Коронавирусы, циркулирующие среди грызунов и насекомоядных в Республике Алтай

Коронавирусы (семейство Coronaviridae, роды Alphacoronavirus и  Betacoronavirus) относятся к числу опасных вирусных патогенов, вызвавших три вспышки тяжёлых респираторных заболеваний SARS, MERS, COVID-19. В России данные о коронавирусах, циркулирующих в природных резервуарах, ограничены, так как исследования начались только во время пандемии COVID-19.

Цель работы. Исследование многообразия коронавирусов среди грызунов и насекомоядных в Республике Алтай.

Материалы и методы. Грызуны (67  особей) и насекомоядные (52  особи) были отловлены в 2022 г. Образцы проанализированы методом обратной транскрипции – полимеразной цепной реакции и последующим секвенированием.

Результаты и обсуждение. Положительными на коронавирусы оказались 4  образца от  грызунов (Myodes rutilus, M.  glareolus, Apodemus peninsulae, A.  agrarius) и  2  образца от  насекомоядного (Crocidura sibirica), в которых обнаружены 3  различных коронавируса. Ассоциированные с грызунами коронавирусы отнесены к роду Betacoronavirus, подроду Embecovirus и демонстрировали филогенетическое группирование в соответствии с видом природного носителя. Нуклеотидные последовательности сибирских изолятов коронавирусов от грызунов были идентичными для носителей близкородственных видов (M. rutilus и M. glareolus, A. agrarius и A. peninsulae) и близки (> 94 % гомологии) к ранее опубликованным последовательностям в каждой из групп носителей, обнаруженных на территории Новосибирской области, Европы и Китая. К роду Betacoronavirus отнесён и  коронавирус, выявленный от насекомоядного, возможно, относящийся к новому подроду семейства Coronaviridae.

Заключение. Обнаружены 5  видов природных носителей 3  различных коронавирусов на территории Республики Алтай. Выявлен высокий уровень идентичности геномов коронавирусов от грызунов, свидетельствующий об относительно низкой скорости их эволюции.

1. Drosten C, Günther S, Preiser W, van der Werf S, Brodt HR, Becker S, et al. Identification of a novel coronavirus in patients with severe acute respiratory syndrome. N Engl J Med. 2003; 348(20): 1967-1976. doi: 10.1056/NEJMoa030747

2. Bermingham A, Chand MA, Brown CS, Aarons E, Tong C, Langrish C, et al. Severe respiratory illness caused by a novel coronavirus, in a patient transferred to the United Kingdom from the Middle East, September 2012. Euro Surveill. 2012; 17(40): 20290.

3. Wu F, Zhao S, Yu B, Chen YM, Wang W, Song ZG, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020; 579: 265-269. doi: 10.1038/s41586-020-2008-3

4. Guan Y, Zheng BJ, He YQ, Liu XL, Zhuang ZX, Cheung CL, et al. Isolation and characterization of viruses related to the SARS coronavirus from animals in southern China. Science. 2003; 302(5643): 276-278. doi: 10.1126/science.1087139

5. Lau SK, Woo PC, Li KS, Huang Y, Tsoi HW, Wong BH, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus-like virus in Chinese horseshoe bats. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005; 102(39): 14040-14045. doi: 10.1073/pnas.0506735102

6. Mohd HA, Al-Tawfiq JA, Memish ZA. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) origin and animal reservoir. Virol J. 2016; 13: 87. doi: 10.1186/s12985-016-0544-0

7. Hu B, Zeng LP, Yang XL, Ge XY, Zhang W, Li B, et al. Discovery of a rich gene pool of bat SARS-related coronaviruses provides new insights into the origin of SARS coronavirus. PLoS Pathog. 2017; 13(11): e1006698. doi: 10.1371/journal.ppat.1006698

8. Zhou P, Yang XL, Wang XG, Hu B, Zhang L, Zhang W, et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020; 579(7798): 270-273. doi: 10.1038/s41586-020-2012-7

9. Cui J, Li F, Shi ZL. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol. 2019; 17(3): 181-192. doi: 10.1038/s41579-018-0118-9

10. Singh J, Pandit P, McArthur AG, Banerjee A, Mossman K. Evolutionary trajectory of SARS-CoV-2 and emerging variants. Virol J. 2021; 18(1): 166. doi: 10.1186/s12985-021-01633-w

11. Shi M, Lin XD, Chen X, Tian JH, Chen LJ, Li K, et al. The evolutionary history of vertebrate RNA viruses. Nature. 2018; 556(7700): 197-202. doi: 10.1038/s41586-018-0012-7

12. Wang W, Lin XD, Guo WP, Zhou RH, Wang MR, Wang CQ, et al. Discovery, diversity and evolution of novel coronaviruses sampled from rodents in China. Virology. 2015; 474: 19-27. doi: 10.1016/j.virol.2014.10.017

13. Monchatre-Leroy E, Boué F, Boucher JM, Renault C, Moutou F, Ar Gouilh M, et al. Identification of alpha and beta coronavirus in wildlife species in France: Bats, rodents, rabbits, and hedgehogs. Viruses. 2017; 9(12): 364. doi: 10.3390/v9120364

14. Tsoleridis T, Chappell JG, Onianwa O, Marston DA, Fooks AR, Monchatre-Leroy E, et al. Shared common ancestry of rodent Alphacoronaviruses sampled globally. Viruses. 2019; 11(2): 125. doi: 10.3390/v11020125

15. Wang W, Lin XD, Zhang HL, Wang MR, Guan XQ, Holmes EC, et al. Extensive genetic diversity and host range of rodent-borne coronaviruses. Virus Evol. 2020; 6(2): veaa078. doi: 10.1093/ve/veaa078

16. Forni D, Cagliani R, Clerici M, Sironi M. Molecular evolution of human coronavirus genomes. Trends Microbiol. 2017; 25(1): 35-48. doi: 10.1016/j.tim.2016.09.001

17. Wang W, Lin XD, Liao Y, Guan XQ, Guo WP, Xing JG, et al. Discovery of a highly divergent coronavirus in the Asian house shrew from China illuminates the origin of the alphacoronaviruses. J Virol. 2017. 91: e00764-17. doi: 10.1128/JVI.00764-17

18. Alkhovsky S, Lenshin S, Romashin A, Vishnevskaya T, Vyshemirsky O, Bulycheva Y, et al. SARS-like coronaviruses in horseshoe bats (Rhinolophus spp.) in Russia, 2020. Viruses. 2022; 14(1): 113. doi: 10.3390/v14010113

19. Seifert SN, Bai S, Fawcett S, Norton EB, Zwezdaryk KJ, Robinson J, et al. An ACE2-dependent Sarbecovirus in Russian bats is resistant to SARS-CoV-2 vaccines. PLoS Pathog. 2022; 18(9): e1010828. doi: 10.1371/journal.ppat.1010828

20. Speranskaya AS, Artiushin IV, Samoilov AE, Korneenko EV, Khabudaev KV, Ilina EN, et al. Identification and genetic characterization of MERS-related coronavirus isolated from Nathusius’ pipistrelle (Pipistrellus nathusii) near Zvenigorod (Moscow Region, Russia). Int J Environ Res Public Health. 2023; 20(4): 3702. doi: 10.3390/ijerph20043702

21. Яшина Л.Н., Сметанникова Н.А., Панов В.В. Совместная циркуляция коронавирусов среди грызунов и насекомоядных. Проблемы особо опасных инфекций. 2023; 2: 167-172. doi: 10.21055/0370-1069-2023-2-167-172

22. International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). Taxonomy 2017. URL: http://talk.ictvonline.org/taxonomy [date of access: 10.06.2023].

23. Yashina LN, Abramov SA, Dupal TA, Danchinova GA, Malyshev BS, Hay J, et al. Hokkaido genotype of Puumala virus in the grey red-backed vole (Myodes rufocanus) and northern redbacked vole (Myodes rutilus) in Siberia. Infect Genet Evol. 2015; 33: 304-313. doi: 10.1016/j.meegid.2015.05.021

24. Yashina LN, Abramov SA, Gutorov VV, Dupal TA, Krivopalov AV, Panov VV, et al. Seewis virus: Phylogeography of a shrewborne hantavirus in Siberia, Russia. Vector Borne Zoonotic Dis. 2010; 10(6): 585-591. doi: 10.1089/vbz.2009.0154