Clinical and laboratory characteristics of tick-borne rickettsiosis related to Rickettsia sibirica and Candidatus Rickettsia tarasevichiae

• Published in: Genome Announcements
• Main Authors: N. Rudakov V., I. Samoylenko E., S. Shtrek V., S. Rudakova A., L. Kumpan V., Ya. Igolkina P., V. Rar A., E. Zhirakovskaya V., S. Tkachev E., N. Tikunova V., T. Kostrykina V., I. Blokhina A., P. Lents A., Н. Рудаков В., И. Самойленко Е., С. Штрек В., С. Рудакова А., Л. Кумпан В., Я. Иголкина П., В. Рар А., Е. Жираковская В., С. Ткачев Е., Н. Тикунова В., Т. Кострыкина В., И. Блохина А., П. Ленц А.
• Other Authors: The study was partially supported by a grant from the Ministry of Education and Science of Russia (project VI.55.1.1: 0309-2016-0002)., Исследование было частично поддержано грантом Министерства образования и науки России (проект VI.55.1.1: 0309-2016-0002).
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Publishing house of Saint Petersburg Pasteur Institute 2021
• Subjects: Candidatus Rickettsia tarasevichiae; Rickettsia sibirica; etiological agents; rickettsioses; clinical manifestations; ixodid ticks; этиологические агенты; риккетсиозы; клинические проявления; иксодовые клещи; Krasnoyarsk Krai; Sibirica; Siberia
• Online Access: https://www.iimmun.ru/iimm/article/view/1597; https://doi.org/10.15789/2220-7619-CAL-1597

The Siberian tick-borne typhus (STT) is the most common tick-borne rickettsiosis (TBR) in Russia, registered in 17 administrative territories of the Southern Siberia and the Far East. The aim of this study was to describe clinical picture, pathological data and results of laboratory diagnostics during fatal mixed infection caused by two Rickettsia species most common in Russia — pathogenic Rickettsia sibirica and poorly examined Candidatus R. tarasevichiae, including identification of its etiological agents. A four-year-old girl in Krasnoyarsk Krai in a hyperendemic focus of the Siberian tick-borne typhus after tick sucking revealed typical TBR symptoms (scab at the site of tick suction, fever, spotted rash, myalgia) and meningeal syndrome, which is not typical for the Siberian tick-borne typhus. The child died on the seventh day of illness. Autopsy data (hepatosplenomegaly; cerebral edema, which was the immediate cause of death) and the results of histological examination (productive vasculitis of the brain, spinal cord and skin, polymorphic cell perivascular infiltrates in the liver and lungs, serous meningitis, myeloid hyperplasia of the spleen and lymph nodes, interstitial lymphoid infiltration in the myocardium) confirmed the clinical diagnosis of tick-borne rickettsiosis. The patient’s blood and brain samples were tested for a wide range of tick-borne pathogens and enteric viruses that cause brain damage using PCR followed by sequencing of the positive samples. The DNA of Rickettsia sibirica and Candidatus Rickettsia tarasevichiae was found in both blood and brain samples. R. sibirica was identified by the nucleotide sequences of gene fragments gltA, ompA and ompB, and Candidatus R. tarasevichiae — by the gltA and ompB genes using nested PCR and sequencing. All amplified fragments were sequenced in both directions; the obtained sequences were deposited in the GenBank database under the inventory numbers MK048467–MK048475. We have not identified other tick-borne pathogens or intestinal viruses in the patient samples able to result in meningeal syndrome. The area where the child was sucked by the tick belongs to the regions with a high incidence of STT. Several species of mites coexist in this area; of these, Haemaphisalis concinna, the carrier of R. sibirica, dominates the populations of Ixodes mites, while Ixodes persulcatus, the main reservoir of Candidatus R. tarasevichiae, is less common. As a result of the conducted studies, for the first time in the Russian Federation, a verified case of a lethal infection associated with two species of Rickettsia — Rickettsia sibirica and Candidatus R. tarasevichiae — was identified and described. Сибирский клещевой тиф (СКТ) является наиболее распространенным клещевым риккетсиозом (КР) в России, регистрируемым на 17 административных территориях юга Сибири и Дальнего Востока. Целью данного исследования было описание клинической картины, патологоанатомических данных и результатов лабораторной диагностики закончившейся летальным исходом микст-инфекции, вызванной двумя видами наиболее распространенных в России видов риккетсий — патогенной Rickettsia sibirica и недостаточно изученной Candidatus R. tarasevichiae, включая идентификацию ее этиологического агента. У четырехлетней девочки в Красноярском крае в гиперэндемичном очаге СКТ после присасывания клеща выявлены типичные симптомы КР (струп в месте присасывания, лихорадка, пятнистая сыпь, миалгия) и менингеальный синдром, не характерный для СКТ. Ребенок скончался на седьмой день с момента заболевания. Данные аутопсии (гепато-спленомегалия; отек мозга, который стал непосредственной причиной смерти) и результаты гистологического обследования (продуктивный васкулит головного мозга, спинного мозга и кожи, полиморфно-клеточные периваскулярные инфильтраты в печени и легких, серозный менингит, миелоидная гиперплазия селезенки и лимфатических узлов, интерстициальная лимфоидная инфильтрация в миокарде) подтвердили клинический диагноз клещевого риккетсиоза. Образцы крови и головного мозга пациента были исследованы на наличие широкого спектра клещевых патогенов и кишечных вирусов, вызывающих поражение головного мозга, с помощью ПЦР с последующим секвенированием положительных проб. ДНК Rickettsia sibirica и Candidatus R. tarasevichiae была обнаружена как в образцах крови, так и головного мозга. R. sibirica идентифицирована по нуклеотидным последовательностям фрагментов генов gltA, ompA и ompB, а Candidatus R. tarasevichiae — по последовательностям фрагментов генов gltA и ompB с использованием nested-ПЦР и секвенирования. Все амплифицированные фрагменты секвенировали в обоих направлениях; полученные последовательности депонированы в базе данных GenBank под инвентарными номерами MK048467–MK048475. Мы не выявили в образцах другие передаваемые клещами патогены или кишечные вирусы, которые также могут приводить к менингеальному синдрому. Район, в котором произошло присасывание клеща у ребенка, относится к регионам с высоким уровнем заболеваемости СКT. В этом районе сосуществуют несколько видов клещей; из них Haemaphisalis concinna, переносчик R. sibirica, доминирует в популяциях иксодовых клещей, в то время как Ixodes persulcatus, основной резервуар Candidatus R. tarasevichiae, встречается реже. В результате проведенных исследований впервые в Российской Федерации выявлен и описан верифицированный случай летальной инфекции, ассоциированной с риккетсиями двух видов — Rickettsia sibirica и Candidatus R. tarasevichiae.