microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2024-4-107-114microbe-2085Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESГенотипирование штаммов Yersinia pseudotuberculosis, выделенных на территории России, с помощью MLSTGenotyping of Yersinia pseudotuberculosis Strains Isolated in Russia Using MLSThttps://orcid.org/0000-0001-7268-9298МелоянМ. Г.MeloyanM. G.

Мелоян Мисак Геворгович

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

Misak G. Meloyan

117/40, M. Gorky St., Rostovon-Don, 344002

meloyan_mg@antiplague.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9056-3231ВодопьяновА. С.Vodop’yanovA. S.

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

117/40, M. Gorky St., Rostovon-Don, 344002

https://orcid.org/0000-0001-6380-1153ВоскресенскаяЕ. А.VoskresenskayaE. A.

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14

14, Mira St., St. Petersburg, 197101

https://orcid.org/0000-0002-7178-8021ПисановР. В.PisanovR. V.

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

117/40, M. Gorky St., Rostovon-Don, 344002

https://orcid.org/0000-0001-5489-9363ЧесноковаМ. В.ChesnokovaM. V.

664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78

78, Trilissera St., Irkutsk, 664047

https://orcid.org/0000-0003-0036-0017КлимовВ. Т.KlimovV. T.

664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78

78, Trilissera St., Irkutsk, 664047

https://orcid.org/0000-0002-1973-3138КокоринаГ. И.KokorinaG. I.

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14

14, Mira St., St. Petersburg, 197101

https://orcid.org/0000-0002-3181-4328БогумильчикЕ. А.Bogumil’chikE. A.

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14

14, Mira St., St. Petersburg, 197101

https://orcid.org/0000-0001-9426-5197ПеретолчинаН. П.PeretolchinaN. P.

664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78;

664003, Иркутск, ул. Красного Восстания, 1

78, Trilissera St., Irkutsk, 664047;

1, Krasnogo Vosstaniya St., Irkutsk, 664003

https://orcid.org/0000-0002-3531-1146ТрухачевА. Л.TrukhachevA. L.

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

117/40, M. Gorky St., Rostovon-Don, 344002

ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт»РоссияRostov-on-Don Research Anti-Plague InstituteRussian FederationФБУН «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Пастера»РоссияPasteur St. Petersburg Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyRussian FederationФКУЗ «Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока»РоссияIrkutsk Research Anti-Plague Institute of Siberia and the Far EastRussian FederationФКУЗ «Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока»; ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияIrkutsk Research Anti-Plague Institute of Siberia and the Far East; Irkutsk State Medical UniversityRussian Federation20242212202404107114Copyright © Мелоян М.Г., Водопьянов А.С., Воскресенская Е.А., Писанов Р.В., Чеснокова М.В., Климов В.Т., Кокорина Г.И., Богумильчик Е.А., Перетолчина Н.П., Трухачев А.Л., 20242024Мелоян М.Г., Водопьянов А.С., Воскресенская Е.А., Писанов Р.В., Чеснокова М.В., Климов В.Т., Кокорина Г.И., Богумильчик Е.А., Перетолчина Н.П., Трухачев А.Л.Meloyan M.G., Vodop’yanov A.S., Voskresenskaya E.A., Pisanov R.V., Chesnokova M.V., Klimov V.T., Kokorina G.I., Bogumil’chik E.A., Peretolchina N.P., Trukhachev A.L.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/2085

Цель исследования – генотипирование штаммов Yersinia pseudotuberculosis, выделенных в России, с помощью мультилокусного сиквенс-типирования (MLST), сравнительный анализ результатов MLST с результатами INDEL-типирования. Материалы и методы. В работе анализировали 348 штаммов различных серотипов, выделенных в разных регионах мира, включая 59 российских штаммов. Из базы данных NCBI использовано 302 штамма. Определение нуклеотидных последовательностей штаммов проводили при использовании технологической платформы MiSeq. Для MLST-анализа применена авторская программа MLSTtyper. Результаты и обсуждение. Выяснено, что на территории России циркулируют штаммы как минимум 2, 9, 19, 26, 32, 42, 43 STтипов. Большинство изученных российских штаммов относились к ST2-типу (58 %). Филогенетический анализ, проведенный с помощью данных MLST, показал, что ряд кластеров содержат штаммы, которые циркулируют на территории России долгое время, а штаммы этих генотипов не встречаются за рубежом. Часть российских штаммов вошла в кластеры, содержащие штаммы, выделенные в различных регионах мира, и может быть отнесена к штаммам либо «азиатского», либо «европейского» типов. Данные, полученные с помощью программы MLSTtyper, совпали с данными зарубежных авторов при анализе методом MLST тех же самых штаммов. Сравнение результатов генетической дифференциации штаммов Y. pseudotuberculosis с помощью MLST и INDEL-типирования свидетельствует о том, что MLST обладает большей дискриминационной способностью, однако в ряде случаев INDEL-генотипирование позволяет дифференцировать те штаммы, которые имели один ST-генотип.

The aim of this study was the genotyping of Yersinia pseudotuberculosis strains isolated in Russia using multilocus sequence typing (MLST), a comparative analysis of MLST results with INDEL typing results. Materials and methods. 348 strains of various serotypes isolated in different regions of the world, including 59 Russian strains, were analyzed. 302 strains from the NCBI database were used. The nucleotide sequences of the strains were determined using the MiSeq technology platform. The author MLSTtyper program was used for MLST analysis. Results and discussion. It has been found out that strains of at least, 2, 9, 19, 26, 32, 42, 43 ST-types circulate in Russia. The majority of the studied Russian strains belong to the ST2 type (58 %). Phylogenetic analysis conducted using MLST data showed that a number of clusters contains strains that have been circulating in Russia for a long time, and strains of these genotypes are not found abroad. Some of the Russian strains are included in clusters containing strains isolated in various regions of the world and can be attributed to strains of either “Asian” or “European” types. The data obtained using the MLSTtyper program coincided with the data of foreign authors when analyzing the same strains using the MLST method. Comparison of the results of genetic differentiation of Y. pseudotuberculosis strains using MLST and INDEL typing indicates that MLST has a greater discriminatory ability; however, in some cases INDEL genotyping allows differentiating those strains that had the same ST genotype.

Yersinia pseudotuberculosisпсевдотуберкулезгенотипированиеMLSTYersinia pseudotuberculosispseudotuberculosisgenotypingMLSTReferencesО состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2022 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; 2023. 256 с.[On the State of Sanitary and Epidemiological Welfare of the Population in the Russian Federation in 2022: State Report]. Moscow: Federal Service for Surveillance on Consumers Rights Protection and Human Well-being; 2023. 256 p.Duan R., Liang J., Shi G., Cui Z., Hai R., Wang P., Xiao Y., Li K., Qiu H., Gu W., Du X., Jing H., Wang X. Homology analysis of pathogenic Yersinia species Yersinia enterocolitica, Yersinia pseudo-tuberculosis, and Yersinia pestis based on multilocus sequence typing. J. Clin. Microbiol. 2014; 52(1):20–9. DOI: 10.1128/JCM.02185-13.Duan R., Liang J., Shi G., Cui Z., Hai R., Wang P., Xiao Y., Li K., Qiu H., Gu W., Du X., Jing H., Wang X. Homology analysis of pathogenic Yersinia species Yersinia enterocolitica, Yersinia pseudo- tuberculosis, and Yersinia pestis based on multilocus sequence typing. J. Clin. Microbiol. 2014; 52(1):20–9. DOI: 10.1128/JCM.02185-13.Laukkanen-Ninios R., Didelot X., Jolley K.A., Morelli G., Sangal V., Kristo P., Brehony C., Imori P.F., Fukushima H., Siitonen A., Tseneva G., Voskressenskaya E., Falcao J.P., Korkeala H., Maiden M.C., Mazzoni C., Carniel E., Skurnik M., Achtman M. Population structure of the Yersinia pseudotuberculosis complex according to multilocus sequence typing. Environ. Microbiol. 2011; 13(12):3114–27. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2011.02588.x.Laukkanen-Ninios R., Didelot X., Jolley K.A., Morelli G., Sangal V., Kristo P., Brehony C., Imori P.F., Fukushima H., Siitonen A., Tseneva G., Voskressenskaya E., Falcao J.P., Korkeala H., Maiden M.C., Mazzoni C., Carniel E., Skurnik M., Achtman M. Population structure of the Yersinia pseudotuberculosis complex according to multilocus sequence typing. Environ. Microbiol. 2011; 13(12):3114– 27. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2011.02588.x.Трухачев А.Л., Мелоян М.Г., Воскресенская Е.А., Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Подладчикова О.Н., Писанов Р.В., Чеснокова М.В., Рыкова В.А., Кузнецова Д.А., Климов В.Т., Кокорина Г.И., Богумильчик Е.А. INDEL-типирование штаммов Yersinia pseudotuberculosis. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; 4:102–9. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-4-102-109.Trukhachev A.L., Meloyan M.G., Voskresenskaya E.A., Vodopy’anov A.S., Vodop’yanov S.O., Podladchikova O.N., Pisanov R.V., Chesnokova M.V., Rykova V.A., Kuznetsova D.A., Klimov V.T., Kokorina G.I., Bogumilchik E.A. [INDEL-typing of Yersinia pseudotuberculosis strains]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2022; (4):102–9. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-4-102-109.Водопьянов А.С., Трухачев А.Л., Подладчикова О.Н., Писанов Р.В. ContigSearcher – программа для анализа результатов полногеномного секвенирования, определения наличия последовательностей различных генов в контигах, полученных при секвенировании, выявления INDEL-мутаций. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018611348 от 01.02.2018.Vodopyanov A.S., Trukhachev A.L., Podladchikova O.N., Pisanov R.V. [ContigSearcher is a program for analyzing the results of genome-wide sequencing, determining the presence of sequences of various genes in the contigues obtained during sequencing, detec ting INDEL mutations]. Certificate of state registration of the com- puter program No. 2018611348 dated 02/01/2018.Bogdanovich T., Carniel E., Fukushima H., Skurnik M. Use of O-antigen gene cluster-specific PCRs for the identification and O-genotyping of Yersinia pseudotuberculosis and Yersinia pestis. J. Clin. Microbiol. 2003; 41(11):5103–12. DOI: 10.1128/JCM.41.11.5103-5112.2003.Bogdanovich T., Carniel E., Fukushima H., Skurnik M. Use of O-antigen gene cluster-specific PCRs for the identifica- tion and O-genotyping of Yersinia pseudotuberculosis and Yersinia pestis. J. Clin. Microbiol. 2003; 41(11):5103–12. DOI: 10.1128/JCM.41.11.5103-5112.2003.Platonov M.E., Blouin Y., Evseeva V.V., Afanas’ev M.V., Pourcel C., Balakhonov S.V., Vergnaud G., Anisimov A.P. Draft genome sequences of five Yersinia pseudotuberculosis ST19 isolates and one isolate variant. Genome Announc. 2013; 1(2):e00122-13. DOI: 10.1128/genomeA.00122-13.Platonov M.E., Blouin Y., Evseeva V.V., Afanas’ev M.V., Pourcel C., Balakhonov S.V., Vergnaud G., Anisimov A.P. Draft ge- nome sequences of five Yersinia pseudotuberculosis ST19 isolates and one isolate variant. Genome Announc. 2013; 1(2):e00122-13. DOI: 10.1128/genomeA.00122-13.Blouin Y., Platonov M.E., Pourcel C., Evseeva V.V., Afanas’ev M.V., Balakhonov S.V., Anisimov A.P., Vergnaud G. Draft genome sequences of two Yersinia pseudotuberculosis ST43 (O:1b) strains, B-7194 and B-7195. Genome Announc. 2013; 1(4):e00510-13. DOI: 10.1128/genomeA.00510-13.Blouin Y., Platonov M.E., Pourcel C., Evseeva V.V., Afanas’ev M.V., Balakhonov S.V., Anisimov A.P., Vergnaud G. Draft genome sequences of two Yersinia pseudotuberculosis ST43 (O:1b) strains, B-7194 and B-7195. Genome Announc. 2013; 1(4):e00510- 13. DOI: 10.1128/genomeA.00510-13.Тимченко Н.Ф., Ермолаева С.А., Адгамов Р.Р., Кузнецова Н.А., Шубин Ф.Н. Возбудитель дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки – клон Yersinia pseudotuberculosis. Национальные приоритеты России. 2011; 2:176.Timchenko N.F., Ermolaeva S.A., Adgamov R.R., Kuznetsova N.A., Shubin F.N. [The causative agent of Far Eastern scarlet fever is a clone of Yersinia pseudotuberculosis]. Natsional’nye Prioritety Rossii [National Priorities of Russia]. 2011; (2):176.Сомова Л.М., Тимченко Н.Ф., Ляпун И.Н., Дробот Е.И. Основные итоги изучения дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки как особого клинико-эпидемического проявления псевдотуберкулеза (Обзор комплексных исследований). Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2021; 5:39–45. DOI: 10.35627/2219-5238/2021-338-5-39-45.Somova L.M., Timchenko N.F., Lyapun I.N., Drobot E.I. [Main results of the research on the Far Eastern scarlet-like fever as a specific clinical and epidemic manifestation of pseudotuberculo- sis: a review of comprehensive studies]. Zdorov’e Naseleniya i Sreda Obitaniya. [Public Health and Life Environment]. 2021; (5):39–45. DOI: 10.35627/2219-5238/2021-338-5-39-45.Timchenko N.F., Adgamov R.R., Popov A.F., Psareva E.K., Sobyanin K.A., Gintsburg A.L., Ermolaeva S.A. Far East scarlet-like fever caused by a few related genotypes of Yersinia pseudotuberculosis, Russia. Emerg. Infect. Dis. 2016; 22(3):503–6. DOI: 10.3201/eid2203.150552.Timchenko N.F., Adgamov R.R., Popov A.F., Psareva E.K., Sobyanin K.A., Gintsburg A.L., Ermolaeva S.A. Far East scarlet-like fever caused by a few related genotypes of Yersinia pseudotubercu- losis, Russia. Emerg. Infect. Dis. 2016; 22(3):503–6. DOI: 10.3201/eid2203.150552.Трухачёв А.Л., Иванова В.С., Арсеньева Т.Е., Лебедева С.А., Гончаренко Е.В. Поиск праймеров на основе хромосомной ДНК Yersinia pestis для эффективной ПЦР-идентификации типичных и атипичных штаммов возбудителя чумы. Клиническая лабораторная диагностика. 2008; 12:49–52.Trukhachev A.L., Ivanova V.S., Arsenyeva T.Ye., Lebedeva S.A., Goncharenko Ye.V. [Search for primers based on Yersinia pes- tis chromosomal DNA for the most effective PCR identification of typical and atypical strains of the plague pathogen]. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika [Clinical Laboratory Diagnostics]. 2008; (12):49–52.Chen G., Lyu Y., Wang D., Zhu L. Cao S., Pan C., Feng E., Zhang W., Liu X., Cui Y., Wang H. Obtaining specific sequence tags for Yersinia pestis and visually detecting them was using the CRISPR-Cas12a system. Pathogens. 2021; 10(5):562. DOI: 10.3390/pathogens10050562.Chen G., Lyu Y., Wang D., Zhu L. Cao S., Pan C., Feng E., Zhang W., Liu X., Cui Y., Wang H. Obtaining specic sequence tags for Yersinia pestis and visually detecting them was using the CRISPR-Cas12a system. Pathogens. 2021; 10(5):562. DOI: 10.3390/pathogens10050562.

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