Исторические и современные классификации возбудителя чумы
https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-4-14-22
Аннотация
В обзоре представлены данные по отечественным и зарубежным фенотипическим классификациям штаммов Yersinia pestis, разработанным в XX в.; генетическим классификациям XXI в.; а также по генеалогии древних штаммов чумного микроба, реконструированной с помощью палеогеномных технологий. С момента открытия возбудителя чумы в 1894 г. были созданы многие классификации, которые соответствовали уровню развития микробиологии на тот период времени. В основу внутривидовых классификационных схем XX в. положены три принципа: фенотипические различия между штаммами, особенности видового состава носителей и географическая принадлежность. С развитием молекулярной микробиологии в начале XXI в. разработана генетическая номенклатура ветвей эволюции возбудителя и создан ряд классификаций, построенных на анализе популяционной структуры Y. pestis. Через призму генетического разнообразия штаммов Y. pestis из природных очагов чумы России, стран ближнего и дальнего зарубежья разработана усовершенствованная классификация с выделением семи подвидов: pestis, tibetica, caucasica, qinghaica, angolica, central asiatica, ulegeica, – которая разделила подвиды по филогенетическому принципу и по эпидемической значимости. С развитием палеомикробиологии в генеалогию Y. pestis включены доисторические линии эволюции, которые расширили сведения по внутривидовому разнообразию чумного микроба.
Об авторах
Г. А. Ерошенко
ФКУН «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Ерошенко Галина Александровна
Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46
Л. М. Куклева
ФКУН «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46
В. В. Кутырев
ФКУН «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46
Список литературы
1. Безсонова А.А. О двух разновидностях B. pestis, обнаруживаемых при росте на глицериновых средах. Вестник микробиологии, эпидемиологии и паразитологии. 1928; 7(3):325–6.
2. Коновалова С.Ф. Нитрозная реакция с культурами B. Pestis и B. pseudotuberculosis rodentium (Pfeiffer). Вестник микробиологии, эпидемиологии и паразитологии. 1930; 9(2):513–6.
3. Devignat R. Varietes de l’espese Pasteurella pestis. Nouvelle hypothese. Bull. World. Health Organ. 1951; 4(2):247–63.
4. Туманский В.М. О классификации разновидностей чумного микроба. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1957; 6:3–7.
5. Леви М.И. Классификация разновидностей возбудителя чумы. В кн.: Т езисы докладов Научной конференции по природной очаговости и профилактике чумы и туляремии. 30 октября – 2 ноября 1962 г. Ростов н/Д; 1962. С. 72–74.
6. Михайлова Р.С. Характеристика свойств и классификация штаммов чумного микроба, выделенных на Кавказе: автореф. дис. … канд. мед. наук. Ставрополь; 1968. 22 с.
7. Пейсахис Л.А., Степанов В.М. Внутривидовая классификация возбудителя чумы по принципу географического районирования. Проблемы особо опасных инфекций. 1975; 2:5–9.
8. Кутырев В.В., Проценко О.А. Классификация и молекулярно-генетические исследования Yersinia pestis. Проблемы особо опасных инфекций. 1998; 4:11–22.
9. Мартиневский И.Л. Биология и генетические особенности чумного и близкородственных ему микробов. М.: Медицина; 1969. 295 с.
10. Тимофеева Л.А. О таксономии чумного микроба. Проблемы особо опасных инфекций. 1972; 1:15–20.
11. Тимофеева Л.А., Апарин Г.П., Головачева В.Я. Таксономия рода Yersinia. В кн.: Современные проблемы зоонозных инфекций: Всесоюз. междувед. конф. (Симферополь, 28–29 мая 1981 г.): Тез. докл. М.; 1981. С. 90–2.
12. Слудский А.А., редактор. Гиссарский природный очаг чумы. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та; 2003. 247 с.
13. Bercovier H., Mollaret H.H., Alonso J.V., Brault J., Fanning G.R., Steigerwait A.G., Brenner D.J. Intra- and interspecies relatedness of Yersinia pestis by DNA hybridization and its relationship to Yersinia pseudotuberculosis. Curr. Microbiol. 1980; 4(4):225–9. DOI: 10.1007/BF02605861.
14. Trebesius K., Harmsen D., Rakin A., Schmelz J., Heesemann J. Development of rRNA-targeted PCR and in situ hybridization with fluorescently labelled oligonucleotides for detection of Yersinia species. J. Clin. Microbiol. 1998; 36(9):2557–64. DOI: 10.1128/JCM.36.9.2557-2564.1998.
15. Achtman M., Zurth K., Morelli G., Torrea G., Guiyoule A., Carniel E. Yersinia pestis, the cause of plague, is a recently emerged clone of Yersinia pseudotuberculosis. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1999; 96(24):14043–8. DOI: 10.1073/pnas.96.24.14043.
16. 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.
17. Zhou D., Tong Z., Song Y., Han Y., Pei D., Pang X., Zhai J., Li M., Cui B., Qi Z., Jin L, Dai R., Du Z., Wang J., Guo Z., Wang J., Huang P., Yang R. Genetics of metabolic variations between Yersinia pestis biovars and the proposal of a new biovar, microtus. J. Bacteriol. 2004; 186(15):5147–52. DOI: 10.1128/JB.186.15.5147-5152.2004.
18. 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.
19. Cui Y., Yu C., Yan Y., Li D., Li Y., Jombart T., Weinert L.A., Wang Z., Guo Z., Xu L., Zhang Y., Zheng H., Qin N., Xiao X., Wu M., Wang X., Zhou D., Qi Z., Du Z., Wu H., Yang X., Cao H., Wang H., Wang J., Yao S., Rakin A., Li Y., Falush D., Balloux F., Achtman M., Song Y., Wang J., Yang R. Historical variations in mutation rate in an epidemic pathogen, Yersinia pestis. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2013; 110(2):577–82. DOI: 10.1073/pnas.1205750110.
20. Kutyrev V.V., Eroshenko G.A., Motin V.L., Nosov N.Y., Krasnov J.M., Kukleva L.M., Nikiforov K.A., Al’khova Zh.V., Oglodin E.G., Guseva N.P. Phylogeny and classification of Yersinia pestis through the lens of strains from the plague foci of Commonwealth of Independent States. Front. Microbiol. 2018; 9:1106. DOI: 10.3389/fmicb.2018.01106.
21. Попов Н.В., Ерошенко Г.А., Карнаухов И.Г., Кузнецов А.А., Матросов А.Н., Иванова А.В., Поршаков А.М., Ляпин М.Н., Корзун В.М., Вержуцкий Д.Б., Аязбаев Т.З., Лопатин А.А., Ашибоков У.М., Балахонов С.В., Куличенко А.Н., Кутырев В.В. Эпидемиологическая и эпизоотическая обстановка по чуме в Российской Федерации и прогноз ее развития на 2020–2025 гг. Проблемы особо опасных инфекций. 2020; 1:43–50. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-43-50.
22. Eroshenko G.A., Nosov N.Yu., Krasnov Ya.M., Oglodin Y.G., Kukleva L.M., Guseva N.P., Kuznetsov A.A., Abdikarimov S.T., Dzhaparova A.K., Kutyrev V.V. Yersinia pestis strains of ancient phylogenetic branch 0.ANT are widely spread in the high-mountain plague foci of Kyrgyzstan. PLoS One. 2017; 12(10):e0187230. DOI: 10.1371/journal.pone.0187230.
23. Ерошенко Г.А., Джапарова А.К., Оглодин Е.Г., Альхова Ж.В., Куклева Л.М., Кузнецов А.А., Краснов Я.М., Абдикаримов С .Т., Кутырев В.В. Филогеография штаммов Yersinia pestis ветви 0.ANT, выделенных в Тянь-Шане и Памиро-Алае в XX–XXI веках. Проблемы особо опасных инфекций. 2020; 1:76–84. DOI: 10.21055/0370-1069-2020-1-76-84.
24. Куклева Л.М., Джапарова А.К., Оглодин Е.Г., Нарышкина Е.А., Краснов Я.М., Кузнецов А.А., Фадеева А.В., Ерошенко Г.А., Бердиев С.К., Кутырев В.В. Комплексная характеристика штаммов Yersinia pestis, выделенных в Сарыджазском и Верхненарынском высокогорных очагах в 2019–2020 гг. Проблемы особо опасных инфекций. 2021; 2:114–22. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-2-114-122.
25. Rasmussen S., Allentoft M.E., Nielsen K., Orlando L., Sikora M., Sjögren K.G., Pedersen A.G., Schubert M., Van Dam A., Kapel C.M., Nielsen H.B., Brunak S., Avetisyan P., Epimakhov A., Khalyapin M.V., Gnuni A., Kriiska A., Lasak I., Metspalu M., Moiseyev V., Gromov A., Pokutta D., Saag L., Varul L., Yepiskoposyan L., Sicheritz-Pontén T., Foley R.A., Lahr M.M., Nielsen R., Kristiansen K., Willerslev E. Early divergent strains of Yersinia pestis in Eurasia 5,000 years ago. Cell. 2015; 163(3):571–82. DOI: 10.1016/j.cell.2015.10.009.
26. Andrades Valtueña A., Mittnik A., Key F.M., Haak W., Allmäe R., Belinskij A., Daubaras M., Feldman M., Jankauskas R., Janković I., Massy K., Novak M., Pfrengle S., Reinhold S., Šlaus M., Spyrou M.A., Szécsényi-Nagy A., Tõrv M., Hansen S., Bos K.I., Stockhammer P.W., Herbig A., Krause J. The Stone Age plague and its persistence in Eurasia. Curr. Biol. 2017; 27(23):3683–3691.e8. DOI: 10.1016/j.cub.2017.10.025.
27. Rascovan N., Sjögren K.-G., Kristiansen K., Nielsen R., Willerslev E., Desnues C., Rasmussen S. Emergence and spread of basal lineages of Yersinia pestis during the Neolithic decline. Cell. 2019; 176(1-2):295–305.e10. DOI: 10.1016/j.cell.2018.11.005.
28. Spyrou M.A., Tukhbatova R.I., Wang C.C., Valtueña A.A., Lankapalli A.K., Kondrashin V.V., Tsybin V.A., Khokhlov A., Kühnert D., Herbig A., Bos K.I., Krause J. Analysis of 3800-year-old Yersinia pestis genomes suggests Bronze Age origin for bubonic plague. Nat. Commun. 2018; 9(1):2234. DOI: 10.1038/s41467-018-04550-9.
29. Wagner D.M., Klunk J., Harbeck M., Devault A., Waglechner N., Sahl J.W., Enk J., Birdsell D.N., Kuch M., Lumibao C., Poinar D., Pearson T., Fourment M., Golding B., Riehm J.M., Earn D.J., Dewitte S., Rouillard J.M., Grupe G., Wiechmann I., Bliska J.B., Keim P.S., Scholz H.C., Holmes E.C., Poinar H. Yersinia pestis and the plague of Justinian 541–543 AD: a genomic analysis. Lancet Infect. Dis. 2014; 14(4):319–26. DOI: 10.1016/S1473-3099(13)70323-2.
30. Damgaard P.B., Marchi N., Rasmussen S., Peyrot M., Renaud G., Korneliussen T., Moreno-Mayar J.V., Pedersen M.W., Goldberg A., Usmanova E., Baimukhanov N., Loman V., Hedeager L., Pedersen A.G., Nielsen K., Afanasiev G., Akmatov K., Aldashev A., Alpaslan A., Baimbetov G., Bazaliiskii V.I., Beisenov A., Boldbaatar B., Boldgiv B., Dorzhu C., Ellingvag S., Erdenebaatar D., Dajani R., Dmitriev E., Evdokimov V., Frei K.M., Gromov A., Goryachev A., Hakonarson H., Hegay T., Khachatryan Z., Khaskhanov R., Kitov E., Kolbina A., Kubatbek T., Kukushkin A., Kukushkin I., Lau N., Margaryan A., Merkyte I., Mertz I.V., Mertz V.K., Mijiddorj E., Moiyesev V., Mukhtarova G., Nurmukhanbetov B., Orozbekova Z., Panyushkina I., Pieta K., Smrčka V., Shevnina I., Logvin A., Sjögren K.G., Štolcová T., Taravella A.M., Tashbaeva K., Tkachev A., Tulegenov T., Voyakin D., Yepiskoposyan L., Undrakhbold S., Varfolomeev V., Weber A., Wilson Sayres M.A., Kradin N., Allentoft M.E., Orlando L., Nielsen R., Sikora M., Heyer E., Kristiansen K., Willerslev E. 137 ancient human genomes from across the Eurasian steppes. Nature. 2018; 557(7705):369–74. DOI: 10.1038/s41586-018-0094-2.
31. Spyrou M.A., Musralina L., Gnecchi Ruscone G.A., Kocher A., Borbone P.-G., Khartanovich V.I., Buzhilova A., Djansugurova L., Bos K.I., Kühnert D., Haak W., Slavin P., Krause J. The source of the Black Death in fourteenth-century Central Eurasia. Nature. 2022; 606(7915):718–24. DOI: 10.1038/s41586-022-04800-3.
32. Demeure C.E., Dussurget O., Mas Fiol G., Le Guern A.S., Savin C., Pizarro-Cerdá J. Yersinia pestis and plague: an updated view on evolution, virulence determinants, immune subversion, vaccination, and diagnostics. Microbes Infect. 2019; 21(5-6):202–12. DOI: 10.1016/j.micinf.2019.06.007.
33. Achtman M. How old are bacterial pathogens? Proc. Biol. Sci. 2016; 283(1836):20160990. DOI: 10.1098/rspb.2016.0990.
34. Bos K.I., Herbig A., Sahl J., Waglechner N., Fourment M., Forrest S.A., Klunk J., Schuenemann V.J., Poinar D., Kuch M., Golding G.B., Dutour O., Keim P., Wagner D.M., Holmes E.C., Krause J., Poinar H.N. Eighteenth century Yersinia pestis genomes reveal the long-term persistence of an historical plague focus. Elife. 2016; 5:e12994. DOI: 10.7554/eLife.12994.
Рецензия
Для цитирования:
Ерошенко Г.А., Куклева Л.М., Кутырев В.В. Исторические и современные классификации возбудителя чумы. Проблемы особо опасных инфекций. 2022;(4):14-22. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-4-14-22
For citation:
Eroshenko G.A., Kukleva L.M., Kutyrev V.V. Historical and Modern Classifications of the Plague Agent. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2022;(4):14-22. (In Russ.) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-4-14-22
Просмотров:
699
Послать статью по эл. почте 