Молекулярно-генетический мониторинг циркулирующих вариантов ВИЧ-1 в Санкт-Петербурге

Цель: оценить в динамике генетическое разнообразие циркулирующих вариантов ВИЧ-1 на территории Санкт-Петербурга.

Материалы и методы. В исследование включили 289 пациентов с вирусологическим неуспехом антиретровирусной терапии (АРТ) в 2022 г., наблюдавшихся в СПб ГБУЗ «Центр СПИД и инфекционных заболеваний». На генетическом анализаторе выполнен анализ фрагментов гена pol, кодирующего ферменты интегразу, обратную транскриптазу и протеазу методом полимеразной цепной реакции с последующим секвенированием по Сэнгеру продуктов амплификации. Филогенетическое дерево построено методом присоединения соседей, а проверка достоверности топологии дерева оценивалась в 1000 повторов анализируемой выборки, значение бутстрэп-анализа >70. Для динамической оценки циркуляции геновариантов ВИЧ в Санкт-Петербурге использовались последовательности и клинико-лабораторные данные, полученные ранее от 544 пациентов, начиная с 2018 года. Общая выборка включала 833 образца (из них 289 собранные в 2022 г.), которая была сопоставлена с данными аналогичного исследования на базе Центра СПИД 2006–2011 гг. у 1104 больных ВИЧ-инфекцией.

Результаты и их обсуждение. Среди обследуемых (95,1%, 275 чел.) доминировали «чистые» геноварианты ВИЧ, а именно подтип А6 — 88,2% (255 чел.); подтип В — 5,9% (17 чел.); С — 0,3% (1 чел.); G — 0,7% (2 чел.), доля рекомбинантных форм составила 4,9% (14 чел.). Доля новых случаев инфицирования ВИЧ не-А субтипом составила в коллекции образцов 2006–2011 гг.— 13,3%, а в коллекции образцов 2018–2022 гг.— 11,1%. Выявлено достоверное увеличение частоты встречаемости рекомбинантных форм ВИЧ-1 с течением времени с 1,6% до 3,5% (c2=6,111; р=0,014). В группе (2018–2022 гг.) рекомбинантная форма CRF63_02A6 встречалась чаще (15/29 чел.).

Заключение. Филогенетический анализ позволяет не только идентифицировать подтиповую принадлежность ВИЧ, но и установить потенциальное географическое происхождение вируса, выявить кластеры передачи с учетом социальнодемографических показателей больных ВИЧ-инфекцией. Молекулярно-эпидемиологический мониторинг может быть использован для разработок и реализации программ противодействия распространению ВИЧ в популяции. Доминирующим генетическим вариантом ВИЧ, циркулирующим на территории Санкт-Петербурга, как и 10 лет назад, остается суб-субтип А6. Доля новых случаев инфицирования не-А субтипом ВИЧ остается стабильной, с тенденцией к снижению. Увеличение частоты обнаружения рекомбинантных форм ВИЧ-1, вероятно, связано с миграционными процессами населения.

1. NAIDS Global AIDS update 2023, https://www.unaids.org/ru/resources/fact-sheet.

2. Hemelaar J. The origin and diversity of the HIV-1 pandemic. Trends Mol Med. 2012. Mar.; Vol. 18, No. 3. Р. 182–192. doi: 10.1016/j.molmed.2011.12.001. Epub 2012 Jan 11. PMID 22240486.

3. Ожмегова Е.Н., Бобкова М.Р. Лекарственная устойчивость ВИЧ: прежние и современные тенденции // Вопросы вирусологии. 2022. Vol. 67, No. 3. Р. 193–205. doi: 10.36233/0507-4088-113. PMID 35831962.

4. Yamaguchi J., Vallari A., McArthur C., Sthreshley L., Cloherty G.A., Berg M.G., Rodgers M.A. Brief Report: Complete Genome Sequence of CG0018a-01 Establishes HIV-1 Subtype L // J. Acquir Immune Defic. Syndr. 2020; Mar. 1; Vol. 83, No. 3. Р. 319–322. doi: 10.1097/QAI.0000000000002246. PMID 31693506; PMCID PMC7012332.

5. Gartner M.J., Roche M., Churchill M.J., Gorry P.R., Flynn J.K. Understanding the mechanisms driving the spread of subtype C HIV-1 // EBioMedicine. 2020. Mar.; Vol. 53. Р. 102682. doi: 10.1016/j.ebiom.2020.102682. Epub 2020 Feb 27. PMID 32114391Vol. PMCID PMC7047180.

6. Hemelaar J., Elangovan R., Yun J., Dickson-Tetteh L., Fleminger I., Kirtley S., Williams B., Gouws-Williams E., Ghys P.D. WHO-UNAIDS Network for HIV Isolation Characterisation. Global and regional molecular epidemiology of HIV-1, 1990–2015: a systematic review, global survey, and trend analysis // Lancet Infect. Dis. 2019. Feb; Vol. 19, No. 2. Р. 143–155. doi: 10.1016/S1473-3099(18)30647-9. Epub 2018 Nov 30.

7. Los Alamos Database. Available online: http://www.hiv.lanl.gov/ (accessed on November 2023).

8. Tee K.K., Thomson M.M., Hemelaar J. Editorial: HIV-1 genetic diversity, volume II // Front Microbiol. 2022. Aug. 22; Vol. 13. Р. 1007037. doi: 10.3389/fmicb.2022.1007037. PMID 36071960Vol. PMCID PMC9443081.

9. Désiré N., Cerutti L., Le Hingrat Q., Perrier M., Emler S., Calvez V., Descamps D., Marcelin A.G., Hué S., Visseaux B. Characterization update of HIV-1 M subtypes diversity and proposal for subtypes A and D sub-subtypes reclassification // Retrovirology. 2018. Dec. 22; Vol. 15, No. 1. Р. 80. doi: 10.1186/s12977-018-0461-y. PMID 30577842Vol. PMCID PMC6303845.

10. Kirichenko A., Kireev D., Lopatukhin A., Murzakova A., Lapovok I., Saleeva D., Ladnaya N., Gadirova A., Ibrahimova S., Safarova A. et al. Prevalence of HIV-1 drug resistance in Eastern European and Central Asian countries // PLoS ONE. 2022. Vol. 17. e0257731.

11. Hemelaar J., Elangovan R., Yun J., Dickson-Tetteh L., Kirtley S., Gouws-Williams E., Ghys P.D.; WHO-UNAIDS Network for HIV Isolation and Characterisation. Global and regional epidemiology of HIV-1 recombinants in 1990–2015: a systematic review and global survey // Lancet HIV. 2020. Nov; Vol. 7, No. 11. Р. e772-e781. doi: 10.1016/S2352-3018(20)30252-6. PMID 33128904.

12. Vidal N., Bazepeo S.E., Mulanga С., Delaporte Е., Peeters М. Genetic Characterization of Eight Full-Length HIV Type 1 Genomes from the Democratic Republic of Congo (DRC) Reveal a New Subsubtype, A5, in the A Radiation That Predominates in the Recombinant Structure of CRF26_A5U // AIDS Research and Human Retroviruses. 2009. Aug. Р. 823–832. http://doi.org/10.1089/aid.2008.0283.

13. Da Silva М.R.K., Monteiro de Pina A.I.I.; Maciera V.K., Morgado G.M., Lindenmeyer G.M. Genetic Characterization of a New HIV-1 SubSubtype A in Cabo Verde, Denominated A8. Viruses 2021. Vol. 13. Р. 1093. https://doi.org/10.3390/v13061093.

14. Bobkova M. Current status of HIV-1 diversity and drug resistance monitoring in the former USSR // AIDS Rev. 2013. Oct-Dec; Vol. 15, No. 4. Р. 204–212. PMID 24192601.

15. 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. https://doi.org/10.17116/terarkh2017891144–49.

16. Kirichenko A., Kireev D., Lapovok I., Shlykova A., Lopatukhin A., Pokrovskaya A., Bobkova M., Antonova A., Kuznetsova A., Ozhmegova E., Shtrek S., Sannikov A., Zaytseva N., Peksheva O., Piterskiy M., Semenov A., Turbina G., Filoniuk N., Shemshura A., Kulagin V., Kolpakov D., Suladze A., Kotova V., Balakhontseva L., Pokrovsky V., Akimkin V. HIV-1 Drug Resistance among Treatment-Naïve Patients in Russia: Analysis of the National Database, 2006–2022 // Viruses. 2023. Apr. 18; Vol. 15, No. 4. Р. 991. doi: 10.3390/v15040991. PMID 37112971; PMCID PMC10141655.

17. Robertson D.L., Anderson J.P., Bradac J.A., Carr J.K., Foley B., Funkhouser R.K., Gao F., Hahn B.H., Kalish M.L., Kuiken C., Learn G.H., Leitner T., McCutchan F., Osmanov S., Peeters M., Pieniazek D., Salminen M., Sharp P.M., Wolinsky S., Korber B. HIV-1 nomenclature proposal // Science. 2000. Apr 7; Vol. 288, No. 5463. Р. 55–56. doi: 10.1126/science.288.5463.55d. PMID 10766634.

18. Бобкова М.Р. Лекарственная устойчивость ВИЧ. М.: Человек, 2014. 288 с. ISBN 978-5-906131-42-3.

19. Los Alamos Database. HIV Circulating Recombinant Forms (CRFs). Available online: https://www.hiv.lanl.gov/components/sequence/HIV/crfdb/crfs.comp (accessed on November 2023).

20. Kostaki EG., 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 Res. Hum. Retroviruses. 2018. May; Vol. 34, No. 5. Р. 415–420. doi: 10.1089/AID.2017.0233. Epub 2018 Apr 5. PMID 29455562.

21. Пасечник О.А., Блох А.И. Распространенность рекомбинантных форм ВИЧ-1 в регионах Российской Федерации и стран СНГ: систематический обзор и метаанализ // Инфекция и иммунитет. 2018. Т. 8, № 2. C. 127–138 doi: 10.15789/2220-7619-2018-2-127-138.

22. Виноградова Т.Н., Петрова В.Г., Бембеева Н.А., Пискарев И.Г. Информационный бюллетень «ВИЧ-инфекция в Санкт-Петербурге по состоянию на 01.01.2023 г.». Available online: https://www.hiv-spb.ru/lsn/informaczionnyie-byulleteni.html.

23. Справка «ВИЧ-инфекция в Российской Федерации на 31 декабря 2022 г.» Available online: http://www.hivrussia.info/dannye-po-vich-infektsii-v-rossii

24. Bbosa N., Kaleebu P., Ssemwanga В., Deogratiusa В. HIV subtype diversity worldwide // Current Opinion in HIV and AIDS. 2019. Vol. 14, No. 3. Р. 153–160. doi: 10.1097/COH.0000000000000534.

25. Российская база данных устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам. Available online: https://hivresist.ru/ (accessed on November 2023).

26. Надзор за распространением штаммов ВИЧ, резистентных к антиретровирусным препаратам: методические рекомендации. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014. 58 с.

27. Эпидемиологический надзор за ВИЧ-инфекцией. Методические указания. М., 2016. https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293750/4293750661.pdf.

28. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ № 4 от 28.01.2021 «Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 3.3686-21 „Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней” (с изменениями на 25 мая 2022 года)». https://docs.cntd.ru/document/573660140.

29. Киреев Д.Е., Кириченко А.А., Лопатухин А.Э., Шлыкова А.В., Галкин Н.Ю., Савельер Е.В., Глазов М.Б., Покровский В.В., Акимкин В.Г. Российская база данных лекарственной устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2023. Т. 100, № 2. C. 219–227. doi: 10.36233/0372-9311-345.

30. Pineda-Peña A.C., Faria N.R., Imbrechts S., Libin P., Abecasis A.B., Deforche K., Gómez-López A., Camacho R.J., de Oliveira T., Vandamme A.M. Automated subtyping of HIV-1 genetic sequences for clinical and surveillance purposes: performance evaluation of the new REGA version 3 and seven other tools // Infect. Genet. Evol. 2013. Oct; Vol. 19. Р. 337–348. doi: 10.1016/j.meegid.2013.04.032. Epub 2013 May 7. PMID 23660484.

31. Struck D., Lawyer G., Ternes A.M., Schmit J.C., Bercoff D.P. COMET: adaptive context-based modeling for ultrafast HIV-1 subtype identification // Nucleic Acids Res. 2014. Oct; Vol. 42, No. 18. Р. e144. doi: 10.1093/nar/gku739. Epub 2014 Aug 12. PMID 25120265Vol. PMCID PMC4191385.

32. Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA 11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11. Molecular Biology and Evolution. 2021. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120.

33. Вакуленко Ю.А., Лукашев А.Н., Девяткин А.А. Использование методов статистической филогенетики в вирусологии // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, No 1. С. 42–56 doi: 10.15789/2220-7619-TUO-1519

34. Saitou N., Nei M. The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees // Molecular Biology and Evolution. 1987. Vol. 4. Р. 406–425.

35. Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap // Evolution 1985. Vol. 39. Р. 783–791.

36. Zhou T., Xu K., Zhao F., Liu W., Li L., Hua Z., Zhou X. itol.toolkit accelerates working with (Interactive Tree of Life) by an automated generation of annotation files // Bioinformatics. 2023. Jun 1; Vol. 39, No. 6. Р. btad339. doi: 10.1093/bioinformatics/btad339. PMID 37225402; PMCID PMC10243930.

37. Murzakova A., Kireev D., Baryshev P., Lopatukhin A., Serova E., Shemshura A., Saukhat S., Kolpakov D., Matuzkova A., Suladze A. et al. Molecular Epidemiology of HIV-1 Subtype G in the Russian Federation // Viruses. 2019. Vol. 11. Р. 348. URL: https://doi.org/10.3390/v11040348.

38. Howard T.M., Rasheed S. Genomic structure and nucleotide sequence analysis of a new HIV type 1 subtype A strain from Nigeria // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 1996. Oct. 10; Vol. 12, No. 15. Р. 1413–25. doi: 10.1089/aid.1996.12.1413. PMID 8893049.

39. Kurbanov F., Kondo M., Tanaka Y., Zalalieva M., Giasova G., Shima T., Jounai N., Yuldasheva N., Ruzibakiev R., Mizokami M., Imai M. Human immunodeficiency virus in Uzbekistan: epidemiological and genetic analyses // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2003. Sep; Vol. 19, No. 9. Р. 731– 738. doi: 10.1089/088922203769232520. PMID 14585203.

40. Sivay M.V., Totmenin A.V., Zyryanova D.P., Osipova I.P., Nalimova T.M., Gashnikova M.P., Ivlev V.V., Meshkov I.O., Chokmorova U.Z., Narmatova E., Motorov U., Akmatova Z., Asybalieva N., Bekbolotov AA., Kadyrbekov U.K., Maksutov R.A., Gashnikova N.M. Characterization of HIV-1 Epidemic in Kyrgyzstan // Front Microbiol. 2021. Oct 15; Vol. 12. Р. 753675. doi: 10.3389/fmicb.2021.753675. PMID 34721358; PMCID PMC8554114.

41. Lebedev A., Kuznetsova A., Kim K., Ozhmegova E., Antonova A., Kazennova E., Tumanov A., Mamatkulov A., Kazakova E., Ibadullaeva N., Brigida K., Musabaev E., Mustafaeva D., Rakhimova V., Bobkova M. Identifying HIV-1 Transmission Clusters in Uzbekistan through Analysis of Molecular Surveillance Data // Viruses. 2022. Jul. 29; Vol. 14, No. 8. Р. 1675. doi: 10.3390/v14081675. PMID 36016298; PMCID PMC9413238.

42. Москалеичик Ф.Ф., Лага В.Ю., Дельгадо Е., Вега И., Фернандес-Гарсия А., Перес-Альварес Л., Корнилаева Г.В., Пронин А.Ю., Жернов Ю.В., Томсон М.М., Бобкова М.Р., Карамов Э.В. Стремительное распространение циркулирующей рекомбинантной формы CRF02-AG ВИЧ-1 на территории России и сопредельных стран // Вопросы вирусологии. 2015. Т. 60, № 6. С. 14–19.

43. Liitsola K., Tashkinova I., Laukkanen T., Korovina G., Smolskaja T., Momot O., Mashkilleyson N., Chaplinskas S., Brummer-Korvenkontio H., Vanhatalo J., Leinikki P., Salminen MO. HIV-1 genetic subtype A/B recombinant strain causing an explosive epidemic in injecting drug users in Kaliningrad // AIDS. 1998. Oct 1; Vol. 12, No. 14. Р. 1907–1919. doi: 10.1097/00002030-199814000-00023. PMID 9792392.

44. Lukashov V.V., Huismans R., Rakhmanova A.G., Lisitsina Z.N., Akhtyrskaya N.A., Vlasov N.N., Melnick O.B., Goudsmit J. Circulation of subtype A and gagA/envB recombinant HIV type 1 strains among injecting drug users in St. Petersburg, Russia, correlates with geographical origin of infections // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 1999. Nov. 20; Vol. 15, No. 17. Р. 1577–1583. doi: 10.1089/088922299309874. PMID 10580409.

45. Lebedev A., Pasechnik O., Ozhmegova E., Antonova A., Blokh A., Grezina L., Sandyreva T., Dementeva N., Kazennova E., Bobkova M. Prevalence and spatiotemporal dynamics of HIV-1 Circulating Recombinant Form 03_AB (CRF03_AB) in the Former Soviet Union countries // PLoS One. 2020. Oct 23; Vol. 15, No. 10. Р. e0241269. doi: 10.1371/journal.pone.0241269. Erratum in: PLoS One. 2021. Feb 19; Vol. 16, No. 2. Р. e0247611. PMID 33095842; PMCID PMC7584246.

46. Baryshev P.B., Bogachev V.V., Gashnikova N.M. Genetic characterization of an isolate of HIV type 1 AG recombinant form circulating in Siberia, Russia // Arch. Virol. 2012. Dec; Vol. 157, No. 12. Р. 2335–2341. doi: 10.1007/s00705-012-1442-4. Epub 2012 Aug 19. PMID 22903393; PMCID PMC3506197.

47. Baryshev P.B., Bogachev V.V., Gashnikova N.M. HIV-1 genetic diversity in Russia: CRF63_02A1, a new HIV type 1 genetic variant spreading in Siberia // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2014. Vol. 30, No. 6. Р. 592–597. doi: 10.1089/aid.2013.0196.

48. Shcherbakova N.S., Shalamova L.A., Delgado E., Fernández-García A., Vega Y., Karpenko LI., Ilyichev A.A., Sokolov Y.V., Shcherbakov D.N., Pérez-Álvarez L., Thomson M.M. Short communication: Molecular epidemiology, phylogeny, and phylodynamics of CRF63_02A1, a recently originated HIV-1 circulating recombinant form spreading in Siberia // AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2014. Sep; Vol. 30, No. 9. Р. 912–919. doi: 10.1089/AID.2014.0075. Epub 2014 Aug. 14. PMID 25050828; PMCID PMC4151068.

49. Maksimenko L.V., Totmenin A.V., Gashnikova M.P., Astakhova E.M., Skudarnov S.E., Ostapova T.S., Yaschenko S.V., Meshkov I.O., Bocharov E.F., Maksyutov R.А., Gashnikova N.M. Genetic Diversity of HIV-1 in Krasnoyarsk Krai: Area with High Levels of HIV-1 Recombination in Russia // Biomed. Res. Int. 2020. Sep. 10; Vol. 2020. Р. 9057541. doi: 10.1155/2020/9057541. PMID 32964045; PMCID PMC7501552.

50. Беляков Н.А., Розенталь В.В., Дементьева Н.Е., Виноградова Т.Н., Сизова Н.В. Моделирование и общие закономерности циркуляции субтипов и рекомбинантных форм ВИЧ // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2012. Т. 4, № 2. С. 7–18

51. Siljic M., Cirkovic V., Jovanovic L., Antonova A., Lebedev A., Ozhmegova E., Kuznetsova A., Vinogradova T., Ermakov A., Monakhov N., Bobkova M., Stanojevic M. Reconstructing the Temporal Origin and the Transmission Dynamics of the HIV Subtype B Epidemic in St. Petersburg, Russia // Viruses. 2022. Dec. 9; Vol. 14, No. 12. Р. 2748. doi: 10.3390/v14122748. PMID 36560752; PMCID PMC9783597.