Мультиплексная ПЦР для дифференциации штаммов Vibrio cholerae О1 биовара Эль-Тор с различной эпидемической значимостью


Агафонова Е.Ю., Агафонов Д.А., Смирнова Н.И.

ФКУЗ Российский научно-исследовательский институт «Микроб» Роспотребнадзора, Саратов, Россия
Цель исследования. Разработка способа одновременной идентификации токсигенных эпидемически опасных штаммов V. cholerae биовара Эль-Тор и дифференциации нетоксигенных штаммов на потенциально эпидемически опасные и эпидемически безопасные.
Материалы и методы. Было использовано 167 штаммов V. cholerae О1 биовара Эль-Тор, 6 нетоксигенных штаммов V. cholerae non O1/O139, 5 штаммов бактерий близкородственных видов рода Vibrio и 3 штамма энтеробактерий.
Результаты. Мультиплексную ПЦР на выявление маркерных генов проводили в один прием в 2 реакционных смесях. Для токсигенных эпидемически опасных штаммов характерно образование 4 амплифицированных фрагментов, соответствующих генам vc0180, vc0514, ctxA и tcpA; для нетоксигенных штаммов, потенциально эпидемически опасных – 3 фрагментов, соответствующих генам vc0180, vc0514 и tcpA, а для нетоксигенных эпидемически безопасных – 1 фрагмента, соответствующего гену tcpA, или отсутствие всех детектируемых маркерных генов соответственно.
Заключение. Разработан способ дифференциации штаммов V. cholerae О1 биовара Эль-Тор с различной эпидемической значимостью. Показана специфичность и эффективность разработанной мультиплексной ПЦР, которая может быть использована при проведении эпидемиологических расследований, мониторинговых исследований объектов окружающей среды и для паспортизации штаммов V. cholerae.

Литература


1. Онищенко Г.Г., Ломов Ю.М., Москвитина Э.А., Федоров Ю.М., Подосинникова Л.С., Горобец А.В. Холера в начале XXI века. Прогноз. Журн. микробиол., эпидемиол., иммунобиол 2005; (3): 44–8.

2. Титова С.В., Москвитина Э.А., Кругликов В.Д., Самородова А.В., Тюленева Е.Г., Монахова Е.В., Писанов Р.В., Водопьянов А.С., Архангельская И.В., Иванова С.М., Ковалева Т.В., Водопьянов С.О. Холера: Оценка эпидемиологической обстановки в мире и России в 2006–2015 гг. Прогноз на 2016 г. Проблемы особо опасных инфекций 2016; (1): 20–7. DOI: 10.21055/0370-1069-2016-1-20-27

3. Dziejman M., Balon E., Boyd D., Fraser C.M., Heidelberg J.F., Mekalanos J.J. Comparative genomic analysis of Vibrio cholerae: genes that correlate with cholera endemic and pandemic disease. Proc. Nat. Acad. Sci. 2002; 99(3): 1556–61. DOI: 10.1073/pnas.042667999

4. O’shea Y. A., Reen F.J., Quirke A.M., Boyd E.F. Evolutionary genetic analysis of the emergence of epidemic Vibrio cholerae isolates on the basis of comparative nucleotide sequence analysis and multilocus virulence gene profiles. J. Clin. Microbiol 2004; 42(10): 4657–71. DOI:10.1128/JCM.42.10.4657-4671.2004.

5. Waldor M.K., Makalanos J.J. Lysogenic conversion by a filamentous bacteriophage encoding cholera toxin. Science 1996; 272(5270): 5819–25. DOI: 10.1126/science272.5270.1910

6. Осина Н.А., Каляева Т.Б., Бугоркова Т.В., Касьян И.А.. Обороткина Н.Ф. Результаты мониторинга холерных вибрионов в водных экосистемах на территории Республики Калмыкия. Здоровье населения и среда обитания 2013; 2(239): 28–30.

7. Титова С.В., Монахова Е.В. О потенциальной опасности нетоксигенных штаммов холерных вибрионов, содержащих гены токсин-корегулируемых пилей адгезии. Эпидемиол. инфекц. болезни. Актуал. вопр. 2016; (5): 65–70.

8. Faruque S.M., Mekalanos J.J. Phage-bacterial interactions in the evolution of toxigenic Vibrio cholerae. Virulence 2012; 3(7): 556–65. DOI: 10.4161/viru.22351

9. Гриднева Л.Г., Мусатов Ю.С., Громова Т.В., Пуховская Н.М., Белозерова Н.Б., Уткина О.М., Иванов Л.И., Ковальский А.Г., Миронова Л.В., Куликалова Е.С., Хунхеева Ж.Ю., Балахонов С.В. Результаты мониторинга и биологические свойства холерных вибрионов, изолированных из объектов окружающей среды на территории Хабаровского края. Проблемы особо опасных инфекций 2014; (1): 121–4.

10. Миронова Л.В., Хунхеева Ж.Ю., Пономарева А.С., Басов Е.А., Гольдапель Э.Г., Урбанович Л.Я., Громова Т.В., Краснощеков В.Н., Борзов В.П., Алленов А.В., Ковальский А.Г., Балахонов С.В. Молекулярно-эпидемиологический анализ ситуации по холере на Дальнем Востоке России в период седьмой пандемии. Дальневосточный журнал инфекционной патологии 2015; 27: 57–62.

11. Титова С.В., Кругликов В.Д., Ежова М.И., Водопьянов А.С., Архангельская И.В., Водопьянов С.О., Москвитина Э.А. Анализ динамики выделения и биологических свойств штаммов V. cholerae О1 El-Tor, изолированных из водных объектов на территории Ростовской области в 2003–2014 гг. Здоровье населения и среда обитания 2015; (2): 39–41.

12. Faruque S.M., Asadulghani, Saha M.N., Alim Abdul A.R.M., Albert John M., Nasirul Islam K.M., Mekalanos J.J. Analysis of clinical and environmental strains of nontoxigenic Vibrio cholerae for susceptibility to CTXφ: molecular basis for origination of new strains with epidemic potential. Infect. Immun. 1998; 66(12): 5819–25.

13. Krebs S.J., Taylor R.K. Protection and attachment of Vibrio cholerae mediated by the toxin-coregulated pilus in the infant mouse model. J. Bacteriol 2011; 193(19): 5260–70. DOI: 10.1128/JB.00378-11

14. Смирнова Н.И., Кульшань Т.А., Баранихина Е.Ю., Краснов Я.М., Агафонов Д.А., Кутырев В.В. Структура генома и происхождение нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль-Тор с различной эпидемиологической значимостью. Генетика 2016; 52(9): 1029–41. DOI: 10.7868/S0016675816060126

15. Смирнова Н.И., Челдышова Н.Б., Костромитина Е.А., Куличенко А.Н., Кутырев В.В. Дифференциация штаммов Vibrio cholerae eltor по их эпидемической значимости с помощью новых диагностических холерных бактериофагов Эль-Тор ctx- и ctx+ и полимеразной цепной реакции. Журн. эпидемиол., микробиол. и иммунобиол. 2001; 6: 11–16.

16. Плеханов Н.А., Заднова С.П., Агафонов Д.А., Смирнова Н.И. Конструирование мультиплексной ПЦР для идентификации токсигенных штаммов генетических вариантов Vibrio cholerae Эль-Тор и их дифференциации по эпидемическому потенциалу. Биотехнология 2015; (2): 82–90.

17. Кульшань Т.А., Топорков А.В., Смирнова Н.И. Генетические изменения вирулентных штаммов холерных вибрионов биовара Эль-Тор при их обитании в водной среде. Проблемы особо опасных инфекций 2006; 91: 41–4.


Об авторах / Для корреспонденции


Агафонова Елена Юрьевна – младший научный сотрудник отдела микробиологии ФКУЗ Российский научно-исследовательский институт «Микроб» Роспотребнадзора; е–mail: elenabaranichina@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9988-6312
Агафонов Дмитрий Алексеевич – к.б.н., старший научный сотрудник отдела микробиологии ФКУЗ Российский научно-исследовательский институт «Микроб» Роспотребнадзора; e-mail: rusrapi@microbe.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9273-6063
Смирнова Нина Ивановна – д.б.н., профессор, заведующая отделом микробиологии ФКУЗ Российский научно-исследовательский институт «Микроб» Роспотребнадзора; e-mail: rusrapi@microbe.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7115-6286


Похожие статьи


Бионика Медиа