microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2022-4-23-28microbe-1757Research ArticleОБЗОРЫREVIEWSМногоуровневая система изучения свойств штаммов чумного микроба в Республике КазахстанMultilevel System of Studying Plague Microbe Strains Proprties in the Republic of Kazakhstanhttps://orcid.org/0000-0002-6322-0065Мека-МеченкоТ. В.Meka-MechenkoT. V.

 Мека-Меченко Татьяна Владимировна 

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

nnscedi-1@nscedi.kz

Tat’yana V. Meka-Mechenko

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

LPlague-2@nscedi.kzhttps://orcid.org/0000-0001-5291-3571ЕрубаевТ. К.ErubaevT. K.

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

https://orcid.org/0000-0003-3662-5806БегимбаеваЭ. Ж.BegimbaevaE. Zh.

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

https://orcid.org/0000-0002-2673-2213КовалеваГ. Г.KovalevaG. G.

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

https://orcid.org/0000-0002-2738-6818АбделЗ. Ж.AbdelZ. Zh.

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

https://orcid.org/0000-0003-2152-1609СутягинВ. В.SutyaginV. V.

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

ИзбановаУ. А.IzbanovaU. A.

Республика Казахстан, 050054, Алма-Ата, ул. Жахангер, 14

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4616-8727

14, Zhakhanger St., Almaty, 050054, Republic of Kazakhstan

РГП на ПХВ «Национальный научный центр особо опасных инфекций имени Масгута Айкимбаева» Министерства здравоохранения Республики КазахстанКазахстанMasgut Aikimbaev National Scientific Center of Particularly Dangerous InfectionsKazakhstan202210022023042328Copyright © Мека-Меченко Т.В., Ерубаев Т.К., Бегимбаева Э.Ж., Ковалева Г.Г., Абдел З.Ж., Сутягин В.В., Избанова У.А., 20232023Мека-Меченко Т.В., Ерубаев Т.К., Бегимбаева Э.Ж., Ковалева Г.Г., Абдел З.Ж., Сутягин В.В., Избанова У.А.Meka-Mechenko T.V., Erubaev T.K., Begimbaeva E.Z., Kovaleva G.G., Abdel Z.Z., Sutyagin V.V., Izbanova U.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/1757

Изучение свежевыделенных культур необходимо для составления объективного представления об особенностях свойств природных популяций чумного микроба. Проведен анализ уровней изучения свойств штаммов и представлена характеристика Yersinia pestis в Казахстане. Приведены результаты изучения фенотипических и генетических свойств природных штаммов чумного микроба. В результате эпизоотологического обследования природных очагов чумы ежегодно в музеи живых культур противочумных станций поступают штаммы возбудителя чумы, которые передаются в Национальную коллекцию микроорганизмов ННЦООИ . Одним из главных моментов является определение типичности/атипичности штаммов Y. pestis. Изучение штаммов начинается в момент выделения в противоэпидемических отрядах. Первичная идентификация штаммов проводится в лабораториях эпидотрядов по морфологии, чувствительности к чумным и псевдотуберкулезному бактериофагам, ферментации глицерина, рамнозы и сахарозы. В лабораториях станций и отделений дополнительно исследуются: ферментация мальтозы и арабинозы, денитрификация, потребности в аминокислотах, вирулентность, чувствительность к антибиотикам. При изучении вирулентности штаммов изучаются: кальцийзависимость, наличие и количество F1, пестициногенность и чувствительность к пестицину 1 и вирулентность для белых мышей. Изучение и сохранение собранного генофонда в Национальной коллекции ННЦООИ включает различные направления работы, одним из главных является углубленное исследование по всем признакам стандартными микробиологическими методами, молекулярными методами для полной идентификации и создания банка данных, содержащего информацию о геноме штаммов при разной интенсивности эпизоотического процесса. В ННЦООИ имеется компьютеризованная база данных по учету и движению штаммов, оборудование для молекулярных исследований. В коллекции проводится оценка свойств, систематизируются сведения и обеспечивается жизнеспособность штаммов возбудителя чумы с целью долгосрочного хранения.

The study of freshly isolated cultures is necessary to form an objective idea of the properties of plague microbe natural populations. The analysis of the levels of investigating the properties of strains has been carried out and the characteristics of Yersinia pestis in Kazakhstan are presented. The results of studying the phenotypic and genetic properties of plague microbe natural strains are provided. Following the epizootiological survey of natural plague foci, the museums of live cultures at plague control stations annually receive strains of plague pathogen, which are transferred to the National Collection of Microorganisms of the National Scientific Center of Particularly Dangerous Infections (NSCPDI). One of the main points of Y. pestis strains analysis is the determination of their typicality/atypicality. The study of strains begins at the moment of their isolation by anti-epidemic units. The primary identification of strains is carried out in laboratories of anti-epidemic units by morphology, sensitivity to plague and pseudotuberculosis bacteriophages, fermentation of glycerol, rhamnose and sucrose. In the laboratories of plague control stations and departments, fermentation of maltose and arabinose, denitrification, amino acid requirements, virulence, sensitivity to antibiotics are additionally investigated. Analysis of strains virulence includes determination of calcium dependence, the presence and amount of F1, pesticinogenicity and sensitivity to pesticin 1 and virulence for white mice. The assessment and preservation of the collected gene pool in the NSCPDI National Collection includes various activities, one of the main ones is an in-depth study of all features using standard microbiological methods, molecular methods for complete identification and creation of a data bank containing information about the genome of strains at different intensity of the epizootic process. The NSCPDI has a digital database on the registration and movement of strains, equipment for molecular research. The collection evaluates properties, systematizes information, and ensures the viability of plague pathogen strains for longterm storage.

чумаштаммыуровни изучения свойствplaguestrainslevels of study of propertiesРабота выполнена в рамках НТП «Разработка и научное обоснование технологий общественно‑ го здравоохранения, биологической безопасности для воздействия на профилактику опасных инфекционных заболеваний» на 2021–2023 годы Министерства здравоохранения Республики Казахстан (ИРН BR 11065207).The work was carried out within the framework of the scientific and technical program “Development and scientific substantiation of public health technologies, biological safety to influence the prevention of dangerous infectious diseases” of the Ministry of Health of the Republic of Kazakhstan for 2021–2023 (IRN BR 11065207).ReferencesПопова А.Ю., Кутырев В.В., редакторы. Обеспечение эпидемиологического благополучия в природных очагах чумы на территории стран СНГ и Монголии в современных условиях. Ижевск: ООО «Принт»; 2018. 336 с.Popova A.Yu., Kutyrev V.V., editors. [Ensuring Epidemiological Well-Being in Natural Plague Foci in the Territory of the CIS Countries and Mongolia in Modern Conditions]. Izhevsk: LLC “Print”; 2018. 336 p.Атшабар Б.Б. Естественная изменчивость чумного микроба. Алматы; 2000. 111 с.Atshabar B.B. [The Natural Variability of the Plague Microbe]. Almaty; 2000. 111 p.Организация и проведение эпидемиологического надзора в природных очагах чумы на территории государств – участников Содружества Независимых Государств. Методические рекомендации (утв. 05.11.2019). URL: http://www.microbe.ru/files/2019_MR_Plague_foci_CIS.pdf (дата обращения 27.10.2022).[Organization and conducting of epidemiological surveillance in natural plague foci on the territory of the member states of the Commonwealth of Independent States. Methodological recommendations] (approved on 05 Nov 2019). (Cited 27 Oct 2022). Available from: http://www.microbe.ru/files/2019_MR_Plague_foci_CIS.pdf.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика особо опасных инфекционных болезней. Практическое руководство. М.: ЗАО «Шико»; 2013. 560 с.Onishchenko G.G., Kutyrev V.V., editors. [Laboratory Diagnostics of Particularly Dangerous Infectious Diseases. Practice Guidelines]. Moscow: CJSC “Shiko”; 2013. 560 p.Руководство по изучению штаммов чумного микроба. Алматы; 2001. 39 с.[Guidelines for the Study of Plague Microbe Strains]. Almaty; 2001. 39 p.Chu M.C. Laboratory Manual of Plague Diagnostic Tests. CDC Publications. Atlanta; 2000. 129 p.Chu M.C. Laboratory Manual of Plague Diagnostic Tests. CDC Publications. Atlanta; 2000. 129 p.Оптимальные средства и методы работы коллекций возбудителя чумы в противочумных учреждениях Республики Казахстан. Методические рекомендации. Астана; 2008. 30 с.[Optimal means and methods of work of plague pathogen collections in anti-plague institutions of the Republic of Kazakhstan. Guidelines]. Astana; 2008. 30 p.Некрасова Л.Е., Мека-Меченко Т.В., Бегимбаева Э.Ж., Избанова У.А., Ковалева Г.Г., Лухнова Л.Ю., Куница Т.Н., Кузнецов А.Н., Сагиев З.А. Проблемы оценки качества микробной коллекции возбудителей особо опасных инфекций. Карантинные и зоонозные инфекции в Казахстане. 2017; 1-2:134–141.Nekrasova L.E., Meka-Mechenko T.V., Begimbaeva E.Zh., Izbanova U.A., Kovaleva G.G., Lukhnova L.Yu., Kunitsa T.N., Kuznetsov A.N., Sagiev Z.A. [Problems of assessing the quality of the microbial collection of pathogens of particularly dangerous infections]. Karantinnye i Zoonoznye Infektsii v Kazakhstane [Quarantine and Zoonotic Infections in Kazakhstan]. 2017; (1-2):134–141.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Природные очаги чумы Кавказа, Прикаспия, Средней Азии и Сибири. М.: Медицина; 2004. 192 с.Onishchenko G.G., Kutyrev V.V., editors. [Natural Plague Foci in the Territory of Caucasus, Caspian Sea Region, Central Asia and Siberia]. Moscow: “Medicine”; 2004. 192 p.Бурделов Л.А., редактор. Атлас распространения особо опасных инфекций в Республике Казахстан. Алматы; 2012. 232 с.Burdelov L.A., editor. [Atlas of the Spread of Particularly Dangerous Infections in the Republic of Kazakhstan]. Almaty; 2012. 232 p.Мека-Меченко Т.В., Абдел З.Ж., Бегимбаева Э.Ж., Далибаев Ж.С., Абдирасилова А.А., Мукашев Н.К., Касенова А.К., Есимсейт Д.Т., Абделиев Б.З. Мониторинг свойств штаммов чумного микроба, выделенных в Казахстане в 2017–2018 гг. Карантинные и зоонозные инфекции в Казахстане. 2019; 2:43–50.Meka-Mechenko T.V., Abdel Z.Zh., Begimbaeva E.Zh., Dalibaev Zh.S., Abdirasilova A.A., Mukashev N.K., Kasenova A.K., Esimseit D.T., Abdeliev B.Z. [Monitoring the properties of plague microbe strains isolated in Kazakhstan in 2017–2018]. Karantinnye i Zoonoznye Infektsii v Kazakhstane [Quarantine and Zoonotic Infections in Kazakhstan]. 2019; (2):43–50.Абдел З.Ж. Анализ свойств штаммов чумного микроба в природных очагах Казахстана с различным уровнем эпизоотической активности и эпидемических проявлений чумы. Карантинные и зоонозные инфекции в Казахстане. 2019; 2:57–63.Abdel Z.Zh. [Analysis of the properties of plague microbe strains in natural foci of Kazakhstan with different levels of epizootic activity and epidemic manifestations of plague]. Karantinnye i Zoonoznye Infektsii v Kazakhstane [Quarantine and Zoonotic Infections in Kazakhstan]. 2019; (2):57–63.Сутягин В.В., Мека-Меченко Т.В., Ковалева Г.Г., Бердибеков А.Т., Беляев А.И., Ким И.Б. Распространение и характеристика штаммов Yersinia pestis с атипичной капсулой в Прибалхашском автономном очаге чумы. Карантинные и зоонозные инфекции в Казахстане. 2020; 2:64–9.Sutyagin V.V., Meka-Mechenko T.V., Kovaleva G.G., Berdibekov A.T., Belyaev A.I., Kim I.B. [Distribution and characteristics of Yersinia pestis strains with an atypical capsule in the Balkhash autonomous plague focus]. Karantinnye i Zoonoznye Infektsii v Kazakhstane [Quarantine and Zoonotic Infections in Kazakhstan]. 2020; (2):64–9.Мека-Меченко Т.В., Некрасова Л.Е., Бегимбаева Э.Ж., Избанова У.А., Далибаев Ж.С., Лухнова Л.Ю., Куница Т.Н., Ковалева Г.Г., Сутягин В.В., Бердибеков А.Т. Чувствительность к антибиотикам природных штаммов чумного микроба из некоторых очагов Среднеазиатского пустынного природного очага чумы. Medicine (Almaty). 2017; 8:68–72.Meka-Mechenko T.V., Nekrasova L.E., Begimbaeva E.Zh., Izbanova U.A., Dalibaev Zh.S., Lukhnova L.Yu., Kunitsa T.N., Kovaleva G.G., Sutyagin V.V., Berdibekov A.T. [Sensitivity to antibiotics in natural strains of the plague microbe from certain foci of the Central Asian desert natural plague focus]. Medicine (Almaty). 2017; (8):68–72.Skurnik M., Strauch E. Phage therapy: facts and fiction. Int. J. Med. Microbiol. 2006; 296(1):5–14. DOI: 10.1016/j.ijmm.2005.09.002.Skurnik M., Strauch E. Phage therapy: facts and fiction. Int. J. Med. Microbiol. 2006; 296(1):5–14. DOI: 10.1016/j.ijmm.2005.09.002.Dutta S.K., Yao Y., Marassi F.M. Structural insights into the Yersinia pestis outer membrane protein ail in lipid bilayers. J. Phys. Chem. 2017; 121(32):7561–70. DOI: 10.1021/acs.jpcb.7b03941.Dutta S.K., Yao Y., Marassi F.M. Structural insights into the Yersinia pestis outer membrane protein ail in lipid bilayers. J. Phys. Chem. 2017; 121(32):7561–70. DOI: 10.1021/acs.jpcb.7b03941.Ni B., Du Z., Guo Z., Zhang Y., Yang R. Curing of four different plasmids in Yersinia pestis using plasmid incompatibility. Lett. Appl. Microbiol. 2008; 47(4):235–40. DOI: 10.1111/j.1472-765x.2008.02426.x.Ni B., Du Z., Guo Z., Zhang Y., Yang R. Curing of four different plasmids in Yersinia pestis using plasmid incompatibility. Lett. Appl. Microbiol. 2008; 47(4):235–40. DOI: 10.1111/j.1472-765x.2008.02426.x.Платонов М.Е., Евсеева В.В., Дентовская С.В., Анисимов А.П. Молекулярное типирование Yersinia pestis. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2013; 2:3–12.Platonov M.E., Evseeva V.V., Dentovskaya S.V., Anisimov A.P. [Molecular typing of Yersinia pestis]. Molekulyarnaya Genetika, Mikrobiologiya i Virusologiya [Molecular Genetics, Microbiology and Virology]. 2013; (2):3–12.Eroshenko G.A., Popov N.V., Al’khova Z.V., Kukleva L.M., Balykova A.N., Chervyakova N.S., Naryshkina E.A., Kutyrev V.V. Evolution and circulation of Yersinia pestis in the Northern Caspian and Northern Aral Sea regions in the 20th–21st centuries. PLoS One. 2021; 16(2):e0244615. DOI: 10.1371/journal.pone.0244615.Eroshenko G.A., Popov N.V., Al’khova Z.V., Kukleva L.M., Balykova A.N., Chervyakova N.S., Naryshkina E.A., Kutyrev V.V. Evolution and circulation of Yersinia pestis in the Northern Caspian and Northern Aral Sea regions in the 20th–21st centuries. PLoS One. 2021; 16(2):e0244615. DOI: 10.1371/journal.pone.0244615.

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