Разработка системы INDEL-типирования ctx+ штаммов Vibrio cholerae седьмой пандемии

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. Седьмая пандемия холеры сопровождается формированием клонов холерного вибриона с новыми генетическими свойствами, в том числе обладающих способностью к пандемическому распространению и вызывающих заболевания с более тяжёлым клиническим течением. Повсеместное распространение подобных генетических вариантов Vibrio cholerae и возможность их завоза на территорию Российской Федерации обусловливают необходимость постоянного комплексного мониторинга с применением современных молекулярно-генетических технологий.

Цель работы — совершенствование INDEL-типирования ctx+ штаммов V. cholerae седьмой пандемии путём использования дополнительных INDEL-локусов.

Материалы и методы. Проведён биоинформационный анализ 2105 полногеномных сиквенсов токсигенных ctxAB+tcpA+ штаммов Vibrio cholerae О1 El Tor из открытых баз данных с целью поиска INDEL-локусов для молекулярного типирования. На основе критерия удобства идентификации размера аллелей отобрано восемь INDEL-локусов. Три локуса описаны ранее, а пять были идентифицированы в результате проведённой работы. Сконструированные праймеры формировали ампликоны размером от 67 до 390 пар оснований, что позволило их уверенно идентифицировать при проведении электрофореза в геле.

Результаты. Распределение аллелей сформировало 11 уникальных INDEL-кластеров, обозначенных нами A–K. По количеству штаммов в составе кластеров выявлено три типа кластеров: мажорные (A, B и С) составили 89% изученных последовательностей, промежуточные (D, E, F, G и H) — 10,5% геномов. Три минорных кластера (I, J и K) были представлены единичными штаммами. Четыре кластера объединяли штаммы, выделенные в XX веке (A — в 1941 году, F — в 1957 году, G — в 1993 году, E — в 1999 году), а семь кластеров — в XXI веке (с 2003 по 2016 год). В период с 2019 по 2023 год активность проявляли представители INDEL-кластеров: A, B, D и E.

Заключение. Изучение сроков циркуляции позволило предположить, что представители разных кластеров обладают различным эпидемическим потенциалом, что проявилось в отсутствии выделения штаммов некоторых кластеров в последние годы. Сравнительное изучение INDEL-типирования с приёмом SNP-типирования при анализе in silico 378 геномов штаммов, изолированных на Африканском континенте, свидетельствует, что предлагаемый способ INDEL-типирования по разрешающей способности не уступает приёму SNP-типирования.

Об авторах

Сергей Олегович Водопьянов

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: serge100v@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4336-0439
SPIN-код: 4672-9310
Scopus Author ID: 6701686549

доктор медицинских наук

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

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

кандидат медицинских наук

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

Список литературы

  1. Ramamurthy T., Mutreja A., Weill F.X., et al. Revisiting the global epidemiology of cholera in conjuction with the genomics of Vibrio cholera // Front Public Health. 2019. Vol. 7. P. 203. doi: 10.3389/fpubh.2019.00203 Erratum in: Front Public Health. 2019. Vol. 7. P. 237. doi: 10.3389/fpubh.2019.00237
  2. Смирнова Н.И., Рыбальченко Д.А., Лозовский Ю.В., и др. Анализ изменения генома геновариантов Vibriocholerae О1 El Tor в современный период пандемии холеры // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2023. Т. 100, № 5. С. 346–357. doi: 10.36233/0372-9311-389
  3. Jubyda F.T., Nahar K.S., Barman I., et al. Vibrio cholerae O1 associated with recent endemic cholera shows temporal changes in serotype, genotype, and drug-resistance patterns in Bangladesh // Gut Pathog. 2023. Vol. 15, N 1. P. 17. doi: 10.1186/s13099-023-00537-0
  4. Онищенко Г.Г., Москвитина Э.А., Водопьянов А.С., и др. Ретроспективный молекулярно-эпидемиологический анализ эпидемии холеры в Республике Дагестан в 1994 г. // Проблемы особо опасных инфекций. 2016. № 4. С. 33–41. doi: 10.21055/0370-1069-2016-4-33-41
  5. Носков А.К., Кругликов В.Д., Лопатин А.А., и др. Результаты мониторинга холеры на административных территориях России в период с 2013 по 2019 год // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021. Т. 98, № 2. C. 163–175. doi: 10.36233/0372-9311-56
  6. Мишанькин Б.H., Водопьянов А.С., Ломов Ю.M.,и др. Ретроспективный VNTR-анализ генотипов штаммов Vibriocholerae O1, выделенных на территории Ростовской области в годы VII пандемии холеры // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2004. № 4. С. 28. EDN: OJXXPF
  7. Danin-Poleg Y., Cohen L.A., Gancz H., et al. Vibrio cholerae Strain Typing and Phylogeny Study Based on Simple Sequence Repeats // J Clin Microbiol. 2007. Vol. 45, N 3. P. 736–746. doi: 10.1128/jcm.01895-06
  8. Lam C., Octavia S., Reeves P.R., Lan R. Multi-locus variable number tandem repeat analysis of 7th pandemic Vibrio cholera // BMC Microbiol. 2012. Vol. 12. P. 82. doi: 10.1186/1471-2180-12-82
  9. Смирнова Н.И., Кульшань Т.А., Краснов Я.М. MLVA-типирование клинических штаммов Vibriocholerae, изолированных в разные периоды текущей пандемии холеры // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2015. Т. 33, № 1. С. 15–22.EDN: TEWRYN
  10. Bwire G., Sack D.A., Almeida M., et al. Molecular characterization of Vibrio cholerae responsible for cholera epidemics in Uganda by PCR, MLVA and WGS // PLoS Negl Trop Dis. 2018. Vol. 12, N 6. P. e0006492. doi: 10.1371/journal.pntd.0006492
  11. George C.M., Hasan K., Monira S., et al. A prospective cohort study comparing household contact and water Vibrio cholerae isolates in households of cholera patients in rural Bangladesh // PLoS Negl Trop Dis. 2018. Vol. 12, N 7. P. e0006641. doi: 10.1371/journal.pntd.0006641
  12. Миронова Л.В., Хунхеева Ж.Ю., Басов Е.А., и др. Анализ стабильности генотипа Vibriocholerae в условиях низкой температуры и дефицита питательных веществ // Проблемы особо опасных инфекций. 2016. № 3. С. 52–56. doi: 10.21055/0370-1069-2016-3-52-56
  13. Rashid M.U., Almeida M., Azman A.S., et al. Comparison of inferred relatedness based on multilocus variable-number tandem-repeat analysis and whole genome sequencing of Vibrio cholerae O1 // FEMS Microbiol Lett. 2016. Vol. 363, N 12. P. fnw116. doi: 10.1093/femsle/fnw116
  14. Ambroise J., Irenge L.M., Durant J.F., et al. Backward compatibility of whole genome sequencing data with MLVA typing using a new MLVA type shiny application for Vibrio cholera // PLoS One. 2019. Vol. 14, N 12. P. e0225848. doi: 10.1371/journal.pone.0225848
  15. Mwaba J., Debes A.K., Murt K.N., et al. Three transmission events of Vibrio cholerae O1 into Lusaka, Zambia // BMC Infect Dis. 2021. Vol. 21, N 1. P. 570. doi: 10.1186/s12879-021-06259-5
  16. Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Олейников И.П., Мишанькин Б.Н. INDEL-типирование штаммов Vibriocholerae // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2017. Т. 22, № 4. C. 195–200. doi: 10.17816/EID40978
  17. Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Олейников И.П., и др. INDEL- и VNTR-типирование штаммов Vibriocholerae, выделенных в 2013 году из объектов окружающей среды на территории Российской Федерации // Здоровье населения и среда обитания — ЗНиСО. 2015. № 5 (266). C. 41–44. EDN: UCHPMN
  18. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing // J Comput Biol. 2012. Vol. 19, N 5. P. 455–477. doi: 10.1089/cmb.2012.0021
  19. Benamrouche N., Belkader C., Njamkepo E., et al. Outbreak of Imported Seventh Pandemic Vibrio cholerae O1 El Tor, Algeria, 2018 // Emerging Infectious Diseases. 2022. Vol. 28, N 6. P. 1241–1245. doi: 10.3201/eid2806.212451
  20. Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Олейников И.П., Писанов Р.В. Выявление штаммов Vibriocholerae «гаитянской» группы с помощью полимеразной цепной реакции на основе INDEL-типирования // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020. Т. 97, № 3. C. 265–270. doi: 10.36233/0372-9311-2020-97-3-9
  21. Monakhova E.V., Ghosh A., Mutreja A., Weill F., Ramamurthy T. Endemic Cholera in India and Imported Cholera in Russia: What is Common? // Problems of Particularly Dangerous Infections. 2020. N 3. P. 17–26. doi: 10.21055/0370-1069-2020-3-17-26
  22. Mutreja A., Kim D.W., Thomson N.R., et al. Evidence for several waves of global transmission in the seventh cholera pandemic // Nature. 2011. Vol. 477, N 7365. P. 462–465. doi: 10.1038/nature10392
  23. Monir M.M., Islam M.T., Mazumder R., et al. Genomic attributes of Vibrio cholerae O1 responsible for 2022 massive cholera outbreak in Bangladesh // Nat Commun. 2023. Vol. 14, N 1. P. 1154. doi: 10.1038/s41467-023-36687-7
  24. Weill F.X., Domman D., Njamkepo E., et al. Genomic history of the seventh pandemic of cholera in Africa // Science. 2017. Vol. 358, N 6364. P. 785–789. doi: 10.1126/science.aad5901
  25. Weill F.X., Domman D., Njamkepo E., et al. Genomic insights into the 2016–2017 cholera epidemic in Yemen // Nature. 2019. Vol. 565, N 7738. P. 230–233. doi: 10.1038/s41586-018-0818-3 Erratum in: Nature. 2019. Vol. 566, N 7745. P. E14. doi: 10.1038/s41586-019-0966-0
  26. Smith A.M., Sekwadi P., Erasmus L.K., et al. Imported Cholera Cases, South Africa, 2023 // Emerg Infect Dis. 2023. Vol. 29, N 8. P. 1687–1690. doi: 10.3201/eid2908.230750
  27. Kuleshov K.V., Vodop’ianov S.O., Dedkov V.G., et al. Travel-Associated Vibrio cholerae O1 El Tor, Russia // Emerging Infectious Diseases. 2016. Vol. 22, N 11. P. 2006–2008. doi: 10.3201/eid2211.151727

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внешний вид геоинформационной системы «INDEL-генотипы штаммов V. cholerae О1». Представлен результат запроса по географическому распределению штаммов мажорного INDEL-кластера А. Кружки демонстрируют места выделения штаммов, цифра в кружке соответствует числу выделенных штаммов. Цвет маркера и его форма отражают количество выделенных культур: единичные штаммы —звёздочка; от 2 до 10 — зелёный круг; от 10 до 100 — жёлтый круг; свыше 100 — оранжевый круг.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Эко-вектор, 2024

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».