Характеристика уникальных завозных штаммов холерных вибрионов, вызвавших в 2023 году в Москве случаи острой кишечной инфекции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В 2023 году в России впервые были зарегистрированы два случая острой кишечной инфекции, вызванные идентичными штаммами Vibrio cholerae Эль-Тор, содержащими профаг preCTX и классический аллель гена tcpA. Заболевшие накануне посетили страны Азии (Индонезию, Бангладеш, Индию). Для определения патогенетического потенциала возбудителей требовалась их детальная молекулярно-генетическая характеристика.

Цель исследования ― фенотипическая и генотипическая характеристика штаммов Vibrio cholerae O1, завезённых в Москву в 2023 году и выделенных от больных острой кишечной инфекцией.

Материалы и методы. В работе использованы полногеномные сиквенсы (WGSs), полученные на платформе MiSeq Illumina. Биоинформационный анализ выполняли с помощью программ Vector NTI Advance, BioEdit, BLASTN, BLASTP, CARD, пакетов pygenomeviz, biopython.

Результаты. Исследуемые штаммы относились к биовару Эль-Тор, серовару Огава, имели одинаковые спектры антибиотикорезистентности. В их геномах присутствовали профаги preCTX и RS1 c уникальным составом генов. RS1 содержал ген rstRcalc (Калькутта), а RS2-элемент preCTX ― rstRclass (классический), а также дополнительный ген orfX с неизвестной функцией. В полном острове патогенности VPI-1 tcp-кластер, ответственный за продукцию токсин-корегулируемых пилей, имел существенные отличия от прототипов по генам tcpF и toxT, но их продукты сохранили характерные активные домены. Ген tcpA относился к классическому типу, но отличался от прототипа тремя однонуклеотидными полиморфизмами. У штаммов также обнаружен обширный набор характерных для вибрионов Эль-Тор интактных генетических детерминант факторов патогенности, достаточных для реализации патогенетического потенциала.

Заключение. Изученные штаммы холерных вибрионов были завезены из Индии, Бангладеш либо Индонезии и связаны единым источником заражения и фактором передачи инфекции. Риск завоза таких и подобных штаммов сохраняется, и охарактеризованные изоляты могут быть использованы в качестве эталонных при мониторинговых исследованиях на холеру на территории Российской Федерации.

Об авторах

Елена Владимировна Монахова

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: monakhova_ev@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-9216-7777
SPIN-код: 3091-5680

д-р биол. наук

Россия, Ростов-на-Дону

Владимир Дмитриевич Кругликов

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: kruglikov_vd@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-6540-2778
SPIN-код: 9767-2936

д-р мед. наук

Россия, Ростов-на-Дону

Оксана Андреевна Подойницына

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: podoynitcina_oa@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-9996-4189
SPIN-код: 4424-8963

канд. биол. наук

Россия, Ростов-на-Дону

Алексей Сергеевич Водопьянов

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: vodopyanov_as@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-9056-3231
SPIN-код: 7319-3037

канд. мед. наук

Россия, Ростов-на-Дону

Наталья Борисовна Непомнящая

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: nepomniashchaia_nb@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0003-0868-6791
SPIN-код: 3314-8774
Россия, Ростов-на-Дону

Артем Владимирович Евтеев

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: evteev_av@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-0087-9153
SPIN-код: 6050-0361
Россия, Ростов-на-Дону

Наталья Евгеньевна Гаевская

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: gaevskaya_ne@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-0762-3628
SPIN-код: 3143-4788

канд. мед. наук

Россия, Ростов-на-Дону

Список литературы

  1. Monakhova EV, Ghosh A, Mutreja A, et al. Endemic cholera in India and imported cholera in Russia: What is common? Problems of Particularly Dangerous Infections. 2020;(3):17–26. (In English). doi: 10.21055/0370-1069-2020-3-17-26 EDN: SAPFLG
  2. Popova AYu, Noskov AK, Ezhlova EB, et al. Epidemiological situation on cholera in the Russian Federation in 2023 and forecast for 2024. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2024;(1):76–88. doi: 10.21055/0370-1069-2024-1-76-88 EDN: IPVMUO
  3. Monakhova EV, Vodop’yanov AS, Kruglikov VD, et al. Molecular genetic characteristics of Vibrio cholerae nonO1/nonO139 strains isolated on the territory of Russian Federation from patients with otitis. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2022;99(4):465–477 doi: 10.36233/0372-9311-215 EDN: NGXMCM
  4. Boyd EF, Heilpern AJ Waldor MK. Molecular analyses of a putative CTXphi precursor and evidence for independent acquisition of distinct CTX(phi)s by toxigenic Vibrio cholerae. J Bacteriol. 2000;182(19):5530–5538. doi: 10.1128/JB.182.19.5530-5538.2000
  5. Davis BM, Kimsey HH, Chang W, Waldor MK. The Vibrio cholerae O139 Calcutta bacteriophage CTXphi is infectious and encodes a novel repressor. J Bacteriol. 1999;181(21):6779–6787. doi: 10.1128/JB.181.21.6779-6787.1999
  6. Li X, Zhao L, Gao H, et al. A novel pre-CTX prophage in the Vibrio cholerae serogroup O139 strain. Infect Genet Evol. 2020;81:104238. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104238 EDN: PJJVHQ
  7. Kumar A, Das B, Kumar N. Vibrio Pathogenicity Island-1: The master determinant of cholera pathogenesis. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:561296. doi: 10.3389/fcimb.2020.561296 EDN: DNHDNG
  8. Wang H, Pang B, Xiong L, et al. The hybrid pre-CTX-RS1 prophage genome and its regulatory function in environmental Vibrio cholerae O1 strains. Appl Environ Microbiol. 2015;81(20):7171–7177. doi: 10.1128/AEM.01742-15
  9. Li X, Han Y, Zhao W, et al. Diversity and complexity of CTXΦ and pre-CTXΦ families in Vibrio cholerae from seventh pandemic. Microorganisms. 2024;12(10):1935. doi: 10.3390/microorganisms12101935 EDN: JVFBHC
  10. Nusrin S, Khan GY, Bhuiyan NA, et al. Diverse CTX phages among toxigenic Vibrio cholerae O1 and O139 strains isolated between 1994 and 2002 in an area where cholera is endemic in Bangladesh. J Clin Microbiol. 2004;42(12):5854–5856. doi: 10.1128/JCM.42.12.5854-5856.2004
  11. Choi SY, Lee JH, Kim EJ, et al. Classical RS1 and environmental RS1 elements in Vibrio cholerae O1 El Tor strains harbouring a tandem repeat of CTX prophage: revisiting Mozambique in 2005. J Med Microbiol. 2010; 59(Pt 3):302–308. doi: 10.1099/jmm.0.017053-0
  12. Maiti D, Das B, Saha A, et al. Genetic organization of pre-CTX and CTX prophages in the genome of an environmental Vibrio cholerae non-O1, non-O139 strain. Microbiology. 2006;152(Pt 12):3633–3641. doi: 10.1099/mic.0.2006/000117-0
  13. Tay CY, Reeves PR, Lan R. Importation of the major pilin TcpA gene and frequent recombination drive the divergence of the Vibrio pathogenicity island in Vibrio cholerae. FEMS Microbiol Lett. 2008;289(2):210–218. doi: 10.1111/j.1574-6968.2008.01385.x
  14. Mukhopadhyay AK, Chakraborty S, Takeda Y, et al. Characterization of VPI pathogenicity island and CTXphi prophage in environmental strains of Vibrio cholerae. J Bacteriol. 2001;183(16):4737–4746. doi: 10.1128/JB.183.16.4737-4746.2001
  15. Li F, Du P, Li B, et al. Distribution of virulence-associated genes and genetic relationships in non-O1/O139 Vibrio cholerae aquatic isolates from China. Appl Environ Microbiol. 2014;80(16):4987–4992. doi: 10.1128/AEM.01021-14
  16. Irenge LM, Ambroise J, Bearzatto B, et al. Genomic evolution and rearrangement of CTX-Φ prophage elements in Vibrio cholerae during the 2018-2024 cholera outbreaks in eastern Democratic Republic of the Congo. Emerg Microbes Infect. 2024;13(1):2399950. doi: 10.1080/22221751.2024.2399950 EDN: LXYKTI
  17. Monakhova EV, Mironova AV, Alekseeva LP, Mazrukho AB. Virulence of pre-CTXphi-carrying Vibrio cholerae: Genotypic and phenotypic characteristics. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2008;(4):27–32. EDN: JUXZUH
  18. Wang H, Yang C, Sun Z, et al. Genomic epidemiology of Vibrio cholerae reveals the regional and global spread of two epidemic non-toxigenic lineages. PLoS Negl Trop Dis. 2020;14(2):e0008046. doi: 10.1371/journal.pntd.0008046 EDN: YMFFVN
  19. Hao T, Zheng W, Wu Y, et al. Population genomics implies potential public health risk of two non-toxigenic Vibrio cholerae lineages. Infect Genet Evol. 2023;112:105441. doi: 10.1016/j.meegid.2023.105441 EDN: KDWUCX
  20. Meyer N, Stephan R, Cernela N, et al. Genomic characteristics of clinical non-toxigenic Vibrio cholerae isolates in Switzerland: a cross-sectional study. Swiss Med Wееkly. 2024;154:3437. doi: 10.57187/s.3437 EDN: RTWOVU
  21. Das B, Verma J, Kumar P, et al. Antibiotic resistance in Vibrio cholerae: understanding the ecology of resistance genes and mechanisms. Vaccine. 2020;38(Suppl 1):A83–A92. doi: 10.1016/j.vaccine.2019.06.031 EDN: DDDOZH
  22. Lepuschitz S, Baron S, Larvor E, et al. Phenotypic and genotypic antimicrobial resistance traits of Vibrio cholerae non-O1/non-O139 isolated from a large Austrian lake frequently associated with cases of human infection. Front Microbiol. 2019;10:2600. doi: 10.3389/fmicb.2019.02600
  23. Selyanskaya NA, Egiazaryan LA, Ezhova MI, et al. Analysis of antibiotic resistance of Vibrio cholerae isolated from environmental objects in Russia in 2019. Antibiotics and Chemotherapy. 2021;66(3-4):4–11. (In Russian) doi: 10.24411/0235-2990-2021-66-3-4-4-11 EDN: LPLLFZ
  24. Waturangi DE, Wennars M, Suhartono MX, Wijaya YF. Edible ice in Jakarta, Indonesia, is contaminated with multidrug-resistant Vibrio cholerae with virulence potential. J Med Microbiol. 2013;62(Pt 3):352–359. doi: 10.1099/jmm.0.048769-0
  25. Waturangi DE, Pradita N, Linarta J, Banerjee S. Prevalence and molecular characterization of Vibrio cholerae from ice and beverages sold in Jakarta, Indonesia, using most probable number and multiplex PCR. J Food Prot. 2012;75(4):651–659. doi: 10.4315/0362-028X.JFP-11-504
  26. Nababan H, Rahayu WP, Waturangi DE, et al. Critical points and the presence of pathogenic bacteria in iced beverage processing lines. J Infect Dev Ctries. 2017;11(6):493–500. doi: 10.3855/jidc.8934
  27. Budiman A, Kurnia K, Waturangi DE. Prevalence and molecular characterization of Vibrio cholerae from fruits and salad vegetables sold in Jakarta, Indonesia, using most probable number and PCR. BMC Res Notes. 2022;15(1):63. doi: 10.1186/s13104-022-05955-y EDN: MNMWTM
  28. Ferdous R, Sultana N, Hossain MB, et al. Exploring the potential human pathogenic bacteria in selected ready-to-eat leafy greens sold in Dhaka City, Bangladesh: Estimation of bacterial load and incidence. Food Sci Nutr. 2023;12(2):1105–1118. doi: 10.1002/fsn3.3825 EDN: ZXYQKZ
  29. Nithya A, Babu S. Prevalence of plant beneficial and human pathogenic bacteria isolated from salad vegetables in India. BMC Microbiol. 2017;17(1):64. doi: 10.1186/s12866-017-0974-x EDN: YXFUCP
  30. Nguyen TV, Pham QD, Do QK, et al. Cholera returns to southern Vietnam in an outbreak associated with consuming unsafe water through iced tea: A matched case-control study. PLoS Negl Trop Dis. 2017;11(4):e0005490. doi: 10.1371/journal.pntd.0005490

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура профагов preCTX и RS1 завозных штаммов, выделенных от больных в Москве (2023 год).

Скачать (728KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение аминокислотных последовательностей продуктов генов tcp-кластеров штаммов V. cholerae N16961, O395 и 226 (Москва, 2023). Соединительные линии синего цвета обозначают 100% идентичность, голубого ― идентичность в интервале 95,0–99,9%, розового ― 80,0–84,9%, серого ― 70,0–79,0%. Применён параметр покрытия при попарном сравнении белков (70%). Между последовательностями, для которых процент покрытия ниже 70%, сравнения не проводилось, соединительные линии отсутствуют.

Скачать (942KB)
Метаданные

© Эко-вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».