veterinaryВетеринария сегодняVeterinary Science Today2304-196X2658-6959"Veinard"10.29326/2304-196X-2023-12-1-45-51veterinary-708Research ArticleКОРОНАВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ (COVID-19)CORONAVIRUS DISEASE (COVID-19)Разработка тест-системы для обнаружения РНК вируса SARS-CoV-2 в биоматериале от животных методом полимеразной цепной реакцииDevelopment of polymerase chain reaction kit for detection of SARS-CoV-2 RNA in biological samples collected from animalshttps://orcid.org/0000-0002-0109-3507ТиминаА. М.TiminaA. M.

Тимина Анна Михайловна, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник референтной лаборатории по особо опасным болезням

г.  Владимир

Anna M. Timina, Candidate of Science (Veterinary Medicine), Senior Researcher, Reference Laboratory for Highly Dangerous Diseases

Vladimir

timina@arriah.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9211-9110ЯковлеваА. С.YakovlevaA. S.

Яковлева Анастасия Сергеевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник референтной лаборатории по особо опасным болезням

г.  Владимир

Anastasia S. Yakovleva, Candidate of Science (Biology), Senior Researcher, Reference Laboratory for Highly Dangerous Diseases

Vladimir

yakovleva@arriah.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7496-3043ТимановМ. В.TimanovM. V.

Тиманов Максим Викторович, ведущий ветеринарный врач референтной лаборатории по особо опасным болезням

г.  Владимир

Maksim V. Timanov, Leading Veterinarian, Reference Laboratory for Highly Dangerous Diseases

Vladimir

timanov@arriah.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9131-8839БирюченковаМ. В.BiryuchenkovaM. V.

Бирюченкова Марина Вячеславовна, кандидат биологических наук, научный сотрудник референтной лаборатории по особо опасным болезням

г.  Владимир

Мarina V.  Biryuchenkova, Candidate of Science (Biology),  Researcher, Reference Laboratory for Highly Dangerous Diseases

Vladimir

biruchenkova@arriah.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0568-2680ОрловаЕ. С.OrlovaYe. S.

Орлова Елена Сергеевна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник референтной лаборатории по особо опасным болезням

г.  Владимир

Yelena S.  Orlova, Candidate of Science (Biology), Leading Researcher, Reference Laboratory for Highly Dangerous Diseases

Vladimir

orlova@arriah.ruФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных» (ФГБУ «ВНИИЗЖ»)РоссияFGBI “Federal Centre for Animal Health” (FGBI “ARRIAH”)Russian Federation2023240320231214551Copyright © Тимина А.М., Яковлева А.С., Тиманов М.В., Бирюченкова М.В., Орлова Е.С., 20232023Тимина А.М., Яковлева А.С., Тиманов М.В., Бирюченкова М.В., Орлова Е.С.Timina A.M., Yakovleva A.S., Timanov M.V., Biryuchenkova M.V., Orlova Y.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://veterinary.arriah.ru/jour/article/view/708

Сегодня внимание всего мирового сообщества приковано к одной общей проблеме – распространению новой коронавирусной инфекции (COVID-19). С конца декабря 2019 г. коронавирус SARS-CoV-2 охватил большинство стран мира, и 11 марта 2020 г. Всемирной организацией здравоохранения была объявлена пандемия. Глобальное распространение COVID-19 не ограничилось человеческой популяцией, и возникла необходимость тестирования домашних и сельскохозяйственных животных, находящихся в контакте с человеком. Появляется все больше сообщений о выявлении SARS-CoV-2 у норок, хорьков, собак, кошек, тигров, львов и других животных. Основным методом диагностики COVID-19 на сегодняшний день является полимеразная цепная реакция, однако все существующие в настоящее время тест-системы предназначаются для выявления вируса у людей. В статье представлены данные по разработке метода обнаружения РНК вируса SARS-CoV-2 в биоматериале от животных с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени. В процессе проведенных исследований выбрана оптимальная система праймеров и зонд, отработаны условия реакции, определены основные валидационные характеристики метода (чувствительность, специфичность, воспроизводимость). В результате проведения валидации установлено, что он отвечает требованиям, предъявляемым к качественным методам измерений/испытаний, и может применяться в диагностических исследованиях. На основе разработанного метода создана тест-система для выявления РНК вируса SARS-CoV-2 в биоматериале от животных, которая внедрена в ветеринарную практику. Проведены скрининговые исследования популяций животных из различных регионов Российской Федерации с целью выявления генома нового коронавируса. Показано, что среди травоядных животных Российской Федерации вирус SARS-CoV-2 не встречается. Среди домашних животных-компаньонов специалистами ФГБУ «ВНИИЗЖ» был зафиксирован лишь один положительный случай. 

Today, global attention is drawn to the samecommon problem – spread of the novelCOVID-19 infection. From the end of December 2019 novelSARS-CoV-2 virus spreadover the majority of the countriesandon 11 March 2020 the World Health Organization announced pandemic. GlobalspreadofCOVID-19 was not limited to the human population and the rewasa need to test pet sand farm animals, whowere in contactwith the humans. The reare more and morere portson SARS-CoV-2 detected in minks, ferrets, dogs, cats, tigers, lions and other animals. Today the key methodofCOVID-19 diagnosis is polymerase chain reaction, butall currently availabletest-kits are intended for the virus detection in humans. The paper demonstrates data on the development of thereal-timePCR-basedmethodforSARS-CoV-2 RNA detection in the biological samples collected from animals. During the research, an optimal system of primers and aprobe were selected, reaction conditions were tested, basic validation specifications (sensitivity, specificity, reproducibility) wereset. The validation results demonstrated that the method met all the criteria of the high-quality measurement/test method sand it can be used for diagnostic tests. Thetest-kitwas based of the method in tended for SARS-CoV-2 RNA detection in animal biological samples and it was put into the veterinary practice. Animal populations in different regions of the Russian Federation were subjected to the screening tests in order to detect the novel coronavirus genome. NoSARS-CoV-2 was reported in her bivorous animals in the Russian Federation. TheFGBI “ARRIAH” experts detected only one positive pet animal. 

новый коронавирус SARS-CoV-2полимеразная цепная реакция в реальном временитест-системабиоматериал от животныхnovel SARS-CoV-2real-time polymerase chain reactiontest-kitanimal biological sampleРабота выполнена за счет средств ФГБУ «ВНИИЗЖ» в рамках тематики научно-исследовательских работ «Ветеринарное благополучие». Авторы благодарят сотрудников ФГБУ «НИИ гриппа им. А. А. Смородинцева» Минздрава России за предоставленные образцы биоматериала, полученного от людей.The work was funded by the FGBI “ARRIAH” as a part of the research activities “Animal Health and Welfare”. The authors are grateful to the specialists of the Smorodintsev Research Institute of Influenza (Ministry of Health of the Russian Federation) for the kindly provided human biological samples.ReferencesZhou P., Yang X. L., Wang X. G., Hu B., Zhang L., Zhang W., et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020; 579 (7798): 270–273. DOI: 10.1038/s41586-020- 2012-7.Zhou P., Yang X. L., Wang X. G., Hu B., Zhang L., Zhang W., et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020; 579 (7798): 270–273. DOI: 10.1038/s41586-020-2012-7.Gorbalenya A. E., Baker S. C., Baric R. S., de Groot R. J., Drosten C., Gulyaeva A. A. The species Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2. Nat. Microbiol. 2020; 5 (4): 536–544. DOI: 10.1038/s41564-020-0695-z.Gorbalenya A. E., Baker S. C., Baric R. S., de Groot R. J., Drosten C., Gulyaeva A. A. The species Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2. Nat. Microbiol. 2020; 5 (4): 536–544. DOI: 10.1038/s41564-020-0695-z.Kiros M., Andualem H., Kiros T., Hailemichael W., Getu S., Geteneh A., et al. COVID-19 pandemic: current knowledge about the role of pets and other animals in disease transmission. Virol. J. 2020; 17 (1):143. DOI: 10.1186/s12985-020-01416-9.Kiros M., Andualem H., Kiros T., Hailemichael W., Getu S., Geteneh A., et al. COVID-19 pandemic: current knowledge about the role of pets and other animals in disease transmission. Virol. J. 2020; 17 (1):143. DOI: 10.1186/s12985-020-01416-9.Ciotti M., Ciccozzi M., Terrinoni A., Jiang W. C., Wang C. B., Bernardini S. The COVID-19 pandemic. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2020; 57 (6): 365–388. DOI: 10.1080/10408363.2020.1783198.Ciotti M., Ciccozzi M., Terrinoni A., Jiang W. C., Wang C. B., Bernardini S. The COVID-19 pandemic. Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2020; 57 (6): 365–388. DOI: 10.1080/10408363.2020.1783198.Hsih W. H., Cheng M. Y., Ho M. W., Chou C. H., Lin P. C., Chi C. Y., et al. Featuring COVID-19 cases via screening symptomatic patients with epidemiologic link during flu season in a medical center of central Taiwan. J. Microbiol. Immunol. Infect. 2020; 53 (3): 459–466. DOI: 10.1016/j. jmii.2020.03.008.Hsih W. H., Cheng M. Y., Ho M. W., Chou C. H., Lin P. C., Chi C. Y., et al. Featuring COVID-19 cases via screening symptomatic patients with epidemiologic link during flu season in a medical center of central Taiwan. J. Microbiol. Immunol. Infect. 2020; 53 (3): 459–466. DOI: 10.1016/j. jmii.2020.03.008.do Vale B., Lopes A. P., Fontes M. D. C., Silvestre M., Cardoso L., Coelho A. C. Bats, pangolins, minks and other animals – villains or victims of SARS-CoV-2? Vet. Res. Commun. 2021; 45 (1): 1–19. DOI: 10.1007/s11259- 021-09787-2.do Vale B., Lopes A. P., Fontes M. D. C., Silvestre M., Cardoso L., Coelho A. C. Bats, pangolins, minks and other animals – villains or victims of SARS-CoV-2? Vet. Res. Commun. 2021; 45 (1): 1–19. DOI: 10.1007/s11259- 021-09787-2.CuiJ., Li F., Shi Z. L. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol. 2019; 17 (3): 181–192. DOI: 10.1038/s41579-018-0118-9.CuiJ., Li F., Shi Z. L. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol. 2019; 17 (3): 181–192. DOI: 10.1038/s41579-018-0118-9.Ning S., Yu B., WangY., Wang F. SARS-CoV-2: origin, evolution, and targeting inhibition. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2021; 11:676451. DOI: 10.3389/ fcimb.2021.676451.Ning S., Yu B., WangY., Wang F. SARS-CoV-2: origin, evolution, and targeting inhibition. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2021; 11:676451. DOI: 10.3389/ fcimb.2021.676451.Wang M. Y., Zhao R., Gao L. J., Gao X. F., Wang D. P., Cao J. M. SARS-CoV-2: structure, biology, and structure-based therapeutics development. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020; 10:587269. DOI: 10.3389/ fcimb.2020.587269.Wang M. Y., Zhao R., Gao L. J., Gao X. F., Wang D. P., Cao J. M. SARS-CoV-2: structure, biology, and structure-based therapeutics development. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020; 10:587269. DOI: 10.3389/ fcimb.2020.587269.Farag E. A., Islam M. M., Enan K., El-Hussein A. M., BansalD., Haroun M. SARS-CoV-2 at the human-animal interphase: A review. Heliyon. 2021; 7 (12):e08496. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e08496.Farag E. A., Islam M. M., Enan K., El-Hussein A. M., BansalD., Haroun M. SARS-CoV-2 at the human-animal interphase: A review. Heliyon. 2021; 7 (12):e08496. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e08496.Никонова З. Б., Овчинникова Е. В., Щербакова Л. О., Козлов А. А., Жестков П. Д., Зиняков Н. Г. и др. Выявление возбудителя COVID-19 у животных в 2020–2021 гг. Молекулярная диагностика: X Юбилейная международная научно-практическая конференция (9–11 ноября, 2021 г.). М.: Юлиус; 2021; 2: 379–380. eLIBRARY ID: 47983412.Nikonova Z. B., Ovchinnikova E. V., Scherbakova L. O., Kozlov A. A., Zhestkov P. D., Zinyakov N. G., et al. Vyyavlenie vozbuditelya COVID-19 u zhivotnykh v 2020–2021 gg. = COVID-19 agent detection in animals in 2020–2021. Molekulyarnaya diagnostika: X Yubileinaya mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya (9–11 noyabrya, 2021 g.). = Molecular Diagnosis: X Anniversary International Research-to-Practice Conference (9–11 November 2021). Moscow: Yulius; 2021; 2: 379–380. eLIBRARY ID: 47983412. (in Russ.)Акимова Т. П., Семакина В. П., Митрофанова М. Н., Жильцова М. В., Выставкина Е. С., Исакова Д. Г. и др. Распространение коронавируса SARS-CоV-2 среди людей и животных. Ветеринария сегодня. 2021; (2): 88–96. DOI: 10.29326/2304-196X-2021-2-37-88-96.Akimоva T. P., Semakina V. P., Mitrofanova M. N., Zhiltsova M. V., Vystavkina E. S., Isakova D. G., et al. SARS-CоV-2 spread in humans and animals. Veterinary Science Today. 2021; (2): 88–96. DOI: 10.29326/2304- 196X-2021-2-37-88-96.Parolin C., Virtuoso S., Giovanetti M., Angeletti S., Ciccozzi M., Borsetti A. Animal hosts and experimental models of SARS-CoV-2 infection. Chemotherapy. 2021; 66 (1–2): 8–16. DOI: 10.1159/000515341.Parolin C., Virtuoso S., Giovanetti M., Angeletti S., Ciccozzi M., Borsetti A. Animal hosts and experimental models of SARS-CoV-2 infection. Chemotherapy. 2021; 66 (1–2): 8–16. DOI: 10.1159/000515341.Meekins D. A., Gaudreault N. N., Richt J. A. Natural and experimental SARS-CoV-2 infection in domestic and wild animals. Viruses. 2021; 13 (10):1993. DOI: 10.3390/v13101993.Meekins D. A., Gaudreault N. N., Richt J. A. Natural and experimental SARS-CoV-2 infection in domestic and wild animals. Viruses. 2021; 13 (10):1993. DOI: 10.3390/v13101993.Michelitsch A., Wernike K., Ulrich L., Mettenleiter T. C., Beer M. SARS CoV-2 in animals: From potential hosts to animal models. Adv. Virus. Res. 2021; 110: 59–102. DOI: 10.1016/bs.aivir.2021.03.004.Michelitsch A., Wernike K., Ulrich L., Mettenleiter T. C., Beer M. SARS-CoV-2 in animals: From potential hosts to animal models. Adv. Virus. Res. 2021; 110: 59–102. DOI: 10.1016/bs.aivir.2021.03.004.Sharun K., Dhama K., Pawde A. M., Gortázar C., Tiwari R., Bonilla-Aldana D. K., et al. SARS-CoV-2 in animals: potential for unknown reser-voir hosts and public health implications. Vet. Q. 2021; 41 (1): 181–201. DOI: 10.1080/01652176.2021.1921311.Sharun K., Dhama K., Pawde A. M., Gortázar C., Tiwari R., Bonilla-Aldana D. K., et al. SARS-CoV-2 in animals: potential for unknown reservoir hosts and public health implications. Vet. Q. 2021; 41 (1): 181–201. DOI: 10. 1080/01652176.2021.1921311.Prince T., Smith S. L., Radford A. D., Solomon T., Hughes G. L., Patterson E. I. SARS-CoV-2 infections in animals: reservoirs for reverse zoonosis and models for study. Viruses. 2021; 13 (3):494. DOI: 10.3390/v13030494.Prince T., Smith S. L., Radford A. D., Solomon T., Hughes G. L., Patterson E. I. SARS-CoV-2 infections in animals: reservoirs for reverse zoonosis and models for study. Viruses. 2021; 13 (3):494. DOI: 10.3390/ v13030494.Maurin M., Fenollar F., Mediannikov O., Davoust B., Devaux C., Raoult D. Current status of putative animal sources of SARS-CoV-2 infection in humans: wildlife, domestic animals and pets. Microorganisms. 2021; 9 (4):868. DOI: 10.3390/microorganisms9040868.Maurin M., Fenollar F., Mediannikov O., Davoust B., Devaux C., Raoult D. Current status of putative animal sources of SARS-CoV-2 infection in humans: wildlife, domestic animals and pets. Microorganisms. 2021; 9 (4):868. DOI: 10.3390/microorganisms9040868.Hossain M. G., Javed A., Akter S., Saha S. SARS-CoV-2 host diversity: An update of natural infections and experimental evidence. J. Microbiol. Immunol. Infect. 2021; 54 (2): 175–181. DOI: 10.1016/j.jmii.2020.06.006.Hossain M. G., Javed A., Akter S., Saha S. SARS-CoV-2 host diversity: An update of natural infections and experimental evidence. J. Microbiol. Immunol. Infect. 2021; 54 (2): 175–181. DOI: 10.1016/j.jmii.2020.06.006.Dhar B. C. Diagnostic assay and technology advancement for detecting SARS-CoV-2 infections causing the COVID-19 pandemic. Anal. Bioanal. Chem. 2022; 414 (9): 2903–2934. DOI: 10.1007/s00216-022-03918-7.Dhar B. C. Diagnostic assay and technology advancement for detecting SARS-CoV-2 infections causing the COVID-19 pandemic. Anal. Bioanal. Chem. 2022; 414 (9): 2903–2934. DOI: 10.1007/s00216-022-03918-7.Kabir M. A., Ahmed R., Iqbal S. M. A., Chowdhury R., Paulmurugan R., Demirci U., Asghar W. Diagnosis for COVID-19: current status and future prospects. Expert Rev. Mol. Diagn. 2021; 21 (3): 269–288. DOI: 10.1080/14 737159.2021.1894930.Kabir M. A., Ahmed R., Iqbal S. M. A., Chowdhury R., Paulmurugan R., Demirci U., Asghar W. Diagnosis for COVID-19: current status and future prospects. Expert Rev. Mol. Diagn. 2021; 21 (3): 269–288. DOI: 10.1080/ 14737159.2021.1894930.Chen Q., He Z., Mao F., Pei H., Cao H., Liu X. Diagnostic technologies for COVID-19: a review. RSC Adv. 2020; 10 (58): 35257–35264. DOI: 10.1039/ d0ra06445a.Chen Q., He Z., Mao F., Pei H., Cao H., Liu X. Diagnostic technologies for COVID-19: a review. RSC Adv. 2020; 10 (58): 35257–35264. DOI: 10.1039/ d0ra06445a.Filchakova O., Dossym D., Ilyas A., Kuanysheva T., Abdizhamil A., Bukasov R. Reviewof COVID-19 testing and diagnostic methods. Talanta. 2022; 244:123409. DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123409.Filchakova O., Dossym D., Ilyas A., Kuanysheva T., Abdizhamil A., Bukasov R. Reviewof COVID-19 testing and diagnostic methods. Talanta. 2022; 244:123409. DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123409.Corman V. M., Landt O., Kaiser M., Molenkamp R., Meijer A., Chu D. K., et al. Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by realtime RT-PCR. Euro Surveill. 2020; 25 (3):2000045. DOI: 10.2807/1560-7917. ES.2020.25.3.2000045.CormanV. M., LandtO., KaiserM., MolenkampR., MeijerA., ChuD. K., etal. Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Euro Surveill. 2020; 25 (3):2000045. DOI: 10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045.Long C., Xu H., Shen Q., Zhang X., Fan B., Wang C., et al. Diagnosis of the coronavirus disease (COVID-19): rRT-PCR or CT? Eur. J. Radiol. 2020; 126:108961. DOI: 10.1016/j.ejrad.2020.108961.Long C., Xu H., Shen Q., Zhang X., Fan B., Wang C., et al. Diagnosis of the coronavirus disease (COVID-19): rRT-PCR or CT? Eur. J. Radiol. 2020; 126:108961. DOI: 10.1016/j.ejrad.2020.108961.Kevadiya B. D., Machhi J., Herskovitz J., Oleynikov M. D., Blomberg W. R., Bajwa N., et al. Diagnostics for SARS-CoV-2 infections. Nat. Mater. 2021; 20 (5): 593–605. DOI: 10.1038/s41563-020-00906-z.Kevadiya B. D., Machhi J., Herskovitz J., Oleynikov M. D., Blomberg W. R., Bajwa N., et al. Diagnostics for SARS-CoV-2 infections. Nat. Mater. 2021; 20 (5): 593–605. DOI: 10.1038/s41563-020-00906-z.Smyrlaki I., Ekman M., Lentini A., Rufino de Sousa N., Papanicolaou N., Vondracek M., et al. Massive and rapid COVID-19 testing isfeasible by extraction-free SARS-CoV-2 RT-PCR. Nat. Commun. 2020; 11 (1):4812. DOI: 10.1038/s41467-020-18611-5.Smyrlaki I., Ekman M., Lentini A., Rufino de Sousa N., Papanicolaou N., Vondracek M., et al. Massive and rapid COVID-19 testing isfeasible by extraction-free SARS-CoV-2 RT-PCR. Nat. Commun. 2020; 11 (1):4812. DOI: 10.1038/s41467-020-18611-5.Грибанов О. Г., Щербаков А. В., Перевозчикова Н. А., Гусев А. А. Использование аэросила А-300 и фильтров GF/F (GF/C) для очистки фрагментов ДНК, ДНК-плазмид и РНК. Биохимия. 1996; 61 (6): 1064–1070. Режим доступа: https://biochemistrymoscow.com/ru/ archive/1996/61-06-1064/#_pdf.Gribanov O. G., Shcherbakov A. V., Perevozchikova N. A., Gusev A. A. The use of Aerosil A-300 and GF/F (GF/C) filters for purification of DNA fragments, plasmid DNA and RNA. Biochemistry (Moscow). 1996; 61 (6): 1064–1070. Available at: https://biochemistrymoscow.com/ru/ archive/1996/61-06-1064/#_pdf. (in Russ.)Носырев П., Носырева М., Рассказова Т., Корнеева Н. Практикум по GMP. Валидация аналитических методик: теория и практика. Ремедиум. 2003; 10: 69–71; 11: 62–64.Nosyrev P., Nosyreva M., Rasskazova T., Korneeva N. Praktikum po GMP. Validatsiya analiticheskikh metodik: teoriya i praktika = GMP Workshop. Validation of analytical methods: theory and practice. Remedium. 2003; 10: 69–71; 11: 62–64. (in Russ.)Поляков И. В., Соколова Н. С. Практическое пособие по медицинской статистике. М.: Медицина; 1975. 151 с.Polyakov I. V., Sokolova N. S. Practical guide on medical statistics. Leningrad: Meditsina; 1975. 151 р. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.