Актуальность

antibiotics

Антибиотики и Химиотерапия

Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy

0235-2990

ООО «Издательство ОКИ»

10.37489/0235-2990-2024-69-1-2-23-28

EKEYRC

antibiotics-1105

Research Article

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

EXPERIMENTAL STUDIES

Филогенетическая характеристика штаммов возбудителя туляремии на территории Ростовской области и выявление эритромициночувствительных геновариантов.

Phylogenetic characteristics of strains of the causative agent of tularemia in the Rostov region and identification of erythromycin-sensitive genovariants

https://orcid.org/0000-0002-1835-1496

Сорокин

В. М.

Sorokin

V. M.

Сорокин Владимир Михайлович — к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории природно-очаговых и зоонозных инфекций

117/40, ул. М. Горького, Ростовский-на-Дону противочумный институт, Ростов-на-Дону, 344002.

Vladimir M. Sorokin — Ph. D. in Biology, Senior Researcher at the Laboratory of Natural Focal and Zoonotic Infections

117/40, M. Gorkogo st., Rostov-on-Don Plague Control Research Institute, Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ru

https://orcid.org/0000-0001-8287-4294

Павлович

Н. В.

Pavlovich

N. V.

Павлович Наталья Владимировна — д. м. н., главный научный сотрудник, и. о. заведующей отделом природноочаговых и зоонозных инфекций

Ростов-на-Дону

Natalia V. Pavlovich — D. Sc. in Medicine, Chief Researcher, Acting Head of the Department of Natural Focal and Zoonotic Infections

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-4091-649X

Цимбалистова

М. В.

Tsymbalistova

M. V.

Цимбалистова Марина Викторовна — к. м. н., старший научный сотрудник, лаборатории природноочаговых и зоонозных инфекций

Ростов-на-Дону

Marina V. Tsymbalistova — Ph. D. in Medicine, Senior Researcher at the Laboratory of Natural Focal and Zoonotic Infections

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-4329-8340

Хаметова

А. П.

Hametova

A. P.

Хаметова Анна Петровна — младший научный сотрудник, лаборатории экспериментально-биологических моделей и биологической безопасности

Ростов-на-Дону

Anna P. Hametova — Junior Researcher at the Laboratory of Experimental Biological Models and Biological Safety

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-9056-3231

Водопьянов

А. С.

Vodopyanov

A. S.

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

Ростов-на-Дону

Alexey S. Vodopyanov — Ph. D. in Medicine, Leading Researcher at the Laboratory of Molecular Biology of Natural Focal and Zoonotic Infections

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0002-7178-8021

Писанов

Р. В.

Pisanov

R. V.

Писанов Руслан Вячеславович — к. б. н., главный научный сотрудник, и. о. заведующего лаборатории молекулярной биологии природно-очаговых и зоонозных инфекций

Ростов-на-Дону

Ruslan V. Pisanov — Ph. D. in Biology, Chief Researcher, Acting Head of the Laboratory of Molecular Biology of Natural Focal and Zoonotic Infections

Rostov-on-Don

https://orcid.org/0000-0003-0550-2221

Носков

А. К.

Noskov

A. K.

Носков Алексей Кимович — директор

Ростов-на-Дону

Aleksey K. Noskov — Director

Rostov-on-Don

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт РоспотребнадзораРоссияRostov-on-Don Plague Control Research InstituteRussian Federation

2024

16042024

691-22328

2024

Сорокин В.М., Павлович Н.В., Цимбалистова М.В., Хаметова А.П., Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Носков А.К.

Sorokin V.M., Pavlovich N.V., Tsymbalistova M.V., Hametova A.P., Vodopyanov A.S., Pisanov R.V., Noskov A.K.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1105

Актуальность

Актуальность. Изучение вопросов филогеографии туляремийного микроба представляет не только практический, но и научный интерес, так как позволяет оценить эволюционные процессы Francisella tularensis в современных условиях.

Цель

Цель. Филогенетический анализ штаммов возбудителя туляремии на территории Ростовской области и выявление эритромициночувствительных геновариантов.

Материал и методы

Материал и методы. Культурально-морфологические, биохимические и биологические свойства туляремийного микроба изучали в соответствии с МУ 3.1.2007-05. Антибиотикочувствительность исследуемых культур изучали диско-диффузионным методом, согласно МУК 4.2.2495-09. Для генотипирования штаммов применён метод VNTR анализа по 5 локусам. Кластерный анализ и построение филогенетического дерева проводили с использованием программы GrapeTree.

Результаты

Результаты. Проведено исследование репрезентативной коллекции 122 культур, изолированных из различных источников в период с 1945 по 2022 гг. Как установлено, все изученные штаммы возбудителя туляремии обладали типичными культурально-морфологическими и биологическими характеристиками. Результаты изучения антибиотикограмм бактерий показали, что все штаммы были устойчивы к бета-лактамам, полимиксину, клиндамицину и чувствительны к аминогликозидам, рифампицину и фторхинолонам. В отношении эритромицина обнаружены только 2 эритромициночувствительных штамма. Филогенетический анализ 34 европейских и российских штаммов F. tularensis позволил определить принадлежность этих штаммов к подгруппе В.7 основной генетической группы В.6.

Заключение

Заключение. Впервые в Целинском районе Ростовской области зарегистрировано наличие «нетипичных» геновариантов туляремийного микроба, принадлежащих к подгруппе В.7 основной группы В.6 подвида holarctica, согласно современной схеме генетического типирования F. tularensis subsp. holarctica.

Background

Background. The study of the phylogeography of the tularemia microbe is not only practical, but also of scientific interest, as it allows us to evaluate the evolutionary processes of Francisella tularensis in modern conditions.

Aim

Aim. Phylogenetic analysis of strains of the causative agent of tularemia in the Rostov region and identification of erythromycin-sensitive genovariants.

Results

Results. A representative collection of 122 cultures, isolated from various sources from 1945 to 2022, was studied. As it was established, all the studied strains of the causative agent of tularemia had typical cultural, morphological, and biological characteristics. The results of the study of bacteria antibiograms showed that all strains were resistant to β-lactams, polymyxin, clindamycin, and sensitive to aminoglycosides, rifampicin, and fluoroquinolones. In relation to erythromycin, only 2 erythromycin-sensitive strains were found. Phylogenetic analysis of 34 European and Russian strains of F. tularensis made it possible to determine whether these strains belong to subgroup B.7 of the main genetic group B.6.

Conclusion

Conclusion. For the first time, in the Tselinsky district of the Rostov region, the presence of «atypical» genovariants of the tularemia microbe belonging to subgroup B.7 of the main group B.6 of the subspecies holarctica was registered, according to the modern scheme of genetic typing of F. tularensis subsp. holarctica.

Francisella tularensisподвидытипированиефилогеографияэритромициночувствительностьПЦР

Francisella tularensissubspeciestypingphylogeographyerythromycin-sensitivityPCR

Работа выполнена в рамках Отраслевой научно-исследовательской программы Роспотребнадзора на 2021–2025 гг. (п. 6.5.12.)

References1

Мокриевич А. Н., Тимофеев В. С., Кудрявцева Т. Ю., Уланова Г. И., Карбышева С. Б., Миронова Р. И. и др. Выделение среднеазиатского подвида туляремийного микроба на территории Алтайского края. Проблемы особо опасных инфекций. 2013; 1: 66–69.

Mokrievich A. N., Timofeev V. S., Kudryavtseva T. Yu., Ulanova G. I., Karbysheva S. B., Mironova R. I. i dr. Vydelenie sredneaziatskogo podvida tulyaremiinogo mikroba na territorii Altaiskogo kraya. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii. 2013; 1: 66–69. (in Russian)]

Олсуфьев Н.Г. Таксономия, микробиология и лабораторная диагностика возбудителя туляремии. М.: Медицина; 1975.

Olsuf'ev N.G. Taksonomiya, mikrobiologiya i laboratornaya diagnostika vozbuditelya tulyaremii. Moscow: Meditsina; 1975. (in Russian)]

Орлов Д.С. География туляремии на Европейской территории России: Дис. ... канд. геогр. наук. М.: 2022.

Orlov D.S. Geografiya tulyaremii na Evropeiskoi territorii Rossii.[dissertation] Moscow: 2022. (in Russian)]

Olsufjev N.G., Meshcheryakova I.S. Subspecific taxonomy of Francisella tularensis. Int J Syst Bacteriol.1983; 33: 872–4.

Kudelina R.I., Olsufjev N.G. Sensitivity to macrolide antibiotics and lincomycin in Francisella tularensis holarctica. J Hyg Epidemiol Microbiol Immunol. 1980; 24: 84–91.

Павлович Н.В., Мишанькин Б.Н., Тынкевич Н.К., Рыжко И.В., Романова Л.В., Данилевская Г.И. Сравнительная характеристика биологических свойств штаммов Francisella tularensis, выделенных на территории СССР. Антибиотики и химиотер. 1991; 36 (10): 23–25.

Pavlovich N.V., Mishan'kin B.N., Tynkevich N.K., Ryzhko I.V., Romanova L.V., Danilevskaya G.I. Sravnitel'naya kharakteristika biologicheskikh svoistv shtammov Francisella tularensis, vydelennykh na territorii SSSR. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 1991; 36 (10): 23–25. (in Russian)]

Павлович Н.В., Мишанькин Б.Н. Прозрачная питательная среда для культивирования Francisella tularensis. Антибиотики и медицинская. биотехнология. 1987; 32 (2): 133-137

Pavlovich N.V., Mishan'kin B.N. Prozrachnaya pitatel'naya sreda dlya kul'tivirovaniya Francisella tularensis. Antibiotiki i medicinskaya. Biotekhnologiya. 1987; 32 (2): 133–137 (in Russian)]

Эпидемиологический надзор за туляремией: Методические указания МУ 3.1.2007-05.М.: 2005.

Epidemiologicheskij nadzor za tulyaremiej: Metodicheskie ukazaniya MU 3.1.2007-05. Moscow: 2005 (in Russian)]

Определение чувствительности возбудителей опасных бактериальных инфекций (чума, сибирская язва, холера, туляремия, бруцеллез, сап, мелиоидоз) к антибактериальным препаратам. Методические указания МУК 4.2.2495—09. М.: 2009.

Opredelenie chuvstvitel'nosti vozbuditelej opasnyh bakterial'nyh infekcij (chuma, sibirskaya yazva, holera, tulyaremiya, brucellez, sap, melioidoz) k antibakterial'nym preparatam. Metodicheskie ukazaniya MUK 4.2.2495-09. Moscow: 2009 (in Russian)]

Zhou Z., Alikhan N.F., Sergeant M.J., Luhmann N., Vaz C., Francisco A.P. et al. GrapeTree: visualization of core genomic relationships among 100,000 bacterial pathogens. Genome Res. 2018; 28 (9): 1395–1404. doi: 10.1101/gr.232397.117.

O’Sullivan M.V., Sintchenko V. and Gilbert G.L. Software for selecting the most informative sets of genomic loci for multi-target microbial typing. BMC Bioinformatics. 2013; 14 (1): 1–8. doi: 10.1186/1471-2105-14-148.

Karlsson E., Golovliov I., Lärkeryd A., Granberg M., Larsson E., Öhrman, C. et al. Clonality of erythromycin resistance in Francisella tularensis. J Antimicrob Chemother. 2016; 71 (10): 2815–2823. doi: 10.1093/jac/dkw235.

Ковалев Е.В., Карпущенко Г.В., Швагер М.М., Полонский А.В., Сидельников В.В., Гончаров А.Ю. и др. Особенности распространения туляремийной инфекции в Ростовской области. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2017; 16 (6 (97)): 37–40.

Kovalev E.V., Karpushchenko G.V., Shvager M.M., Polonskii A.V., Sidel'nikov V.V., Goncharov A.Yu. i dr. Osobennosti rasprostraneniya tulyaremiinoi infektsii v Rostovskoi oblasti. Epidemiologiya i Vaktsinoprofilaktika. 2017; 16 (6 (97)): 37–40. (in Russian)]

Vogler A.J., Birdsell D., Wagner D.M., Keim P. An optimized, multiplexed multi‐locus variable‐number tandem repeat analysis system for genotyping Francisella tularensis. Lett Appl Microbiol. 2009 Jan; 48 (1): 140–144. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2008.02484.x.

Gürcan S., Karabay O., Karadenizli A., Karagol C., Kantardjiev T., Ivanov I.N. Characteristics of the Turkish isolates of Francisella tularensis. Jpn J Infect Dis. 2008; 61 (3): 223–5. pmid: 18503176.

Glinšek Biškup U., Kogoj R., Korva M., Knap N., Cerar T., Knapič T. et al. Characterization of Tularemia Cases in Slovenia with Multiple-Locus Variable-Number Tandem Repeat Analysis. Vector-Borne and Zoonotic Dis. 2021; 21 (5): 351–357. doi: 10.1089/vbz.2020.2711.

Timofeev V., Bakhteeva I., Titareva G., Kopylov P., Christiany D., Mokrievich A. et al. Russian isolates enlarge the known geographic diversity of Francisella tularensis subsp. mediasiatica. PLoS One. 2017; 12 (9): e0183714. doi: 10.1371/journal.pone.0183714.

Гнусарева О. А., Котенев Е. С., Волынкина А. С., Чишенюк Т. И., Куличенко А. Н. Молекулярно-эпидемиологический анализ вспышки туляремии в Ставропольском крае в 2017 г. Инфекционные болезни: Новости. Мнения. Обучение.2018; 7 (3 (26)): 57–61.

Gnusareva O. A., Kotenev E. S., Volynkina A. S., Chishenyuk T. I., Kulichenko A. N. Molekulyarno-epidemiologicheskii analiz vspyshki tulyaremii v Stavropol'skom krae v 2017 g. Infektsionnye Bolezni: Novosti. Mneniya. Obuchenie.2018: 7 (3 (26)): 57–61. (in Russian)]

Svensson K., Granberg M., Karlsson L., Neubauerova V., Forsman M., Johansson A. A real-time PCR array for hierarchical identification of Francisella isolates. PloS One. 2009; 4 (12): e8360. doi: 10.1371/journal.pone.0008360.

Кудрявцева Т. Ю., Мокриевич А. Н. Молекулярно-генетические основы различий подвидов возбудителя туляремии и типирования штаммов Francisella tularensis subsp. holarctica. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2022; 40 (1): 12–20. doi: https://doi.org/10.17116/molgen20224001112.

Kudryavtseva T.Yu., Mokrievich A.N. Molecular genetic basis of differences in tularemia causative agent subspecies and typing of strains of Francisella tularensis subsp. holarctica. Molekulyarnaya Genetika, Mikrobiologiya i Virusologiya (Molecular Genetics, Microbiology and Virology). 2022; 40 (1): 12–20. doi: https://doi.org/10.17116/molgen20224001112. (in Russian)]

Koene M., Rijks J., Maas M., Ruuls R., Engelsma M., Van Tulden P. et al. Phylogeographic distribution of human and hare Francisella tularensis subsp. holarctica strains in the Netherlands and its pathology in European brown hares (Lepus europaeus). Frontiers in cellular and infection microbiology. 2019 Feb 11; 9: 11. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00011

Origgi F.C., Frey J., Pilo P. Characterisation of a new group of Francisella tularensis subsp. holarctica in Switzerland with altered antimicrobial susceptibilities, 1996 to 2013. Euro Surveill. 2014 Jul 24; 19 (29): 20858. doi: 10.2807/1560-7917.ES2014.19.29.20858.

Müller W., Hotzel H., Otto P., Karger A., Bettin B., Bocklisch H. et al. German Francisella tularensis isolates from European brown hares (Lepus europaeus) reveal genetic and phenotypic diversity. BMC Microbiology. 2013 Dec; 13 (1): 1–9. doi: 10.1186/1471-2180-13-61.

Kevin M., Girault G., Caspar Y., Cherfa M.A., Mendy C., Tomaso H. et al. Phylogeography and Genetic Diversity of Francisella tularensis subsp. holarctica in France (1947–2018). Frontiers in microbiology. 2020 Mar 4; 11: 287. doi: 10.3389/fmicb.2020.00287.

Appelt S., Köppen K., Radonić A., Drechsel O., Jacob D., Grunow R. et al. Genetic diversity and spatial segregation of Francisella tularensis subspecies holarctica in Germany. Front Cell Infect Microbiol. 2019; 376. doi: 10.3389/fcimb.2019.00376.

Appelt S., Faber M., Köppen K., Jacob D., Grunow R., Heuner K. Francisella tularensis Subspecies holarctica and Tularemia in Germany. Microorganisms. 2020 Sep 22; 8 (9): 1448. doi: 10.3390/microorganisms8091448.

Timofeev V., Bakhteeva I., Mokrievich A., Vakhrameeva G., Gritskova E., Anisimov Y. et al. The First Finding of Francisella tularensis subsp. mediasiatica in Krasnoyarsk Territory, Siberia, and an Update of the Subspecies Genetic Diversity. Bacteria. 2022 Oct 20; 1 (4): 242–249. doi: https://doi.org/10.3390/bacteria1040018.

Shevtsov V., Kairzhanova A., Shevtsov A., Shustov A., Kalendar R., Abdrakhmanov S. et al. Genetic diversity of Francisella tularensis subsp. holarctica in Kazakhstan. PLoS Negl Trop Dis. 2021 May 17; 15 (5): e0009419. doi: 10.1371/journal.pntd.0009419.

Попов Н. В., Слудский А. А., Завьялов Е. В., Удовиков А. И., Табачишин В. Г., Аникин В. В. и др. Оценка возможной роли каменки-плясуньи (Oenanthe isabellind) и других птиц в механизме энзоотии чумы. Поволжский экологический журнал. 2007; 3: 215–226.

Popov N. V., Sludskii A. A., Zav'yalov E. V., Udovikov A. I., Tabachishin V. G., Anikin V. V. i dr. Otsenka vozmozhnoi roli kamenki-plyasun'i (Oenanthe isabellind) i drugikh ptits v mekhanizme enzootii chumy. Povolzhskii Ekologicheskii Zhurnal. 2007; 3: 215–226. (in Russian)]

Balakhonov S.V., Korzun V.M., Verzhutsky D.B., Mikhaylov E.P., Rozhdestvensky E.N., Denisov A.V. The first case of Yersinia pestis subsp. pestis Isolation in the territory of the Altai Mountain natural plague focus. Communication 2. Probable Ways and Mechanisms of Plague Agent Main Subspecies Importation into the Territory of the Focus. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2013; (2): 5–10. doi: https://doi.org/10.21055/0370-1069-2013-2-5-10.

Hunt T. Migration paths of cranes and video. 26.09.2017. Available from: https://www.looduskalender.ee/n/en/node/1735

The authors declare that there are no conflicts of interest present.