microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2022-3-107-114microbe-1731Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESИзучение диапазона изменчивости по агглютинабельности штаммов Vibrio cholerae, выделенных при мониторинговых исследованияхAssessment of the Variation Range of Agglutinability in Vibrio cholerae Strains Isolated in the Course of Monitoring Studieshttps://orcid.org/0000-0002-4676-0377ЛевченкоД. А.LevchenkoD. A.

Левченко Дарья Александровна

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

Dar’ya А. Levchenkо

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

levchenko_da@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6540-2778КругликовВ. Д.KruglikovV. D.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7569-8584АрхангельскаяИ. В.Arkhangel’skayaI. V.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8159-7547ЯкушеваО. А.YakushevaO. A.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9866-3579АлексееваЛ. П.AlekseevaL. P.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4336-0439ВодопьяновС. О.Vodop’yanovS. O.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4254-3313ЕжоваМ. И.EzhovaM. I.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0550-2221НосковА. К.NoskovA. K.

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

117/40, M. Gor`kogo St., Rostov-on-Don, 344002

plague@aaanet.ruФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт»РоссияRostov-on-Don Research Anti-Plague InstituteRussian Federation20223010202203107114Copyright © Левченко Д.А., Кругликов В.Д., Архангельская И.В., Якушева О.А., Алексеева Л.П., Водопьянов С.О., Ежова М.И., Носков А.К., 20222022Левченко Д.А., Кругликов В.Д., Архангельская И.В., Якушева О.А., Алексеева Л.П., Водопьянов С.О., Ежова М.И., Носков А.К.Levchenko D.A., Kruglikov V.D., Arkhangel’skaya I.V., Yakusheva O.A., Alekseeva L.P., Vodop’yanov S.O., Ezhova M.I., Noskov A.K.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/1731

Цель исследования – ретроспективный анализ диапазона вариабельности антигенных свойств и генотипических характеристик атипичных по агглютинабельности штаммов Vibrio cholerae R‑варианта.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучено 169 атипичных по агглютинабельности штаммов холерных вибрионов V. cholerae R‑варианта с применением тест-системы «АмплиСенс® Vibrio cholerae-FL». Определение О1-антигена осуществляли с помощью набора реагентов «Иг – V. cholerae О1/О139 – ИФА/дот-ИФА».

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Проведен ретроспективный анализ комплекса фенои генотипических характеристик штаммов, изолированных в ходе мониторинга за 30-летний период из поверхностных водоемов на территориях трех бывших республик СССР и 13 субъектов Российской Федерации и идентифицированных при выделении как нетоксигенные штаммы V. cholerae R‑варианта. При повторной идентификации установлено, что штаммы относились как к эпидемически опасным (3,0 %), так и к неопасным (97,0 %). Диапазон изменчивости выразился в их распределении на три группы и заключался в сохранении агглютинабельности только сывороткой холерной RО в первой группе (34,5 % штаммов); утрате этого признака, но приобретении способности агглютинироваться в разных сочетаниях сыворотками О1, Огава или Инаба – во второй (16,7 %); а также в потере агглютинабельности со всеми диагностическими холерными сыворотками – в третьей (48,8 %). Установленное наличие гена wbeТ у взятого в сравнение штамма V. cholerae classical R‑варианта не исключает наличия геномной области биосинтеза О1-антигена у других R-штаммов, возможно, в измененной форме, что может быть уточнено в дальнейших молекулярно-генетических исследованиях. В альтернативном случае такие штаммы, по-видимому, могут быть отнесены к V. cholerae nonО1/ nonО139. Выявлены штаммы V. cholerae R‑варианта с различным количеством поверхностного антигена (диапазон оптической плотности – от 0,088±0,002 до 1,226±0,003). Полученные данные могут использоваться при мониторинге холеры в лабораториях регионального и федерального уровней.

The aim of the study was to retrospectively analyze the range of variability of antigenic properties and genotypic characteristics of Vibrio cholerae R-variant strains atypical in terms of agglutinability.

Materials and methods

Materials and methods. 169 strains of V. cholerae R-variant with atypical agglutinability have been studied using the “AmpliSens® Vibrio cholerae-FL” test-system. The determination of O1 antigen was carried out using the “Ig-V. cholerae О1/О139 – ELISA/dot-ELISA” reagent kit.

Results and discussion

Results and discussion. A retrospective analysis of the complex of phenoand genotypic characteristics of strains isolated from surface water bodies in the territories of three former Soviet republics and 13 constituent entities of the Russian Federation in the course of 30-year monitoring and identified upon isolation as nontoxigenic V. cholerae R-variant strains has been performed. Upon re-identification, it was found that the strains belong to both epidemically dangerous (3.0 %) and non-dangerous strains (97.0 %). The range of variability was expressed in their distribution into three groups and consisted in retaining of agglutinability only with cholera RO serum in the first group (34.5 % of strains); the loss of this trait, but the acquisition of the ability to agglutinate in different combinations with O1, Ogawa or Inaba sera – in the second (16.7 %); and also in the loss of agglutinability with all diagnostic cholera sera – in the third (48.8 %). The presence of the wbeT gene in the compared V. cholerae classical R-variant strain does not exclude the presence of the genomic region for O1 antigen biosynthesis in other R-strains, possibly in a modified form, which can be clarified in further molecular-genetic studies. Alternatively, such strains are likely to be attributed to V. cholerae nonO1/nonO139. Strains of V. cholerae R-variant with different amounts of surface antigen (optical density range – from 0.088±0.002 to 1.226±0.003) have been identified. The data obtained can be used for monitoring of cholera in laboratories of regional and federal levels.

холерный вибрионR вариантизменчивостьагглютинабельностьфенои генотипмониторингобъекты окружающей средыVibrio choleraeR-variantvariabilityagglutinabilityphenotype and genotypemonitoringenvironmental objectsReferencesMitra R.K., Nandy R.K., Ramamurthy T., Bhattacharya S.K., Yamasaki S., Shimada T., Takeda Y., Nair G.B. Molecular characterisation of rough variants of Vibrio cholerae isolated from hospitalised patients with diarrhoea. J. Med. Microbiol. 2001; 50(3):268–76. DOI: 10.1099/0022-1317-50-3-268.Mitra R.K., Nandy R.K., Ramamurthy T., Bhattacharya S.K., Yamasaki S., Shimada T., Takeda Y., Nair G.B. Molecular characterisation of rough variants of Vibrio cholerae isolated from hospitalised patients with diarrhoea. J. Med. Microbiol. 2001; 50(3):268–76. DOI: 10.1099/0022-1317-50-3-268.De K., Ramamurthy T., Faruque S.M., Yamasaki S., Takeda Y., Nair G.B., Nandy R.K. Molecular characterisation of rough strains of Vibrio cholerae isolated from diarrhoeal cases in India and their comparison to smooth strains. FEMS Microbiol. Lett. 2004; 232(1):23–30. DOI: 10.1016/S0378-1097(04)00013-8.De K., Ramamurthy T., Faruque S.M., Yamasaki S., Takeda Y., Nair G.B., Nandy R.K. Molecular characterisation of rough strains of Vibrio cholerae isolated from diarrhoeal cases in India and their comparison to smooth strains. FEMS Microbiol. Lett. 2004; 232(1):23–30. DOI: 10.1016/S0378-1097(04)00013-8.Islam M.S., Ahsan S., Khan S.I., Ahmed Q.S., Rashid M.H., Islam K.M.N., Sack R.B. Virulence properties of rough and smooth strains of Vibrio cholerae O1. Microbiol. Immunol. 2004; 48(4):229– 35. DOI: 10.1111/j.1348-0421.2004.tb03518.x.Islam M.S., Ahsan S., Khan S.I., Ahmed Q.S., Rashid M.H., Islam K.M.N., Sack R.B. Virulence properties of rough and smooth strains of Vibrio cholerae O1. Microbiol. Immunol. 2004; 48(4):229– 35. DOI: 10.1111/j.1348-0421.2004.tb03518.x.Исаев Н.Д., Лозовский Ю.В., Заднова С.П., Смирнова Н.И. Популяционная неоднородность природных штаммов Vibrio cholerae классического биовара: координированное изменение морфологии колоний, подвижности, токсигенности и ферментативных свойств. Проблемы особо опасных инфекций. 2005; 1:43–6.Isaev N.D., Lozovsky Yu.V., Zadnova S.P., Smirnova N.I. [Population heterogeneity of natural Vibrio cholerae strains, classical biovar: coordinated changes in colony morphology, motility, toxigenicity and enzymatic properties]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2005; (1):43–6.Черепахина И.Я., Балахнова В.В., Подосинникова Л.С., Огнева Н.С., Сорокин В.М., Прозорова Л.А., Фецайлова О.П., Чиркова О.О. Современные подходы к изучению антигенной вариабельности холерных вибрионов. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1996; 4:85–6.Cherepakhina I.Ya., Balakhnova V.V., Podosinnikova L.S., Ogneva N.S., Sorokin V.M., Prozorova L.A., Fetsaylova O.P., Chirkova O.O. Modern approaches to the study of antigenic variability of cholera vibrios. Zhurnal Mikrobiologii, Epidemiologii i Immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology]. 1996; (4):85–6.Hisatsune K., Yamamoto T., Kondo S. Lypopolysaccharide of Vibrio cholerae: chemical and serological properties. In: Kuwahara S., Pierce N.F., editors. Advances in Research on Cholera and Related Diarrheas. Tokyo; 1985. P. 17–24.Hisatsune K., Yamamoto T., Kondo S. Lypopolysaccharide of Vibrio cholerae: chemical and serological properties. In: Kuwahara S., Pierce N.F., editors. Advances in Research on Cholera and Related Diarrheas. Tokyo; 1985. P. 17–24.Chowdhury G., Bhadra R.K., Bag S., Pazhani G.P., Das B., Basu P., Nagamani K., Nandy R.K., Mukhopadhyay A.K., Ramamurthy T. Rugose atypical Vibrio cholerae O1 El Tor responsible for 2009 cholera outbreak in India. J. Med. Microbiol. 2016; 65(10):1130–6. DOI: 10.1099/jmm.0.000344.Chowdhury G., Bhadra R.K., Bag S., Pazhani G.P., Das B., Basu P., Nagamani K., Nandy R.K., Mukhopadhyay A.K., Ramamurthy T. Rugose atypical Vibrio cholerae O1 El Tor responsible for 2009 cholera outbreak in India. J. Med. Microbiol. 2016; 65(10):1130–6. DOI: 10.1099/jmm.0.000344.Заднова С.П., Смирнова Н.И. Роль внеклеточного экзополисахарида в адаптации возбудителя холеры во внешней среде. Проблемы особо опасных инфекций. 2010; 3:13–9. DOI: 10.21055/0370-1069-2010-3(105)-13-19.Zadnova S.P., Smirnova N.I. [The role of extracellular exo¬ polysaccharide in cholera agent adaptation in the environment]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2010; (3):13–719. DOI: 10.21055/03701069-2010-3(105)-13-19.Грачева И.В., Осин А.В. Механизмы повреждений бактерий при лиофилизации и протективное действие защитных сред. Проблемы особо опасных инфекций. 2016; 3:5–12. DOI: 10.21055/0370-1069-2016-3-5-12.Gracheva I.V., Osin A.V. [Mechanisms of damaging bacteria during lyophilization and protective activity of shielding media]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2016; (3):5–12. DOI: 10.21055/0370-10692016-3-5-12.Левченко Д.А., Кругликов В.Д., Водопьянов А.С., Титова С.В., Архангельская И.В., Непомнящая Н.Б., Ежова М.И. ГИС: возможности анализа данных фенои генотипирования холерных вибрионов О1 серогруппы Эль Тор, изолированных из водных объектов окружающей среды на территории Российской Федерации. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2016; 6:19–25. DOI: 10.36233/0372-9311-2016-6-19-25.Levchenko D.A., Kruglikov V.D., Vodop’yanov A.S., Titova S.V., Arkhangel’skaya I.V., Nepomnyashchaya N.B., Ezhova M.I. [GIS: capabilities of data analysis of phenotand genotyping of El Tor O1 serogroup cholera vibrios isolated from aquatic objects of the environment in the Russian Federation]. Zhurnal Mikrob iologii, Epidemiologii i Immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology]. 2016; (6):19–25. DOI: 10.36233/0372-9311-2016-6-19-25.Евдокимова В.В., Алексеева Л.П., Кретенчук О.Ф., Кругликов В.Д., Архангельская И.В., Бурша О.С. Иммуноферментные методы анализа в диагностике холеры. Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 61(5):303–7. DOI: 10.18821/08692084-2016-61-5-303-307.Evdokimova V.V., Alekseeva L.P., Kretenchuk O.F., Kruglikov V.D., Arkhangel’skaya I.V., Bursha O.S. [The immuneenzyme techniques of analysis in the diagnostics of cholera]. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika [Clinical Laboratory Diagnostics]. 2016; 61(5):303–7. DOI: 10.18821/0869-2084-201661-5-303-307.Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Л.: Медгиз; 1962. 180 с.Ashmarin I.P., Vorob’ev A.A. [Statistical Methods in Microbiological Research]. Leningrad; 1962. 180 p.Cariri F.A., Costa A.P., Melo C.C., Theophilo G.N., Hofer E., de Melo Neto O.P., Leal N.C. Characterization of potentially virulent non-O1/non-O139 Vibrio cholerae strains isolated from human patients. Clin. Microbiol. Infect. 2010; 16(1):62–7. DOI: 10.1111/j.1469-0691.2009.02763.x.Cariri F.A., Costa A.P., Melo C.C., Theophilo G.N., Hofer E., de Melo Neto O.P., Leal N.C. Characterization of potentially virulent non-O1/non-O139 Vibrio cholerae strains isolated from human patients. Clin. Microbiol. Infect. 2010; 16(1):62–7. DOI: 10.1111/j.1469-0691.2009.02763.x.Blokesch M., Schoolnik G.K. Serogroup conversion of Vibrio cholerae in aquatic reservoirs. PLoS Pathog. 2007; 3(6):e81. DOI: 10.1371/journal.ppat.0030081.Blokesch M., Schoolnik G.K. Serogroup conversion of Vibrio cholerae in aquatic reservoirs. PLoS Pathog. 2007; 3(6):e81. DOI: 10.1371/journal.ppat.0030081.Smirnova N.I., Zhuravlyova E.A., Livanova L.F., Shopyreva S.V. Construction and characterization of recombinant Vibrio cholerae strains carrying heterologous genes encoding nonO1 antigen or cholera enterotoxin. Microb. Pathog. 1995; 19(2):65– 72. DOI: 10.1006/mpat.1995.0046.Smirnova N.I., Zhuravlyova E.A., Livanova L.F., Shopyreva S.V. Construction and characterization of recombinant Vibrio cholerae strains carrying heterologous genes encoding nonO1 antigen or cholera enterotoxin. Microb. Pathog. 1995; 19(2):65– 72. DOI: 10.1006/mpat.1995.0046.

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