microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2022-4-110-116microbe-1769Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПространственная MLVA25-генотипическая структура Yersinia pestis ssp. pestis в трансграничном Сайлюгемском природном очаге чумыYersinia pestis ssp. pestis Spatial MLVA25 Genotypic Structure in the Transboundary Saylyugem Natural Plague Focushttps://orcid.org/0000-0001-7665-4367ЯрыгинаМ. Б.YaryginaM. B.

Ярыгина Марина Борисовна

Российская Федерация, 664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78

Marina B. Yarygina

8, Trilissera St., Irkutsk, 664047, Russian Federation

 

migmarina78@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0959-4987ВитязеваС. А.VityazevaS. A.

Российская Федерация, 664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78

8, Trilissera St., Irkutsk, 664047, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0003-1947-5252КорзунМ. В.KorzunV. M.

Российская Федерация, 664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78

8, Trilissera St., Irkutsk, 664047, Russian Federation

ТунгалагХ.TungalagH.

Монголия, 18131, г. Улаанбаатар, Сонгинохайрхан микрорайон, 20 хоро

Ulan-Bator, Mongolia, 18131.

ЦэрэнноровД.TserennorovD.

Монголия, 18131, г. Улаанбаатар, Сонгинохайрхан микрорайон, 20 хоро

Ulan-Bator, Mongolia, 18131.

https://orcid.org/0000-0003-4201-5828БалахоновС. В.BalakhonovS. V.

Российская Федерация, 664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78

8, Trilissera St., Irkutsk, 664047, Russian Federation

ФКУЗ «Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока»РоссияIrkutsk Research Anti-Plague Institute of Siberia and Far EastRussian FederationНациональный центр зоонозных инфекцийМонголияNational Centre of Zoonotic InfectionsMongolia20221302202304110116Copyright © Ярыгина М.Б., Витязева С.А., Корзун М.В., Тунгалаг Х., Цэрэнноров Д., Балахонов С.В., 20232023Ярыгина М.Б., Витязева С.А., Корзун М.В., Тунгалаг Х., Цэрэнноров Д., Балахонов С.В.Yarygina M.B., Vityazeva S.A., Korzun V.M., Tungalag H., Tserennorov D., Balakhonov S.V.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/1769

Для осуществления эпидемиологического надзора за чумой в Сайлюгемском природном очаге совместно с монгольскими специалистами внедрены и применяются современные молекулярно-генетические методы диагностики и типирования Yersinia pestis ssp. pestis в полевом и клиническом материале. Цель работы – изучить пространственную генотипическую структуру Y. pestis ssp. pestis в трансграничном Сайлюгемском природном очаге чумы методом MLVA25‑типирования. Материалы и методы. Проведено MLVA25‑типирование 160 штаммов Y. pestis ssp. pestis, изолированных в Сайлюгемском природном очаге чумы в 2012–2021 гг. Построение филогенетического древа осуществляли методами UPGMA и MST. Результаты и обсуждение. На основе кластерного анализа 25 VNTR-локусов штаммы Y. pestis ssp. pestis, изолированные в трансграничном Сайлюгемском природном очаге чумы, дифференцированы на 15 MLVA‑типов. Установлено, что исследуемые штаммы образуют однородный комплекс MLVA25‑типов без выраженной географической структурированности их по семи пространственным группам. При анализе частоты встречаемости числа тандемных повторов по трем вариабельным локусам у штаммов Y. pestis ssp. pestis выявлено, что между выборками из монгольской и российской частей очага наблюдаются значимые различия. Наиболее выраженные различия пространственной генотипической структуры прослеживаются по локусу yp4280ms62.

Advanced molecular-genetic methods for the diagnosis and typing of Yersinia pestis ssp. pestis in the field and clinical material are used for epidemiological surveillance of plague in the Saylyugem natural focus. The aim of the work was to study the spatial genotypic structure of Y. pestis ssp. pestis in the transboundary Saylyugem natural plague focus using MLVA25 typing. Materials and methods. The MLVA25 typing of 160 strains of Y. pestis ssp. Pestis isolated in the Saylyugem natural plague focus in 2012–2021 was carried out. Phylogenetic tree construction was performed with the help of UPGMA and MST methods. Results and discussion. The Y. pestis ssp. pestis strains isolated from the Saylyugem natural plague focus were differentiated into 15 MLVA types by the 25 VNTR loci cluster analysis. The studied strains form a homogeneous complex of MLVA25 types without marked geographical distribution across seven spatial groups. The analysis of the frequency of occurrence of the tandem repeats number for three variable loci of Y. pestis ssp. pestis strains shows the significant differences between the samples from the Mongolian and Russian parts of the Saylyugem natural plague focus. The most pronounced differences in spatial genotypic structure are traced through the yp4280ms62 locus.

Yersinia pestisMLVA25‑типированиеСайлюгемский природный очаг чумыYersinia pestisMLVA25-typingSaylyugem natural plague focusReferencesZhao S.S., Pulati Y., Yin X.P., Li W., Wang B.J., Yang K., Chen C.F., Wang Y.Z. Wildlife plague surveillance near the China-Kazakhstan border: 2012–2015. Transbound. Emerg. Dis. 2017; 64(6):e48–e51. DOI: 10.1111/tbed.12603.Zhao S.S., Pulati Y., Yin X.P., Li W., Wang B.J., Yang K., Chen C.F., Wang Y.Z. Wildlife plague surveillance near the China-Kazakhstan border: 2012–2015. Transbound. Emerg. Dis. 2017; 64(6):e48–e51. DOI: 10.1111/tbed.12603.Wang P., Shi L., Zhang F., Guo Y., Zhang Z., Tan H., Cui Z., Ding Y., Liang Y., Liang Y., Yu D., Xu J., Li W., Song Z. Ten years of surveillance of the Yulong plague focus in China and the molecular typing and source tracing of the isolates. PLoS Negl. Trop. Dis. 2018; 12(3):e0006352. DOI: 10.1371/journal.pntd.0006352.Wang P., Shi L., Zhang F., Guo Y., Zhang Z., Tan H., Cui Z., Ding Y., Liang Y., Liang Y., Yu D., Xu J., Li W., Song Z. Ten years of surveillance of the Yulong plague focus in China and the molecular typing and source tracing of the isolates. PLoS Negl. Trop. Dis. 2018; 12(3):e0006352. DOI: 10.1371/journal.pntd.0006352.Вержуцкий Д.Б. Активизация природных очагов чумы в Центральной Азии: беспочвенные опасения или реальная угроза. Природа Внутренней Азии. Nature of Inner Asia. 2018; 1:7–18. DOI: 10.18101/2542-0623-2018-1-7-18.Verzhutsky D.B. [Activation of natural plague foci in Central Asia: groundless fears or a real threat]. Priroda Vnutrenney Azii. [Nature of Inner Asia]. 2018; 1:7–18. DOI: 10.18101/2542-0623-2018-1-7-18.Корзун В.М., Чипанин Е.В., Денисов А.В., Курепина Н .Ю. Ареал и пространственная структура населения монгольской пищухи (Ochotona pallasi, Ochotonidae, Lagomorpha) в Юго-Восточном Алтае. Байкальский зоологический журнал. 2017; 1:72–82.Korzun V.M., Chipanin E.V., Denisov A.V., Kurepina N.Yu. [Areal and spatial structure of the population of the Mongolian pika (Ochotona pallasi, Ochotonidae, Lagomorpha) in the South-Eastern Altai]. Baikal’sky Zoologichesky Zhurnal [Baikal Zoological Journal]. 2017; (1):72–82.Попова 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 Welfare in Natural Plague Foci in the Territory of CIS Countries and Mongolia under Current Conditions]. Izhevsk: LLC “Print”; 2018. 336 p.Achtman M., Morelli G., Zhu P., Wirth T., Diehl I., Kusecek B., Vogler A.J., Wagner D.M., Allender C.J., Easterday W.R., Chenal-Francisque V., Worsham P., Thomson N.R., Parkhill J., Lindler L.E., Carniel E., Keim P. Microevolution and history of the plague bacillus, Yersinia pestis. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2004; 101(51):17837–42. DOI: 10.1073/pnas.0408026101.Achtman M., Morelli G., Zhu P., Wirth T., Diehl I., Kusecek B., Vogler A.J., Wagner D.M., Allender C.J., Easterday W.R., Chenal-Francisque V., Worsham P., Thomson N.R., Parkhill J., Lindler L.E., Carniel E., Keim P. Microevolution and history of the plague bacillus, Yersinia pestis. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2004; 101(51):17837–42. DOI: 10.1073/pnas.0408026101.Morelli G., Song Y., Mazzoni C.J., Eppinger M., Roumagnac P., Wagner D.M., Feldkamp M., Kusecek B., Vogler A.J., Li Y., Cui Y., Thomson N.R., Jombart T., Leblois R., Lichtner P., Rahalison L., Petersen J.M., Balloux F., Keim P., Wirth T., Ravel J., Yang R., Carniel E., Achtman M. Yersinia pestis genome sequencing identifies patterns of global phylogenetic diversity. Nat. Genet. 2010; 42(12):1140–3. DOI: 10.1038/ng.705.Morelli G., Song Y., Mazzoni C.J., Eppinger M., Roumagnac P., Wagner D.M., Feldkamp M., Kusecek B., Vogler A.J., Li Y., Cui Y., Thomson N.R., Jombart T., Leblois R., Lichtner P., Rahalison L., Petersen J.M., Balloux F., Keim P., Wirth T., Ravel J., Yang R., Carniel E., Achtman M. Yersinia pestis genome sequencing identifies patterns of global phylogenetic diversity. Nat. Genet. 2010; 42(12):1140–3. DOI: 10.1038/ng.705.Ерошенко Г.А., Попов Н.В., Краснов Я.М., Никифоров К.А., Кузнецов А.А., Матросов А.Н., Кутырев В.В. Природный мегаочаг основного подвида Yersinia pestis античного биовара филогенетической ветви 4.ANT в Горном Алтае. Проблемы особо опасных инфекций. 2018; 2:49–56. DOI: 10.21055/0370-1069-2018-2-49-56.Eroshenko G.A., Popov N.V., Krasnov Y.M., Nikiforov K.A., Kuznetsov A.A., Matrosov A.N., Kutyrev V.V. [Natural Mega-Focus of Yersinia pestis main subspecies, antique biovar, phylogenetic line 4.ANT in Gorny Altai]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2018; (2):49-56. DOI: 10.21055/0370-1069-2018-2-49-56.Li Y., Cui Y., Hauck Y., Platonov M.E., Dai E., Song Y., Guo Z., Pourcel C., Dentovskaya S.V., Anisimov A.P., Yang R., Vergnaud G. Genotyping and phylogenetic analysis of Yersinia pestis by MLVA: insights into the worldwide expansion of Central Asia plague foci. PLoS One. 2009; 4(6):e6000. DOI: 10.1371/journal.pone.0006000.Li Y., Cui Y., Hauck Y., Platonov M.E., Dai E., Song Y., Guo Z., Pourcel C., Dentovskaya S.V., Anisimov A.P., Yang R., Vergnaud G. Genotyping and phylogenetic analysis of Yersinia pestis by MLVA: insights into the worldwide expansion of Central Asia plague foci. PLoS One. 2009; 4(6):e6000. DOI: 10.1371/journal.pone.0006000.Zhang X., Hai R., Wei J., Cui Z., Zhang E., Song Z., Yu D. MLVA distribution characteristics of Yersinia pestis in China and the correlation analysis. BMC Microbiology. 2009; 9:205. DOI: 10.1186/1471-2180-9-205.Zhang X., Hai R., Wei J., Cui Z., Zhang E., Song Z., Yu D. MLVA distribution characteristics of Yersinia pestis in China and the correlation analysis. BMC Microbiology. 2009; 9:205. DOI: 10.1186/1471-2180-9-205.Vogler A.J., Chan F., Wagner D.M., Roumagnac P., Lee J., Nera R., Eppinger M., Ravel J., Rahalison L., Rasoamanana B.W., Beckstrom-Sternberg S.M., Achtman M., Chanteau S., Keim P. Phylogeography and molecular epidemiology of Yersinia pestis in Madagascar. PLoS Negl. Trop. Dis. 2011; 5(9):e1319. DOI: 10.1371/journal.pntd.0001319.Vogler A.J., Chan F., Wagner D.M., Roumagnac P., Lee J., Nera R., Eppinger M., Ravel J., Rahalison L., Rasoamanana B.W., Beckstrom-Sternberg S.M., Achtman M., Chanteau S., Keim P. Phylogeography and molecular epidemiology of Yersinia pestis in Madagascar. PLoS Negl. Trop. Dis. 2011; 5(9):e1319. DOI: 10.1371/journal.pntd.0001319.Marmur J. A procedure for the isolation of deoxyribonucleic acid from microorganisms. J. Mol. Biol. 1961; 3:208–18. DOI: 10.1016/S0022-2836(61)80047-8.Marmur J. A procedure for the isolation of deoxyribonucleic acid from microorganisms. J. Mol. Biol. 1961; 3:208–18. DOI: 10.1016/S0022-2836(61)80047-8.Klevytska A.M., Price L.B., Schupp J.M., Worsham P.L., Wong J., Keim P. Identification and characterization of variable-number tandem repeats in the Yersinia pestis genome. J. Clin. Microbiol. 2001; 39(9):3179–85. DOI: 10.1128/JCM.39.9.3179-3185.2001.Klevytska A.M., Price L.B., Schupp J.M., Worsham P.L., Wong J., Keim P. Identification and characterization of variable-number tandem repeats in the Yersinia pestis genome. J. Clin. Microbiol. 2001; 39(9):3179–85. DOI: 10.1128/JCM.39.9.3179-3185.2001.Le Flèche P., Hauck Y., Onteniente L., Prieur A., Denoeud F., Ramisse V., Sylvestre P., Benson G., Ramisse F., Vergnaud G. A tandem repeats database for bacterial genomes: application to the genotyping of Yersinia pestis and Bacillus anthracis. BMC Microbiol. 2001; 1:2. DOI:10.1186/1471-2180-1-2.Le Flèche P., Hauck Y., Onteniente L., Prieur A., Denoeud F., Ramisse V., Sylvestre P., Benson G., Ramisse F., Vergnaud G. A tandem repeats database for bacterial genomes: application to the genotyping of Yersinia pestis and Bacillus anthracis. BMC Microbiol. 2001; 1:2. DOI:10.1186/1471-2180-1-2.Girard J.M., Wagner D.M., Vogler A.J., Keys C., Allender C.J., Drickamer L.C., Keim P. Differential plague-transmission dynamics determine Yersinia pestis population genetic structure on local, regional, and global scales. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2004; 101(22):8408–13. DOI: 10.1073/pnas.0401561101.Girard J.M., Wagner D.M., Vogler A.J., Keys C., Allender C.J., Drickamer L.C., Keim P. Differential plague-transmission dynamics determine Yersinia pestis population genetic structure on local, regional, and global scales. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2004; 101(22):8408–13. DOI: 10.1073/pnas.0401561101.Ярыгина М.Б., Корзун В.М., Балахонов С.В., Рождественский Е.Н., Денисов А.В. Генотипическая структура Yersinia pestis ssp. central asiatica biovar altaica в Горно-Алтайском высокогорном природном очаге чумы при MLVA25‑типировании. Проблемы особо опасных инфекций. 2021; 2:138–47. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-2-138-147.Yarygina M.B., Korzun V.M., Balakhonov S.V., Rozhdestvensky E.N., Denisov A.V. [MLVA25-typed Yersinia pestis ssp. central asiatica biovar altaica genotype structure in Gorno-Altai mountain natural plague focus]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2021; (2):138–147. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-2-138-147.

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