Молекулярно-генетическая характеристика штаммов Bacillus anthracis, выделенных во время вспышек сибирской язвы в Казахстане в 2016 г.

На сегодняшний день сибирская язва регистрируется во многих странах мира, в Казахстане – в виде спорадических случаев или небольших вспышек. Несмотря на эндемичность сибирской язвы в Казахстане, генетическое разнообразие штаммов недостаточно описано. На данный момент одним из самых дискриминационных методов генотипирования признан MLVA-25, достаточный для проведения молекулярно-эпидемиологического мониторинга.

Цель работы: определение культурально-морфологических свойств, геномных особенностей штаммов возбудителя сибирской язвы, их географическое распространение на территории Казахстана во время вспышек в 2016 г., сравнительный анализ с коллекционными штаммами, выделенными с 1962 г.

Методы. В работе использованы микробиологические, генетические методы исследования.

Результаты. Исследовали 11 штаммов B. anthracis, выделенных в 2016 г. в Казахстане. Для сравнения генотипов использовали 26 штаммов из коллекции патогенных микроорганизмов Казахского научного центра карантинных и зоонозных инфекций им. М. Айкимбаева. Филогенетический анализ кластеризовал 37 штаммов B. anthracis в три кластера и 23 генотипа. Результаты изучения фенотипических свойств штаммов сибирской язвы по основным тестам идентификации показали, что все штаммы, изученные в эксперименте и, выделенные в период с 1961 по 2016 гг., имели биологические свойства, характерные для типичных штаммов B. аnthracis.Штаммы сибирской язвы, выделенные в 2016 г., характеризуются как значительной вариабельностью, также и циркуляцией одних и тех же генотипов и кластеров в разных областях Казахстана. MLVA-профили анализируемых Казахстанских штаммов уникальны и не совпадают полностью ни с одним исследуемым штаммом из MLVAbank. На MST дереве Казахстанские штаммы располагаются тремя кластерами, как и на филогенетическом дереве.

Заключение. Молекулярно-генетический анализ штаммов B. anthracis расширяет возможности эпидемиологов в отслеживании источников и путей распространения инфекции. Необходимо усовершенствовать систему отслеживания штаммов особо опасных инфекций в Казахстане с применением современных молекулярно-генетических методов.

1. Султанов А.А., Адбыбекова А.М., Сущих В.Ю. (ред.). Кадастр почвенных очагов сибирской язвы на территории Республики Казахстан. Алматы: ТОО «КазНИВИ»; 2017.

2. Цыганкова О.И. Фенотипическая и генотипическая вариабельность штаммов сибиреязвенного микроба (теоретические и практические аспекты): автореф. дис. … д-ра мед. наук. Ростов-на-Дону; 2007.

3. Keim P, Price LB, Klevytska AM, Smith KL, Schupp JM, Okinaka R, et al. Multiple-locus variable-number tandem repeat analysis reveals genetic relationships within Bacillus anthracis. J Bacteriol. 2000; 182(10): 2928-2936. doi: 10.1128/jb.182.10.2928-2936.2000

4. Aikimbayev A, Blackburn J, Van Ert MN, Easterday R, Zakaryan S, Lukhnova L, et al. Historical Incidence and Molecular Diversity of Bacillus anthracis in Kazakhstan. In: Proceedings of URISA’s GIS in Public Health Conference, May 20-23, 2007, New Orleans. New Orleans; 2007. p. 456-461.

5. Lista F, Faggioni G, Valjevac S, Ciammaruconi A, Vaissaire J, le Doujet C, et al. Genotyping of Bacillus anthracis strains based on automated capillary 25-loci multiple locus variable-number tandem repeats analysis. BMC Microbiol. 2006; 6: 33-39. doi: 10.1186/1471-2180-6-33

6. Van Ert MN, Easterday WR, Huynh LY, Okinaka RT, Hugh-Jones ME, Ravel J, et al. Global genetic population structure of Bacillus anthracis. PLoS One. 2007; 2(5): e461. doi: 10.1371/journal.pone.0000461

7. Beyer W, Bellan S, Eberle G, Ganz HH, Getz WM, Haumacher R, et al. Distribution and molecular evolution of Bacillus anthracis genotypes in Namibia. PLoS Negl Trop Dis. 2012; 6(3):1534. doi: 10.1371/journal.pntd.0001534