Оценка эффективности методов индикации Francisella tularensis при исследовании различных видов полевого материала и характеристика изолированных штаммов возбудителя

Цель работы – сравнительный анализ информативности диагностических методов при исследовании различных объектов окружающей среды на наличие маркеров возбудителя туляремии; молекулярно-генетическая характеристика штаммов возбудителя туляремии.
Материалы и методы. Проведен сравнительный анализ эффективности методов диагностики туляремии (ПЦР, РНАт, ИХ-тест) в различных образцах полевого материала из очагов Ростовской области, Луганской (ЛНР) и Донецкой (ДНР) народных республик, Запорожской и Херсонской областей за период с 2020 по 2023 г. Молекулярно-генетическую характеристику штаммов, выделенных из различных источников, получали с помощью VNTR-типирования с последующим построением дендрограммы методом NJ.
Результаты и обсуждение. Сравнительный анализ эффективности используемых методов диагностики показал, что биологический метод остается золотым стандартом для обнаружения живых бактерий Francisella tularensis в полевом материале. Серологические методы, основанные на выявлении специфических антигенов, являются надежным маркером циркуляции возбудителя в очаге туляремии в случаях, когда не удается выделить живые бактерии. При сомнительных результатах РНАт дополнительно эти пробы исследовались с помощью иммунохроматографических тестов. Как установлено при исследовании материала из гнездово-норового субстрата, погадок птиц и помета хищных млекопитающих, наиболее информативным методом является РНАт. В то же время, согласно полученным нами данным, для проб из таких объектов окружающей среды, как сено, зерно, фураж, вода и др., наиболее адекватными являются методы ПЦР-диагностики. Изученная 31 культура F. tularensis представлена шестью индивидуальными VNTR-генотипами. Наибольшее число генотипов (4 из 6) выявлено среди мелких млекопитающих, два генотипа обнаружено у клещей и один – в водном источнике. Сочетанное использование серологических и молекулярно-биологических методов позволяет повысить достоверность и точность выявления возбудителя туляремии в объектах окружающей среды.

1. Добровольский О.П., Пичурина Н.Л., Орехов И.В., Полонский А.В., Гончаров А.Ю., Баташев В.В., Карпущенко Г.В., Ковалев Е.В., Киреев Ю.Г., Носков А.К. Сравнительный анализ биоценотической структуры носителей возбудителя туляремии в очагах степного типа приграничных территорий Ростовской области. Пест-Менеджмент. 2020; (3):13–9. DOI: 10.25732/PM.2020.115.3.002.

2. Трунова О.А., Скрипка Л.В., Багрий А.Э., Прохоров Е.В., Резниченко Н.А. Иммунологическая и эпидемиологическая эффективность вакцинопрофилактики туляремии в регионе Донбасса. Медицинский вестник Юга России. 2023; 14(4):66–76. DOI: 10.21886/2219-8075-2023-14-4-66-76.

3. Мокриевич А.Н., Кравченко Т.Б., Фирстова В.В., Титарева Г.М., Дятлов И.А., Тимофеев В.С. Туляремия: состояние проблемы и методы исследования. М.: Династия; 2019. 264 с.

4. Забашта М.В., Пичурина Н.Л., Хаметова А.П., Забашта А.В., Орехов И.В., Добровольский О.П., Стахеев В.В., Фомина Е.С., Ковалев Е.В., Федченко А.В., Носков А.К. Эпизоотия туляремии в популяции обыкновенной полевки в природном очаге степного типа на юго-востоке Ростовской области в 2020 году. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; (3):75–81. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-3-75-81.

5. Кудрявцева Т.Ю., Попов В.П., Мокриевич А.Н., Куликалова Е.С., Холин А.В., Мазепа А.В., Борзенко М.А., Пичурина Н.Л., Павлович Н.В., Носков А.К., Транквилевский Д.В., Храмов М.В., Дятлов И.А. Множественная лекарственная устойчивость клеток F. tularensis subsp. holarctica, анализ эпизоотологической и эпидемиологической ситуации по туляремии на территории Российской Федерации в 2022 г. и прогноз на 2023 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2023; (1):37–47. DOI: 10.21055/0370-1069-2023-1-37-47.

6. Copur B., Surme S. Water-borne oculoglandular tularemia: Two complicated cases and a review of the literature. Travel. Med. Infect. Dis. 2023; 51:102489. DOI: 10.1016/j.tmaid.2022.102489.

7. Derya K.Y., Fatih B., Malal E.M., Salahuddin S.M., Asma A. Tracking the footsteps of Francisella tularensis: Bacteriological and serological monitoring in epidemic areas in Ankara. Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis. 2023; 92:101921. DOI: 10.1016/j. cimid.2022.101921.

8. Vivekananda J., Kiel J.L. Anti-Francisella tularensis DNA aptamers detect tularemia antigen from different subspecies by Aptamer-Linked Immobilized Sorbent Assay. Lab. Invest. 2006; 86(6):610–8. DOI: 10.1038/labinvest.3700417.

9. Сорокин В.М., Водопьянов А.С., Цимбалистова М.В., Павлович Н.В. Дифференциация подвидов Francisella tularensis методом INDEL-типирования. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022; 99(2):193–202. DOI: 10.36233/0372-9311-189.

10. Цимбалистова М.В., Сорокин В.М., Аронова Н.В., Анисимова А.С., Пичурина Н.Л., Пасюкова Н.И., Селянская Н.А., Водопьянов С.О., Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Павлович Н.В., Ковалев Е.В., Носков А.К. Биологические свойства и генетическая характеристика штаммов Francisella tularensis, изолированных на территории Ростовской области в 2020 г. Проблемы особо опасных инфекций. 2021; (3):134–40. DOI: 10.21055/0370-1069-2021-3-134-140.

11. Farlow J., Smith K.L., Wong J., Abrams M., Lytle M., Keim P. Francisella tularensis strain typing using multiple-locus, variable-number tandem repeat analysis. J. Clin. Microbiol. 2001; 39(9):3186–92. DOI: 10.1128/JCM.39.9.3186-3192.2001.

12. Johansson A., Farlow J., Larsson P., Dukerich M., Chambers E., Byström M., Fox J., Chu M., Forsman M., Sjöstedt A., Keim P. Worldwide genetic relationships among Francisella tularensis isolates determined by multiple-locus variable-number tandem repeat analysis. J. Bacteriol. 2004; 186(17):5808–18. DOI: 10.1128/JB.186.17.5808-5818.2004.

13. Johansson A., Göransson I., Larsson P., Sjöstedt A. Extensive allelic variation among Francisella tularensis strains in a short-sequence tandem repeat region. J. Clin. Microbiol. 2001; 39(9):3140–6. DOI: 10.1128/JCM.39.9.3140-3146.2001.

14. Vogler A.J., Birdsell D., Wagner D.M., Keim P. An optimized, multiplexed multi-locus variable-number tandem repeat analysis system for genotyping Francisella tularensis. Lett. Appl. Microbiol. 2009; 48(1):140–4. DOI: 10.1111/j.1472-765-X.2008.02484.x.

15. Сорокин В.М., Павлович Н.В., Цимбалистова М.В., Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Носков А.К. Молекулярногенетическая характеристика штаммов Francisella tularensis, выделенных во время эпизоотии 2022–2023 гг. в Ростовской области и Донецкой Народной Республике. Бактериология. 2023; 8(3):68–74. DOI: 10.20953/2500-1027-2023-3-68-74.

16. 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.

17. Wilson E.B. Probable inference, the law of succession, and statistical inference. J. Am. Stat. Assoc. 1927; 22(158):209–12. DOI: 10.1080/01621459.1927.10502953.