Розробка експрес-методу для виявлення та генотипування штамів Н1N1 та Н7N9 вірусу пташиного грипу а за допомогою ПЛР – ПДРФ аналізу

Автор(и)

  • Semen Buriachenko Національний науковий центр Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини НААН України вул. Пушкінська 83, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-3515-1621
  • Borys Stegniy Національний науковий центр Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини НААН України вул. Пушкінська 83, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0661-5837

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.179191

Ключові слова:

високопатогенний вірус пташиного грипу А H1N1, H7N9, експрес-метод діагностики ПЛР-ПДРФ, консервативні мотиви, варіабельні локуси, поліморфізм

Анотація

Епізоотичний моніторинг останніх років свідчить про те, що високопатогенний вірус грипу А птахів (H1N1) та (H7N9) активно циркулює на території Євразійських держав. За 2016 – 2019 рр. було зафіксовано1,6 тис. випадків спалахів. З них у Європі 872 випадки. Питання моніторингу за інфікованою як перелітною так і свійською птицею в місцях перехресного контакту в Україні є актуальним для запобігання виникнення спалахів епізоотії.

Мета дослідження. Розробити експрес – метод ідентифікації та визначення вірусу пташиного грипу А Н1N1 та Н7N9 штамів на основі полімеразної ланцюгової реакції з аналізом поліморфізму довжин рестрикційних фрагментів (ПЛР-ПДРФ) РНК вірусу.

Результати та обговорення. Проведений аналіз in silico ампліконів генів HA, NA та NP дозволив in silico розрахувати праймери до варіабельних локусів досліджуваних генів, розрахувати умови проведення реакції, визначити сайти рестрикції до добраних рестриктаз отримати теоретичні електрофореграми ПЛР - ПДРФ аналізу. Розроблено методику експрес – методу для виявлення та ідентифікації вірусу грипу А H1N1 та H7N9 за трьома генами (HA, NA та NP) РНК H1N1 та H7N9 у полімеразній ланцюговій реакції ПЛР суміщеній з ПДРФ аналізом. Метод експрес – діагностики здатний виявляти вірус пташиного грипу А H1N1 та H7N9 і диференціювати його від зразків інших збудників вірусних інфекцій птахів і тварин.

Висновки. Розроблений метод експрес – ідентифікації на основі ПЛР суміщений з ПДРФ аналізом дає можливість значно спростити метод ідентифікації за рахунок специфічної ампліфікації ділянки РНК, що має поліморфний сайт рестрикції. Тестування стану цього локуса можливе шляхом попереднього проведення ПЛР та рестрикції ампліфікованого фрагменту. Встановлено, що метод експрес – діагностики ПЛР-ПДРФ здатний виявляти РНК вірус грипу А високопатогенних штамів H1N1 та H7N9 з високими показниками чутливості (100 % чутливість)

Біографії авторів

Semen Buriachenko, Національний науковий центр Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини НААН України вул. Пушкінська 83, м. Харків, Україна, 61023

Аспірант

Відділ вивчення інфекційних хвороб птиці

Borys Stegniy, Національний науковий центр Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини НААН України вул. Пушкінська 83, м. Харків, Україна, 61023

Доктор ветеринарних наук, професор, академік НААН України, завідувач лабораторії

Лабораторія вивчення вірусних хвороб птиці

Посилання

  1. Chen, Y., Liang, W., Yang, S., Wu, N., Gao, H., Sheng, J. et. al. (2013). Human infections with the emerging avian influenza A H7N9 virus from wet market poultry: clinical analysis and characterisation of viral genome. The Lancet, 381 (9881), 1916–1925. doi: http://doi.org/10.1016/s0140-6736(13)60903-4
  2. Gao, R., Cao, B., Hu, Y., Feng, Z., Wang, D., Hu, W. et. al. (2013). Human Infection with a Novel Avian-Origin Influenza A (H7N9) Virus. New England Journal of Medicine, 368 (20), 1888–1897. doi: http://doi.org/10.1056/nejmoa1304459
  3. Neumann, G., Macken, C. A., Kawaoka, Y. (2014). Identification of Amino Acid Changes That May Have Been Critical for the Genesis of A(H7N9) Influenza Viruses. Journal of Virology, 88 (9), 4877–4896. doi: http://doi.org/10.1128/jvi.00107-14
  4. Kageyama, T., Fujisaki, S., Takashita, E., Xu, H., Yamada, S., Uchida, Y. et. al. (2013). Genetic analysis of novel avian A(H7N9) influenza viruses isolated from patients in China, February to April 2013. Euro Surveill, 18 (16), 20453.
  5. Zhang, Q., Shi, J., Deng, G., Guo, J., Zeng, X., He, X. et. al. (2013). H7N9 Influenza Viruses Are Transmissible in Ferrets by Respiratory Droplet. Science, 341 (6144), 410–414. doi: http://doi.org/10.1126/science.1240532
  6. Liu, C. Y., Ai, J. H. (2013). Virological characteristics of avian influenza A H7N9 virus. Zhongguo Dang Dai ErKeZaZhi, 15, 405–408.
  7. Mei, Z., Lu, S., Wu, X., Shao, L., Hui, Y., Wang, J. et. al. (2013). Avian Influenza A(H7N9) Virus Infections, Shanghai, China. Emerging Infectious Diseases, 19 (7), 1179–1181. doi: http://doi.org/10.3201/eid1907.130523
  8. Lv, H., Han, J., Zhang, P., Lu, Y., Wen, D., Cai, J. et. al. (2013). Mild Illness in Avian Influenza A(H7N9) Virus–Infected Poultry Worker, Huzhou, China, April 2013. Emerging Infectious Diseases, 19 (11), 1885–1888. doi: http://doi.org/10.3201/eid1911.130717
  9. Zhou, L., Tan, Y., Kang, M., Liu, F., Ren, R., Wang, Y. et. al. (2017). Preliminary Epidemiology of Human Infections with Highly Pathogenic Avian Influenza A(H7N9) Virus, China, 2017. Emerging Infectious Diseases, 23 (8), 1355–1359. doi: http://doi.org/10.3201/eid2308.170640
  10. Wang, D., Yang, L., Zhu, W., Zhang, Y., Zou, S., Bo, H. et. al. (2016). Two Outbreak Sources of Influenza A (H7N9) Viruses Have Been Established in China. Journal of Virology, 90 (12), 5561–5573. doi: http://doi.org/10.1128/jvi.03173-15
  11. Chang, Y.-F., Wang, W.-H., Hong, Y.-W., Yuan, R.-Y., Chen, K.-H., Huang, Y.-W. et. al. (2018). Simple Strategy for Rapid and Sensitive Detection of Avian Influenza A H7N9 Virus Based on Intensity-Modulated SPR Biosensor and New Generated Antibody. Analytical Chemistry, 90 (3), 1861–1869. doi: http://doi.org/10.1021/acs.analchem.7b03934
  12. Cheng, J., Wang, B., Jiang, X. (2014). Laboratory diagnosis of avian influenza virus H7N9 infection in a renal transplant recipient. International Journal of Clinical and Experimental Medicine, 7, 451–455.
  13. Bouvier, N. M., Lowen, A. C. (2010). Animal Models for Influenza Virus Pathogenesis and Transmission. Viruses, 2 (8), 1530–1563. doi: http://doi.org/10.3390/v20801530
  14. Wang, W., Peng, H., Tao, Q., Zhao, X., Tang, H., Tang, Z. et. al. (2014). Serologic assay for avian-origin influenza A (H7N9) virus in adults of Shanghai, Guangzhou and Yunnan, China. Journal of Clinical Virology, 60 (3), 305–308. doi: http://doi.org/10.1016/j.jcv.2014.04.006
  15. Kageyama, T., Fujisaki, S., Takashita, E., Xu, H., Yamada, S., Uchida, Y. et. al. (2013). Genetic analysis of novel avian A(H7N9) influenza viruses isolated from patients in China, February to April 2013. Eurosurveillance, 18 (15). Available at: https://www.eurosurveillance.org/content/10.2807/ese.18.15.20453-en
  16. Garten, R., Davis, C., Russel, C. et. al. (2009). Antigen and genetic characteristics of swine-origin2009 A(H1N1) influenza virus circulating in humans. Science, 325 (5937), 197–201.
  17. Yoon, J., Yun, S. G., Nam, J., Choi, S.-H., Lim, C. S. (2017). The use of saliva specimens for detection of influenza A and B viruses by rapid influenza diagnostic tests. Journal of Virological Methods, 243, 15–19. doi: http://doi.org/10.1016/j.jviromet.2017.01.013
  18. Lee, M.-S., Chang, P.-C., Shien, J.-H., Cheng, M.-C., Shieh, H. K. (2001). Identification and subtyping of avian influenza viruses by reverse transcription-PCR. Journal of Virological Methods, 97 (1-2), 13–22. doi: http://doi.org/10.1016/s0166-0934(01)00301-9
  19. Radecka, H., Radecki, J. (2016). Electrochemical Sensors for Detections of Influenza Viruses: Fundamentals and Applications. Steps Forwards in Diagnosing and Controlling Influenza. London. doi: http://doi.org/10.5772/64423
  20. Wu, D., Zhang, J., Xu, F., Wen, X., Li, P., Zhang, X. et. al. (2017). A paper-based microfluidic Dot-ELISA system with smartphone for the detection of influenza A. Microfluidics and Nanofluidics, 21 (3). doi: http://doi.org/10.1007/s10404-017-1879-6
  21. Cheng, C., Cui, H., Wu, J., Eda, S. (2017). A PCR-free point-of-care capacitive immunoassay for influenza A virus. Microchimica Acta, 184 (6), 1649–1657. doi: http://doi.org/10.1007/s00604-017-2140-4
  22. Ge, Y., Zhou, Q., Zhao, K., Chi, Y., Liu, B., Min, X. et. al. (2017). Detection of influenza viruses by coupling multiplex reverse-transcription loop-mediated isothermal amplification with cascade invasive reaction using nanoparticles as a sensor. International Journal of Nanomedicine, 12, 2645–2656. doi: http://doi.org/10.2147/ijn.s132670
  23. Karn-orachai, K., Sakamoto, K., Laocharoensuk, R., Bamrungsap, S., Songsivilai, S., Dharakul, T., Miki, K. (2016). Extrinsic surface-enhanced Raman scattering detection of influenza A virus enhanced by two-dimensional gold@silver core–shell nanoparticle arrays. RSC Advances, 6 (100), 97791–97799. doi: http://doi.org/10.1039/c6ra17143e

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-10-11

Як цитувати

Buriachenko, S., & Stegniy, B. (2019). Розробка експрес-методу для виявлення та генотипування штамів Н1N1 та Н7N9 вірусу пташиного грипу а за допомогою ПЛР – ПДРФ аналізу. ScienceRise: Biological Science, (3 (18), 9–20. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.179191

Номер

№ 3 (18) (2019)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Semen Buriachenko, Borys Stegniy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.