We report the first application of ultra-deep sequencing (UDS) to varicella-zoster virus (VZV) genotypic antiviral testing in a case of acyclovir-resistant VZV infection initially detected by Sanger sequencing within a deeply immunocompromised heart transplant recipient. As added-value compared to Sanger analysis, UDS revealed complex dynamics of viral population under antiviral pressure.

Varicella-zoster virus (VZV) is a ubiquitous human herpesvirus affecting populations worldwide. VZV is commonly acquired in youth whose primary infection usually manifests as benign varicella (chickenpox). After the initial infection, the virus establishes lifelong latency in sensory ganglia leading to a risk of subsequent reactivation. Reactivation usually results in the development of localized herpes zoster (HZ) lesions, a painful skin rash commonly known as shingles (Cohen, 2013). The incidence and severity of HZ increase with impaired specific cell-mediated immunity mainly as a result of increasing age, malignancy, immunodeficiency, organ transplantation, or immunosuppressive drug therapy (Cohen, 2013, Koo et al., 2014, Pavlopoulou et al., 2015). In particular, HZ remains a significant cause of morbidity among solid organ transplant (SOT) recipients, especially in patients undergoing heart transplantation (HT) compared with liver, kidney, or lung transplant recipients (Carby et al., 2007, Koo et al., 2014, Pavlopoulou et al., 2015). These particular individuals are at increased risk of primary infection, reactivation followed by dissemination with visceral involvement and associated with bacterial superinfection, and chronic recurrences (Cohen, 2013). VZV infections may also engender debilitating neuralgia among highly immunocompromised patients (Sampathkumar et al., 2009). HT is also associated with the risk of reactivation of other latent viruses belonging to the Herpesviridae family as herpes simplex virus (HSV). Currently licensed drugs to prevent or to cure HSV- or VZV-associated diseases target the viral DNA polymerase (Pol). Acyclovir (ACV) and its prodrug valacyclovir (VACV) are considered as the first-line therapy, whereas foscarnet (FOS) or cidofovir (CDV) constitute alternative options. After primophosphorylation by the viral thymidine kinase (TK), ACV targets the viral DNA polymerase and inhibits the viral genome replication by a chain termination mechanism. According to this mechanism of action, viral mutations conferring resistance to ACV have been mapped both in TK and Pol encoding genes. Viral mutations conferring resistance to FOS and CDV are only detected in Pol gene. VZV ACV-resistance is mostly mediated by TK alterations, consisting in either translational frameshifts, sometimes associated with premature stop codon, or amino acid substitutions. In the remaining cases, amino acid substitutions are detected within Pol (De et al., 2015, Piret and Boivin, 2014). Classically, Sanger sequencing has been recognized as the gold standard for the detection of drug resistance mutations (DRMs) within VZV TK and Pol genes (Perrier et al., 2016; Piret and Boivin, 2014). However, this approach cannot detect minor variants present at a frequency below 20%. Ultra-deep sequencing (UDS) has an enhanced sensitivity compared to Sanger method and allows quantitative evaluation of the viral mutants (Chin et al., 2013). We report here a case of VZV resistant infection in an HT recipient. Our retrospective study aimed at showing the utility of UDS for DRM detection as a complement of Sanger method.

我们报告超深层测序（UDS）对水痘带状疱疹病毒（VZV）基因型抗病毒测试的首次应用，该案例最初是由Sanger测序在深度免疫受损的心脏移植受者中最初检测到的无阿昔洛韦抗性VZV感染的情况下。作为与Sanger分析相比的增值，UDS显示了抗病毒压力下病毒种群的复杂动态。

水痘带状疱疹病毒（VZV）是一种普遍存在的人类疱疹病毒，会影响世界各地的人群。VZV通常是在青年中获得的，其主要感染通常表现为良性水痘（水痘）。初次感染后，病毒会在感觉神经节中建立终生潜伏期，从而导致随后重新激活的风险。重新激活通常会导致局部带状疱疹（HZ）病变的发展，这是一种痛苦的皮疹，通常称为带状疱疹（Cohen，2013）。随着年龄，恶性肿瘤，免疫缺陷，器官移植或免疫抑制药物治疗的增加，HZ的发生率和严重性会随着特异性细胞介导的免疫功能降低而增加（Cohen，2013； Koo等，2014； Pavlopoulou等， 2015）。尤其是，与实体肝移植（SOT）受者相比，HZ仍然是发病的重要原因，尤其是与肝，肾或肺移植受者相比，接受心脏移植（HT）的患者尤其如此（Carby等，2007； Koo等，2014； Pavlopoulou et al。，2015）。这些特定个体的原发感染，再激活，内脏受累传播和细菌过度感染相关的风险增加，以及慢性复发的风险增加（Cohen，2013）。VZV感染也可能在高度免疫受损的患者中引起虚弱的神经痛（Sampathkumar等，2009）。HT还与重新激活属于该病毒的其他潜伏病毒的风险有关。（2007年，Koo等人，2014年，Pavlopoulou等人，2015年）。这些特定个体的原发感染，再激活，内脏受累传播和细菌过度感染相关的风险增加，以及慢性复发的风险增加（Cohen，2013）。VZV感染也可能在高度免疫受损的患者中引起虚弱的神经痛（Sampathkumar等，2009）。HT还与重新激活属于该病毒的其他潜伏病毒的风险有关。（2007年，Koo等人，2014年，Pavlopoulou等人，2015年）。这些特定个体的原发感染，再激活，内脏受累传播和细菌过度感染相关的风险增加，以及慢性复发的风险增加（Cohen，2013）。VZV感染也可能在高度免疫受损的患者中引起虚弱的神经痛（Sampathkumar等，2009）。HT还与重新激活属于该病毒的其他潜伏病毒的风险有关。VZV感染也可能在高度免疫受损的患者中引起虚弱的神经痛（Sampathkumar等，2009）。HT还与重新激活属于该病毒的其他潜伏病毒的风险有关。VZV感染也可能在高度免疫受损的患者中引起虚弱的神经痛（Sampathkumar等，2009）。HT还与重新激活属于该病毒的其他潜伏病毒的风险有关。疱疹病毒科家族为单纯疱疹病毒（HSV）。目前获准用于预防或治疗HSV或VZV相关疾病的药物以病毒DNA聚合酶（Pol）为目标。阿昔洛韦（ACV）及其前药伐昔洛韦（VACV）被认为是一线治疗，而膦甲酸（FOS）或西多福韦（CDV）则是替代选择。在通过病毒胸苷激酶（TK）进行初级磷酸化后，ACV靶向病毒DNA聚合酶并通过链终止机制抑制病毒基因组复制。根据这种作用机理，已经在TK和Pol编码基因中定位了赋予对ACV抗性的病毒突变。仅在Pol基因中检测到赋予对FOS和CDV抗性的病毒突变。VZV ACV抵抗力主要是由TK改变介导的，包括翻译移码，有时与过早的终止密码子或氨基酸取代有关。在其余情况下，在Pol内检测到氨基酸取代（De等，2015； Piret和Boivin，2014）。传统上，桑格测序已被公认为检测VZV TK和Pol基因内耐药性突变（DRM）的金标准（Perrier等，2016； Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。或氨基酸取代。在其余情况下，在Pol内检测到氨基酸取代（De等，2015； Piret和Boivin，2014）。传统上，桑格测序已被公认为检测VZV TK和Pol基因内耐药性突变（DRM）的金标准（Perrier等，2016； Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。或氨基酸取代。在其余情况下，在Pol内检测到氨基酸取代（De等，2015； Piret和Boivin，2014）。传统上，桑格测序已被公认为检测VZV TK和Pol基因内耐药性突变（DRM）的金标准（Perrier等，2016； Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。在Pol中检测到了氨基酸取代（De等，2015； Piret和Boivin，2014）。传统上，桑格测序已被公认为检测VZV TK和Pol基因内耐药性突变（DRM）的金标准（Perrier等，2016； Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。在Pol中检测到了氨基酸取代（De等，2015； Piret和Boivin，2014）。传统上，桑格测序已被公认为检测VZV TK和Pol基因内耐药性突变（DRM）的金标准（Perrier等，2016； Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。Sanger测序已被认为是检测VZV TK和Pol基因内耐药性突变（DRM）的金标准（Perrier等人，2016; Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。Sanger测序已被公认是检测VZV TK和Pol基因内耐药突变（DRM）的金标准（Perrier等人，2016; Piret和Boivin，2014）。但是，这种方法无法检测到频率低于20％的次要变体。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。与Sanger方法相比，超深度测序（UDS）具有更高的灵敏度，并且可以对病毒突变体进行定量评估（Chin等人，2013）。我们在这里报告了HT受体中的VZV耐药感染病例。我们的回顾性研究旨在展示UDS在DRM检测中的实用性，作为Sanger方法的补充。