Ретроспективная молекулярная экспертиза вспышек чумы в Северном Приаралье в середине XX века

Цель работы – ретроспективная молекулярная экспертиза вспышек чумы, произошедших на северном побережье Аральского моря в середине прошлого века, и филогенетический анализ вызвавших их штаммов Yersinia pestis. Материалы и методы. Использованы полногеномные последовательности 39 штаммов Y. pestis из очагов Северного Приаралья, выделенных в 1945–1974 гг. Полногеномное секвенирование выполняли в системе Ion S5 XL System (Thermo Fischer Scientific, США). Обработку данных и сборку последовательностей проводили с помощью Ion Torrent Suite software package, v5.12, FastQC v0.12.0, unicycler v0.5.0. Филогенетическую реконструкцию проводили методом полногеномного SNP-анализа, построение дендрограммы осуществляли алгоритмом Maximum Likelihood с применением программы PhyML v3.1. Молекулярное типирование штаммов осуществляли методом MLVA25. Результаты и обсуждение. Штаммы Y. pestis, выделенные в Северном Приаралье с 1945 по 1974 г., относятся к филогенетической ветви 2.MED1 средневекового биовара основного подвида. Вспышки чумы в Северном Приаралье в 1945, 1955, 1966 и 1969 гг. вызваны штаммами каспийской подветви 2.MED1, а вспышка 1967 г. – штаммами центральноазиатской подветви, последовательно достигшими этого региона из Северного Прикаспия и Прибалхашья. Показано, что источниками заражения людей были эпизоотии, протекавшие на северном побережье Аральского моря. Установлено, что в 1960-е гг. на территории Северного Приаралья одновременно циркулировали штаммы Y. pestis каспийской и центральноазиатской подветвей 2.MED1 средневекового биовара. Характерной особенностью вспышки чумы 1945 г. было наличие большого числа специфических для каждого штамма SNPs, возможно обусловленных процессом быстрой адаптации штаммов каспийской подветви 2.MED1 к условиям природного биоценоза Северного Приаралья. В дальнейшем скорость эволюции возникшей северо-приаральской популяции 2.MED1 значительно снизилась, что сопровождалось формированием отдельных кластеров штаммов с небольшим количеством индивидуальных SNPs.

1. 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.

2. Ерошенко Г.А., Попов Н.В., Альхова Ж.В., Куклева Л.М., Балыкова А.Н., Гражданов А.К., Аязбаев Т.З., Майканов Н.С., Кутырев В.В. Распространение Yersinia pestis средневекового биовара в Северном, Северо-Западном Прикаспии и Предкавказье во второй половине XX века. Проблемы особо опасных инфекций. 2019; 4:48–55. DOI: 10.21055/0370-1069-2019-4-48-55.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Benson G. Tandem repeats finder: a program to analyze DNA sequences. Nucleic Acids Res. 1999. 27(2):573–80. DOI: 10.1093/nar/27.2.573.

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

8. Отчет о работе Аваньского противочумного отряда по ликвидации вспышки чумы в поселке Авань Аральского района Гурьевской области Казахской ССР в 1945 г. Архив института «Микроб». Ед. хран. № 135 на 26 л.

9. Материал о вспышке эпидемии чумы на берегу Аральского моря и принятии меры по ликвидации ее Араломорской противочумной станцией в 1945 г. Архив института «Микроб». Ед. хран. № 148 на 4 л.

10. Краткий отчет Среднеазиатского ПЧИ о вспышке в Аральском районе в августе 1955 г. Архив института «Микроб». Ед. хран. № 770 на 28 л.

11. Отчет о ликвидации вспышки чумы в Аральском районе Кзыл-Ординской области в июне 1969 г. Архив института «Микроб». Ед. хран. № 721. 101 с.

12. Материалы о заболеваниях особо опасными инфекциями за 1966 г. Отчет о вспышке чумы в Аральском районе Кзыл-Ординской области в комплексе противоэпидемических мероприятий (29/IX – 18/XII – 1966 г.). 29 ноября 1966 г. С. 177–122.

13. Отчет о противоэпидемических мероприятиях, проведенных в г. Аральске в связи с заболеваниями людей чумой в августе 1967 г. Архив института «Микроб». Ед. хран. № 678 на 11 л.