Analysis of the association of influenza clinical course with single nucleotide polymorphisms in genes affecting the interferon-λ3 production

Cover Image

Cite item

Abstract

Introduction. Predisposition to different courses of the infectious process is largely associated with the polymorphisms in human genome, especially in genes encoding proteins of the immune system. In the early stages of influenza infection such components of innate immunity as interferons I (α/β) and III (λ) type play a significant role in limiting virus replication.

The aim of the work was to investigate associations of single nucleotide polymorphism in IFNL3 (rs8099917 T/G) and IFNL4 (rs12979860 C/T) genes with different course of influenza, and identify genetic markers of influenza complicated by community-acquired pneumonia. The genes noted above affect the production of interferon-λ3, which is involved in restriction of the viral replication.

Materials and methods. Samples from 456 patients with mild (n = 150), moderate (n = 173), and severe (n = 133) influenza were studied. The viral RNA was detected by reverse transcription and polymerase chain reaction (RT-PCR). Polymorphisms in IFNL3 (rs8099917 T/G) and IFNL4 (rs12979860 C/T) genes was detected by PCR. Statistical analysis was performed using SNPStats software.

Results. Patients with the C/T or T/T genotype of IFNL4 gene (rs12979860 C/T) were more likely to have pneumonia than those with the C/C genotype (OR 2.47 (1.31–4.63); p = 0.0044; q = 0.0059). The presence of one T allele increased the risk of developing pneumonia (OR 2.02 (1.05–4.02); p = 0.006; q = 0.008). In the presence of the T/T genotype, the risk increased more than twofold: OR 2.14 (1.31–3.48). Analysis of the SNP of IFNL3 gene (rs8099917 T/G) revealed a weak association of the G allele with pneumonia (OR 1.86 (1.04–3.31); p = 0.03; q = 0.045).

Conclusion. Genetic markers of increased risk of community-acquired pneumonia in influenza include the presence of the T allele in IFNL4 gene (rs12979860 C/T) and, to a lesser extent, the G allele in IFNL3 gene (rs8099917 T/G). Patients carrying these alleles have an increased risk of developing pneumonia, especially in old age.

About the authors

Lyudmila I. Nikolaeva

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: l.i.nikolaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1323-5568

D. Sci. in Biol., Leading Researcher of the Laboratory of Gene Engineering Products

Russian Federation, 123098, Moscow

Maya D. Stuchinskaya

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: mayastay@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8544-7482

Junior Researcher of the Laboratory of Gene Engineering Products

Russian Federation, 123098, Moscow

Kristina P. Telepenina

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: telepenina_kristina@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-3380-5104

Researcher Assistant of the Laboratory of Gene Engineering Products

Russian Federation, 123098, Moscow

Nadezhda G. Shevchenko

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: dr.nadya@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2486-4554

Junior Researcher of the Laboratory of Gene Engineering Products

Russian Federation, 123098, Moscow

Victor V. Kuprianov

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: vkoop@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8602-1974

C. Sci. in Biol., Senior Researcher of the Laboratory of Gene Engineering Products

Russian Federation, 123098, Moscow

Kirill G. Krasnoslobodtsev

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: kkg_87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1745-9128

Researcher of the Laboratory of Influenza Etiology and Epidemiology

Russian Federation, 123098, Moscow

Evgenya A. Mukasheva

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: mukasheva_evgeniya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5688-5309

Researcher of the Laboratory of Influenza Etiology and Epidemiology

Russian Federation, 123098, Moscow

Svetlana V. Trushakova

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: s.trushakova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9610-3041

C. Sci. in Biol., Senior Researcher of the Laboratory Influenza Etiology and Epidemiology

Russian Federation, 123098, Moscow

Irina N. Khlopova

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: khlopova.ira@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7419-590X

C. Sci. in Med., Leading Researcher of the Laboratory of Chronic Viral Infections

Russian Federation, 123098 Moscow

Irina S. Kruzhkova

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: irina-kru@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1983-481X

Researcher of the Laboratory of Respiratory Viral Infection with Drug Testing

Russian Federation, 123098, Moscow

Lidya B. Kisteneva

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: lborisovna2007@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7336-409X

D. Sci. in Med., Leading Researcher of the Laboratory of Chronic Viral Infections

Russian Federation, 123098, Moscow

Lyudmila V. Kolobukhina

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: lkolobuchina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5775-3343

D. Sci. in Med., Chief Researcher of Respiratory Viral Infection with Drug Testing

Russian Federation, 123098, Moscow

Elena I. Burtseva

N.F. Gamaleya National Research Center of Epidemiology and Microbiology of the Ministry of Health of Russia

Email: elena-burtseva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2518-6801

D. Sci. in Med., Leading Researcher of the Influenza Etiology and Epidemiology

Russian Federation, 123098, Moscow

References

  1. Iuliano A.D., Roguski K.M., Chang H.H., Muscatello D.J., Palekar R., Tempia S., et al. Estimates of global seasonal influenza-associated respiratory mortality: a modelling study. Lancet. 2018; 391(10127): 1285–300. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(17)33293-2
  2. Аcute respiratory viral diseases in adults: Clinical recommendations. National Infectious Diseases Scientific Society, 2014. Available at: https://library.mededtech.ru/rest/documents/ORVI_adult/ (in Russian)
  3. Isakov V.A. Clinical and pathogenetic aspects of severe influenza. Allergologiya i immunologiya. 2002; 3(1): 136–44. https://elibrary.ru/xvrzmd (in Russian)
  4. Pokrovskii V.I., Semenov B.F. The concept of delayed death in influenza and vaccine prevention tactics for heart attacks, strokes and deaths from this infection. Rossiiskii meditsinskii zhurnal. 2003; 11(22): 1266–72. https://elibrary.ru/weoptp (in Russian)
  5. Shi J., Zeng X., Cui P., Yan C., Chen H. Alarming situation of emerging H5 and H7 avian influenza and effective control strategies. Emerg. Microbes Infect. 2023; 12(1): 2155072. https://doi.org/10.1080/22221751.2022.2155072
  6. de Jong M.D., Simmons C.P., Thanh T.T., Hien V.M., Smith G.J., Chau T.N., et al. Fatal outcome of human influenza A (H5N1) is associated with high viral load and hypercytokinemia. Nat. Med. 2006; 12(10): 1203–7. https://doi.org/10.1038/nm1477
  7. Nikolaeva L.I., Sapronov G.V., Kupriyanov V.V. The role of the interferons-lambda in immune protection against influenza. Infektsionnye bolezni. 2019; 17(1): 86–92. https://doi.org/10.20953/1729-9225-2019-1-86-92 https://elibrary.ru/dcfhfp (in Russian)
  8. Klinkhammer J., Schnepf D., Ye L., Schwaderlapp M., Gad H.H., Hartmann R., et al. IFN-λ prevents influenza virus spread from the upper airways to the lungs and limits virus transmission. Elife. 2018; 7: e33354. https://doi.org/10.7554/elife.33354
  9. Fox J.M., Crabtree J.M., Sage L.K., Tompkins S.M., Tripp R.A. Interferon lambda upregulates IDO1 expression in respiratory epithelial cells after influenza virus infection. J. Interferon Cytokine Res. 2015; 35(7): 554–62. https://doi.org/10.1089/jir.2014.0052
  10. Davidson S., McCabe T.M., Crotta S., Gad H.H., Hessel E.M., Beinke S., et al. IFNλ is a potent anti-influenza therapeutic without the inflammatory side effects of IFNα treatment. EMBO Mol. Med. 2016; 8(9): 1099–112. https://doi.org/10.15252/emmm.201606413
  11. Kim S., Kim M.J., Kim C.H., Kang J.W., Shin H.K., Kim D.Y., et al. The superiority of IFN-λ as a therapeutic candidate to control acute influenza viral lung infection. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2017; 56(2): 202–12. https://doi.org/10.1165/rcmb.2016-0174oc
  12. Feld J.J., Kandel C., Biondi M.J., Kozak R.A., Zahoor M.A., Lemieux C., et al. Peginterferon lambda for the treatment of outpatients with COVID-19: a phase 2, placebo-controlled randomised trial. Lancet Respir. Med. 2021; 9(5): 498–510. https://doi.org/10.1016/s2213-2600(20)30566-x
  13. Lazear H.M., Nice T.J., Diamond M.S. Interferon-λ: immune functions at barrier surfaces and beyond. Immunity. 2015; 43(1): 15–28. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2015.07.001
  14. Otdel’nova K.A. Determination of the required number of observations in complex social and hygienic studies. In: Proceedings of N.I. Pirogov Medical Institute «Complex socio-hygienic studies and clinical and social research» [Sbornik trudov meditsinskogo instituta im. N.I. Pirogova «Kompleksnye sotsial’no-gigienicheskie issledovaniya i kliniko-sotsial’nye issledovaniya»]. Moscow; 1980. (in Russian)
  15. L’vov D.K., Burtseva E.I., Kolobukhina L.V., Fedyakina I.T., Kirillova E.S., Trushakova S.V., et al. Virological, epidemiological, clinic, and molecular genetic features of the influenza epidemic in 2015-2016: prevailing of the influenza A(H1N1)09 pdm virus in Russia and countries of the Northern hemisphere. Voprosy virusologii. 2016; 61(4): 159–65. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2016-61-4-159-166 (in Russian)
  16. Kurdin A., Ambalov Yu., Pshenichnaya N. The importance of polymorphisms of lambda-interferon genes in pathogenesis and clinical aspects of Flua and other acute respiratory-viral infections. Glavnyi vrach Yuga Rossii. 2017; (3): 49–50. https://elibrary.ru/yzbirt (in Russian)
  17. Keshavarz M., Namdari H., Farahmand M., Mehrbod P., Mokhtari-Azad T., Rezaei F. Association of polymorphisms in inflammatory cytokines encoding genes with severe cases of influenza A/H1N1 and B in an Iranian population. Virol. J. 2019; 16(1): 79. https://doi.org/10.1186/s12985-019-1187-8
  18. Parakhonskii A.P. Aging of the immune system. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovanii. 2011; (6-1): 73–4. https://elibrary.ru/necmtj (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Distribution of genotypes by loci of the IFNL3 (rs8099917 T/G) and IFNL4 (rs12979860 C/T) genes, taking into account age subgroups. The percentages are calculated for the entire group. The TT/TT genotype is not included due to the small number.

Download (124KB)

Copyright (c) 2025 Nikolaeva L.I., Stuchinskaya M.D., Telepenina K.P., Shevchenko N.G., Kuprianov V.V., Krasnoslobodtsev K.G., Mukasheva E.A., Trushakova S.V., Khlopova I.N., Kruzhkova I.S., Kisteneva L.B., Kolobukhina L.V., Burtseva E.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».