Диагностика и сегментный анализ вируса тяжёлой лихорадки с тромбоцитопенией (SFTS)

Идентификация Dabie bandavirus, полный анализ сегментов L/M/S, филогенетика и отслеживание реассортации — из одного метагеномного анализа

🧬 Описание пейплайна

Dabie bandavirus (ранее — вирус SFTS, SFTSV) — сегментированный оболочечный вирус семейства Phenuiviridae (порядок Bunyavirales), возбудитель синдрома тяжёлой лихорадки с тромбоцитопенией. Геном состоит из трёх сегментов одноцепочечной РНК отрицательной и амбисмысловой полярности: L (~6,3 т.н., РНК-зависимая РНК-полимераза RdRp), M (~3,3 т.н., гликопротеины Gn/Gc — главная мишень нейтрализующих антител) и S (~1,7 т.н., нуклеопротеин N и неструктурный белок NSs — антагонист интерферонового ответа, кодируется в амбисмысловой ориентации). Вирус передаётся преимущественно клещом Haemaphysalis longicornis; очаги — восточный и центральный Китай (провинции Хэнань, Шаньдун, Аньхой, Хубэй, Цзянсу), а также Япония и Южная Корея.

Клиническая картина — лихорадка, тромбоцитопения, лейкопения, желудочно-кишечные симптомы, геморрагии, полиорганная недостаточность; летальность в разных сериях наблюдений достигает 10–30%. Описаны случаи передачи от человека к человеку через контакт с кровью и секретами больного (в том числе среди медперсонала и членов семьи). Специфической терапии и лицензированной вакцины нет; рибавирин неэффективен, фавипиравир изучался в Японии.

В острую фазу болезни виремия высокая, и вирус уверенно выявляется прямым секвенированием: именно клиническое метагеномное секвенирование (mNGS), широко внедрённое в Китае, чаще всего приносит диагноз SFTS при неясной лихорадке. Наш пайплайн реализует point-of-care нанопоровое mNGS в районной больнице эндемичного региона: длинные прочтения покрывают целые сегменты практически целиком, что позволяет не только идентифицировать вирус, но и провести сегментный анализ L/M/S, филогенетику и отслеживание реассортации сегментов между линиями, а также дифференцировать SFTS от других геморрагических лихорадок и риккетсиозов. MinION с адаптером Flongle даёт быстрый time-to-answer и полевое развёртывание в условиях уездной больницы.

📥 На входе: Сырые данные в формате FASTQ после High Accuracy basecalling (Dorado SUP, химия R10.4.1). Материал: плазма/сыворотка или цельная кровь в острую фазу. Оптимально: метагеномное секвенирование с деплецией рибосомной РНК/хозяйского фона или таргетное обогащение по сегментам L/M/S.
📤 На выходе: HTML-отчёт для врача — идентификация Dabie bandavirus, покрытие и консенсусы сегментов L/M/S, генетическая линия и признаки реассортации, дифференциальный ряд по другим возбудителям лихорадок.

📊 Доступность продукта

Платформа	Статус доступности
OnSiteSeq Cockpit Edge	🟡 В разработке
OnSiteSeq Cockpit Desktop	🟡 В разработке
OnSiteSeq Cockpit Cloud	🔴 Не доступно

🎯 Геномные маркеры и клиническое значение

Сегментный анализ

Сегмент	Белки	Значение
L (~6,3 т.н.)	RdRp	Основа филогенетики и генотипирования; репликативный аппарат вируса
M (~3,3 т.н.)	Gn/Gc	Нейтрализация и антигенность; мишень вакцинного дизайна и серологии
S (~1,7 т.н.)	N	Основная мишень молекулярной и серологической диагностики
S (амбисмысл)	NSs	Фактор вирулентности: антагонист интерферонового ответа; ассоциирован с тяжестью течения

Эволюция и дифференциальная диагностика

Маркер	Значение
Реассортация сегментов	Обмен сегментами L/M/S между линиями вируса — ключевой механизм эволюции буньявирусов; несогласованная филогения сегментов = признак реассортации
HFRS (хантавирусы)	Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом — важнейший пункт дифференциального ряда в том же ареале
CCHF	Крым-конго геморрагическая лихорадка — клещевой нairoвирус, пересекающаяся клиника и эпидемиология
Риккетсиозы	Клещевые риккетсиозы (в т.ч. пятнистые лихорадки) — частая причина «неясной лихорадки после укуса клеща»
Лептоспироз	Лихорадка с тромбоцитопенией и полиорганным поражением — учитывается в метагеномном отчёте
Гемофагоцитарный синдром (ГФС/HLH)	Тяжёлое осложнение SFTS; важно отличать вирус-ассоциированный ГФС от первичного

⚙️ Версии и ML-модели

Основной инструмент

Компонент	Статус
OnSiteSeq SFTS Pipeline	🟡 В разработке

Планируемые ML-модели

Модель	Целевая задача
SFTS-Classifier	Идентификация Dabie bandavirus и атрибуция прочтений к сегментам L/M/S
SFTS-Reassort	Детекция реассортации по несогласованности сегментных филогений
FeverDiff-Panel	Дифференциация возбудителя в ряду «неясная лихорадка» (хантавирусы, риккетсии, лептоспиры)

🛠 Под капотом: Зависимости и Окружение (Pipeline Stack)

Пайплайн управляется фреймворком Snakemake в изолированных Conda-окружениях.

Этап пайплайна	Ключевые библиотеки и инструменты
1. Контроль качества (QC)	`porechop_abi`, `NanoFilt`, `pigz`
2. Деплеция хозяйского фона	`minimap2` по геному человека + фильтрация
3. Выравнивание (Mapping)	`minimap2` (референсная панель сегментов L/M/S + панель дифференциального ряда)
4. Консенсус (Variant/Consensus Calling)	`clair3`, `medaka` — сегментные консенсусы с учётом квазивидового разнообразия
5. Филогенетика	Множественное выравнивание (`mafft`), филогенетический анализ (`IQ-TREE`), Nextclade-подобная классификация линий; сравнение деревьев сегментов для детекции реассортации
6. ML-инференс	`PyTorch`, `pandas`, `scikit-learn`

🌍 Глобальный контекст: почему это важно

Приоритет ВОЗ — SFTS включён ВОЗ в приоритетный список R&D Blueprint: болезни с эпидемическим потенциалом, по которым нет эффективных контрмер (специфической терапии и лицензированной вакцины не существует).
Эндемичные очаги — в Китае ежегодно регистрируются тысячи случаев SFTS; заболевание устойчиво циркулирует в восточных и центральных провинциях, а также в Японии и Южной Корее, где отмечались и летальные вспышки.
Расширение ареала переносчика — Haemaphysalis longicornis способен к партеногенезу наряду с половым размножением, что ускоряет его распространение; клещ уже интродуцирован в США и Австралию. Сам вирус за пределами Восточной Азии пока не установился, но расширение ареала вектора требует готовности диагностики.
Внутрибольничный риск — описана передача человек-человек через контакт с кровью и секретами больных (случаи среди медперсонала и семей), поэтому быстрая point-of-care диагностика напрямую влияет на противоэпидемические мероприятия.
mNGS как стандарт — в Китае клиническое метагеномное секвенирование широко внедрено, и именно mNGS чаще всего выявляет SFTSV при неясной лихорадке; нанопоровая платформа делает этот подход доступным на уровне районной больницы эндемичного региона.