Генотипические свойства коллекционных штаммов чумного микроба из природных очагов чумы Казахстана

Обоснование. При эпидемиологическом и эпизоотологическом мониторинге природных очагов чумы необходим комплексный подход решения проблем с учётом фенотипической и генетической вариабельности Y. pestis и районирования природных очагов чумы. Внедрение новой молекулярно-генетической методологии, направленной на изучение геномного полиморфизма возбудителя чумы, обеспечивает получение достоверных результатов для дифференциации не только групп, но и отдельных штаммов.
Цель исследования. Определение генотипов чумного микроба из разных автономных очагов Республики Казахстан.
Материалы и методы. Изучены 105 штаммов Y. pestis, выделенных из различных природных очагов чумы Казахстана в 1951–2015 гг. Фенотипические свойства штаммов изучены стандартными микробиологическими методами. Применялась полимеразная цепная реакция (ПЦР) на выявление фрагментов генов cafl, pst и YPO2088. MLVA-анализ (multilocus variable number tandem repeat (VNTR) analysis) проводили по 25 VNTR-локусам.
Результаты. Предварительно изучены фенотипические характеристики штаммов и проведено тестирование штаммов чумного микроба на специфичность с помощью тест-системы «Pest-Quest» (Казахстан). Исследование методом ПЦР подтвердило видоспецифическую принадлежность штаммов Y. pestis. Выявлено разнообразие штаммов при типичных фенотипических характеристиках. Методом MLVA-анализа по 25 ключевым локусам установлено, что исследуемые штаммы чумного микроба филогенетически наиболее близки к представителям биовара Mediaevalis. Получено филогенетическое дерево изученных штаммов. Установлено, что на территории Казахстана циркулируют 9 генотипов, и выявлено их распределение по определённым природным очагам чумы.
Заключение. Полученная кластеризация свидетельствует о связи групп штаммов, полученных на дендрограмме методом MLVA25, с территориями определённых природных очагов чумы.

1. Achtman M, Zurth K, Morelli G, Torrea G, Guiyoule A, Carniel E. Yersinia pestis, the cause of plague, is a recently emerged clone of Yersinia pseudotuberculosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999; 96(24): 14043-14048. doi: 10.1073/pnas.96.24.14043

2. Qiu J, Guo Z, Liu H, Zhou D, Han Y, Yang R. DNA microarraybased global transcriptional profiling of Yersinia pestis in multicellularity. J Microbiol. 2008; 46(5): 557-563. doi: 10.1007/s12275-008-0140-0

3. Knirel YA, Dentovskaya SV, Senchenkova SN, Shaikhutdinova RZ, Kocharova NA, Anisimov AP. Structural features and structural variability of the lipopolysaccharide of Yersinia pestis, the cause of plague. J Endotoxin Res. 2006; 12(1): 3-9. doi: 10.1179/096805105X67283

4. Ruiz M, Rodríguez JC, Sirvent E, Escribano I, Cebrián L, Royo G. Usefulness of different techniques in the study of the epidemiology of salmonellosis. APMIS. 2003; 111(9): 848-856. doi: 10.1034/j.1600-0463.2003.1110903.x

5. Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Павлова А.И., Краснов Я.М., Шавина Н.Ю., и др. Стандартный алгоритм молекулярного типирования штаммов Yersinia pestis. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 3: 25-35.

6. Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Одиноков Г.Н., Оглодин Е.Г., Носов Н.Ю., Виноградова Н.А., и др. Анализ разнообразия и определение геновариантов штаммов возбудителя чумы из Монголии. Генетика. 2015; 51(3): 298-305. doi: 10.1134/S1022795415010068

7. Cui Y, Yu C, Yan Y, Li D, Li Y, Jombart T, et al. Historical variation in mutational rate in an epidemic pathogen Yersinia pestis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013; 110(2): 577-582. doi: 10.1073/pnas.1205750110

8. Eroshenko GA, Kutyrev VV. Biochemical and genetic peculiarities and the phylogenetic relationship of the non-main subspecies in the general scheme of the plague agent evolution. Adv Exp Med Biol. 2012; 954(1): 45-51. doi: 10.1007/978-1-4614-3561-7_6

9. Ян Г., Евченко Ю.М., Грижебовский Г.М., и др. Диагностика, лечение и профилактика опасных инфекционных болезней. Биотехнология. Ветеринария. 1998: 408-409.

10. Платонов М.Е., Евсеева В.В., Дентовская С.В., Анисимов А.П. Молекулярное типирование Yersinia pestis. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2013; (2): 3-11. doi: 10.3103/S0891416813020067

11. Смирнова Н.И., Кутырев В.В. Сравнительный анализ молекулярно-генетических особенностей генома и их эволюционных преобразований у возбудителей холеры, чумы и сибирской язвы. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2006; (2): 9-19.

12. Le Flèche P, Hauck Yo, Onteniente L, Prieur A, Denoeud F, Ramisse V, et al. A tandem repeats database for bacterial genomes: Application to the genotyping of Yersinia pestis and Bacillus anthracis. BMC Microbiology. 2001; 1(2): 2180-2193. doi: 10.1186/1471-2180-1-2

13. Pourcel C, André-Mazeaud F, Neubauer H, Ramisse F, Vergnaud G. Tandem repeats analysis for the high resolution phylogenetic analysis of Yersinia pestis. BMC Microbiol. 2004; 4: 22. doi: 10.1186/1471-2180-4-22