noninfectious barcoded cDNA libraries from high-con-tainment RNA viruses. mSystems. 2016; 1 (3): e00039-15. doi: 10.1128/mSystems.00039-15Martin M. Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads. EMBnet. journal. 2011; 17 (1): 10-12. doi: 10.14806/ej.17.1.200Martin M. Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads. EMBnet. journal. 2011; 17 (1): 10-12. doi: 10.14806/ej.17.1.200Li H., Handsaker B., Wysoker A., et al; 1000 Genome Project Data Processing Subgroup. The sequence alignment/map format and SAMtools. Bioinformatics. 2009; 25 (16): 2078-2079. doi: 10.1093/bioinformatics/btp352Li H., Handsaker B., Wysoker A., et al; 1000 Genome Project Data Processing Subgroup. The sequence alignment/map format and SAMtools. Bioinformatics. 2009; 25 (16): 2078-2079. doi: 10.1093/bioinformatics/btp352Bankevich A., Nurk S., Antipov D., et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. J Comput Biol. 2012; 19 (5): 455-477. doi: 10.1089/cmb.2012.0021Bankevich A., Nurk S., Antipov D., et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. J Comput Biol. 2012; 19 (5): 455-477. doi: 10.1089/cmb.2012.0021Katoh K., Standley D. M. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Mol Biol Evol. 2013; 30 (4): 772-780. doi: 10.1093/molbev/mst010Katoh K., Standley D. M. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Mol Biol Evol. 2013; 30 (4): 772-780. doi: 10.1093/molbev/mst010Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol Biol Evol. 2018; 35 (6): 1547-1549. doi: 10.1093/molbev/msy096Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol Biol Evol. 2018; 35 (6): 1547-1549. doi: 10.1093/molbev/msy096Letunic I., Bork P. Interactive Tree Of Life (iTOL) v4: recent updates and new developments. Nucleic Acids Res. 2019; 47 (W1): W256-W259. doi: 10.1093/nar/gkz239Letunic I., Bork P. Interactive Tree Of Life (iTOL) v4: recent updates and new developments. Nucleic Acids Res. 2019; 47 (W1): W256-W259. doi: 10.1093/nar/gkz239Федорова М. В. О необходимости и путях совершенствования энтомологического мониторинга при эпидемиологическом надзоре за лихорадкой Западного Нила / М. В. Федорова, Н. В. Бородай // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. – 2017. – № 2. – С. 37–42. EDN YSTICDFedorova M. V., Borodai N. V. On the necessity and ways to improve entomological monitoring in the epidemiological surveillance for West Nile fever. Meditsinskaya Parazitologiya i Parazitarnye Bolezni. 2017;(2):37-42. (In Russ.)Anderson J. F., Main A. J. Importance of vertical and horizontal transmission of West Nile virus by Culex pipiens in the Northeastern United States. J Infect Dis. 2006; 194 (11): 1577-1579. doi: 10.1086/508754Anderson J. F., Main A. J. Importance of vertical and horizontal transmission of West Nile virus by Culex pipiens in the Northeastern United States. J Infect Dis. 2006; 194 (11): 1577-1579. doi: 10.1086/508754Andreadis T. G. The contribution of Culex pipiens complex mosquitoes to transmission and persistence of West Nile virus in North America. J Am Mosq Control Assoc. 2012; 28 (suppl 4): 137-151. doi: 10.2987/8756-971X-28.4s.137Andreadis T. G. The contribution of Culex pipiens complex mosquitoes to transmission and persistence of West Nile virus in North America. J Am Mosq Control Assoc. 2012; 28 (suppl 4): 137-151. doi: 10.2987/8756-971X-28.4s.137Путинцева Е. В. Особенности эпидемиологической ситуации по лихорадке Западного Нила в Российской Федерации в 2020 г. и прогноз ее развития в 2021 г. / Е. В. Путинцева [и др.] // Проблемы особо опасных инфекций. – 2021. – № 1. – С. 63–72. doi: 10.21055/0370-1069-2021-1-63-72Putintseva E. V., Udovichenko S. K., Boroday N. V., et al. Peculiarities of epidemiological situation on the West Nile fever in the Russian Federation in 2020 and forecast for its development in 2021. Problemy Osobo Opasnykh Infektsiy. 2021; (1): 63-72. (In Russ.) doi: 10.21055/0370-1069-2021-1-63-72

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