Современные диагностические технологии в исследовании полевого материала 2023 г. из природных очагов чумы Кыргызской Республики

Цель работы – анализ результатов исследования полевого материала, полученного в 2023 г. в природных очагах чумы Кыргызской Республики (КР), с помощью современных диагностических технологий.

Материалы и методы. Изучено 1435 биологических образцов из Тянь-Шаньского, Алайского и Таласского высокогорных очагов КР с использованием традиционных методов лабораторной диагностики чумы: микробиологических, иммунологических, биологических, а также современных молекулярно-генетических методов. Индикацию полученных образцов на наличие ДНК возбудителя чумы проводили с помощью ПЦР-РВ, а наличие антител к чумному микробу выявляли методом иммуноферментного анализа. Молекулярную идентификацию штаммов Yersinia pestis по их принадлежности к подвидам, биоварам, филогенетическим линиям проводили методом ПЦР-РВ с применением способа выявления однонуклеотидных замен с помощью анализа кривых плавления продуктов.

Результаты и обсуждение. Разработан и прошел практическую проверку способ молекулярной идентификации штаммов Y. pestis из очагов чумы КР методом выявления однонуклеотидных замен с помощью анализа кривых плавления продуктов (HMR-анализ) с использованием комплекта сконструированных праймеров. Установлена принадлежность выделенных в Сарыджазском автономном очаге Тянь-Шаньского высокогорного очага штаммов Y. pestis к античному биовару основного подвида, филогенетической ветви 0.ANT5. Исследовано филогенетическое родство выделенных в 2023 г. штаммов Y. pestis по данным полногеномного SNP-анализа. Установлены участки эпизоотической активности в Восточном Алае. Полученные данные свидетельствуют о продолжающейся активизации очагов чумы КР. Также обсуждаются участки территории КР, перспективные для проведения палеогеномных исследований.

1. Попова А.Ю., Кутырев В.В., редакторы. Атлас природных очагов чумы России и зарубежных государств. Калининград: РА Полиграфычъ; 2022. 348 с.

2. Попова А.Ю., Кутырев В.В., редакторы. Кадастр эпидемиологических и эпизоотических проявлений чумы на территории Российской Федерации и стран ближнего зарубежья (с 1876 по 2016 год). Саратов: ООО «Амирит»; 2016. 248 с.

3. Eroshenko G.A., Nosov N.Y., Krasnov Y.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.

4. Ерошенко Г.А., Куклева Л.М., Кутырев В.В. Исторические и современные классификации возбудителя чумы. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; 4:14–22. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-4-14-27.

5. Абдикаримов С.Т., Ибрагимов Э.Ш., Эгембергенов Ч.Э. Современное эпизоотическое состояние природных очагов чумы Кыргызской Республики и мероприятия, направленные на обеспечение эпидемиологического благополучия по чуме. Проблемы особо опасных инфекций. 2018; 2:45–8. DOI: 10.21055/0370-1069-2018-2-45-48.

6. 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.

7. 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.

8. Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика особо опасных инфекционных болезней. Практическое руководство. М.: ЗАО «Шико»; 2013. 560 с.

9. Reed G.H., Kent J.O., Wittwer C.T. High-resolution DNA melting analysis for simple and efficient molecular diagnostics. Pharmacogenomics. 2007; 8(6):597–608. DOI: 10.2217/14622416.8.6.597.

10. Vossen R.H.А.М., Aten E., Roos A., den Dunnen J.T. High-resolution melting analysis (HRMA): more than just sequence variant screening. Hum. Mutat. 2009; 30(6):860–6. DOI: 10.1002/ humu.21019.

11. 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.

12. 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.

13. Одиноков Г.Н., Никифоров К.А., Куклева Л.М., Краснов Я.М., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Способ подвидовой дифференциации штаммов возбудителя чумы методом полимеразной цепной реакции. Патент РФ № 2552611, опубл. 10.06.2015. Бюл. № 16.

14. Никифоров К.А., Оглодин Е.Г., Куклева Л.М., Макашова М.А., Балыкова А.Н., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Конструирование системы аллельспецифической ПЦР в режиме реального времени для определения филогенетической принадлежности штаммов Yersinia pestis. Биотехнология. 2022; 38(3):82–91. DOI: 10.56304/S0234275822030073.

15. Носов Н.Ю., Никифоров К.А., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Способ идентификации штаммов Yersinia pestis средневекового биовара с последующей дифференциацией по филогенетической принадлежности методом полимеразной цепной реакции с гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов. Патент РФ № 2705813, опубл. 12.11.2019. Бюл. № 32.

16. Морозов О.А., Никифоров К.А., Оглодин Е.Г., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Способ идентификации Yersinia pestis и Yersinia pseudotuberculosis и одновременной дифференциации Yersinia pestis основного и центральноазиатского подвидов методом мультиплексной ПЦР. Патент РФ № 2737775, опубл. 02.12.2020. Бюл. № 34.

17. 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.

18. Feldman M., Harbeck M., Keller M., Spyrou M.A., Rott A., Trautmann B., Scholz H.C., Päffgen B., Peters J., McCormick M., Bos K., Herbig A., Krause J. A high-сoverage Yersinia pestis genome from a sixth-century Justinianic plague victim. Mol. Biol. Evol. 2016; 33(11):2911–23. DOI: 10.1093/molbev/msw170.

19. Хвольсон Д.А. Несторианские надписи из Семиречья. В кн.: Розен В.Р., редактор. Записки Восточного отделения Императорского Русского археологического общества. Т. 1. 1886. СПб.: Тип. Имп. Академии наук; 1887. С. 217–21.

20. Green M.H. The four Black Deaths. Am. Hist. Rev. 2020; 125(5):1601–31. DOI: 10.1093/ahr/rhaa511.

21. Fancy N., Green M.H. Plague and the fall of Baghdad (1258). Med. Hist. 2021; 65(2):157–77. DOI: https://doi.org/10.1017/mdh.2021.3.

22. Кольченко В.А. Припишпекское (Кара-Джигачское) средневековое христианское кладбище по данным архивных документов о раскопках 1886 года. В кн.: Религии Казахстана и Центральной Азии на Великом Шелковом пути: Материалы международной научно-практической конференции (Алматы, 12–13 июня 2017 г.). Алматы; 2017. С. 167–79.

23. Кольченко В.А. Христианское кладбище монгольского времени на городище Бурана (по данным архивных документов о раскопках 1886 года). В кн.: Бочаров С.Г., Ситдиков А.Г., редакторы. Генуэзская Хазария и Золотая Орда. Казань; Кишинев; 2019. Т. 2. С. 209–21