Comparative analysis of the tick-borne encephalitis virus (TBEV) infection of unfed adult ixodid ticks Ixodes pavlovsky Pomerantsev 1946 and Ixodes persulcatus Schulze in the area of sympatria of their natural habitats

Abstract

With the use of the ELISA method to detect an antigen, reverse transcription with quantitative real-time PCR with subtype-specific fluorescent probes, phylogenetic analysis of E and NS1 gene nucleotide sequences, bioassays with suckling mice, hemagglutination and neuroinvasiveness tests there was made a comparison of the tick-borne encephalitis virus (TBEV) infection of ixodid ticks Ixodes persulcatus P.Schulze and Ixodes pavlovskyi Pomerantsev 1946 in the area of sympatria of their natural habitats in the Novosibirsk region during growth period of their populations with the replacement ofprevailing species of monodominant type of the ixodid population structure. The ratio of 2 tick species didn’t depend on biotopes ofpine or birch forest but rather on the distance from the Novosibirsk Scientific Center: the lower anthropogenic pressure the smaller I.pavlovskyi proportion. The TBEV rate (including both pathogenic and apathogenic for laboratory mice virus), spectra of the TBEV3 main genetic types, neurovirulence and hemagglutination activity were similarfor both I.persulcatus and I.pavlovskyi. However, the proportion ofpathogenic for laboratory mice virus and the TBEV Far Eastern subtype, as well as viral loads of Siberian and European types for the TBEV from I.pavlovskyi were significantly higher than those from I.persulcatus.

Keywords

anthropurgic endemic region of tick-borne encephalitis / ixodid tick Ixodes pavlovskyi Pomerantsev 1946 / taiga tick Ixodes persulcatus P. Schulze / tick-borne encephalitis virus (TBEV) / the viral infection rate / the viral load / the TBEV genetic types / the TBEV neurovirulence / hemagglutination activity

References

[1] Labuda M., Randolph S.E. Survival strategy of tick-borne encephalitis virus: cellular basis and environmental determinants. Zbl. Bakteriol. Dec. 1999; 289 (5-7): 513-24.

[2] Korenberg E.I. Seasonal population dynamics of ixodes ticks and tick-borne encephalitis virus. Exp. Appl. Acarol. 2000; 24 (9): 665-81.

[3] Nuttall P.A., Labuda M. Dynamics of infection in tick vectors and at the tick-host interface. Adv. Virus Res. 2003; 60: 233-72.

[4] Богданов И.И. Иксодовые клещи Западной Сибири. Сообщение VII. Типы населения иксодовых клещей. Вестник Омского государственного педагогического университета. Естественные науки и экология. 2006. Available at: www. omsk.edu

[5] Романенко В.Н. Мониторинг видового состава и численности иксодовых клещей (Parasitiformes, Ixodidae) в антропургических биотопах. Вестник Томского государственного университета. 2009; 324: 376-9.

[6] Bakhvalova V.N., Panov V.V., Morozova O.V Tick-borne encephalitis virus quasispecies rearrangements in ticks and mammals. In: Ruzek D., ed. Flavivirus Encephalitis. ISBN: 978953-307-669-0, «InTech». 2011: 213-34. Available from: http://www.intechopen.com/articles/show/title/tick-borne-encephalitis-virus-quasispecies-rearrangements-in-ticks-and-mammals

[7] Филлипова Н.А., ред. Таежный клещ Ixodes persulcatus Schulze (Acarina, Ixodidae): морфология, систематика, экология, медицинское значение. Л.: Наука; 1985.

[8] Иванова Н.В. Роль мелких млекопитающих в очагах природных инфекций на антропогенно трансформированной территории юго-востока Западной Сибири: Дисс.. канд. биол. наук. Томск; 2009.

[9] Романенко В.Н., Кондратьева Л.М. Зараженность иксодовых клещей, снятых с людей, вирусом клещевого энцефалита на территории г. Томска и его окрестностей. Паразитология. 2011; 45 (1): 3-10.

[10] Добротворский А.К., Бахвалова В.Н., Харитонова Н.Н., Сапегина В.Ф. Динамика параметров паразитарной системы клещевого энцефалита в условиях северной лесостепи Приобья. Сибирский экологический журнал. 1994; 1 (4): 369-75.

[11] Беклемишев В.Н. К изучению зараженности клещей переносчиков энцефалита методом биопробы. Вопросы вирусологии. 1962; 2: 240-2.

[12] Морозова О.В., Бахвалова В.Н., Панов В.В. Сравнение методов детекции вируса клещевого энцефалита. В кн.: Фундаментальные науки - медицине: Сборник трудов научной конференции. Новосибирск: АРТА; 2008: 171-7.

[13] Bakhvalova V.N., Dobrotvorsky A.K., Panov V.V., Matveeva V.A., Tkachev S.E., Morozova O.V. Natural tick-borne encephalitis virus infection among wild small mammals in the southeastern part of western Siberia, Russia. Vector Borne Zoonotic Dis. 2006; 6 (1): 32-41.

[14] Морозова О.В., Гришечкин А.Е., Бахвалова В.Н., Исаева Е.И., Подчерняева Р.Я. Динамика репродукции вируса клещевого энцефалита в культурах клеток. Вопросы вирусологии. 2012; 2: 40-3.

[15] Дерябин П.Г., Лебедева Г.А., Логинова Н.В. Реакция нейтрализации тогавирусов на мышах и культурах клеток. В кн.: Гайдамович С.Я., ред. Арбовирусы (методы лабораторных и полевых исследований). М.: Наука; 1986: 120-6.

[16] Clarke D.H., Casals J. Techniques for hemagglutination and hemagglutination-inhibition with arthropod-borne viruses. Ат. J. Trop. Med. Hyg. 1958; 7 (5): 561-73.

[17] Tamura K., Peterson D., Peterson N., Stecher G., Nei M., Kumar S. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol. Biol. Evolut. 2011; 28: 2731-9.

[18] Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Л.: Медгиз; 1962.

[19] Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа; 1980.

[20] Цыбулин С.Н., Жимулев И.Ф., Панов В.В., Вартапетов Л.Г., Жуков В.С., Богомолова И.Н., Николаева О.Н. Животный мир. Позвоночные. (Динамика численности и пространственная неоднородность сообществ). В кн.: Жимулев И.Ф., ред. Динамика экосистем Новосибирского Академгородка. Новосибирск: Издательство СО РАН; 2013: 56-80

[21] Чичерина Г.С., Романенко В.Н., Панов В.В., Морозова О.В., Бахвалова В.Н. Антропогенная трансформация сообщества иксодовых клещей в западносибирском природном очаге клещевого энцефалита. В кн.: «Научные чтения памяти Н.Ф. Реймерса и Ф.Р Штильмарка. Антропогенная трансформация природной среды», г. Пермь, 6-9.12.2011. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет. 2011: 135-41.

[22] Карань Л.С., Маленко Г.В., Бочкова Н.Г., Левина Л.С., Колясникова Н.М., Гамова Е.Г. и др. Применение молекулярно-генетических методик для изучения структуры штаммов вируса клещевого энцефалита. Бюллетень Сибирского отделения РАМН. 2007; 4: 34-40.

[23] Погодина В.В., Карань Л.С., Колясникова Н.М., Левина Л.С., Маленко Г.В., Гамова Е.Г. и др. Эволюция клещевого энцефалита и проблема эволюции возбудителя. Вопросы вирусологии. 2007; 5: 16-21.

[24] Бахвалова В.Н. Эпизоотическое состояние природного очага клещевого энцефалита и особенности вирусной популяции в лесостепном Приобье (Западная Сибирь): Дисс.. канд. биол. наук. Новосибирск; 1994.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-vector