aidsВИЧ-инфекция и иммуносупрессииHIV Infection and Immunosuppressive Disorders2077-9828Baltic Medical Education Center10.22328/2077-9828-2022-14-3-43-50aids-732Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESОпыт использования филогенетического анализа при расследовании случаев ВИЧ-инфицированияExperience in the use of phylogenetic analysis in the investigation of cases of HIV-infected patientshttps://orcid.org/0000-0002-3826-6088НешумаевД. А.NeshumaevD. A.

Нешумаев Дмитрий Александрович — старший научный сотрудник Центра коллективного пользования «Молекулярные и клеточные технологии»; врач клинической лабораторной диагностики

 660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1

660049, г. Красноярск, ул. Карла Маркса, д. 45, стр. 1

SPIN 3416–6448

Krasnoyarsk

neshumaev@gmail.comМалышеваМ. А.MalyshevaM. A.

Малышева Марина Александровна — врач-эпидемиолог

660049, г. Красноярск, ул. Карла Маркса, д. 45, стр. 1

Krasnoyarsk

malysheva@aids.krsn.ruСкударновС. Е.SkudarinovS. E.

Скударнов Сергей Егорович — главный врач

660049, г. Красноярск, ул. Карла Маркса, д. 45, стр. 1

Krasnoyarsk

gl_vrach@aids.krsn.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8652-1410ШестерняП. А.ShesternyaP. A.

Шестерня Павел Анатольевич — проректор по научной работе 

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1

SPIN 6527–8762

Krasnoyarsk

sci-prorector@krasgmu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7857-0490ПожиленковаЕ. А.PozhilenkovaE. A.

Пожиленкова Елена Анатольевна — руководитель Центра коллективного пользования «Молекулярные и клеточные технологии»

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1

SPIN 8555–7550

Krasnoyarsk

elena.a.pozhilenkova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3164-8734СтасенкоВ. Л.StasenkoV. L.

Стасенко Владимир Леонидович — заведующий кафедрой эпидемиологии

644099, г. Омск, ул. Ленина, д. 12

SPIN 5461–5155

Omsk

vlstasenko@yandex.ruКрасноярский краевой Центр профилактики и борьбы со СПИД; Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-ЯсенецкогоРоссияKrasnoyarsk Regional Center of AIDS prevention; Prof. V. F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical UniversityRussian FederationКрасноярский краевой Центр профилактики и борьбы со СПИДРоссияKrasnoyarsk Regional Center of AIDS preventionRussian FederationКрасноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-ЯсенецкогоРоссияProf. V. F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical UniversityRussian FederationОмский государственный медицинский университетРоссияOmsk State Medical UniversityRussian Federation2022091120221434350Copyright © Нешумаев Д.А., Малышева М.А., Скударнов С.Е., Шестерня П.А., Пожиленкова Е.А., Стасенко В.Л., 20222022Нешумаев Д.А., Малышева М.А., Скударнов С.Е., Шестерня П.А., Пожиленкова Е.А., Стасенко В.Л.Neshumaev D.A., Malysheva M.A., Skudarinov S.E., Shesternya P.A., Pozhilenkova E.A., Stasenko V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hiv.bmoc-spb.ru/jour/article/view/732Цель

Цель. Установление вероятного источника возбудителя инфекции посредством филогенетического анализа при расследовании случаев заражения лиц вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).

Материалы и методы

Материалы и методы. Секвенирование генома ВИЧ проводилось с использованием тест-системы ViroSeq (Celera). Филогенетический анализ проведен с помощью программы Mega 6. Построение филогенетического дерева было осуществлено по методу maximum likelihood. В качестве группы сравнения использовалось 40 образцов ВИЧ-инфицированных пациентов Красноярского края, а также 25 нуклеотидных последовательностей различных субтипов ВИЧ, взятых из международной базы данных GenBank. Достоверность полученного дерева оценивалась в бутстрэп-анализе, тесте вращения ветвей для тысячи случайных перепостроений.

Результаты и их обсуждение. В работе приведены результаты пяти эпидемиологических расследований случаев с вероятным искусственным путем передачи ВИЧ при оказании медицинской помощи на территории Красноярского края. В 2013 г. проведено исследование заражения трех лиц, находившихся в одном стационаре с ВИЧ-инфицированным пациентом. Показана тесная генетическая связь ВИЧ у вновь выявленных лиц, вероятный источник возбудителя инфекции обследовать не удалось по причине смерти. Второе расследование 2013 г. Показана связь вновь выявленного случая ВИЧ-инфекции с пациентом с ранее установленным ВИЧ-статусом. Оба лица одновременно находились на лечении в одной медицинской организации. Для определения направления трансмиссии вируса использован тест на давность заражения. В 2014 г. после получения медицинской помощи в четырех медицинских организациях у пациента была подтверждена ВИЧ-инфекция. Во всех стационарах на лечении находились лица с подтвержденным диагнозом ВИЧ-инфекции. Три пациента были обследованы. Подтверждено отсутствие филогенетического родства ВИЧ у данных пациентов, четвертый пациент умер, материал от него получить не удалось. В 2015 г. медицинская сестра получила травму при оказании помощи ВИЧ-инфицированному пациенту. Филогенетический анализ показал высокую степень генетического родства ВИЧ этих случаев заражения. В 2016 г. после автомобильной аварии два пациента госпитализированы в реанимационное отделение. В последующем у обоих была диагностирована ВИЧ-инфекция. В реанимации в это время находились на лечении четыре пациента с ВИЧ-статусом. Филогенетический анализ проведен у двух вновь выявленных ВИЧ-инфицированных лиц и одного предполагаемого источника ВИЧ. Показана связанность случаев вновь выявленных пациентов, предполагаемый источник ВИЧ установить не удалось.

Заключение

Заключение. Использование молекулярно-генетических методов при проведении эпидемиологических расследований существенно повышает качество и точность расшифровки эпидемических цепочек ВИЧ-инфицирования.

Objective

Objective. To establish a probable source of infection using phylogenetic analysis in the investigation of cases of HIV infection. 

Materials and methods

Materials and methods. HIV genome sequencing was carried out using the kit ViroSeq (Celera). The phylogenetic tree was constructed using the maximum likelihood method in the Mega 6 program. As a comparison group, 40 samples of HIV-infected patients from the Krasnoyarsk region were used, as well as 25 nucleotide sequences of various HIV subtypes taken from the international GenBank database. The reliability of the resulting tree was evaluated in bootstrap analysis, a branch rotation test for a thousand random constructions.

Results and discussion

Results and discussion. The paper presents five cases of epidemiological investigations with a probable nosocomial and occupational mechanism of HIV infection transmission in the Krasnoyarsk region. In 2013, a study was conducted on the infection of three persons treated in the same hospital with an HIV-infected patient. A close genetic relationship of HIV was shown in newly identified individuals, the probable source could not be examined due to death. Second epidemiological investigation in 2013. The association of cases of infection between a newly diagnosed woman with HIV infection and a patient with a previously established HIV status is shown. Both persons were simultaneously in the same medical institution. To determine the direction of transmission of the virus, a test for the duration of infection was used. In 2014, after receiving medical care in four medical organizations, the patient was confirmed to be HIV positive. In all hospitals there were persons with a confirmed diagnosis of HIV infection. Three of them have been examined. The absence of a phylogenetic relationship was confirmed, the fourth died, the material could not be obtained from him. In 2015, a nurse was injured while caring for an HIV-positive patient. Phylogenetic analysis showed a high degree of genetic relationship between these cases of infection. In 2016, after a car accident, two patients were hospitalized in the intensive care unit. After some time, both were diagnosed with HIV infection. Four HIV-infected patients were in intensive care at the same time. Phylogenetic analysis was carried out in two newly identified individuals and one putative source. The association of infections in newly identified patients was shown, the alleged source could not be established.

Conclusion

Conclusion. The use of molecular genetic methods in epidemiological investigations significantly improves the quality and accuracy of deciphering epidemic chains of HIV infection. 

ВИЧ-1филогенетическое родствоэпидемиологияэпидемиологическое расследованиеHIV-1phylogenetic relationshipepidemiologyepidemiological investigationработа была выполнена с использованием ресурсной базы ЦКП «Молекулярные и клеточные технологии» ФГБОУ ВО КрасГМУ им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России.The work was done using the resource base Shared Core Facilities Molecular and Cell Technologies Prof. V. F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University.ReferencesЛебедева Н.Н., Зверев С.Я., Кулагин В.В., Курина Н.В., Пронин А.Ю., Микова О.Е., Милованова И.И., Половица Н.И., Сандырева Т.П., Сизова Н.В., Скляр Л.Ф., Тертышная Ю.Н., Белкина Н.С., Шемшура А.Б., Бобкова М.Р. Индикаторы раннего предупреждения лекарственной устойчивости ВИЧ и их оценка в некоторых регионах России // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2018. Т. 10, № 4. С. 67–75. doi: 10.22328/2077-9828-2018-10-4-67-75.Lebedeva N.N., Zverev S.Y., Kulagin V.V., Kurina N.V., Pronin A.Yu., Mikova O.E., Milovanova I.I., Polovitsa N.V., Sandyreva T.P., Sizova N.V., Sklyar L.F., Tertyshnaya Yu.N., Belkina N.S., Shemshura A.B., Bobkova M.R. HIV drug resistance early warning indicators and their assessment in some regions of Russia. HIV Infection and Immunosuppressive Disorders, 2018, Vol. 10, No. 4, рp. 67–75 (In Russ.). doi: 10.22328/2077-9828-2018-10-4-67-75.Hamers R., Rinke de Wit T., Holmes Ch. HIV drug resistance in low-income and middle-income countries // The Lancet HIV. 2018. Vol. 5, No. 10. P. e588–e596. doi: 10.1016/S2352-3018(18)30173-5.Hamers R., Rinke de Wit T., Holmes Ch. HIV drug resistance in low-income and middle-income countries // The Lancet HIV. 2018. Vol. 5, No. 10. P. e588–e596. doi: 10.1016/S2352-3018(18)30173-5.Казеннова Е.В., Антонова А.А., Ожмегова Е.Н., Демьяненко Э.Р., Минакова М.В., Белоусова О.В., Громов К.Б., Бобкова М.Р. Генетический анализ ВИЧ-1 в Алтайском крае: дальнейшее распространение варианта CRF63_02A1 по территории Западной Сибири // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2020. Т. 12, № 1. С. 47–57. doi: 10.22328/20779828-2020-12-1-47-57.Kazennova E.V., Antonova A.A., Ozhmegova E.N., Demyanenko E.R., Minakova M.V., Belousova O.V., Gromov K.B., Bobkova M.R. Genetic analysis of HIV-1 in the Altai kray: the further spread of the CRF63_02A1 variant in Western Siberia. HIV Infection and Immunosuppressive Disorders, 2020, Vol. 12, No. 1, рp. 47–57 (In Russ.). doi: 10.22328/20779828-2020-12-1-47-57.Лебедев А.В., Нешумаев Д.А., Казеннова Е.В., Лаповок И.А., Лага В.Ю., Туманов А.С., Глущенко Н.В., Плотникова Ю.К., Пономарева О.А., Ярыгина Е.И., Бобкова М.Р. Сравнительный анализ генетических вариантов ВИЧ-1, циркулировавших в Иркутской области в 1999 и 2012 гг. // Вопросы вирусологии. 2016. Т. 61, № 3. С. 112–118. doi: 10.18821/0507-4088-2016-61-3-112-118.Lebedev A.V., Neshumaev D.A., Kazennova E.V., Lapovok I.A., Laga V.Yu., Tumanov A.S., Glushchenko N.V., Plotnikova Yu.K., Ponomareva O.A., Yarygina E.I., Bobkova M.R. Comparative analysis of genetic variants of the HIV-1 circulating in the Irkutsk region in 1999 and 2012. Problems of Virology, 2016, Vol. 61, No. 3, рp. 112– 118 (In Russ.). doi: 10.18821/0507-4088-2016-61-3-112-118.Neshumaev D., Lebedev A., Malysheva M., Boyko A., Skudarnov S., Ozhmegova E., Antonova A., Kazennova E., Bobkova M. Molecular surveillance of HIV-1 infection in Krasnoyarsk region, Russia: epidemiology, phylodynamics and phylogeography // Current HIV Research. 2019. Vol. 17. P. 114–125. DOI: 10.2174/1570162X17666190618155816.Neshumaev D., Lebedev A., Malysheva M., Boyko A., Skudarnov S., Ozhmegova E., Antonova A., Kazennova E., Bobkova M. Molecular surveil-lance of HIV-1 infection in Krasnoyarsk region, Russia: epidemiology, phylodynamics and phylogeography // Current HIV Research. 2019. Vol. 17. P. 114–125. DOI: 10.2174/1570162X17666190618155816.Kostaki E.-G., Karamitros T., Bobkova M., Oikonomopoulou M., Magiorkinis G., Garcia F., Hatzakis A., Paraskevis D. Spatiotemporal characteristics of the HIV-1 CRF02_AG/CRF63_02A1 epidemic in Russia and Central Asia // AIDS Research and Human Retroviruses. 2018. Vol. 34, № 5. P. 415–420. DOI: 10.1089/aid.2017.0233.Kostaki E.-G., Karamitros T., Bobkova M., Oikonomopoulou M., Magiorkinis G., Garcia F., Hatzakis A., Paraskevis D. Spatiotemporal charac-teristics of the HIV-1 CRF02_AG/CRF63_02A1 epidemic in Russia and Central Asia // AIDS Research and Human Retroviruses. 2018. Vol. 34, № 5. P. 415–420. DOI: 10.1089/aid.2017.0233.Лаповок И.А., Лопатухин А.Э., Киреев Д.Е., Казеннова Е.В., Лебедев А.В., Бобкова М.Р., Коломеец А.Н., Турбина Г.И., Шипулин Г.А., Ладная Н.Н., Покровский В.В. Молекулярно-эпидемиологический анализ вариантов ВИЧ-1, циркулировавших в России в 1987–2015 гг. // Терапевтический архив. 2017. Т. 89, № 11. С. 44–49. doi: 10.17116/terarkh2017891144-49.Lapovok I.A., Lopatukhin A.E., Kireev D.E., Kazennova E.V., Lebedev A.V., Bobkova M.R., Kolomeets A.N., Turbina G.I., Shipulin G.A., Ladnaya N.N., Pokrovsky V.V. Molecular epidemiological analysis of HIV-1 variants circulating in Russia in 1987–2015. Therapeutic archive, 2017, Vol. 89, No. 11, рp. 44–49 (In Russ.). doi: 10.17116/terarkh2017891144-49.Madita S., Kartashev V., Mikkola V., Shemshura A., Saukhat S., Kolpakov D., Suladze A., Tverdokhlebova T., Hutt K., Heger E., Knops E., Bohm M., Cristanziano V., Kaiser R., Sönnerborg A., Zazzi M., Bobkova M., Sierra S. HIV-1 sub-subtype A6: settings for normalised identification and molecular epidemiology in the Southern Federal District, Russia // Viruses. 2020. Vol. 12, No. 4. P. 475. doi: 10.3390/v12040475.Madita S., Kartashev V., Mikkola V., Shemshura A., Saukhat S., Kolpakov D., Suladze A., Tverdokhlebova T., Hutt K., Heger E., Knops E., Bohm M., Cristanziano V., Kaiser R., Sönnerborg A., Zazzi M., Bobkova M., Sierra S. HIV-1 sub-subtype A6: settings for normalised identification and molecular epidemiology in the Southern Federal District, Russia // Viruses. 2020. Vol. 12, No. 4. P. 475. doi: 10.3390/v12040475.Bernard E., Azad Y., Vandamme A., Weait M, Geretti A. HIV forensics: pitfalls and acceptable standards in the use of phylogenetic analysis as evidence in criminal investigations of HIV transmission // HIV Medicine. 2007. Vol. 8. P. 382–387. doi: 10.1111/j.1468–1293.2007.00486.x.Bernard E., Azad Y., Vandamme A., Weait M, Geretti A. HIV forensics: pitfalls and acceptable standards in the use of phylogenetic analysis as evidence in criminal investigations of HIV transmission // HIV Medicine. 2007. Vol. 8. P. 382–387. doi: 10.1111/j.1468–1293.2007.00486.x.Ou C.Y., Ciesielski C.A., Myers G., Bandea C.I., Luo C.C., Korber B.T., Mullins J.I., Schochetman G., Berkelman R.L., Economou A.N. Molecular epidemiology of HIV transmission in a dental practice // Science. 1992. Vol. 256. P. 1165–1171. doi: 10.1126/science.256.5060.1165. PMID: 1589796.Ou C.Y., Ciesielski C.A., Myers G., Bandea C.I., Luo C.C., Korber B.T., Mullins J.I., Schochetman G., Berkelman R.L., Economou A.N. Molecular epidemiology of HIV transmission in a dental practice // Science. 1992. Vol. 256. P. 1165–1171. doi: 10.1126/science.256.5060.1165. PMID: 1589796.Syed M., Khan A., Chaudhry A., Baig M., Memon N., Kumar S., Bhurt S., Qadri M., Vighio A., Baig Z., Rabold E., Ali H., Blanton C., Asghar R., Ikram A., Rahim M., Solangi M., Mahipala P., Fontaine R. An epidemic of pediatric HIV from reuse of infusion equipment in Pakistan // JAIDS. 2022. Vol. 89, No. 2. P. 121–128. DOI: 10.1097/QAI.0000000000002845.Syed M., Khan A., Chaudhry A., Baig M., Memon N., Kumar S., Bhurt S., Qadri M., Vighio A., Baig Z., Rabold E., Ali H., Blanton C., Asghar R., Ikram A., Rahim M., Solangi M., Mahipala P., Fontaine R. An epidemic of pediatric HIV from reuse of infusion equipment in Pakistan // JAIDS. 2022. Vol. 89, No. 2. P. 121–128. DOI: 10.1097/QAI.0000000000002845.Кругляк С.П., Котова В.О., Мирошниченко Е.И., Скалий О.А., Махно Е.С., Гришкевич Т.В., Скляр Л.Ф., Бениова С.Н., Григорян О.М., Балахонцева Л.А., Троценко О.Е. Использование метода филогенетического анализа при проведении эпидемиологического расследования случая заражения ВИЧ-инфекцией в педиатрической практике // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2021. Т. 13, № 1. С. 106–114. doi: 10.22328/2077-98282021-13-1-106-114.Kruglyak S.P., Kotova V.O., Miroshnichenko E.I., Skaly O.A., Makhno E.S., Grishkevich T.V., Sklyar L.F., Beniova S.N., Grigorian O.M., Balakhontseva L.A., Trotsenko O.E. Use of the method of phylogenetic analysis in an epidemiological investigation in case of HIV infection in pediatric practice. HIV Infection and Immunosuppressive Disorders, 2021, Vol. 13, No. 1, рp. 106–114 (In Russ.). doi: 10.22328/2077-98282021-13-1-106-114.Сандырева Т.П., Герасимова Н.А., Лопатухин А.Э., Киреев Д.Е., Куевда Д.А., Шипулин Г.А., Подымова А.С. Филогенетический анализ в эпидемиологических расследованиях случаев ВИЧ-инфекции // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2014. № 1. C. 17–21. doi: 10.17816/EID40769 doi: 10.17816/EID40769.Sandyreva T.P., Gerasimova N.A., Lopatukhin A.E., Kireev D.E., Kuevda D.A., Shipulin G.A., Podymova A.S. Phylogenetic analysis in epidemiological investigations of cases of HIV infection. Epidemiology and Infectious Diseases, 2014, Vol. 19, No. 1, рp. 17–21 (In Russ.). doi: 10.17816/EID40769.Мурзакова А.В., Киреев Д.Е., Лопатухин А.Э., Шемшура А.Б., Носик М.Н., Шипулин Г.А. Генетическая характеристика ВИЧ-1 субтипа G, вызвавшего внутрибольничную вспышку на юге России в 1988–1990 гг. // Материалы научно-практической конференции «Молекулярная диагностика-2017». М., 2017. Т. 1. С. 455–456.Murzakova A.V., Kireev D.E., Lopatukhin A.E., Shemshura A.B., Nosik M.N., Shipulin G.A. Genetic characteristics of HIV-1 subtype G, which caused a nosocomial outbreak in southern Russia in 1988–1990. Materials of the scientific-practical conference «Molecular diagnostics-2017», Moscow, 2017, Vol. 1, pp. 455–456 (In Russ.).Лаповок И.А., Лопатухин А.Э., Киреев Д.Е. Молекулярно-генетические методы анализа в расследовании нозокомиальных вспышек ВИЧ-инфекции // Инфекционные болезни. 2020. Т. 18, № 1. С. 53–59. doi: 10.20953/1729-9225-2020-1-53-59.Lapovok I.A., Lopatukhin A.E., Kireev D.E. Molecular-genetic methods of analysis for investigations of HIV-outbreaks. Infectious diseases, 2020, Vol. 18, No. 1, рp. 53–59 (In Russ.). doi: 10.20953/1729-9225-2020-1-53-59.Зайцева Н.Н., Парфенова О.В., Пекшева О.Ю., Ефимов Е.И., Потемина Л.П., Абрамян Т.Л. Опыт использования филогенетического анализа в эпидемиологическом расследовании случая заражения ВИЧ-инфекцией // Проблемы особо опасных инфекций. 2016. № 1. С. 61– 63. doi: 10.21055/0370-1069-2016-1-61-63.Zaitseva N.N., Parfenova O.V., Peksheva O.Yu., Efimov E.I., Potemina L.P., Abramyan T.L. Experience in utilization of phylogenetic analysis for epidemiological investigation of HIV infection case. Problems of Particularly Dangerous Infections, 2016, No. 1, рp. 61–63 (In Russ.). doi: 10.21055/0370-1069-2016-1-61-63.Abecasis A., Pingarilho M., Vandamme A.-M. Phylogenetic analysis as a forensic tool in HIV transmission investigations // AIDS. 2018. Vol. 32, No. 5. P. 543–554. doi: 10.1097/QAD.0000000000001728.Abecasis A., Pingarilho M., Vandamme A.-M. Phylogenetic analysis as a forensic tool in HIV transmission investigations // AIDS. 2018. Vol. 32, No. 5. P. 543–554. doi: 10.1097/QAD.0000000000001728.Загрядская Ю.E., Нешумаев Д.А., Кокотюха Ю.А., Мейрманова Е.М., Ольховский И.А., Пузырев В.Ф., Бурков А.Н., Уланова Т.И. Оценка новой тест-системы ДС-ИФА-ВИЧ-АТ-СРОК для определения вероятных сроков заражения вирусом иммунодефицита человека 1-го типа (ВИЧ-1) // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015. Т. 20, № 3. С. 23–27. doi: 10.17816/EID40863.Zagryadskaya Y.E., Neshumaev D.A., Kokotyukha Y.A., Meirmanova E.M., Olkhovsky I.A., Puzyrev V.F., Burkov A.N., Ulanova T.I. Assessment of a new «DS-EIA-HIV-AB-TERM» assay to determine the probable time of infection with human immunodeficiency virus-1 (HIV-1). Epidemiology and Infectious Diseases, 2015, Vol. 20, No. 3, рp. 23–27 (In Russ.). doi: 10.17816/EID40863.

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