Генетическая гетерогенность штаммов Francisella tularensis subspecies mediasiatica

Цель исследования – сравнительный филогенетический анализ штаммов Francisella tularensis subsp. mediasiatica, изолированных на территориях современных республик Казахстан и Узбекистан, Алтайского края и Республики Алтай Российской Федерации в период с 1960 по 2024 г.
Материалы и методы. Использовали 77 штаммов F. tularensis, изолированных в период с 1960 по 2024 г. на территориях современных республик Казахстан и Узбекистан, Алтайского края и Республики Алтай Российской Федерации. Для определения подвида применяли метод INDEL-типирования. VNTR-генотипирование проводили по пяти локусам. Выявление клональных комплексов осуществляли методом MST.
Результаты и обсуждение. Сравнительный анализ VNTRгенотипов 42 штаммов F. tularensis subsp. mediasiatica, циркулирующих в природных очагах Алтая с 2011 по 2024 г., позволил выявить три клональных комплекса (СС1 – СС3), представленных соответственно 13, 14 и 7 индивидуальными генотипами. Штаммы (27) «казахстанской» популяции штаммов F. tularensis subsp. mediasiatica представлены отдельным клональным комплексом СС4. Впервые установлено, что «алтайская» популяция штаммов F. tularensis подвида mediasiatica представлена тремя клональными комплексами СС1 – СС3. На одних и тех же территориях Алтайского региона в разное время могут циркулировать штаммы различных клональных комплексов. Отмечено высокое генетическое разнообразие «алтайской» популяции штаммов среднеазиатского подвида (индекс разнообразия Нея DI = 0,991). Впервые проведен сравнительный филогенетический анализ «казахстанской» и «алтайской» популяций возбудителя туляремии среднеазиатского подвида. Показано, что «казахстанская» популяция образует отдельный клональный комплекс СС4 и связана с «алтайскими» клональными комплексами через разные клоны. Результаты генотипирования указывают на возможное происхождение «алтайской» популяции штаммов подвида mediasiatica.

1. Keim P., Johansson A., Wagner D.M. Molecular epidemiology, evolution, and ecology of Francisella. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2007; 1105:30–66. DOI: 10.1196/annals.1409.0111.

2. Aikimbaev M.A. Taxonomy of the genus Francisella. Rep. Acad. Sci. Kaz. SSR Ser. Biol. 1966; 5:42–4.

3. Olsufjev N.G., Meshcheryakova I.S. Subspecific taxonomy of Francisella tularensis McCoy and Chapin 1912. Int. J. Syst. Bacteriol. 1983; 33(4):872–4. DOI: 10.1099/00207713-33-4-87221.

4. Timofeev V., Bakhteeva I., Mokrievich A., Vakhrameeva G., Gritskova E., Anisimov Yu., Rozhdestvensky E., Bazarova G., Zhumakaev R., Dyatlov I., Vergnaud G. The first finding of Francisella tularensis subsp. mediasiatica in Krasnoyarsk Territory, Siberia, and an update of the subspecies genetic diversity. Bacteria. 2022; 1(4):242–49. DOI: 10.3390/bacteria1040018.

5. Мокриевич А.Н., Тимофеев В.С., Кудрявцева Т.Ю., Уланова Г.И., Карбышева С.Б., Миронова Р.И., Вахрамеева Г.М., Губарева Т.И., Павлов В.М., Дятлов И.А. Выделение среднеазиатского подвида туляремийного микроба на территории Алтайского края. Проблемы особо опасных инфекций. 2013; (1):66–9. DOI: 10.21055/0370-1069-2013-1-66-69.

6. Timofeev V., Bakhteeva I., Titareva G., Kopylov P., Christiany D., Mokrievich A., Dyatlov I., Vergnaud G. Russian isolates enlarge the known geographic diversity of Francisella tula­ rensis subsp. mediasiatica. PLoS One. 2017; 12(9):e0183714. DOI: 10.1371/journal.pone.0183714.

7. Shevtsov A., Izbanova U., Amirgazin A., Kairzhanova A., Dauletov A., Kiyan V., Vergnaud G. Genetic homogeneity of Francisella tularensis subsp. mediasiatica strains in Kazakhstan. Pathogens. 2024; 13(7):581. DOI: 10.3390/pathogens13070581.

8. MLVAbank. Public Databases. [Электронный ресурс]. URL: https://microbesgenotyping.i2bc.paris-saclay.fr/databases/ (дата обращения 26.07.2024).

9. Сорокин В.М., Павлович Н.В., Цимбалистова М.В., Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Базарова Г.Х., Рождественский Е.Н., Носков А.К. Генетическое разнообразие штаммов Francisella tularensis подвида mediasiatica. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2023; 19(4):21–7.

10. Zhou Z., Alikhan N.F., Sergeant M.J., Luhmann N., Vaz C., Francisco A.P., Carriço J.A., Achtman M. GrapeTree: visualization of core genomic relationships among 100,000 bacterial pathogens. Genome Res. 2018; 28(9):1395–404. DOI: 10.1101/gr.232397.117.

11. Сорокин В.М., Водопьянов А.С., Цимбалистова М.В., Павлович Н.В. Дифференциация подвидов Francsella tularensis методом INDEL-типирования. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022; 99(2):193–201. DOI: 10.36233/0372-9311-189.

12. Сорокин В.М., Водопьянов А.С., Павлович Н.В., Цимбалистова М.В. Способ определения подвидов Francisella tularensis методом мультипраймерной ПЦР. Патент РФ № 2765495, опубл. 31.01.2022.

13. Hasle G., Bjune G., Edvardsen E., Jakobsen C., Linnehol B., Røer J.E., Mehl R., Røed K.H., Pedersen J., Leinaas H.P. Transport of ticks by migratory passerine birds to Norway. J. Parasitol. 2009; 95(6):1342–51. DOI: 10.1645/GE-2146.1.

14. Pitó A., Bukor B., Győrig E., Brlík V., Kontschán J., Keve G., Takács N., Hornok S. Investigations of the tick burden on passeriform, water-associated and predatory birds reveal new tick-host associations and habitat-related factors of tick infestation. Parasit. Vectors. 2024; 17(1):144. DOI: 10.1186/s13071-024-06229-1.

15. Padeshki P.I., Ivanov I.N., Popov B., Kantardjiev T.V. The role of birds in dissemination of Francisella tularensis: first direct molecular evidence for bird-to-human transmission. Epidemiol. Infect. 2010; 138(3):376–9. DOI: 10.1017/S0950268809990513.

16. Lopes de Carvalho I., Zé-Zé L., Alves A.S., Pardal S., Lopes R.J., Mendes L., Núncio M.S. Borrelia garinii and Francisella tularensis subsp. holarctica detected in migratory shorebirds in Portugal. Eur. J. Wildl. Res. 2012; 58(5):857–61. DOI: 10.1007/s10344-012-0617-3.