RU2489488C1 - Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses - Google Patents

Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses Download PDF

Info

Publication number
RU2489488C1
RU2489488C1 RU2011153085/10A RU2011153085A RU2489488C1 RU 2489488 C1 RU2489488 C1 RU 2489488C1 RU 2011153085/10 A RU2011153085/10 A RU 2011153085/10A RU 2011153085 A RU2011153085 A RU 2011153085A RU 2489488 C1 RU2489488 C1 RU 2489488C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pathogenicity
virus
influenza
value
strain
Prior art date
Application number
RU2011153085/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011153085A (en
Inventor
Михаил Аркадьевич Шурдов
Владимир Михайлович Блинов
Александр Валерьевич Шаргунов
Георгий Сергеевич Краснов
Игорь Васильевич Тимофеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ПАНАГЕН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ПАНАГЕН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ПАНАГЕН"
Priority to RU2011153085/10A priority Critical patent/RU2489488C1/en
Publication of RU2011153085A publication Critical patent/RU2011153085A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489488C1 publication Critical patent/RU2489488C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: method to determine virulent and pathogenic forms of flue viruses is based on collection of an initial sample of a tissue/physiological fluid from patients who are possibly sick with flu, extraction and treatment of RNA preparations from the initial sample, synthesis of cDNA on the RNA matrix, analysis of a nucleotide sequence of the produced cDNA with the purpose to identify the mutation status of specific positions of flu virus segments, and calculation of two scoring-factors, by the value of which they decide on extent of virulence and pathogenicity of a flu virus.
EFFECT: method may be used to determine virulent and pathogenic forms of flu virus.
5 tbl, 4 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области медицины и молекулярной биологии, в частности, к вирусологии, и может быть использовано для выявления вирулентных и патогенных форм вирусов гриппа.The present invention relates to the field of medicine and molecular biology, in particular, to virology, and can be used to detect virulent and pathogenic forms of influenza viruses.

Известно изобретение, в котором предлагается антитело, применение которого позволяет проводить быстрое обнаружение пандемического вируса гриппа А подтипа H1N1 2009 г, и устройство, позволяющее проводить быстрое выявление пандемического вируса гриппа А подтипа H1N1 2009 г., а также метод детекции пандемического вируса гриппа А подтипа H1N1 2009 г. [WO/2011/087092].The invention is known in which an antibody is proposed, the use of which allows for the rapid detection of a pandemic influenza A virus of subtype H1N1 of 2009, and a device that allows for the rapid detection of a pandemic influenza A virus of subtype H1N1 of 2009, as well as a method for detecting a pandemic influenza A virus of subtype H1N1 2009 [WO / 2011/087092].

Недостатком этого решения является относительно узкая область применения, поскольку оно позволяет обнаружить вирус гриппа, относящийся лишь к одной группе пандемических штаммов, но не позволяет ни выявить другие, в том числе пандемические вирусы гриппа, ни определять степень их опасности для человека.The disadvantage of this solution is the relatively narrow scope, since it allows you to detect influenza virus that belongs to only one group of pandemic strains, but does not allow you to identify others, including pandemic influenza viruses, or to determine the degree of their danger to humans.

Известно также изобретение, которое может быть использовано для обнаружения высокопатогенного вируса птичьего гриппа A/H5N1, в частности, метод и набор для проведения иммунологического анализа, позволяющий проводить быстрое, удобное обнаружение высокопатогенных штаммов вируса птичьего гриппа подтипа H5N1 с высокой степенью специфичности, а также иммунохроматографический набор для быстрого, удобного выявления высокопатогенных штаммов вируса птичьего гриппа подтипа H5N1 с высокой степенью специфичности, причем, показано, что моноклональные антитела 4G6, получаемые с использованием вируса H5N1 в качестве иммуногена (антигена), не взаимодействуют с вирусами гриппа подтипов H5N2 и H5N3, вступая в контакт исключительно с вирионами подтипа H5N1, а применение заявленного иммунохроматографического набора, основанного на антителах 4G6, позволяет проводить специфичное обнаружение вируса подтипа H5N1, причем, чувствительность проводимой иммунохроматографии может быть увеличена путем добавления неионных поверхносто-активных веществ и водорастворимых виниловых полимеров с полярной группой, в которую входят атомы кислорода и азота, в проявляющий раствор, используемый в иммунохроматографии [WO/2010/103583].Also known is an invention that can be used to detect highly pathogenic avian influenza A / H5N1 virus, in particular, a method and kit for immunological analysis that allows for quick, convenient detection of highly pathogenic strains of avian influenza virus subtype H5N1 with a high degree of specificity, as well as immunochromatographic a kit for quick, convenient detection of highly pathogenic strains of avian influenza virus subtype H5N1 with a high degree of specificity, moreover, it is shown that monoclonal 4G6 antibodies obtained using the H5N1 virus as an immunogen (antigen) do not interact with influenza viruses of the H5N2 and H5N3 subtypes, coming into contact exclusively with the virions of the H5N1 subtype, and the use of the claimed immunochromatographic kit based on 4G6 antibodies allows specific detection of the virus subtype H5N1, moreover, the sensitivity of the performed immunochromatography can be increased by adding non-ionic surfactants and water-soluble vinyl polymers with a polar group, which includes oxygen and nitrogen atoms, in the developing solution used in immunochromatography [WO / 2010/103583].

Недостатком этого решения также является относительно узкая область применения, поскольку оно позволяет обнаружить высокопатогенный вирус птичьего гриппа A/H5N1, но не позволяет ни обнаружить другие вирусы гриппа, ни оценить их степень вирулентности и патогенности.The disadvantage of this solution is also the relatively narrow scope, because it allows you to detect highly pathogenic avian influenza A / H5N1 virus, but does not allow you to detect other influenza viruses, nor to assess their degree of virulence and pathogenicity.

Кроме этого, известны методы, основанные на применении олигонуклеотидных праймеров и проб для выявления вирусов гриппа (а также возбудителей многих других заболеваний) и их дискриминации на типы (А/В) и подтипы, в частности, описаны методы детектирования вируса гриппа, а также методы дифференциации на заявленные подтипы и типы (90% штаммов свиного и птичьего гриппа, включая все штаммы H5N1), согласно которым образец с подозрением на содержание вируса гриппа подвергается скринингу на предмет наличия или отсутствия характерной последовательности нуклеиновых кислот, при этом, присутствие в образце данной последовательности свидетельствует о наличии в образце вируса гриппа, причем, процесс скрининга осуществляется путем гибридизации фрагментов нуклеиновых кислот, содержащихся в образце, с пробами (например, пробами микрочипа), специфичными как для всех вирусов гриппа, так для определенного типа (А/В) вируса и для определенного подтипа вируса. Здесь же заявлены праймеры и пробы для осуществления такого детектирования и типирования, а также микрочипы, содержащие такие пробы [WO/2007/095155].In addition, methods based on the use of oligonucleotide primers and samples for detecting influenza viruses (as well as pathogens of many other diseases) and their discrimination on types (A / B) and subtypes are known, in particular, methods for detecting influenza virus are described, as well as methods differentiation into the declared subtypes and types (90% of swine and bird flu strains, including all H5N1 strains), according to which a sample with suspected influenza virus content is screened for the presence or absence of a characteristic sequence these nucleic acids, and the presence of this sequence in the sample indicates the presence of influenza virus in the sample, and the screening process is carried out by hybridization of the nucleic acid fragments contained in the sample with samples (for example, microarray samples) specific for all influenza viruses , so for a specific type (A / B) of the virus and for a specific subtype of the virus. Primers and probes for such detection and typing, as well as microchips containing such probes are also claimed [WO / 2007/095155].

Это решение также обладает относительно узкой областью применения, поскольку с его помощью возможно обнаружение высокопатогенного вируса птичьего гриппа A/H5N1, но оно также не позволяет ни обнаружить вирусы гриппа других штаммов, ни провести оценку степени их вирулентности и патогенности.This solution also has a relatively narrow scope, since it can detect the highly pathogenic avian influenza A / H5N1 virus, but it also does not allow the detection of influenza viruses of other strains or an assessment of their virulence and pathogenicity.

Известен способ определения вирулентности микробов, основанный на подготовке суспензии тканей на 0,9% растворе хлорида натрия, делении ее на 3 части, одну часть суспензии 0,8-1,2 мл исследуют методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) (0,3-0,4 мл) для обнаружения последовательности генов pFra, pCad, pPst, вторую часть по 0,1-0,15 мл суспензии высевают на плотную питательную среду Джексона-Берроуза с генцианвиолетом (0,02-0,03 мкг/мл) для обнаружения признака Pgm+ (детерминированного хромосомной последовательностью генов), третью часть по 0,1-0,15 мл суспензии высевают на агар Хоттингера с генцианвиолетом (0,02-0,03 мкг/мл) для определения чувствительности к антибиотикам методом бумажных дисков [RU 2160781, C1, C12Q 1/04, G01N 33/53, 20.12.2000].A known method for determining the virulence of microbes, based on the preparation of a tissue suspension in a 0.9% sodium chloride solution, dividing it into 3 parts, one part of a suspension of 0.8-1.2 ml is investigated by polymerase chain reaction (PCR) (0.3- 0.4 ml) to detect the sequence of the pFra, pCad, pPst genes, the second part of 0.1-0.15 ml of the suspension is sown on a dense Jackson-Burroughs nutrient medium with gentian violet (0.02-0.03 μg / ml) for detecting the Pgm + trait (determined by the chromosome sequence of genes), a third of 0.1-0.15 ml of the suspension is sown on Hottinger agar with gentian violet (0.02-0.03 μg / ml) to determine the sensitivity to antibiotics by the method of paper disks [RU 2160781, C1, C12Q 1/04, G01N 33/53, 12.20.2000].

Недостатком способа является относительно узкая область применения, поскольку способ может быть использован для эпидзначимости чумных микробов, а также относительно низкой точности, поскольку не позволяет определить, в частности, степень вирулентности, как количественной меры.The disadvantage of this method is the relatively narrow scope, since the method can be used for the epidemiological significance of plague microbes, as well as relatively low accuracy, because it does not allow to determine, in particular, the degree of virulence, as a quantitative measure.

Наиболее близким по своей сущности к предложенному является способ, основанный на получении генетически модифицированного вируса гриппа и вирусных белков путем введения мутаций, делеций, вставок в участки вирусного генома, кодирующие каспазные или гранзимные сайты или их мотивы или создание дополнительных каспазных сайтов и их мотивов у вирусных белков путем осуществления сайт-направленного мутагенеза и процесса обратной генетики, причем, полученный модифицированный вирус гриппа обладает повышенными вирулентными свойствами, а модифицированные вирусные белки сопряжены с усилением токсичности для организма [RU 2366710, C1, C12N 7/04, 10.09.2009].The closest in essence to the proposed one is a method based on obtaining a genetically modified influenza virus and viral proteins by introducing mutations, deletions, inserts into parts of the viral genome encoding caspase or granzyme sites or their motives, or creating additional caspase sites and their motives for viral proteins through the implementation of site-directed mutagenesis and the process of reverse genetics, moreover, the resulting modified influenza virus has increased virulent properties, and modi itsirovannye viral proteins are associated with increased toxicity to the organism [RU 2366710, C1, C12N 7/04, 10.09.2009].

Недостатком способа является относительно узкая область применения, поскольку способ может быть использован для получения усиленных или ослабленных по вирулентности и патогенности вирусов гриппа, но не позволяет определить степень вирулентности и патогенности возбудителей, в том числе, как количественной меры.The disadvantage of this method is the relatively narrow scope, since the method can be used to obtain enhanced or weakened by the virulence and pathogenicity of influenza viruses, but it does not allow to determine the degree of virulence and pathogenicity of pathogens, including as a quantitative measure.

Требуемый результат заключается в расширении области применения на основе количественного определения степени вирулентности и патогенности вирусов гриппа.The desired result is to expand the scope on the basis of a quantitative determination of the degree of virulence and pathogenicity of influenza viruses.

Требуемый результат достигается тем, что по способу, основанному на получении исходного образца ткани/физиологической жидкости от пациентов, предположительно больных гриппом, выделении и очистке препаратов РНК из исходного образца ткани/физиологической жидкости и проведении синтеза одноцепочечной или двуцепочечной кДНК на матрице РНК с использованием случайных олигонуклеотидных праймеров, дополнительно осуществляют реакцию амплификации фрагментов с использованием кДНК, синтезированной на матрице вирусной РНК и ряда наборов аллель-специфичных праймеров, осуществляют определение мутационного статуса сегментов вируса гриппа и рассчитывают скоринг-фактор вирулентностиThe desired result is achieved by the fact that, according to a method based on obtaining an initial tissue / physiological fluid sample from patients presumably suffering from influenza, isolating and purifying RNA preparations from an initial tissue / physiological fluid sample and synthesizing single-stranded or double-stranded cDNA on an RNA matrix using random oligonucleotide primers, additionally carry out the reaction of amplification of fragments using cDNA synthesized on a matrix of viral RNA and a number of sets of alleles b-specific primers, determine the mutational status of influenza virus segments and calculate the scoring factor of virulence

V = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = 1 H i W i , j ) + W H A M H A i = 1 S H i + W H A ,

Figure 00000001
V = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = one H i W i , j ) + W H A M H A i = one S H i + W H A ,
Figure 00000001

по величине которого судят о степени вирулентности вируса гриппа, и скоринг-фактор патогенностиthe magnitude of which is judged on the degree of virulence of the influenza virus, and the scoring factor of pathogenicity

P = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 ( j = 1 H i W i , j j = 1 H i W i , j M i , j + 1 ) H i / j = 1 H i W i , j ) W S + W H A M H A i = 1 S H i + W H A

Figure 00000002
P = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 ( j = one H i W i , j - j = one H i W i , j M i , j + one ) H i / j = one H i W i , j ) W S + W H A M H A i = one S H i + W H A
Figure 00000002

по величине которого судят о степени патогенности вируса гриппа,the magnitude of which judges the degree of pathogenicity of the influenza virus,

где Mi,j - мутационный статус для аминокислотного положения номер j в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту номер i (значение Mi,j равно единице в случае, если аминокислотный остаток в данном положении характерен для вирусов, вирулентных сугубо для человека, равно нулю - для животных); характерные аминокислотные остатки приведены в таблице 1; значение Mi,j равно 0.5, если такая классификация не может быть произведена в соответствии с заявленными условиями;where M i, j is the mutation status for the amino acid position number j in the polypeptide chain synthesized by segment number i (the value of M i, j is equal to one if the amino acid residue in this position is characteristic of viruses that are purely human virulence is zero - for animals); characteristic amino acid residues are shown in table 1; the value of M i, j is 0.5, if such a classification cannot be made in accordance with the stated conditions;

MHA - мутационный статус гемагглютинина; равен единице в случае, если сегмент гемагглютинина может быть отнесен к классу человеческих, и нулю - к классу нечеловеческих; соотнесение сегмента гемагглютинина к одному из этих классов проводится согласно данным об аминокислотных заменах в характерных положениях в горячих точках, приведенным в таблицах 2 и 3; MHA равен 0.5, если такая классификация не может быть произведена в соответствии с заявленными условиями;M HA is the mutational status of hemagglutinin; equal to one if the hemagglutinin segment can be assigned to the class of human, and zero - to the class of non-human; the correlation of the hemagglutinin segment to one of these classes is carried out according to the data on amino acid substitutions at characteristic positions in the hot spots given in tables 2 and 3; M HA is 0.5 if such a classification cannot be made in accordance with the stated conditions;

Wi,j - вес, относительная значимость аминокислотной замены в положении j полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту i, определяющей вирулентный генотип вируса для человека (наиболее подходящие значения коэффициентов Wi,j указаны в таблице 4); применим для сегментов матричных белков M1, М2, неструктурных белков NS1, NS2, субъединиц полимеразы PA, PB1, РВ2, нуклеопротеина NP;W i, j - weight, relative significance of the amino acid substitution at position j of the polypeptide chain synthesized by segment i, which determines the virulent virus genotype for humans (the most suitable values of the coefficients W i, j are shown in table 4); applicable for segments of matrix proteins M1, M2, non-structural proteins NS1, NS2, polymerase subunits PA, PB1, PB2, nucleoprotein NP;

WS - общая относительная значимость аминокислотных замен в полипептидной цепях сегментов M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP; наиболее подходящее значение коэффициента WS равно 0.17;W S is the total relative importance of amino acid substitutions in the polypeptide chains of segments M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP; the most suitable value of the coefficient W S is 0.17;

WHA - вес, относительная значимость аминокислотных замен в полипептидной цепи гемагглютинина; наиболее подходящая величина коэффициента WHA составляет 2.45;W HA - weight, relative importance of amino acid substitutions in the hemagglutinin polypeptide chain; the most suitable value for the coefficient W HA is 2.45;

S - количество анализируемых сегментов/полипептидных цепей;S is the number of analyzed segments / polypeptide chains;

Hi - количество анализируемых положений аминокислотных замен в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту i.H i - the number of analyzed positions of amino acid substitutions in the polypeptide chain synthesized by segment i.

Способ определения вирулентных и патогенных форм вирусов гриппа основан на проведении аллель-специфичной ПЦР и выявлении характерных замен в сегментах вирусах гриппа, на основании чего производится количественная оценка степени вирулентности и патогенности.The method for determining virulent and pathogenic forms of influenza viruses is based on allele-specific PCR and identification of characteristic replacements in segments of influenza viruses, based on which a quantitative assessment of the degree of virulence and pathogenicity is performed.

Способ включает последовательно выполнение следующих операций (стадий):The method includes sequentially performing the following operations (stages):

а) получение исходного образца ткани/физиологической жидкости от пациентов, предположительно больным гриппом;a) obtaining an initial tissue / physiological fluid sample from patients suspected of having influenza;

б) выделение и очистка препаратов РНК из исходного образца;b) isolation and purification of RNA preparations from the initial sample;

в) синтез одноцепочечной или двуцепочечной кДНК на матрице РНК с использованием случайных олигонуклеотидных праймеров и/или сегмент-специфичных праймеров;c) synthesis of single-stranded or double-stranded cDNA on an RNA template using random oligonucleotide primers and / or segment-specific primers;

г) проведение реакции амплификации фрагментов с использованием кДНК, полученной на стадии в);g) carrying out the amplification reaction of the fragments using the cDNA obtained in stage c);

д) оценка результатов амплификации - определение мутационного статуса сегментов вируса гриппа;d) evaluation of amplification results - determination of the mutational status of influenza virus segments;

е) расчет скоринг-фактора вирулентностиe) calculation of the virulence scoring factor

V = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = 1 H i W i , j ) + W H A M H A i = 1 S H i + W H A ,

Figure 00000003
V = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = one H i W i , j ) + W H A M H A i = one S H i + W H A ,
Figure 00000003

по величине которого судят о степени вирулентности вируса гриппа;the magnitude of which is judged on the degree of virulence of the influenza virus;

ж) расчет скоринг-фактора патогенностиg) calculation of the scoring factor of pathogenicity

P = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 ( j = 1 H i W i , j j = 1 H i W i , j M i , j + 1 ) H i / j = 1 H i W i , j ) W S + W H A M H A i = 1 S H i + W H A ,

Figure 00000004
P = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 ( j = one H i W i , j - j = one H i W i , j M i , j + one ) H i / j = one H i W i , j ) W S + W H A M H A i = one S H i + W H A ,
Figure 00000004

по величине которого судят о степени патогенности вируса гриппа.the magnitude of which is judged on the degree of pathogenicity of the influenza virus.

В формулах для расчетов скоринг-факторов:In the formulas for calculating scoring factors:

Mi,j - мутационный статус для аминокислотного положения номеру в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту номер j (значение Mi,j равно единице в случае, если аминокислотный остаток в данном положении характерен для вирусов, вирулентных сугубо для человека, равно нулю - для животных); характерные аминокислотные остатки приведены в таблице 1; значение Mi,j равно 0.5, если такая классификация не может быть произведена в соответствии с заявленными условиями;M i, j is the mutation status for the amino acid position of the number in the polypeptide chain synthesized by segment number j (the value of M i, j is equal to one if the amino acid residue in this position is characteristic of viruses that are virulent especially for humans, is equal to zero - for animals); characteristic amino acid residues are shown in table 1; the value of M i, j is 0.5, if such a classification cannot be made in accordance with the stated conditions;

MHA - мутационный статус гемагглютинина; равен единице в случае, если сегмент гемагглютинина может быть отнесен к классу человеческих, и нулю - к классу нечеловеческих; соотнесение сегмента гемагглютинина к одному из этих классов проводится согласно данным об аминокислотных заменах в характерных положениях в горячих точках, приведенным в таблицах 2 и 3; MHA равен 0.5, если такая классификация не может быть произведена в соответствии с заявленными условиями;M HA is the mutational status of hemagglutinin; equal to one if the hemagglutinin segment can be assigned to the class of human, and zero - to the class of non-human; the correlation of the hemagglutinin segment to one of these classes is carried out according to the data on amino acid substitutions at characteristic positions in the hot spots given in tables 2 and 3; M HA is 0.5 if such a classification cannot be made in accordance with the stated conditions;

Wi,j - вес относительная значимость аминокислотной замены в положении у полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту г, определяющей вирулентный генотип вируса для человека (наиболее подходящие значения коэффициентов Wi,j указаны в таблице 4); применим для сегментов матричных белков M1, M2, неструктурных белков NS1, NS2, субъединиц полимеразы PA, PB1, PB2, нуклеопротеина NP;W i, j - weight is the relative importance of the amino acid substitution at the position of the polypeptide chain synthesized by segment g, which determines the virulent genotype of the virus for humans (the most suitable values of the coefficients W i, j are shown in table 4); applicable for segments of matrix proteins M1, M2, non-structural proteins NS1, NS2, polymerase subunits PA, PB1, PB2, nucleoprotein NP;

WS - общая относительная значимость аминокислотных замен в полипептидной цепях сегментов M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP; наиболее подходящее значение коэффициента WS равно 0.17;W S is the total relative importance of amino acid substitutions in the polypeptide chains of segments M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP; the most suitable value of the coefficient W S is 0.17;

WHA - вес, относительная значимость аминокислотных замен в полипептидной цепи гемагглютинина; наиболее подходящая величина коэффициента WHA составляет 2.45;W HA - weight, relative importance of amino acid substitutions in the hemagglutinin polypeptide chain; the most suitable value for the coefficient W HA is 2.45;

S - количество анализируемых сегментов/полипептидных цепей;S is the number of analyzed segments / polypeptide chains;

Hi - количество анализируемых положений аминокислотных замен в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту i.H i - the number of analyzed positions of amino acid substitutions in the polypeptide chain synthesized by segment i.

Figure 00000005
Figure 00000005

Таблица 2table 2 Горячие точки замен (ГТ) в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту гемагглютинина, по которым осуществляется дискриминация гемагглютинина на классы человеческий/нечеловеческий.Hot spots of substitutions (HT) in the polypeptide chain synthesized by the hemagglutinin segment, which discriminates hemagglutinin into the human / non-human classes. Тип НАType ON ГТ №1GT №1 ГТ №2GT №2 ГТ №3GT No. 3 ГТ №4GT №4 ГТ №5GT №5 ГТ №6GT №6 H1H1 240240 242242 262262 382382 390390 391391 Н2H2 236236 238238 258258 378378 386386 387387 Н3H3 241241 243243 263263 383383 391391 392392 Н4H4 239239 241241 261261 381381 389389 390390 Н5H5 238238 240240 260260 384384 392392 393393 Н6H6 239239 241241 261261 382382 390390 391391 Н7H7 235235 237237 257257 379379 387387 388388 Н8H8 239239 241241 261261 382382 390390 391391 Н9H9 234234 236236 256256 376376 384384 385385 Н10H10 236236 238238 258258 378378 386386 387387 Н11H11 238238 240240 260260 380380 388388 389389 Н12H12 238238 240240 260260 380380 388388 389389 Н13H13 238238 240240 260260 380380 388388 389389 Н14H14 243243 245245 265265 385385 393393 394394 Н15H15 235235 237237 257257 387387 395395 396396 Н16H16 239239 241241 261261 380380 388388 389389

Таблица 3Table 3 Аминокислотные остатки, по присутствию в которых в соответствующих горячих точках №№1-6 проводится дискриминация гемагглютинина на человеческий/нечеловеческий классы.Amino acid residues, the presence of which in the corresponding hot spots No. 1-6 discriminates hemagglutinin on the human / non-human classes. ГТ№1GT№1 ГТ №2GT №2 ГТ №3GT No. 3 ГТ №4GT №4 ГТ №5GT №5 ГТ №6GT №6 человеческий классhuman class QQ GG NN QQ NN GG VV SS TT LL NN QQ II SS TT LL DD QQ II SS TT LL NN QQ LL SS TT LL DD QQ LL SS NN LL DD QQ QQ GG NN QQ DD GG LL SS TT КTO DD GG нечеловеческий классinhuman class QQ GG TT LL DD ЕE QQ GG NN KK DD GG QQ GG NN LL DD QQ QQ GG TT LL DD KK QQ GG NN YY DD QQ QQ GG TT QQ DD GG QQ GG II LL DD QQ QQ GG NN RR DD GG ss GG NN YY DD QQ LL GG NN RR DD KK QQ GG TT KK DD GG QQ GG NN KK DD QQ QQ GG NN RR DD KK QQ GG TT RR DD GG NN GG NN YY DD QQ QQ GG NN RR DD NN

Figure 00000006
Figure 00000006

После вычисления скоринг-фактора P решение о вирулентности и патогенности исследованных вирусов гриппа производится по следующим критериям:After calculating the scoring factor P, the decision on the virulence and pathogenicity of the studied influenza viruses is made according to the following criteria:

Если значение скоринг-фактора P меньше порогового значения 0.4, то принимается решение о присвоении незначительной степени патогенности для человека этого штамма - вероятнее всего, данный штамм относится к классу гриппа животных, не передающихся человеку. Если значения скоринг-фактора Р находится в интервале 0.4-0.8, то принимается решение о присвоении средней степени патогенности для человека этого штамма - вероятнее всего, представителей данного штамма можно отнести в группе вирусов сезонного гриппа, неопасных для человека. Если величина скоринг-фактора Р превосходит значение 1.0, то принимается решение о присвоении высокой степени патогенности данного штамма для человека - вероятнее всего, данный штамм можно классифицировать как пандемический, по всей видимости, возникший в результате мутаций в геноме вируса гриппа животных. Если величина скоринг-фактора P находится в диапазоне 0.8-1.0, решение неоднозначно - данный штамм не может быть классифицирован как пандемический, однако его появление в популяции людей может привести к серьезным эпидемиям с относительно высокой степенью летальности при протекании заболевания.If the value of the scoring factor P is less than the threshold value of 0.4, then a decision is made to assign an insignificant degree of pathogenicity to humans of this strain - most likely, this strain belongs to the class of influenza of animals that are not transmitted to humans. If the scoring factor P is in the range 0.4-0.8, then a decision is made to assign the average degree of pathogenicity for a person of this strain - most likely, representatives of this strain can be attributed to the group of seasonal influenza viruses that are not harmful to humans. If the value of the scoring factor P exceeds 1.0, then a decision is made to assign a high degree of pathogenicity of this strain to humans - most likely, this strain can be classified as pandemic, most likely resulting from mutations in the genome of animal influenza virus. If the scoring factor P is in the range of 0.8-1.0, the solution is ambiguous - this strain cannot be classified as pandemic, but its appearance in the human population can lead to serious epidemics with a relatively high mortality rate during the course of the disease.

Также может быть оценена степень вирулентности данного штамма для человека: если значение V превосходит величину 0.22, то вирусы данного штамма достаточно хорошо могут передаваться от человека к человеку. Если значение V меньше заявленной величины, то передача вируса от человека к человеку, а также от животного к человеку затруднена или невозможна.The degree of virulence of this strain for humans can also be estimated: if the value of V exceeds 0.22, then the viruses of this strain can be transmitted quite well from person to person. If the value of V is less than the declared value, then the transmission of the virus from person to person, as well as from animal to person, is difficult or impossible.

Данное изобретение стало возможным благодаря проведенному авторами биоинформационному исследованию изменений нуклеотидной и аминокислотной последовательности вируса гриппа A и B и открытия факта существования ряда характерных мутаций, наличие которых позволяет судить о принадлежности данного вируса к группам патогенных и вирулентных для человека.This invention was made possible thanks to the bioinformation study conducted by the authors of changes in the nucleotide and amino acid sequences of influenza A and B viruses and the discovery of the existence of a number of characteristic mutations, the presence of which allows us to judge the belonging of this virus to groups of pathogenic and virulent to humans.

Способы выделения РНК из образцов вирусов известны достаточно хорошо и, как правило, включают следующие стадии: лизис вирионов, выделение РНК и ее очистку, проверку (при достаточном количестве материала) качества РНК электрофорезом в 1%-ном агарозном геле в присутствии красителя бромида этидия или в денатурирующем полиакриламидном геле, а также спектрофотометрическое определение количества РНК. Для непосредственного выделения РНК могут быть использованы различные протоколы, широко известные специалистам в данной области. В классических методах выделения РНК используют сильные хаотропные агенты, такие, как гуани-динхлорид и гуанидинизотиоцианат, растворяющие белки, и последовательные экстракции фенолом и хлороформом для денатурации и удаления белков [Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. 1989. Molecular Cloning. A laboratory Manual. 2nd Edition ed. Cold Spring Harbour: CSHL Press]. Широко используют также метод с использованием реагента Trizol (GIBCO/Life Technologies). Для предотвращения разрушения РНК РНКазами могут быть использованы ингибиторы, такие как ингибитор RNAsin плацентарного или рекомбинантного происхождения или, например, ванадил-рибозидный комплекс - неспецифический ингибитор РНКаз широкого спектра действия.Methods of isolating RNA from virus samples are well known and, as a rule, include the following stages: lysis of virions, isolation of RNA and its purification, checking (with sufficient material) the quality of RNA by electrophoresis in 1% agarose gel in the presence of dye ethidium bromide or in denaturing polyacrylamide gel, as well as spectrophotometric determination of the amount of RNA. For the direct isolation of RNA, various protocols commonly known to those skilled in the art can be used. Classical RNA isolation methods employ strong chaotropic agents, such as guanidine chloride and guanidinisothiocyanate, which dissolve proteins, and sequential extraction with phenol and chloroform to denature and remove proteins [Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. 1989. Molecular Cloning. A laboratory manual. 2nd Edition ed. Cold Spring Harbor: CSHL Press]. The Trizol reagent method (GIBCO / Life Technologies) is also widely used. In order to prevent RNA degradation by RNases, inhibitors such as an RNAsin inhibitor of placental or recombinant origin or, for example, a vanadyl-riboside complex, a non-specific broad-spectrum RNAse inhibitor, can be used.

Быстрое и качественное выделение РНК можно проводить с использованием ряда коммерчески доступных наборов (Клоноген, Санкт-Петербург; RNeasy kits (Qiagen); SV Total RNA Isolation System, Promega (США) и т.д.). Использование различных приборов, например, QuickGene-810 (Life Science, Япония), позволяет исключить работу с агрессивными агентами, ускорить и упростить выделение РНК. Для экстракции РНК в этом приборе используют 80-микрометровую пористую мембрану, которая в 12,5 раз тоньше традиционно используемого в таких приборах стеклянного фильтра (1000 мкм), что позволяет уменьшить деградацию РНК и увеличить ее выход.Rapid and high-quality RNA isolation can be performed using a number of commercially available kits (Klonogen, St. Petersburg; RNeasy kits (Qiagen); SV Total RNA Isolation System, Promega (USA), etc.). The use of various devices, for example, QuickGene-810 (Life Science, Japan), eliminates the work with aggressive agents, accelerate and simplify the isolation of RNA. For extraction of RNA, this device uses an 80-micron porous membrane, which is 12.5 times thinner than the glass filter traditionally used in such devices (1000 μm), which allows to reduce RNA degradation and increase its yield.

Затем проводят реакцию амплификации фрагментов с использованием кДНК, полученной на стадии выделения РНК из исходных образцов тканей, т.е. реакцию обратной транскрипции: синтез кДНК на матрице РНК, выделенной из образцов тканей.Then the fragments amplification reaction is carried out using cDNA obtained at the stage of RNA isolation from the initial tissue samples, i.e. reverse transcription reaction: cDNA synthesis on an RNA matrix isolated from tissue samples.

Реакция обратной транскрипции, в результате которой на РНК-матрице синтезируют одноцепочечную цепь ДНК, при необходимости, с достройкой второй цепи, позволяет перейти от нестабильных молекул РНК к более стабильным молекулам ДНК. Дальнейшая ПЦР-амплификация позволяет использовать очень малые количества исходной РНК (на уровне нескольких нанограмм), а, следовательно, и количество исследуемуго образцового материала, из которого выделяют РНК вируса.The reverse transcription reaction, as a result of which a single-stranded DNA chain is synthesized on an RNA matrix, if necessary, with the completion of the second chain, allows us to switch from unstable RNA molecules to more stable DNA molecules. Further PCR amplification allows the use of very small amounts of starting RNA (at the level of several nanograms), and, consequently, the amount of sample material from which virus RNA is isolated.

Реакцию обратной транскрипции можно проводить с использованием коммерчески доступных препаратов обратных транскриптаз, таких как обратная транскриптаза вируса лейкоза мышей Молони (M-MLV), вируса миелобластоза птиц (AMV), PowerScript (точечная мутация M-MLV-RT), C.Therm Polymerase и др., с помощью которых можно получать продукты амплификации длиною до нескольких тысяч и даже несколько десятков тысяч пар нуклеотидов. Может быть использована термостабильная ДНК-полимераза Thermus thermophilus (Tth), обладающая обратной транскриптазной активностью в присутствии ионов Mn.The reverse transcription reaction can be carried out using commercially available reverse transcriptase preparations, such as Moloney mouse leukemia virus (M-MLV), avian myeloblastosis virus (AMV) reverse transcriptase, PowerScript (M-MLV-RT point mutation), C. Therm Polymerase and etc., with which you can get amplification products up to several thousand and even several tens of thousands of nucleotide pairs. Thermus thermophilus thermostable DNA polymerase (Tth), which has reverse transcriptase activity in the presence of Mn ions, can be used.

Для обратной транскрипции могут быть использованы различные праймеры, например:For reverse transcription, various primers can be used, for example:

1) Случайные гексануклеотидные праймеры («статистические затравки») гибридизуются с РНК в многочисленных участках. При обратной транскрипции с этими праймерами получают короткие кДНК. Случайные гексамеры используют для преодоления трудностей, связанных со вторичной структурой РНК, они более эффективны при обратной транскрипции 5'-областей мРНК;1) Random hexanucleotide primers (“statistical primers”) hybridize with RNA in numerous sites. When reverse transcription with these primers receive short cDNA. Random hexamers are used to overcome difficulties associated with the secondary structure of RNA, they are more effective in reverse transcription of 5'-regions of mRNA;

2) Гексамеры или другие короткие олигонуклеотиды (10-12 нуклеотидов) случайного состава могут быть также использованы в комбинации с олигоdT-содержащими праймерами (в случае проведения обратной транскрипции и получения кДНК для мРНК генов человека);2) Hexamers or other short oligonucleotides (10-12 nucleotides) of random composition can also be used in combination with oligot-containing primers (in the case of reverse transcription and obtaining cDNA for human mRNA genes);

3) Специфические олигонуклеотидные праймеры используют для транскрипции РНК-сегментов вирусов или участков мРНК человека, представляющих интерес для исследования. Эти праймеры успешно применяют для диагностических целей. Однако в связи со значительной вариабельностью генома вируса гриппа применение таких праймеров должно быть тщательно обосновано.3) Specific oligonucleotide primers are used to transcribe the RNA segments of viruses or regions of human mRNA that are of interest for research. These primers are successfully used for diagnostic purposes. However, due to the significant variability of the genome of the influenza virus, the use of such primers must be carefully justified.

Существуют также специализированные наборы, ориентированные на выделение вирусной РНК, входящие в комплекс диагностических тест-систем, например, набор реагентов для выделения и последующего выявления РНК вируса гриппа А подтипа H5N1 методом ПЦР фирмы ДНК-технология (Москва). При недостатке исходного исследуемого материала могут быть применены такие методы, позволяющие существенно увеличить содержание ДНК/кДНК в анализируемом образце, как полногеномная или полнотранскриптомная амплификация (как с обогащением полиаденилированными фрагментами, так и тотальная амплификация кДНК, пригодная для наработки исследуемого генетического материала вируса гриппа).There are also specialized kits focused on the isolation of viral RNA, which are part of the complex of diagnostic test systems, for example, a set of reagents for the isolation and subsequent detection of influenza A virus RNA subtype H5N1 by PCR by DNA technology (Moscow). With a lack of initial test material, such methods can be used to significantly increase the DNA / cDNA content in the analyzed sample, both full-genome or full-transcriptome amplification (both enriched with polyadenylated fragments and total cDNA amplification suitable for generating the studied genetic material of the influenza virus).

Также для проведения предварительной амплификации кДНК вируса гриппа (для проведения последующего анализа методом микрочипов) могут быть использованы специфичные к широкому спектру штаммов вируса гриппа праймеры, описанные в биомедицинской литературе [С.Н. Chang, K.L. Lin, Y. Chan, Y.L. Wang, Y.T. Chi, H.L. Tu, H.K. Shieh, W.T. Liu. 2006. Amplification of the entire genome of influenza A vims H1N1 and H3N2 subtypes by reverse-transcription polymerase chain reaction, J Virol Methods.136, 38-43].Also, for the preliminary amplification of influenza virus cDNA (for subsequent analysis using the microarray method), primers specific to a wide range of influenza virus strains described in the biomedical literature can be used [S.N. Chang, K.L. Lin, Y. Chan, Y.L. Wang, Y.T. Chi, H.L. Tu, H.K. Shieh, W.T. Liu. 2006. Amplification of the entire genome of influenza A vims H1N1 and H3N2 subtypes by reverse-transcription polymerase chain reaction, J Virol Methods. 136, 38-43].

Выбор праймеров, специфичных к определенному участку РНК вируса гриппа, содержащему характерные мутации, в общем случае представляется сложной задачей в связи с ярко выраженной вариабельностью его генома. В процессе выбора праймеров должна учитываться не только локализация характерных мутаций и нуклеотидных замен, отражающих вирулентные и патогенные характеристики штамма, но и расположение консервативных участков вируса - в этом случае диагностический охват штаммов вируса гриппа может быть максимальным.The selection of primers specific for a specific RNA region of the influenza virus containing characteristic mutations, in the general case, is a difficult task due to the pronounced variability of its genome. In the process of selecting primers, not only the localization of characteristic mutations and nucleotide substitutions reflecting the virulent and pathogenic characteristics of the strain, but also the location of the conservative sections of the virus should be taken into account - in this case, the diagnostic coverage of influenza virus strains can be maximum.

В общем случае выбор праймеров для аллель-специфичной ПЦР должен отвечать критерию расположения нуклеотида, мутационный статус которого требуется определить, в 3'-концевой области одного из праймеров. В другом случае допускается расположение TaqMan или другой специфичной пробы (или зондов типа Molecular beacon) непосредственно в месте нахождения мутации.In the general case, the choice of primers for allele-specific PCR should meet the criteria for the location of the nucleotide, the mutational status of which is to be determined, in the 3'-terminal region of one of the primers. In another case, TaqMan or another specific sample (or probes such as Molecular beacon) can be located directly at the location of the mutation.

В общем случае для выбора специфических праймеров и зондов (TaqMan, molecular beacon и др.) используют имеющиеся программы, многие из которых находятся в свободном доступе в Интернете. Среди таких программ можно упомянуть Oligo, PrimerSelect (www.dnastar.com). Primer Express (Applied Biosystems, (USA), Primer Designer (ИМБ РАН), FastPCR (http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/Programs/fastpcr.htm), PrimerQuest (http://scitools.idtdna.com/Primerquest/), Primer3 и др. Существуют известные веб-сервисы для подбора праймеров и проб; среди них можно упомянуть NCBI Primer BLAST, позволяющий автоматизированно подбирать праймеры с минимальной вероятностью неспецифичного связывания, как относительно других участков генома вируса, так и генома человека. С учетом сложности анализируемых фрагментов, длина праймеров может быть выбрана в диапазоне от 16 до 25 п.н.In general, existing programs are used to select specific primers and probes (TaqMan, molecular beacon, etc.), many of which are freely available on the Internet. Among such programs are Oligo, PrimerSelect (www.dnastar.com). Primer Express (Applied Biosystems, (USA), Primer Designer (IMB RAS), FastPCR (http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/Programs/fastpcr.htm), PrimerQuest (http: //scitools.idtdna. com / Primerquest /), Primer3, etc. There are well-known web services for the selection of primers and samples; among them, we can mention the NCBI Primer BLAST, which allows automated selection of primers with a minimum probability of nonspecific binding, both with respect to other parts of the virus genome and the human genome Given the complexity of the analyzed fragments, the length of the primers can be selected in the range from 16 to 25 bp

Существуют разнообразные, хорошо известные специалистам подходы к химическому синтезу олигонуклеотидных праймеров, например фосфо-диэфирный метод, гидрофосфорильный метод и т.д., но наибольшее распространение в настоящее время имеет фосфорамидитный метод. Синтез праймеров осуществляют, используя автоматические ДНК/РНК синтезаторы, например производства фирмы Applied Biosy stems (США).There are various approaches that are well known to those skilled in the art for the chemical synthesis of oligonucleotide primers, for example, the phospho-diester method, the hydrophosphoryl method, etc., but the phosphoramidite method is currently the most widely used. The synthesis of primers is carried out using automatic DNA / RNA synthesizers, for example, manufactured by Applied Biosy stems (USA).

Определение мутационного статуса сегментов вируса гриппа, которые используются для расчета скоринг-факторов V и P и дальнейшей оценки степени вирулентности и патогенности данного штамма для человека, может быть осуществлено с помощью аллель-специфичной ПЦР.Determination of the mutational status of influenza virus segments, which are used to calculate scoring factors V and P and further assess the degree of virulence and pathogenicity of this strain for humans, can be carried out using allele-specific PCR.

Проведение аллель-специфичной ПЦР осуществляется следующим образом.Carrying out allele-specific PCR is as follows.

Различные протоколы оценки наличия мутаций методом аллель-специфичной ПЦР хорошо известны специалистам, в частности, такая ПЦР может быть проведена, как описано ранее [S. Tanaka, A. Taniue, N. Nagao, S. Ohnoki, H. Shibata, Y. Okubo, H. Yamaguchi. 1995. Simultaneous DNA typing of human platelet antigens 2, 3 and 4 by an ancle-specific PCR method, Vox Sang. 68, 225-230]. Для проведения исследования мутационного статуса нескольких нуклеотидных положений в одном эксперименте обычно используют мультиплексную ПЦР, как традиционную, так и ПЦР в реальном времени. В случае проведения традиционной ПЦР регистрацию мутаций в различных положениях генома вируса проводят путем измерения интенсивности ДНК-полос в геле после проведения электрофоретического разделения продуктов амплификации. Такие продукты - ампликоны - должны значительно различаться по длине для различных положений мутаций. В случае проведения мультиплексной ПЦР в реальном времени допускается два варианта расположения праймеров и проб: а) различным положениям мутаций соответствуют различные олигонуклеотидные пробы, и в случае наличия мутаций происходит совершенное связывание пробы с кДНК-матрицей, после чего может быть зарегистрирован соответствующий флуоресцентный сигнал; б) положения, для которых могут наблюдаться мутации, соответствуют 3'-концевым участкам праймеров (по аналогии с традиционной аллель-специфичной ПЦР), и только в случае присутствия мутаций будет происходить высокоэффективная амплификация продукта, его экспоненциальное нарастание с каждым циклом реакции При этом уровень регистрируемого флуоресцентного сигнала прямо пропорционален его концентрации. В этом случае могут быть использованы ДНК-интеркалирующие неспецифические пробы, например, SYBR Green, EVA Green [J. Evans, H. Segal. 2010. Novel multiplex allele-specific PCR assays for the detection of resistance to second-line drugs in Mycobacterium tuberculosis, J Antimicrob Chemother. 65, 897-900]. Предпочтительнее использовать методику проведения аллельспецифичной ПЦР по п.6). В этом случае используются несколько наборов праймеров, каждый из которых позволят избирательно амплифицировать последовательность определенной аллели с максимальной эффективностью. При этом достижение порогового уровня флуоресценции, значительно отличающегося от фонового уровня, первым происходит для набора праймеров, соответствующего анализируемой аллели, на так называемом пороговом цикле CT.Various protocols for assessing the presence of mutations by allele-specific PCR are well known in the art, in particular, such PCR can be performed as described previously [S. Tanaka, A. Taniue, N. Nagao, S. Ohnoki, H. Shibata, Y. Okubo, H. Yamaguchi. 1995. Simultaneous DNA typing of human platelet antigens 2, 3 and 4 by an ancle-specific PCR method, Vox Sang. 68, 225-230]. To study the mutational status of several nucleotide positions in a single experiment, multiplex PCR, both traditional and real-time PCR, is usually used. In the case of traditional PCR, mutations at various positions of the virus genome are recorded by measuring the intensity of the DNA bands in the gel after electrophoretic separation of amplification products. Such products - amplicons - should vary significantly in length for different positions of the mutations. In the case of real-time multiplex PCR, two variants of the arrangement of primers and samples are allowed: a) different oligonucleotide samples correspond to different positions of the mutations, and in the case of mutations, the sample is perfectly bound to the cDNA matrix, after which the corresponding fluorescent signal can be detected; b) the positions for which mutations can be observed correspond to the 3'-terminal regions of the primers (by analogy with traditional allele-specific PCR), and only in the presence of mutations will a highly efficient amplification of the product occur, its exponential increase with each reaction cycle the recorded fluorescent signal is directly proportional to its concentration. In this case, DNA-intercalating nonspecific samples, for example, SYBR Green, EVA Green [J. Evans, H. Segal. 2010. Novel multiplex allele-specific PCR assays for the detection of resistance to second-line drugs in Mycobacterium tuberculosis, J Antimicrob Chemother. 65, 897-900]. It is preferable to use the technique of conducting allele-specific PCR according to claim 6). In this case, several sets of primers are used, each of which will selectively amplify the sequence of a particular allele with maximum efficiency. Moreover, the achievement of the threshold level of fluorescence, significantly different from the background level, is the first to occur for a set of primers corresponding to the analyzed allele, on the so-called threshold cycle C T.

Для реализации данного экспериментального подхода к регистрации мутаций также существует ряд специализированных наборов; среди них можно отметить наборы AmpHFlash и AmpliFlash+(GenExpert, Москва), предполагающие применение высокоспецифичных флуоресцентных зондов Scorpions типа Molecular beacon. Таким образом, поскольку в настоящее время в клинической практике активно применяется не только традиционная ПЦР с последующим электрофоретическим разделением продуктов амплификации, но ПЦР в реальном времени, это дает дополнительные возможности для выхода в практику настоящего изобретения.To implement this experimental approach to registration of mutations, there are also a number of specialized sets; Among them, AmpHFlash and AmpliFlash + kits (GenExpert, Moscow), which involve the use of highly specific Scorpions fluorescent probes of the Molecular beacon type, can be noted. Thus, since at present in clinical practice not only traditional PCR with subsequent electrophoretic separation of amplification products, but real-time PCR is actively used, this provides additional opportunities for the practice of the present invention.

В результате проведения описанных выше операций способа может быть вычислены Mi,j - мутационные статусы аминокислотных положени в сегментах M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP и MHA - мутационный статус сегмента гемагглютинина. Это позволяет произвести расчет скоринг-фактора вирулентностиAs a result of the operations of the method described above, M i, j - mutational statuses of amino acid positions in segments M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP and M HA - mutational status of hemagglutinin segment can be calculated. This allows the calculation of the virulence scoring factor.

V = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = 1 H i W i , j ) + W H A M H A i = 1 S H i + W H A

Figure 00000007
V = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = one H i W i , j ) + W H A M H A i = one S H i + W H A
Figure 00000007

по величине которого судят о степени вирулентности вируса гриппа, и скоринг-фактора патогенностиthe magnitude of which is judged on the degree of virulence of the influenza virus, and the scoring factor of pathogenicity

P = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 ( j = 1 H i W i , j j = 1 H i W i , j M i , j + 1 ) H i / j = 1 H i W i , j ) W S + W H A M H A i = 1 S H i + W H A

Figure 00000008
P = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 ( j = one H i W i , j - j = one H i W i , j M i , j + one ) H i / j = one H i W i , j ) W S + W H A M H A i = one S H i + W H A
Figure 00000008

по величине которого судят о степени патогенности вируса гриппа.the magnitude of which is judged on the degree of pathogenicity of the influenza virus.

После вычисления скоринг-факторов Р и V решение о вирулентности и патогенности исследованных вирусов гриппа производится по следующим критериям:After calculating the scoring factors P and V, the decision on the virulence and pathogenicity of the studied influenza viruses is made according to the following criteria:

Если значение скоринг-фактора Р меньше порогового значения 0.4, то принимается решение о присвоении незначительной степени патогенности для человека этого штамма - вероятнее всего, данный штамм относится к классу гриппа животных, не передающихся человеку. Если значения скоринг-фактора Р находится в интервале 0.4-0.8, то принимается решение о присвоении средней степени патогенности для человека этого штамма - вероятнее всего, представителей данного штамма можно отнести в группе вирусов сезонного гриппа, неопасных для человека. Если величина скоринг-фактора Р превосходит значение 1.0, то принимается решение о присвоении высокой степени патогенности данного штамма для человека - вероятнее всего, данный штамм можно классифицировать как пандемический, по всей видимости, возникший в результате мутаций в геноме вируса гриппа животных. Если величина скоринг-фактора Р находится в диапазоне 0.8-1.0, решение неоднозначно - данный штамм не может быть классифицирован как пандемический, однако его появление в популяции людей может привести к серьезным эпидемиям с относительно высокой степенью летальности при протекании заболевания.If the value of the scoring factor P is less than the threshold value of 0.4, then a decision is made to assign an insignificant degree of pathogenicity for a person of this strain - most likely, this strain belongs to the class of animal flu that is not transmitted to humans. If the scoring factor P is in the range 0.4-0.8, then a decision is made to assign the average degree of pathogenicity for a person of this strain - most likely, representatives of this strain can be attributed to the group of seasonal influenza viruses that are not harmful to humans. If the value of the scoring factor P exceeds 1.0, then a decision is made to assign a high degree of pathogenicity of this strain to humans - most likely, this strain can be classified as pandemic, most likely resulting from mutations in the genome of animal influenza virus. If the value of the scoring factor P is in the range of 0.8-1.0, the solution is ambiguous - this strain cannot be classified as pandemic, but its appearance in the human population can lead to serious epidemics with a relatively high mortality rate during the course of the disease.

Также может быть оценена степень вирулентности данного штамма для человека: если значение V превосходит величину 0.22, то вирусы данного штамма достаточно хорошо могут передаваться от человека к человеку. Если значение V меньше заявленной величины, то передача вируса от человека к человеку, а также от животного к человеку затруднена или невозможна.The degree of virulence of this strain for humans can also be estimated: if the value of V exceeds 0.22, then the viruses of this strain can be transmitted quite well from person to person. If the value of V is less than the declared value, then the transmission of the virus from person to person, as well as from animal to person, is difficult or impossible.

Применение расчета скоринг-фактора Р для оценки степени потенциальной опасности вирусного штамма для человека позволяет воплотить концепцию комплексного подхода к анализу мутаций в геноме вируса и соответствующих аминокислотных замен в полипептидных цепях белков. Скоринг-фактор отражает в себе баланс между мутациями и заменами, характерными, как для вирусов обычного, человеческого гриппа, так и обычного гриппа различных животных. Невысокие значения скоринг-фактора Р наблюдаются для сезонных вирусов (аминокислотные остатки в соответствующих положениях характерны для вирусов, вирулентных сугубо для человека), максимальные - для пандемических вирусов, содержащих в себе характеристики, как вирусов человека, так и вирусов животного происхождения, нулевые и близкие к нулю - для вирусов гриппа животных, неспособных передаваться человеку.Using the calculation of scoring factor P to assess the degree of potential danger of a viral strain to humans makes it possible to implement the concept of an integrated approach to the analysis of mutations in the virus genome and the corresponding amino acid substitutions in protein polypeptide chains. The scoring factor reflects a balance between mutations and substitutions that are characteristic of viruses of the ordinary, human flu, as well as the usual flu of various animals. Low scoring factor P values are observed for seasonal viruses (amino acid residues in the corresponding positions are characteristic of viruses that are virulent especially for humans), the maximum - for pandemic viruses that contain characteristics of both human and animal viruses, zero and close to zero - for animal influenza viruses that cannot be transmitted to humans.

Далее настоящее изобретение иллюстрируется конкретными примерами реализации операций способа.Further, the present invention is illustrated by specific examples of the implementation of the operations of the method.

Пример 1. Выделение РНК из исследуемых образцов РНК из мокроты человека выделяли с использованием набора реагентов RNeasy Mini Kit («Qiagen», Германия) согласно протоколу. Основные этапы включали: 1) разрушение вирусных оболочек и других, клеточных структур, с использованием микро-десмембратора («Sartorius», Германия) и гомогенизацию разрушенного образца в лизирующем буфере RLT в расчете 600 мкл на 30 мкг ткани. 2) центрифугирование 3 минуты при 14000 об/мин (4°С); 2) добавление равного объема водного 70% этилового спирта к супер-натанту; 3) нанесение на колонку; 4) промывание колонки после сорбции РНК один раз буфером RW1 объемом 700 мкл и дважды буфером RPE объемом 500 мкл; 5) элюцию РНК водой, свободной от РНКаз. Концентрацию РНК определяли на спектрофотометре «NanoDrop ND1000», («NanoDrop Technologies Inc.», США) при длине волны 260 нм. Качество выделенной РНК проверяли с помощью электрофореза в 1% агарозном геле, в присутствии бромистого эти-дия, а также на приборе Bioanalyser Agilent 2100 («Agilent Technologies», США).Example 1. Isolation of RNA from test samples of RNA from human sputum was isolated using the RNeasy Mini Kit reagent kit (Qiagen, Germany) according to the protocol. The main stages included: 1) destruction of viral membranes and other cellular structures using a micro-desmembrator (Sartorius, Germany) and homogenization of the destroyed sample in RLT lysis buffer per 600 μl per 30 μg of tissue. 2) centrifugation for 3 minutes at 14000 rpm (4 ° C); 2) adding an equal volume of aqueous 70% ethyl alcohol to the supernatant; 3) application to the column; 4) washing the column after sorption of RNA once with RW1 buffer with a volume of 700 μl and twice with RPE buffer with a volume of 500 μl; 5) RNA elution with RNase-free water. RNA concentration was determined on a NanoDrop ND1000 spectrophotometer (NanoDrop Technologies Inc., USA) at a wavelength of 260 nm. The quality of the isolated RNA was checked by electrophoresis on a 1% agarose gel, in the presence of ethidium bromide, as well as on a Bioanalyser Agilent 2100 instrument (Agilent Technologies, USA).

Пример 2. Реакция обратной транскрипцииExample 2. The reaction of reverse transcription

Для проведения реакции обратной транскрипции брали по 1 мкг РНК, полученной вышеописанным методом, предварительно обработанной не содержащей РНКаз ДНКазой I (Invitrogene), 100 нг гексануклеотидных праймеров, 1 мМ dNTP, 1x реакционный буфер («Fermentas», Литва), содержащий 250 мМ Tris-HCl (рН 8.3, 25°С), 250 мМ KCl, 20 мМ MgCl2, 50 мМ DTT, и 200 единиц обратной транскриптазы M-MuLV («Fermentas», Литва). Реакцию проводили в объеме 20 мкл при следующем температурном режиме: 25°С - 10 мин, 42°С - 60 мин, 50°С - 10 мин, 70°С - 10 мин.For the reverse transcription reaction, 1 μg of RNA obtained by the above method was taken, pretreated with RNase-free DNase I (Invitrogene), 100 ng of hexanucleotide primers, 1 mM dNTP, 1x reaction buffer (Fermentas, Lithuania) containing 250 mM Tris -HCl (pH 8.3, 25 ° С), 250 mM KCl, 20 mM MgCl 2 , 50 mM DTT, and 200 M-MuLV reverse transcriptase units (Fermentas, Lithuania). The reaction was carried out in a volume of 20 μl at the following temperature conditions: 25 ° С - 10 min, 42 ° С - 60 min, 50 ° С - 10 min, 70 ° С - 10 min.

Пример 3. Аллель-специфичная ПЦР в реальном времени для выявления нуклеотидных и аминокислотных замен в сегментах вируса гриппа A/chicken/Moscow/2/2007(H5N1).Example 3. Allele-specific real-time PCR to detect nucleotide and amino acid substitutions in segments of the influenza virus A / chicken / Moscow / 2/2007 (H5N1).

На первом этапе подбирались условия для ПЦР, осуществлена оценка результатов амплификации, проводимой при различных концентрациях праймеров и хлорида магния MgCl2. Наиболее значимых различий в пороговых циклах удалось добиться при следующих концентрациях компонентов: 4 мМ MgCl2, 300 нМ каждого из праймеров (прямого и обратного для каждой реакции), 5 нг кДНК, полученной из вируса гриппа штамма A/chicken/Moscow/2/2007(H5N1), 1× Power SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems). Такой состав реакционной смеси был принят для проведения аллельного анализа сегментов вируса гриппа. Общий объем реакционной смеси 25 мкл. Термические условия ПЦР были следующими: начальная денатурация и активация фермента при 95°С - 10 мин; далее следовали 45 циклов амплификации: денатурация при 95°С - 5 сек, отжиг праймеров и полимеризация при 62°C - 60 сек. Каждую реакцию проводили в двойной реплике. Для количественных измерений использовали прибор ABI PRISM 7000 Sequence Detection System, Applied Biosystems, США. Были использованы наборы праймеров для 4 различных наиболее распространенных аллелей анализируемого участка сегмента РА, которому соответствует положение 225 по-липептидной цепи. Программное обеспечение Applied Biosystems использовали в режиме аллельной дискриминации.At the first stage, the conditions for PCR were selected, the results of amplification carried out at various concentrations of primers and magnesium chloride MgCl 2 were evaluated. The most significant differences in the threshold cycles were achieved with the following component concentrations: 4 mM MgCl 2 , 300 nM of each of the primers (direct and reverse for each reaction), 5 ng of cDNA obtained from the influenza virus strain A / chicken / Moscow / 2/2007 (H5N1), 1 × Power SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems). Such a composition of the reaction mixture was adopted for allelic analysis of influenza virus segments. The total volume of the reaction mixture is 25 μl. The PCR thermal conditions were as follows: initial denaturation and activation of the enzyme at 95 ° C for 10 min; 45 cycles of amplification followed: denaturation at 95 ° C for 5 sec, annealing of the primers and polymerization at 62 ° C for 60 sec. Each reaction was carried out in a double replica. For quantitative measurements, an ABI PRISM 7000 Sequence Detection System, Applied Biosystems, USA was used. Primer sets were used for the 4 different most common alleles of the analyzed region of the RA segment, which corresponds to position 225 of the polypeptide chain. Applied Biosystems software was used in allelic discrimination mode.

Нуклеотидные последовательности прямых и обратных праймеров, использованных для дискриминации аллелей вируса гриппа, представлены в таблице 5.The nucleotide sequences of the forward and reverse primers used to discriminate against influenza virus alleles are presented in table 5.

Таблица 5Table 5 Последовательности праймеров и проб, используемых для аллельной дискриминации участков сегментов гриппа.The sequence of primers and samples used for allelic discrimination of sections of influenza segments. № набораSet No. ТипType of ПоследовательностьSequence SEQ ID NO:SEQ ID NO: Tm, °CT m , ° C ДлинаLength Длина ампликонаAmplicon length 1one PA, аллель 1 (отмечена у 1171 штамма), соответствует а. о. цистеина (С) в положении 225, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=1PA, allele 1 (noted in 1171 strain), corresponds to a. about. cysteine (C) at position 225, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 1 прямойstraight CTCCCACCGAACTTCTCCTCTCCCACCGAACTTCTCCT 1one 58.358.3 1919 6969 обратныйback GCAGCCGTTCGGTTCGGCAGCCGTTCGGTTCG 22 58.058.0 1616 22 РА, аллель 2 (отмечена у 6825 штаммов), соответствует а.о. серина (S) в положении 225, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=0RA, allele 2 (observed in 6825 strains), corresponds to aa serine (S) at position 225, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 0 прямойstraight CTCCCACCGAACTTCTCCACTCCCACCGAACTTCTCCA 33 58.358.3 1919 6969 обратныйback CCGTTCGGTTCGAATCCATCCGTTCGGTTCGAATCCAT 4four 58.058.0 1919 33 PA, аллель 3 (отмечена у 1046 штаммов), соответствует а.о. цистеина (С) в положении 225, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=1PA, allele 3 (observed in 1046 strains), corresponds to aa cysteine (C) at position 225, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 1 прямойstraight CCCGCCGAACTTCTCCTCCCGCCGAACTTCTCCT 55 60.160.1 1717 6363 обратныйback CCGTTCGGTTCGAATCCATCCGTTCGGTTCGAATCCAT 4four 59.359.3 1919 4four PB2, аллель 1 (отмечена у 3082 штаммов), соответствует а.о. аланина/треонина (A/T) в положении 588, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=0PB2, allele 1 (observed in 3082 strains), corresponds to aa alanine / threonine (A / T) at position 588, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 0 прямойstraight CAGTCTCTTGTCCCTAAGGCAACCAGTCTCTTGTCCCTAAGGCAAC 66 58.358.3 2323 9797 обратныйback CAGTGTCAAATGTCCCAAGCACAGTGTCAAATGTCCCAAGCA 77 58.158.1 2121 55 PB2, аллель 2 (отмечена у 1162 штаммов), соответствует а.о. изолейцина (I) в положении 588, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=1PB2, allele 2 (observed in 1162 strains), corresponds to aa isoleucine (I) at position 588, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 1 прямойstraight AATCTTTAGTCCCCAAGGCCATAATCTTTAGTCCCCAAGGCCAT 88 59.259.2 2222 9494 обратныйback GTGTCAAATGTCCCAAGTACGTCTGTGTCAAATGTCCCAAGTACGTCT 99 58.458.4 2424 66 PB2, аллель 3 (отмечена у 819 штаммов), соответствует а.о. изолейцина (I) в положении 588, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=1PB2, allele 3 (observed in 819 strains), corresponds to aa isoleucine (I) at position 588, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 1 прямойstraight TTCAATCTTTAGTTCCTAAGGCCATTTCAATCTTTAGTTCCTAAGGCCAT 1010 58.258.2 2525 8989 обратныйback TGTCCCAAGTACATCTCTCATTTGTTGTCCCAAGTACATCTCTCATTTGT 11eleven 58.158.1 2525 77 PB2, аллель 4 (отмечена у 641 штамма), соответствует а.о. аланина/треонина (A/T) в положении 588, в случае присутствия данной аллели соответствующий коэфф. Mi,j=0PB2, allele 4 (observed in 641 strains), corresponds to aa alanine / threonine (A / T) at position 588, in the presence of this allele, the corresponding coefficient. M i, j = 0 прямойstraight CAATCCTTGGTACCTAAAGCTGCCAATCCTTGGTACCTAAAGCTGC 1212 58.458.4 2323 9393 обратныйback ATCAAATGTCCCCAGTACGTCAATCAAATGTCCCCAGTACGTCA 1313 58.058.0 2222

Согласно данным ПЦР в реальном времени, полученным с помощью программного обеспечения Applied Biosystems, значения CT, порогового цикла, на котором достигнут пороговый уровень флуоресценции, в случае использования реакционной смеси, в которую входят праймеры набора 2, было на 4.9±0.3 цикла меньше, чем для реакционной смеси, в которую входят праймеры из набора 1 и на 3.5±0.4 меньше, чем для смеси с праймерами набора 3. Таким образом, отсюда можно сделать вывод о том, что в положении 225 полипептидной цепи субъединицы полимеразы РА вируса гриппа штамма A/chicken/Moscow/2/2007(H5N1) находится остаток серина (S), что в соответствии с данными таблицы 1 позволяет рассматривать эту аминокислотную замену как характерную для вирусов сугубо животного гриппа. Таким образом, коэффициент Mi,j для этого положения равен нулю.According to real-time PCR data obtained using the Applied Biosystems software, the values of C T , the threshold cycle at which the threshold level of fluorescence was reached, were 4.9 ± 0.3 less cycles when using the reaction mixture, which included primers of set 2, than for the reaction mixture, which includes the primers from kit 1 and 3.5 ± 0.4 less than for the mixture with primers of kit 3. Thus, we can conclude that at position 225 of the polypeptide chain of the subunit of the RA polymerase of the influenza virus of strain A / chicken / Mosco w / 2/2007 (H5N1) is the residue of serine (S), which, in accordance with the data in Table 1, allows us to consider this amino acid substitution as characteristic of viruses of purely animal flu. Thus, the coefficient M i, j for this position is zero.

Для другого сегмента, РВ2, пороговый уровень флуоресценции был достигнут быстрее всего при использовании набора праймеров 7 - значение CT было на 6.2±0.2 циклов меньше ранее, чем для набора 4, на 5.8±0.5 цикла - для набора 6, в то время как при использовании набора 5 значение CT было на 7.4±0.4 цикла выше. Таким образом, коэффициент Mi,j для положения 588 полипептидной цепи PB2 также равен нулю.For another segment, PB2, the threshold level of fluorescence was achieved most quickly when using set of primers 7 - the value of C T was 6.2 ± 0.2 cycles lower than for set 4, by 5.8 ± 0.5 cycles for set 6, while when using set 5, the value of C T was 7.4 ± 0.4 cycles higher. Thus, the coefficient M i, j for position 588 of the PB2 polypeptide chain is also zero.

Пример 4. Расчет скоринг-факторов вирулентности и патогенности для ряда штаммов пандемического, сезонного гриппа, а также гриппа животных.Example 4. Calculation of scoring factors of virulence and pathogenicity for a number of strains of pandemic, seasonal flu, as well as animal flu.

В соответствии с указанными выше формулами был проведен расчет скоринг-факторов P, V исходя из данных о нуклеотидной последовательности цепей различных сегментов. Данные о нуклеотидных последовательностях сегментов получены с сервера NCBI [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore]. Проведена виртуальная трансляция кодирующих областей сегментов M1, M2, NS1, NS2, NP, PA, PB1, PB2, HA. Результаты расчета скоринг-факторов в соответствии с заявляемыми формулами показаны ниже.In accordance with the above formulas, scoring factors P, V were calculated based on data on the nucleotide sequence of chains of various segments. Segment nucleotide sequence data was obtained from the NCBI server [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore]. The virtual translation of the coding regions of the segments M1, M2, NS1, NS2, NP, PA, PB1, PB2, HA was carried out. The results of the calculation of scoring factors in accordance with the claimed formulas are shown below.

Штаммы пандемических вирусов:Strains of pandemic viruses:

1. Influenza A virus (A/USSR/90/1977(H1N1)), Р=2.58, V=7.751. Influenza A virus (A / USSR / 90/1977 (H1N1)), P = 2.58, V = 7.75

2. Influenza A virus (A/USSR/46/1979(H1N1)) P=2.77, V=7.162. Influenza A virus (A / USSR / 46/1979 (H1N1)) P = 2.77, V = 7.16

3. Influenza A virus (A/Hong Kong/I-9-MA21-1/1968(H3N2)), P=2.19, V=7.573. Influenza A virus (A / Hong Kong / I-9-MA21-1 / 1968 (H3N2)), P = 2.19, V = 7.57

4. Influenza A virus (A/Albany/6/1970(H3N2)), P=2.19, V=7.574. Influenza A virus (A / Albany / 6/1970 (H3N2)), P = 2.19, V = 7.57

5. Influenza A virus (A/Leningrad/134/17/1957(H2N2)), P=2.10, V=7.025. Influenza A virus (A / Leningrad / 134/17/1957 (H2N2)), P = 2.10, V = 7.02

6. Influenza A virus (A/Hong Kong/483/1997(H5N1)), P=1.20, V=1.006. Influenza A virus (A / Hong Kong / 483/1997 (H5N1)), P = 1.20, V = 1.00

Штаммы вирусов сезонного гриппа:Seasonal influenza virus strains:

1. Influenza A virus (A/Moscow/IIV01/2009(H1N1)), P=0.46, V=0.241. Influenza A virus (A / Moscow / IIV01 / 2009 (H1N1)), P = 0.46, V = 0.24

2. Influenza A virus (A/Moscow/WR1866N/2009(H1N1)), P=0.46, V=0.252. Influenza A virus (A / Moscow / WR1866N / 2009 (H1N1)), P = 0.46, V = 0.25

3. Influenza A virus (A/Moscow/IIV-33/2010(H1N1)), P=0.47, V=0.243. Influenza A virus (A / Moscow / IIV-33/2010 (H1N1)), P = 0.47, V = 0.24

4. Influenza A virus (A/Moscow/IIV-83/2011(H1N1)), P=0.45, V=0.244. Influenza A virus (A / Moscow / IIV-83/2011 (H1N1)), P = 0.45, V = 0.24

5. Influenza A virus (A/Moscow/WRAIR4316T/2011(H1N1)), P=0.46, V=0.245. Influenza A virus (A / Moscow / WRAIR4316T / 2011 (H1N1)), P = 0.46, V = 0.24

5. Influenza A virus (A/New York/345/2001(HlNl)), P=0.57, V=3.455. Influenza A virus (A / New York / 345/2001 (HlNl)), P = 0.57, V = 3.45

6. Influenza A virus (A/Ekaterinburg/01/2009(HlNl)), P=0.55, V=0.376. Influenza A virus (A / Ekaterinburg / 01/2009 (HlNl)), P = 0.55, V = 0.37

7. Influenza A virus (A/Paris/2709/2009(H1N1)), P=0.47, V=0.257. Influenza A virus (A / Paris / 2709/2009 (H1N1)), P = 0.47, V = 0.25

8. Influenza A virus (A/Beijing/080302/2009(H3N2)), P=0.71, V=4.38. Influenza A virus (A / Beijing / 080302/2009 (H3N2)), P = 0.71, V = 4.3

Штаммы вирусов гриппа животных:Animal influenza virus strains:

1. Influenza A virus (A/equine/Califomia/103/1982(H3N8)), P=0.33, V=0.171. Influenza A virus (A / equine / Califomia / 103/1982 (H3N8)), P = 0.33, V = 0.17

2. Influenza A virus (A/chicken/India/IVRI-0004/2010(H9N2)), P=0.10, V=0.042. Influenza A virus (A / chicken / India / IVRI-0004/2010 (H9N2)), P = 0.10, V = 0.04

3. Influenza A virus (A/avian/Japan/8KI0040/2008(H3N5)), P=0.35, V=0.183. Influenza A virus (A / avian / Japan / 8KI0040 / 2008 (H3N5)), P = 0.35, V = 0.18

4. Influenza A virus (A/equme/Jilin/l/1989(H3N8)), P=0.00, V=0.004. Influenza A virus (A / equme / Jilin / l / 1989 (H3N8)), P = 0.00, V = 0.00

5. Influenza A virus (A/swine/Italy/526/1985(H3N2)), P=0.06, V=0.035. Influenza A virus (A / swine / Italy / 526/1985 (H3N2)), P = 0.06, V = 0.03

6. Influenza A virus (A/swine/Italy/671/1987(H1N1)), P=0.34, V=0.146. Influenza A virus (A / swine / Italy / 671/1987 (H1N1)), P = 0.34, V = 0.14

7. Influenza A virus (A/duck/France/080032/2008(H5N2)), P=0.35, V=0.177. Influenza A virus (A / duck / France / 080032/2008 (H5N2)), P = 0.35, V = 0.17

8. Influenza A virus (A/duck/France/06436/2006(H5N3)), P=0.33, V=0.188. Influenza A virus (A / duck / France / 06436/2006 (H5N3)), P = 0.33, V = 0.18

Как видно из полученных результатов, степени патогенности, определяемые по величине скоринг-фактора Р, соответствуют действительным, в то время как оценка вирулентности по величине V позволяет сделать правильные выводы о том, может ли вирус данного штамма передаваться от животного к человеку.As can be seen from the results obtained, the degree of pathogenicity, determined by the value of scoring factor P, is valid, while the assessment of virulence by the value of V allows us to draw the correct conclusions about whether the virus of this strain can be transmitted from animal to human.

Таким образом, благодаря усовершенствованию известного способа достигается требуемый результат, поскольку введение новых операций способа, в частности анализа нуклеотидной последовательности полученной кДНК и определении на этой основе мутационного статуса характерных положений в сегментах вируса гриппа, позволяет количественно определить степень вирулентности и патогенности вирусов гриппа.Thus, due to the improvement of the known method, the desired result is achieved, since the introduction of new operations of the method, in particular the analysis of the nucleotide sequence of the obtained cDNA and determination on this basis of the mutational status of the characteristic positions in the segments of the influenza virus, allows us to quantify the degree of virulence and pathogenicity of influenza viruses.

Claims (1)

Способ определения вирулентных и патогенных форм вирусов гриппа, основанный на получении исходного образца ткани/физиологической жидкости от пациентов, предположительно больных гриппом, выделении и очистке препаратов РНК из исходного образца ткани/физиологической жидкости, дальнейшем синтезе кДНК, отличающийся тем, что дополнительно проводят анализ нуклеотидной последовательности полученной кДНК с целью определения мутационного статуса характерных положений в сегментах вируса гриппа, на основании чего определяют скоринг-фактор вирулентности
V = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = 1 H i W i , j ) + W H A M H A i = 1 S H i + W H A
Figure 00000009
,
по величине которого судят о степени вирулентности вируса гриппа, и скоринг-фактора патогенности
P = i = 1 S ( ( j = 1 H i W i , j M i , j ) 2 ( j = 1 H i W i , j j = 1 H i W i , j M i , j + 1 ) H i / j = 1 H i W i , j ) W S + W H A M H A i = 1 S H i + W H A ,
Figure 00000010
, по величине которого судят о степени патогенности вируса гриппа,
где Mi,j - мутационный статус для аминокислотного положения номер j в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту номер i (значение Mi,j равно единице в случае, если аминокислотный остаток в данном положении характерен для вирусов, вирулентных сугубо для человека, равно нулю - для животных, равен 0,5, если такая классификация не может быть произведена в соответствии с заявленными условиями);
MHA - мутационный статус гемагглютинина (равен единице в случае, если сегмент гемагглютинина может быть отнесен к классу человеческих, и нулю - к классу нечеловеческих, равен 0,5, если такая классификация не может быть произведена в соответствии с заявленными условиями);
Wi,j - вес, относительная значимость аминокислотной замены в положении j полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту i, определяющей вирулентный генотип вируса для человека;
WS - общая относительная значимость аминокислотных замен в полипептидной цепях сегментов M1, М2, NS1, NS2, PA, PB1, РВ2, NP;
WHA - вес, относительная значимость аминокислотных замен в полипептидной цепи гемагглютинина;
S - количество анализируемых сегментов/полипептидных цепей;
Hi - количество анализируемых положений аминокислотных замен в полипептидной цепи, синтезируемой по сегменту i,
при этом, если значение скоринг-фактора вирулентности V превосходит величину 0,22, то принимается решение о том, что вирусы данного штамма достаточно хорошо могут передаваться от человека к человеку, если значение V меньше заявленной величины 0,22, то принимается решение о том, что передача вируса данного штамма от человека к человеку, а также от животного к человеку затруднена или невозможна, если значение скоринг-фактора патогенности Р меньше порогового значения 0,4, то принимается решение о присвоении незначительной степени патогенности для человека этого штамма, если значения скоринг-фактора патогенности P находится в интервале 0,4-0,8, то принимается решение о присвоении средней степени патогенности для человека этого штамма, если величина скоринг-фактора патогенности P превосходит значение 1,0, то принимается решение о присвоении высокой степени патогенности данного штамма для человека, если величина скоринг-фактора патогенности P находится в диапазоне 0,8-1,0, то решение неоднозначно - данный штамм не может быть классифицирован как пандемический, однако его появление в популяции людей может привести к серьезным эпидемиям с относительно высокой степенью летальности при протекании заболевания.
A method for determining virulent and pathogenic forms of influenza viruses, based on obtaining an initial tissue / physiological fluid sample from patients suspected of having influenza, isolating and purifying RNA preparations from an initial tissue / physiological fluid sample, further cDNA synthesis, characterized in that they additionally carry out nucleotide analysis the sequence of the obtained cDNA in order to determine the mutational status of characteristic positions in the segments of the influenza virus, on the basis of which the scoring factor in rulentnosti
V = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 H i / j = one H i W i , j ) + W H A M H A i = one S H i + W H A
Figure 00000009
,
the magnitude of which is judged on the degree of virulence of the influenza virus, and the scoring factor of pathogenicity
P = i = one S ( ( j = one H i W i , j M i , j ) 2 ( j = one H i W i , j - j = one H i W i , j M i , j + one ) H i / j = one H i W i , j ) W S + W H A M H A i = one S H i + W H A ,
Figure 00000010
the magnitude of which is judged on the degree of pathogenicity of the influenza virus,
where M i, j is the mutation status for the amino acid position number j in the polypeptide chain synthesized by segment number i (the value of M i, j is equal to one if the amino acid residue in this position is characteristic of viruses that are purely human virulence is zero - for animals, equal to 0.5, if such a classification cannot be made in accordance with the stated conditions);
M HA - mutational status of hemagglutinin (equal to one if the segment of hemagglutinin can be assigned to the class of human, and zero to the class of non-human, equal to 0.5 if such a classification cannot be made in accordance with the stated conditions);
W i, j - weight, relative significance of the amino acid substitution at position j of the polypeptide chain synthesized by segment i, which determines the virulent genotype of the virus for humans;
W S - total relative importance of amino acid substitutions in the polypeptide chains of segments M1, M2, NS1, NS2, PA, PB1, PB2, NP;
W HA - weight, relative importance of amino acid substitutions in the hemagglutinin polypeptide chain;
S is the number of analyzed segments / polypeptide chains;
H i - the number of analyzed positions of amino acid substitutions in the polypeptide chain synthesized by segment i,
at the same time, if the value of the virulence scoring factor V exceeds 0.22, then the decision is made that the viruses of this strain can be transmitted quite well from person to person, if the V value is less than the declared value of 0.22, then a decision is made that the transmission of the virus of this strain from person to person, as well as from animal to person, is difficult or impossible, if the value of the pathogenicity scoring factor P is less than the threshold value of 0.4, then a decision is made to assign an insignificant degree of pathogenicity for person of this strain, if the values of the scoring factor of pathogenicity P is in the range of 0.4-0.8, then a decision is made to assign the average degree of pathogenicity for a person of this strain, if the value of the scoring factor of pathogenicity P exceeds 1.0, then the decision to assign a high degree of pathogenicity of this strain to humans, if the value of the pathogenicity scoring factor P is in the range of 0.8-1.0, then the decision is ambiguous - this strain cannot be classified as pandemic, but its appearance in the population uu humans can cause severe epidemics with a relatively high degree of lethality at course of the disease.
RU2011153085/10A 2011-12-27 2011-12-27 Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses RU2489488C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153085/10A RU2489488C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153085/10A RU2489488C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011153085A RU2011153085A (en) 2013-07-20
RU2489488C1 true RU2489488C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=48791372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153085/10A RU2489488C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489488C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080373C1 (en) * 1992-10-20 1997-05-27 Татьяна Алексеевна Аболина Method of the accelerated determination of choleraic el tor vibrio virulence isolated from men during cholera burst
RU2123254C1 (en) * 1996-07-30 1998-12-20 Марийский государственный технический университет Method for determining virulence, aggressiveness and pathogenicity of forest infectious disease activators
RU2366710C1 (en) * 2007-11-30 2009-09-10 Олег Петрович Жирнов Method for preparing genetically modified influenza virus and virus proteins and application thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080373C1 (en) * 1992-10-20 1997-05-27 Татьяна Алексеевна Аболина Method of the accelerated determination of choleraic el tor vibrio virulence isolated from men during cholera burst
RU2123254C1 (en) * 1996-07-30 1998-12-20 Марийский государственный технический университет Method for determining virulence, aggressiveness and pathogenicity of forest infectious disease activators
RU2366710C1 (en) * 2007-11-30 2009-09-10 Олег Петрович Жирнов Method for preparing genetically modified influenza virus and virus proteins and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STECH J. et al. A new approach to an influenza live vaccine: modification of the cleavage site of hemagglutinin. Nat. Med. 2005, Jun; 11(6): 683-9. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011153085A (en) 2013-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yapar et al. Rapid and quantitative detection of Crimean-Congo hemorrhagic fever virus by one-step real-time reverse transcriptase-PCR
WO2017212904A1 (en) Method for rapid detection of african swine fever virus using lamp method in which multiple primer sets are combined
KR20060088128A (en) Method and kit for primer based amplification of nucleic acids
WO2005121367A1 (en) Diagnostic primers and method for detecting avian influenza virus subtype h5 and h5n1
Scagnolari et al. ISG15 expression correlates with HIV-1 viral load and with factors regulating T cell response
AU2009240021A1 (en) Antiviral therapy
JP2009000063A (en) Improved method for detecting norovirus rna
KR20180028028A (en) Composition and method for improving sensitivity and specificity on detection of nucleic acids with using dCas9 protein and gRNA for binding to target nucleic acid sequence
JP5976180B2 (en) Influenza detection method and kit therefor
US9617606B2 (en) Oligonucleotide for HIV detection, HIV detection kit, and HIV detection method
JP2023113880A (en) Method for detecting coronavirus (SARS-CoV-2)
TWI377255B (en) Nucleic acid detection
Stephens et al. Cross-platform evaluation of commercial real-time reverse transcription PCR master mix kits using a quantitative 5′ nuclease assay for Ebola virus
JP4603979B2 (en) Detection method of SARS coronavirus
JP5561708B2 (en) Primer set for NA subtype determination of avian influenza virus
WO2006132601A1 (en) Diagnostic primers and method for detecting avian influenza virus subtype h5 and h5n1
RU2489488C1 (en) Method to determine virulent and pathogenic forms of flu viruses
JP6153515B2 (en) Method for detecting HLA-A * 24: 02 and detection kit
JP2017143810A (en) Biomarkers of mycobacteriosis or acid-fast bacterial infection
Patankar et al. Development of RT-PCR based diagnosis of SARS-CoV-2
RU2361924C1 (en) Way of detection of virus of flu a of h5n1 subtype
JP7378712B2 (en) Method for testing xenograft material for pathogen infection, method for producing test kit and xenograft material product evaluated for pathogen infection
JP2011078389A (en) Method and reagent for detecting sapovirus rna
WO2016134144A1 (en) Methods and reagents for detecting ebola virus
KR20120024944A (en) Primer for the diagnosis of the new influenza a virus, probe, kit comprising same, and diagnosis method using the kit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151228