İki Ardışık Epidemik Sezonda Ülkemizde Dolaşımda Olan İnsan Metapnömovirus Suşlarının Filogenetik Çeşitliliği

Phylogenetic Variability of Human Metapneumovirus Strains Circulating in Turkey During Two Consecutive Epidemic Seasons

Özet

Paramyxoviridae ailesi içinde sınıfl andırılan insan metapnömovirusu (HMPV)'nun, fi logenetik olarak A ve B olmak üzere iki ana grubu; A1, A2 (A2a ve A2b alt soylarını içerir) ve B1, B2 olmak üzere farklı soyları tanımlanmıştır. HMPV'nin fi logenetik analizleri diğer ülkelerde detaylı olarak değerlendirilmiş olmakla birlikte ülkemiz için bu konuda herhangi bir veri bulunmamaktadır. Bu çalışmada, ilk kez, iki ardışık epidemik sezonda Türkiye'de dolaşımda olan HMPV suşlarının fi logenetik çeşitliliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, Ocak 2011-Aralık 2013 tarihleri arasında, solunum yolu şikayetleri olan 2900 hastaya ait üst solunum yolu örneği değerlendirilmiş, özel bir grup seçilmemiştir. Örneklerde solunum yolu viruslarının varlığı, gerçek zamanlı multipleks polimeraz zincir reaksiyonu (FTD® Respiratory Pathogens 21 Multiplex RT-PCR, Fast Track Diagnostics, Lüksemburg) ile araştırılmış ve HMPV pozitif bulunan 76 (%2.6) örnek çalışmaya alınmıştır. Filogenetik analiz için HMPV'nin nükleokapsid (N) geni ile füzyon (F) geni seçilmiştir. Yapılan dizi analizi sonucunda, HMPV pozitif 76 örneğin 46'sının F ve N genlerinin dizileri elde edilebilmiştir. Elde edilen dizilerden %54.3'ü B2, %17.4'ü B1, %4.3'ü A1, %4.3'ü A2a ve %20'si A2b soylarına aittir. 2011 yılında A2b alt soyu baskın genotip olarak görülmüştür. 2012 ve 2013 yıllarında B1 ile beraber B2 soyu baskın genotip olarak dolaşımda kalmıştır. A1 soyu sadece 2013 yılında gözlemlenmiştir. F geninin kısmi dizi analizlerine göre A ve B grupları arasındaki nükleotid benzerliği 0.138-0.168 iken aminoasit benzerliği 0.028-0.042'dir. N geninin A ve B grupları arasındaki nükleotid benzerliği ise 0.141-0.163 olup, aminoasit benzerliği 0.0370.050 olarak izlenmiştir. Çalışmamızda, nükleotid farklılığının aminoasit değişimi ile karşılaştırıldığında yüksek olduğu saptanmıştır. Bu durum, HMPV'nin F ve N genlerinin ani aminoasit değişimlerinden korunduğunu göstermekte; F ve N genlerinin yüksek oranda korunmuş olması da HMPV'nin evriminin yavaş olduğunu düşündürmektedir. Mevsimsel pikler; 2011 yılında Nisan-Temmuz, 2012 yılında OcakHaziran ve 2013 yılında Ocak-Mayıs ayları arasında gözlenmiştir. Ayrıca HMPV sıklığının 0-5 yaş arasında yüksek olduğu ve solunum sinsityal virusu, koronavirus, parainfl uenza virus 3, rinovirus ve enterovirus gibi diğer solunum yolu viruslarıyla koenfeksiyon oluşturduğu saptanmıştır. Sonuç olarak bu çalışma ile, Avrupa'da dolaşımda olan HMPV suşlarına benzer suşların ülkemizde dolaşımda olduğu gösterilmiştir

Abstract

Human metapneumovirus (HMPV), classifi ed in Paramyxoviridae family, phylogenetically consists of two major groups namely A and B, with genetic lineages of A1, A2 (comprises of sublineages A2a and A2b) and B1, B2. Although detailed evaluation on phylogenetic analysis of HMPV has been described in other countries, there are no data from Turkey on this subject. The aim of this study was to demonstrate for the fi rst time, the phylogenetic diversity of HMPV strains circulating in Turkey during two consecutive epidemic seasons. A total of 2900 upper respiratory tract samples collected from patients with respiratory illness were evaluated between January 2011 and December 2013, without any special selection criteria. The presence of respiratory viruses in the samples were detected by real-time multiplex polymerase chain reaction (FTD® Respiratory Pathogens 21 Multiplex RT-PCR, Fast Track Diagnostics, Luxemburg), and 76 (2.6%) samples positive for HMPV were included in the study. HPMV nucleocapsid (N) and fusion (F) genes were selected for phylogenetic analysis. In sequence analysis, F and N gene sequences could only be obtained successfully from 46 out of 76 HMPV positive samples. According to sequences obtained, 54.3% belonged to B2, 17.4% to B1, 4.3% to A1, 4.3% to A2a, and 20% to A2b. In 2011, the A2b sublineage was predominant, while in 2012 and 2013, B2 lineages were predominant together with the B1 lineage. The A1 lineage was observed only in 2013. For the F gene fragment, nucleotide distance between group A and B was in the range of 0.138-0.168, however aminoacid distance amongst Turkish HMPV sequences were in the range of 0.028-0.042. For the N gene fragment, nucleotide distance between group A and B was in the range of 0.141-0.163, but aminoacid distance between group A and B was in the range of 0.037-0.050. Nucleotide diversity was higher than aminoacid diversity between and within lineages found in this study. This result indicated that the functional constraints on F and N genes prevent dramatic aminoacid changes, and indicated that the evolution of HMPV was slow. The seasonal peaks were observed from April to July in 2011, from January to June in 2012 and from January to May in 2013. In addition, our data emphasized that the HMPV prevalence was high in children 0-5 years old, and coinfections were common with the other respiratory viruses such as respiratory syncytial virus, coronavirus, parainfl uenza virus 3, rhinovirus and enterovirus. In conclusion, this study showed that HMPV strains circulating in Turkey were similar to those circulating in Europe