Молекулярно-генетическая характеристика штамма Vibrio cholerae nono1/nono139 — возбудителя нового случая острой кишечной инфекции в Ростове-на-Дону

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В Ростовской области России более 50 лет существует гетерогенная популяция холерных вибрионов неО1/неО139 (НАГ-вибрионов), представители которой периодически вызывают у людей острые кишечные инфекции; последний случай зарегистрирован в 2018 г., а 2022 г. в Ростове был снова выявлен больной ребенок, от которого выделили 2 субкультуры НАГ-вибриона. Цель исследования: биоинформационный анализ полногеномных сиквенсов (WGSs) выделенного в 2022 г. клинического штамма НАГ-вибриона, генетических детерминант факторов патогенности и продуктов их трансляции in silico. Материалы и методы. Выделение, идентификацию культур, определение антибиотикочуствительности осуществляли согласно МУК 4.2.3745-22, SNP-анализ WGSs, полученных на платформе MiSeq Illumina, — с помощью авторского программного обеспечения, для идентификации и анализа генов и продуктов их трансляции использовали программы BioEdit 7.2.5, Vector NTI Advance 11, базу данных CARD. Результаты. Выделенные культуры, идентичные по фенотипическим признакам и ПЦР-генотипам, результатам SNP-анализа, были идентифицированы как нетоксигенный НАГ-вибрион. Возбудитель проявлял чувствительность к левомицетину, цефтриаксону, стрептомицину, гентамицину, налидиксовой кислоте, ципрофлоксацину, ампициллину, амикацину и промежуточную устойчивость к тетрациклину, доксициклину, фуразолидону, ко-тримоксазолу. В WGSs отсутствовали профаги CTX, preCTX, остров патогенности VPI, гены термостабильного и cholix-токсинов, острова пандемичности VSP-I и VSP-II. Детерминанты системы секреции 6 типа (T6SS) были представлены не в полном составе, что свидетельствовало в пользу утраты ее функциональности. Выявлен интактный кластер T3SS, к которому прилегала область nan-nag острова патогенности VPI-2 при отсутствии проксимальной и дистальной частей последнего. Обнаружены кластер RTX, ответственный за синтез цитотоксина MARTX, гены гемолизина HlyA, цитотонического токсина Cef, нескольких сериновых и металлопротеаз. Большинство детерминант отличались по нуклеотидному составу от прототипов, но их продукты сохраняли характерные активные домены. Адгезивную активность могли обеспечивать не чувствительные к маннозе MSHA-подобные пили, поскольку msh-кластер содержал все необходимые для их продукции гены, а также жгутики, оба ответственных за их образование кластера были на 99% идентичны прототипу. Из детерминант антибиотикорезистентности выявлен только ген β-лактамазы VarG. Заключение. Исследуемый штамм НАГ-вибриона содержит достаточное количество интактных детерминант факторов патогенности, экспрессия которых могла внести свой вклад в развитие заболевания.

Об авторах

Елена Владимировна Монахова

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Email: monakhova_ev@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-9216-7777
SPIN-код: 3091-5680
Scopus Author ID: 6603368032

д.б.н., старший научный сотрудник, главный научный сотрудник отдела микробиологии холеры и других острых кишечных инфекций

Россия, 344002, Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 117/40

В. Д. Кругликов

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Email: kruglikov_vd@antiplague.ru

д.м.н., начальник отдела микробиологии холеры и других острых кишечных инфекций

Россия, 344002, Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 117/40

А. С. Водопьянов

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Email: vodopyanov_as@antiplague.ru

к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии природно-очаговых и зоонозных инфекций

Россия, 344002, Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 117/40

Н. А. Селянская

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Email: selyanskaya_na@antiplague.ru

к.м.н., старший научный сотрудник отдела микробиологии холеры и других острых кишечных инфекций

Россия, 344002, Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 117/40

М. И. Ежова

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Email: mari-ezho@yandex.ru

научный сотрудник отдела микробиологии холеры и других острых кишечных инфекций

Россия, 344002, Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 117/40

А. К. Носков

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Автор, ответственный за переписку.
Email: noskov-epid@mail.ru

к.м.н., директор

Россия, 344002, Ростов-на-Дону, ул. М. Горького, 117/40

Список литературы

  1. Архангельская И.В., Кругликов В.Д., Левченко Д.А., Монахова Е.В., Непомнящая Н.Б., Подойницына О.А., Ежова М.И. Клинические штаммы холерных вибрионов неО1/неО139 серогрупп в России: динамика выделения, серологическая принадлежность, генетические особенности // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2021. Т. 11, № 1. С. 52–56. [Arkhangelskaya I.V., Kruglikov V.D., Levchenko D.A., Monakhova E.V., Nepomnyaschaya N.B., Podoinitsyna O.A., Ezhova M.I. Clinical strains of Vibrio cholerae nonO1/ nonO139 serogroups in Russia: isolation dynamics, serological belonging, genetic features. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. Aktual’nye voprosy = Epidemiology and Infectious Diseases. Current Items, vol. 11, no. 1, pp. 52–54. (In Russ.)] doi: 10.18565/epidem.2021.11.1.52-6
  2. Архангельская И.В., Непомнящая Н.Б., Монахова Е.В., Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Кругликов В.Д. Генетическая неоднородность популяции Vibrio choleraе nonO1/non O139, циркулирующих в Ростовской области // Здоровье населения и среда обитания. 2015. № 3 (264). С. 25–28. [Arkhangelskaya I.V., Nepomnyaschaya N.B., Monakhova E.V., Vodopyanov A.S., Vodopyanov S.О., Kruglikov V.D. Genetic diversity of the population of Vibrio cholerae non-O1/non-O139 circulating in Rostov region. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya = Public Health and Life Environment, 2015, no. 3 (264), pp. 25–28. (In Russ.)]
  3. Бардахчьян Э.А., Монахова Е.В., Харланова Н.Г., Саямов С.Р., Писанов Р.В. Ультраструктурные изменения тонкой кишки мышей-сосунков, вызванные действием гемагглютинин/протеазы холерных вибрионов // Бюллетень экпериментальной биологии и медицины. 2008. Т. 145, № 4. С. 475–480. [Bardakchian E.A., Monakhova E.V., Kharlanova N.G., Sayamov S.R., Pisanov R.V. Ultrastructural changes in the small intestine of suckling mice, caused by Vibrio cholerae hemagglutinin/protease. Byulleten’ ekperimental’noi biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2008, vol. 145, no. 4, pp. 475–480. (In Russ.)]
  4. Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Водопьянов С.О., Мишанькин Б.Н., Олейников И.П., Кругликов В.Д., Титова С.В. Молекулярная эпидемиология Vibrio cholerae — разработка алгоритма анализа данных полногеномного секвенирования // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2016, № 3. С. 146–152. [Vodopyanov A.S., Pisanov R.V., Vodopyanov S.O., Mishankin B.N., Oleynikov I.P., Kruglikov V.D., Titova S.V. Molecular epidemiology of Vibrio cholerae — development of the algorithm for data analysis of whole genome sequencing. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni = Epidemiology and Infectious Diseases, 2016, vol. 21, no. 3, pp. 146–152. (In Russ.)] doi: 10.17816/EID40917
  5. Заднова С.П., Плеханов Н.А., Кульшань Т.А., Швиденко И.Г., Крицкий А.А. Система секреции шестого типа Vibrio cholerae // Проблемы особо опасных инфекций. 2022. № 2. С. 27–35. [Zadnova S.P., Plekhanov N.A., Kul’shan’ T.A., Shvidenko I.G., Kritsky A.A. Vibrio cholerae secretion system of the type VI. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2022, no. 2, pp. 27–35. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2022-2-27-35
  6. Методы лабораторной диагностики холеры: Методические указания МУК 4.2.3745-22. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2022. [Methods of laboratory diagnosis of cholera: Guidelines MUK 4.2.2218-07. Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2022. (In Russ.)]
  7. Монахова Е.В., Архангельская И.В. Холерные вибрионы неО1/неО139 серогрупп в этиологии острых кишечных инфекций: современная ситуация в России и в мире // Проблемы особо опасных инфекций. 2016. № 2. С. 14–23. [Monakhova E.V., Arkhangelskaya I.V. Cholera vibrios of nonO1/nonO139 serogroups in etiology of acute intestinal infections: current situation in Russia and around the world. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2016, no. 2, pp. 14–23. (In Russ.)] doi: 10.21055/0370-1069-2016-2-14-23
  8. Селянская Н.А., Веркина Л.М., Березняк Е.А., Титова С.В., Железняк Н.Г., Архангельская И.В. Сравнительная оценка антибиотикорезистентности штаммов V. cholerae nonО1/nonО139, выделенных от людей в Ростовской области в разные годы // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015. Т. 20, № 3. С. 32–35. [Selyanskaya N.А., Verkina L.М., Bereznyak Е.А., Titova S.V., Zheleznyak N.G., Arkhangelskaya I.V. Comparative study of antibiotic resistance of V. cholerae nonО1/nonО139 strains isolated from humans in the Rostov region in various years. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni = Epidemiology and Infectious Diseases, 2015, vol. 20, no. 3, pp. 32–35. (In Russ.)] doi: 10.17816/EID40875
  9. Almagro-Moreno S., Boyd E.F. Sialic acid catabolism confers a competitive advantage to pathogenic Vibrio cholerae in the mouse intestine. Infect. Immun., 2009, vol. 77, no. 9, pp. 3807–3816. doi: 10.1128/IAI.00279-09
  10. Chen Y., Johnson J.A., Pusch G.D., Morris J.G. Jr., Stine O.C. The genome of non-O1 Vibrio cholerae NRT36S demonstrates the presence of pathogenic mechanisms that are distinct from those of O1 Vibrio cholerae. Infect. Immun., 2007, vol. 75, no. 5, pp. 2645–2647. doi: 10.1128/IAI.01317-06
  11. Monakhova E.V., Arkhangelskaya I.V., Titova S.V., Pisanov R.V. MSHA-like pili of non-toxigenic Vibrio choleraе strains. Problems of Particularly Dangerous Infections, 2019, no. 3, pp. 52–57. doi: 10.21055/0370-1069-2019-3-75-80
  12. Mondal A., Tapader R., Chatterjee N.S., Ghosh A., Sinha R., Koley H., Saha D.R., Chakrabarti M.K., Wai S.N., Pal A. Cytotoxic and inflammatory responses induced by outer membrane vesicle-associated biologically active proteases from Vibrio cholerae. Infect. Immun., 2016, vol. 84, no. 5, pp. 1478–1490. doi: 10.1128/IAI.01365-15
  13. Shin O.S., Tam V.C., Suzuki M., Ritchie J.M., Bronson R.T., Waldor M.K., Mekalanos J.J. Type III secretion is essential for the rapidly fatal diarrheal disease caused by non-O1, non-O139 Vibrio cholerae. mBio, 2011, vol. 2, pp. e00106–e00111. doi: 10.1128/mBio.00106-11
  14. Utada A.S., Bennett R.R., Fong J.C.N., Gibiansky M.L., Yildiz F.H., Golestanian R., Wong G.C.L. Vibrio cholerae use pili and flagella synergistically to effect motility switching and conditional surface attachment. Nat. Commun., 2014, vol. 5: 4913. doi: 10.1038/ncomms5913
  15. Zeb S., Shah M.A., Yasir M., Awan H.M., Prommeenate P., Klanchui A., Wren B.W., Thomson N., Bokhari H. Type III secretion system confers enhanced virulence in clinical non-O1/non-O139 Vibrio cholerae. Microb. Pathog., 2019, vol. 135: 103645. doi: 10.1016/j.micpath.2019.103645

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Схема участка генома штамма 46, включающего полный кластер T3SS и область nan-nag VPI-2

Скачать (82KB)
3. Рисунок 2. Дендрограмма, построенная по результатам AlignX-анализа генов интеграз, входящих в состав кластеров T3SS и VPI-2 разных штаммов V. cholerae

Скачать (66KB)

© Монахова Е.В., Кругликов В.Д., Водопьянов А.С., Селянская Н.А., Ежова М.И., Носков А.К., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».