Long-Term Circulation of Vaccine-Derived Poliovirus That Causes Paralytic Disease

Abstract

Successful implementation of the global poliomyelitis eradication program raises the problem of vaccination against poliomyelitis in the posteradication era. One of the options under consideration envisions completely stopping worldwide the use of the Sabin vaccine. This strategy is based on the assumption that the natural circulation of attenuated strains and their derivatives is strictly limited. Here, we report the characterization of a highly evolved derivative of the Sabin vaccine strain isolated in a case of paralytic poliomyelitis from a 7-month-old immunocompetent baby in an apparently adequately immunized population. Analysis of the genome of this isolate showed that it is a double (type 1-type 2-type 1) vaccine-derived recombinant. The number of mutations accumulated in both the type 1-derived and type 2-derived portions of the recombinant genome suggests that both had diverged from their vaccine predecessors ϳ2 years before the onset of the illness. This fact, along with other recent observations, points to the possibility of long-term circulation of Sabin vaccine strain derivatives associated with an increase in their neurovirulence. Comparison of genomic sequences of this and other evolved vaccine-derived isolates reveals some general features of natural poliovirus evolution. They include a very high preponderance and nonrandom distribution of synonymous substitutions, conservation of secondary structures of important cis-acting elements of the genome, and an apparently adaptive character of most of the amino acid mutations, with only a few of them occurring in the antigenic determinants. Another interesting feature is a frequent occurrence of tripartite intertypic recombinants with either type 1 or type 3 homotypic genomic ends.

Robustness against serum neutralization of a poliovirus type 1 from a lethal epidemic of poliomyelitis in the Republic of Congo in 2010

“…To compare whether antibody titer differences were also observed against vaccine-derived PV (VDPV) strains, two VDPV strains were tested. One strain, termed VDPV1, was isolated in 1999 in Russia (20); the other strain, termed VDPV2, was isolated in 2010 in Tajikistan during AFP surveillance. These VDPV were selected because VDPV1 differed considerably from Sabin-1 with 8.5% genomic sequence distance, whereas VDPV2 differed by only 0.7% from Sabin-1.…”

Εμβολιακά Στελέχη Πολιοϊών - Συσχέτιση Ανασυνδυασμών Με Δευτεροταγείς RNA Δομές

“…(Minor et al, 1986;Harber et al, 1995;He et al, 2000). Στη BC θηλιά της VP1 εδράζεται επίσης και το αμινοξύ 106 (Thr 106 Ala), το οποίο εμπλέκεται σε υδροφοβικές αλληλεπιδράσεις με το αμινοξύ 90 (Cherkasova et al, 2002). Το κατάλοιπο 168 (Glu 168 Gly) εντοπίζεται στη θηλιά EF και συμμετέχει σε αλληλεπιδράσεις με υδροφοβική επιφάνεια του υποδοχέα CD155, κατά την πρόσδεση του ιού στο κύττταρο (Harber et al, 1995).…”

“…Επίσης, ένας αξιόπιστος προσδιορισμός της ηλικίας ενός στελέχους είναι δυνατός, εάν οι υπολογισμοί βασιστούν σε συνώνυμες μεταλλάξεις στη VP1 περιοχή (Cherkasova et al, 2002).…”

“…Συγκεκριμένα, τα Sabin 1 προέλευσης στελέχη B3 και Β4, καθώς και τα Sabin 2 προέλευσης στελέχη B9, B10 και Β11, χαρακτηρίζονται από ένα ασυνήθιστα υψηλό ποσοστό μη συνώνυμων μεταλλάξεων. Το πρότυπο μεταλλάξεων στη VP1 περιοχή των συγκεκριμένων στελεχών, έρχεται σε αντίθεση με τα πρότυπα μεταλλάξεων που αναφέρθηκαν σε προηγούμενες εργασίες, όπου οι συνώνυμες μεταλλάξεις ήταν πολύ περισσότερες από τις μη συνώνυμες στη VP1 γενωμική περιοχή (Georgescu et al, 1997;Kew et al, 1998;Bellmunt et al, 1999;Cherkasova et al, 2002). Asn (στέλεχος Β4) πιθανόν να προσδίδουν επιλεκτικό πλεονέκτημα στα στελέχη B3 και Β4, καθώς έχουν βρεθεί με μεγάλη συχνότητα και σε προηγούμενες εργασίες (Georgescu et al, 1997;Kew et al, 1998;Bellmunt et al, 1999;Mulders et al, 1999;Cherkasova et al, 2002).…”

“…Έχει προταθεί ότι συγκεκριμένα αμινοξέα, τα οποία εδράζονται σε αντιγονικές θέσεις Kew et al, 1998;Bellmunt et al, 1999;Gavrilin et al, 2000;Cherkasova et al, 2002;Martin et al, 2004; και 106 της VP1, εκτός του ότι αποτελούν μέρος της αντιγονικής θέσης Ι, εδράζονται και στη BC θηλιά της VP1 η οποία εμπλέκεται στο σχηματισμό του βόρειου τμήματος της αύλακας πρόσδεσης του υποδοχέα (Harber et al, 1995;Belnap et al, 2000;He et al, 2000;He et al, 2003). Επιπλέον, ο περιορισμός των λειτουργικών διαμορφώσεων των πρωτεϊνικών μορίων σε περιοχές κρίσιμες για τη σταθερότητα του καψιδίου, Kew et al, 2002;Rousset et al, 2003;Liu et al, 2003;Shimizu et al, 2004;Liang et al, 2006).…”