Биологические свойства и патогенетический потенциал бактерий семейства Weeksellaceae

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В последние годы вопрос о роли бактерий, ранее являвшихся сапрофитами, в этиологии инфекционных заболеваний человека стоит крайне остро. Особый интерес вызывают неферментирующие грамотрицательные бактерии, многие из которых являются представителями ризобиома ряда растений, почвенного и водного микробиома. Все чаще в научной литературе освещают случаи инфекций, которые вызваны представителями порядка Flavobacteriales, а именно родов Chryseobacterium, Elizabethkingia и Empedobacter семейства Weeksellaceae. Микроорганизмы этого семейства являются возбудителями ряда заболеваний человека, в том числе инфекций мочевыводящих и дыхательных путей. Целью нашего исследования являлось изучение биологических свойств бактерий родов Chryseobacterium, Elizabethkingia и Empedobacter семейства Weeksellaceae, выделенных от пациентов с муковисцидозом, и оценка их патогенетического потенциала. Для оценки биологических свойств и патогенетического потенциала в исследование отобраны 32 клинических штамма бактерий, относящихся к семейству Weeksellaceae, выделенных из образцов биологического материала респираторного тракта пациентов с муковисцидозом. Использовали дифференциально-диагностические среды и планшетные тест-системы. ДНК выделяли с 5X ScreenMix (ЗАО «Евроген») и проводили ПЦР с гель-электрофорезом. Бактерии семейства Weeksellaceae характеризуются широким набором ферментов, особенно C. arthrosphaerae и E. meningoseptica. Установлено, что штаммы родов Chryseobacterium, Elizabethkingia, и Empedobacter являются носителями генов вирулентности, проявляют патогенность и участвуют в хронических респираторных инфекциях у больных муковисцидозом. Фенотипические методы исследования ферментативной активности показали, что все исследуемые штаммы бактерий семейства Weeksellaceae характеризуются желатиназной активностью, а представители рода Chryseobacterium spp. — еще и способностью к синтезу плазмокоагулазы. Способность к продукции других ферментов агрессии менее выражена и носила штаммовую специфичность. Анализ генетического профиля факторов вирулентности исследуемых бактерий показал, что в составе генома исследуемых штаммов чаще всего обнаруживали гены, кодирующие ферменты лецитиназу, гиалуронидазу, эластазу и гемолизин, а у бактерий родоа Chryseobacterium spp. и Empedobacter spp. — нейроаминидазу, которые способствуют преодолению тканевых барьеров, инвазии и распространению возбудителя по макроорганизму. Полученные результаты и научные литературные данные указывают на особую клиническую роль бактерий семейства Weeksellaceae, что определяет значимость глубокого изучения биологических свойств и факторов вирулентности представителей родов Chryseobacterium spp., Elizabethkingia spp. и Empedobacter spp.

Об авторах

Ксения Валерьевна Зубова

ФГБОУ ВО Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского Минобрнауки РФ

Email: zubovaksushechka@mail.ru

ассистент кафедры микробиологии и физиологии растений биологического факультета

Россия, Саратов

Виктория Александровна Кузнецова

ФГБУ НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России

Email: kuznecovaviktoria803@yandex.ru

специалист лаборатории по сбору и хранению биоматериалов

Россия, Москва

Матвей Владимирович Каневский

ФГБОУ ВО Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского Минобрнауки РФ

Email: matvejkanev@mail.ru

к.б.н., доцент кафедры биохимии и биофизики, зав. учебно-научной лабораторией молекулярной биологии

Россия, Саратов

Ольга Владимировна Кондратенко

ФГБОУ ВО Самарский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: helga1983@yandex.ru

д.м.н., доцент, и.о. зав. кафедрой медицинской микробиологии и иммунологии

Россия, Самара

Елена Владимировна Глинская

ФГБОУ ВО Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского Минобрнауки РФ

Email: elenavg-2007@yandex.ru

к.б.н., доцент, доцент кафедры микробиологии и физиологии растений биологического факультета

Россия, Саратов

Ольга Викторовна Нечаева

ФГБУ НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Минздрава России; ФГБОУ ДПО Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования МЗ РФ

Email: olgav.nechaeva@rambler.ru

д.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии отдела молекулярной микробиологии и биоинформатики Института микробиологии, антимикробной терапии и эпидемиологии, профессор кафедры медицинской микробиологии им. акад. З.В. Ермольевой

Россия, Москва; Москва

Анна Геннадьевна Афиногенова

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера

Автор, ответственный за переписку.
Email: spbtestcenter@mail.ru

д.б.н., ведущий научный сотрудник, руководитель испытательного лабораторного центра

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Боронина Л.Г., Кукушкина М.П., Крутова К.В., Блинова С.М. Род Chryseobacterium (Flavobacterium): клиническое значение, идентификация, чувствительность к антибиотикам // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2003. Т. 5, № 3. С. 243–250. [Boronina L.G., Kukushkina M.P., Krutova K.V., Blinova S.M. Chryseobacterium (Flavobacterium): Clinical Significance, Identification, Antimicrobial Susceptibility. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2003, vol. 5, no. 3, pp. 243–250. (In Russ.)]
  2. Канашенко М.Е., Карцев Н.Н., Мицевич И.П., Храмов М.В., Светоч Е.А. Elizabethkingia meningoseptica как значимый клинический патоген // Бактериология. 2019. Т. 4, № 1. С. 58–63. [Kanashenko M.E., Kartsev N.N., Mitsevich I.P., Khramov М.V., Svetoch E.A. Elizabethkingia meningoseptica as a significant clinical pathogene. Bakteriologiya = Bacteriology, 2019, vol. 4, no. 1, pp. 58–63. (In Russ.)] doi: 10.20953/2500-1027-2019-1-58-63
  3. Кондратенко О.В., Зубова К.В., Бочкарева П.В., Исматуллин Д.Д. Распространенность представителей порядка Flavobacteriales у пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации // Проблемы медицинской микологии. 2023. № 1. С. 55–59. [Kondratenko O.V., Zubova K.V., Bochkareva P.V., Ismatullin D.D. Prevalence of representatives of the order Flavobacterales in patients with cysistic fibriosis in the Russian Federation. Problemy meditsinskoi mikologii = Problems of Medical Mycology, 2023, vol. 25, no. 1, pp. 55–59. (In Russ.)] doi: 10.24412/1999-6780-2023-1-55-59
  4. Лабинская А.С., Блинкова Л.П., Ещина А.С. Общая и санитарная микробиология с техникой микробиологических исследований: Учебное пособие. М.: Медицина, 2004. 576 с. [Labinskaya A.S., Blinkova L.P, Yeshina A.S. General and Sanitary Microbiology with Microbiological Research Techniques: A Textbook. Moscow: Meditsina, 2004. 576 p. (In Russ.)]
  5. Петерсон А.М., Чиров П.А. Практические рекомендации для идентификации сапрофитных и условно-патогенных бактерий по фенотипическим признакам. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 2005. 23 с. [Peterson A.M., Chirov P.A. Practical recommendations for the identification of saprophytic and opportunistic bacteria by phenotypic characteristics. Saratov: Izdatel’stvo Saratovskogo universiteta, 2005. 23 p. (In Russ.)]
  6. Abdalhamid B., Elhadi N., Alsamman K., Aljindan R. Chryseobacterium gleum pneumonia in an infant with nephritic syndrome. ID Case, 2016, vol. 5, pp. 34–36. doi: 10.1016/j.idcr.2016.06.004
  7. Ahsan M.J., Ahmad S., Latif A., Reddy J.T. Chryseobacterium spp-associated bacteraemia in a haemodialysis patient: a diagnostic challenge. BMJ Case Rep., 2019, vol. 12: e232000. doi: 10.1136/bcr-2019-232000
  8. Alon D., Karniel E., Zohar I., Stein G.Y. Chryseobacterium indologenes bacteremia: clinical and microbiological characteristics of an emerging infection. Int. J. Clin. Med., 2018, vol. 9, pp. 520–527. doi: 10.4236/ijcm.2018.96045
  9. Andriyanov P.A., Zhurilov P.A., Kashina D.D., Tutrina A.I., Liskova E.A., Razheva I.V., Kolbasov D.V., Ermolaeva S.V. Antimicrobial resistance and comparative genomic analysis of Elizabethkingia anophelis subsp. Endophytica isolated from raw milk. Antibiot. (Basel), 2022, vol. 11, no. 5: 648. doi: 10.3390/antibiotics11050648
  10. Bernardet J.F. Order I. Flavobacteriales ord. nov. Bergey’s Manual Syst. Bacteriol., 2010, vol. 2, no. 4, pp. 105–106. doi: 10.1002/9781118960608.obm00033
  11. Bernardet J.F., Nakagawa Y. An introduction to the family Flavobacteriaceae. New York: Springer, 2006, pp. 455–480. doi: 10.1007/0-387-30747-8_16
  12. Chiang M.H., Chang F.J., Kesavan D.K., Vasudevan A., Xu H., Lan K.L., Huang S.W., Shang H.S., Chuang Y.P., Yang Y.S., Chen T.L. Proteomic network of antibiotic-induced outer membrane vesicles released by extensively drug-resistant Elizabethkingia anopheles. Microbiol. Spectr., 2022: e0026222. doi: 10.1128/spectrum.00262-22
  13. Choi M.H., Kim M., Jeong S.J., Choi J.Y., Lee I.Y., Yong T.S., Yong D., Jeong S.H., Lee K. Risk factors for Elizabethkingia acquisition and clinical characteristics of patients, South Korea. Emerg. Infect. Dis., 2019, vol. 25, no. 1, pp. 42–51. doi: 10.3201/eid2501.171985
  14. Corbella M., Brandolini M., Cambieri P., Decambrino N., Pagani M., Bottazzi A., Muzzi A., Zecca M., Mariani B., Marone P. A catheter-related bloodstream infection caused by Chryseobacterium indologenes successfully treated with antibiotic-lock rescue therapy. New Microbiol., 2017, vol. 40, pp. 223–225.
  15. Damas M.S.F., Ferreira R.L., Campanini E.B., Soares G.G., Campos L.C., Laprega P.M., Soares da Costa A., Freire C.C.M., Pitondo-Silva A., Cerdeira L.T., da Cunha A.F., da Silva Pranchevicius M.C. Whole genome sequencing of the multidrug-resistant Chryseobacterium indologenes isolated from a patient in Brazil. Front. Med., 2022, vol. 9: 931379. doi: 10.3389/fmed.2022.931379
  16. Izaguirre-Anariba D.E., Sivapalan V. Chryseobacterium indologenes, an emerging bacteria: a case report and review of literature. Cureus, 2020, vol. 12, no. 1: e6720. doi: 10.7759/cureus.6720
  17. Lim H.G., Seo S.W., Jung G.Y. Engineered Escherichia coli for simultaneous utilization of galactose and glucose. Bioresour. Technol., 2013, vol. 135, pp. 564–567. doi: 10.1016/j.biortech.2012.10.124
  18. Maaroufi R., Dziri O., Hadjadj L., Diene S.M., Rolain J.M., Chouchani C. Detection by whole-genome sequencing of a novel metallo-β-lactamase produced by Wautersiella falsenii causing urinary tract infection in Tunisia. Pol. J. Microbiol., 2022, vol. 71, no. 1, pp. 73–81. doi: 10.33073/pjm-2022-010
  19. Martinez V., Matabang M.A., Miller D., Aggarwal R., LaFortune A. First case report on Empedobacter falsenii bacteremia. IDCases, 2023, vol. 33: e01814. doi: 10.1016/j.idcr.2023.e01814
  20. McBride M.J. The Family Flavobacteriaceae. The Prokaryotes, 2014, pp. 643–667. doi: 10.1007/978-3-642-38954-2_130
  21. Mirza H.C., Tuncer Ö., Ölmez S., Şener B., Tuğcu G.D., Özçelik U., Gürsoy N.C., Otlu B., Büyükçam A., Kara A., Sancak B. Clinical strains of Chryseobacterium and Elizabethkingia spp. isolated from pediatric patients in a university hospital: Performance of MALDI-TOF MS-based identification, antimicrobial susceptibilities, and baseline patient characteristics. Microb. Drug Resist., 2018, vol. 24, no. 6, pp. 816–821. doi: 10.1089/mdr.2017.0206
  22. Mwanza E.P., Hugo A., Charimba G., Hugo C.J. Pathogenic potential and control of Chryseobacterium species from clinical, fish, food and environmental sources. Microorganisms, 2022, vol. 25, no. 5: 895. doi: 10.3390/microorganisms10050895
  23. Olowo-Okere A., Ibrahim Y.K.E., Olayinka B.O., Mohammed Y., Nabti L.Z., Lupande-Mwenebitu D., Rolain J.M., Diene S.M. Genomic features of an isolate of Empedobacter falsenii harbouring a novel variant of metallo-β-lactamase, blaEBR-4 gene. Infect. Genet. Evol., 2022, vol. 98: 105234. doi: 10.1016/j.meegid.2022.105234
  24. Pickett M.J. Methods for identification of Flavobacteria. J. Clin. Microbiol., 1989, vol. 27, pp. 2309–2315. doi: 10.1128/jcm.27.10.2309-2315.1989
  25. Reed T.A.N., Watson G., Kheng C., Tan P., Roberts T., Ling C.L., Miliya T., Turner P. Elizabethkingia anophelis infection in infants, Cambodia, 2012–2018. Emerg. Infect. Dis., 2020, vol. 26, no. 2, pp. 320–322. doi: 10.3201/eid2602.190345
  26. Snesrud E., McGann P., Walsh E. Clinical and genomic features of the first cases of Elizabethkingia anophelis infection in New York, including the first case in a healthy infant without previous nosocomial exposure. J. Pediatr. Infect. Dis. Soc., 2019, vol. 8, no. 3, pp. 269–271. doi: 10.1093/jpids/piy071
  27. Sud A., Chaudhary M., Baveja C.P., Pandey P.N. Rare case of meningitis due to an emerging pathogen Chryseobacterium indologenes. SAGE Open Med. Case Rep., 2020, vol. 8, pp. 1–4. doi: 10.1177/2050313X20936098
  28. Swami M., Mude P., Kar S., Sarathi S., Mohapatra A., Devi U., Mohanty P.K., Som T.K., Bijayini B., Sahoo T. Elizabethkingia meningoseptica Outbreak in NICU: An Observational Study on a Debilitating Neuroinfection in Neonates. Pediatr. Infect. Dis. J., 2024, vol. 43, no. 1, pp. 63–68. doi: 10.1097/INF.0000000000004117
  29. Tang H.J., Lin Y.T., Chen C.C., Chen C.W., Lu Y.C., Ko W.C., Chen H.J., Su B.A., Chang P.C., Chuang Y.C., Lai C.C. Molecular characteristics and in vitro effects of antimicrobial combinations on planktonic and biofilm forms of Elizabethkingia anophelis. J. Antimicrob. Chemother., 2021, vol. 76, no. 5, pp. 1205–1214. doi: 10.1093/jac/dkab018
  30. Wu C., Xiong L., Liao Q., Zhang W., Xiao Y., Xie Y. Clinical manifestations, antimicrobial resistance and genomic feature analysis of multidrug-resistant Elizabethkingia strains. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., 2024, vol. 23, no. 32, pp. 23–32. doi: 10.1186/s12941-024-00691-6
  31. Zeng Y., Dong N., Zhang R., Liu C., Sun Q., Lu J., Shu L., Cheng Q., Chan E.W., Chen S. Emergence of an Empedobacter falsenii strain harbouring a tet(X)-variant-bearing novel plasmid conferring resistance to tigecycline. J. Antimicrob. Chemother., 2020, vol. 75, no. 3, pp. 531–536. doi: 10.1093/jac/dkz489
  32. Zhang Y., Li D., Yang Y., Su J., Xu X., Wang M., Chen Y., Li Y. Clinical and molecular characteristics of Chryseobacterium indologenes isolates at a teaching hospital in Shanghai, China. Ann. Transl. Med., 2021, vol. 9: 668. doi: 10.21037/atm-21-933

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок. Стадии роста бактерий C. indologenes семейства Weeksellaceae, где изображения А) и Б) соответствуют культивированию на 1 и на 5 сутки

Скачать (507KB)
Метаданные

© Зубова К.В., Кузнецова В.А., Каневский М.В., Кондратенко О.В., Глинская Е.В., Нечаева О.В., Афиногенова А.Г., 2025

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».