Холерные вибрионы неО1/неО139 серогрупп в этиологии острых кишечных инфекций: современная ситуация в России и в мире

Холерные вибрионы неО1/неО139 серогрупп (НАГ-вибрионы) широко известны как естественные обитатели открытых водоемов и как возбудители острых кишечных инфекций (ОКИ) различной степени тяжести. На фоне текущего стремительного распространения новых высоковирулентных штаммов Vibrio cholerae Эль Тор моральный и экономический ущерб, наносимый НАГ-вибрионами, не столь заметен, но, тем не менее, реален и достаточно значителен. Несмотря на редкую причастность к крупным вспышкам, НАГ-вибрионы занимают не последнее место в этиологии ОКИ во всем мире и представляют потенциальную угрозу здоровью населения нашей страны. В обзоре рассматривается современная ситуация по заболеваемости НАГ-инфекциями в разных странах, включая Россию, а также молекулярные основы патогенности и лекарственной устойчивости возбудителей. Анализ литературных данных выявил крайнюю гетерогенность популяций НАГ-вибрионов, циркулирующих на определенных территориях, по наличию/отсутствию детерминант факторов патогенности, персистенции, жизнеобеспечения и антибиотикорезистентности. Совокупный генофонд популяции представлен достаточно большим набором генов и может пополняться за счет заносов штаммов с отличными от имеющихся генотипами из других регионов. Отсюда вытекает опасность формирования клонов с повышенным патогенетическим, а возможно, и эпидемическим потенциалом за счет генетического обмена, и последствия их возникновения непредсказуемы. Поэтому НАГ-вибрионы требуют внимания со стороны исследователей и санэпидслужб Российской Федерации.

Vibrio cholerae nonO1/nonO139, НАГ-вибрионы, заболеваемость, факторы патогенности, антибиотикорезистентность, гетерогенность популяций, NAG vibrios, morbidity, pathogenicity factors, antibiotic resistance, population heterogeneity

1. Авдеева Е.П., Мазрухо Б.Л., Воронежская Л.Г., Цедова Э.Г., Монахова Е.В., Михась Н.К., Ньематов А.С., Иногамова И.А., Оброткина Н.Ф., Малькова Г.И., Давыдова В.К., Агапов Б.Л. Особенности циркуляции различных по происхождению холерных вибрионов неО1/неО139 серогрупп. Эпидемиол. и инф. бол. 2006; 2:19-22.

2. Архангельская И.В., Непомнящая Н.Б., Монахова Е.В., Водопьянов А.С., Водопьянов С.О., Кругликов В.Д. Генетическая неоднородность популяции Vibrio cholerae nonO1/nonO139, циркулирующих в Ростовской области. Здоровье населения и среда обитания. 2015; 3:25-7.

3. Ерошенко Г. А., Краснов Я. М., Фадеева А. В., Одиноков Г. Н., Кутырев В. В. Генетическая характеристика токсигенных штаммов Vibrio cholerae неО1/неО139 из Средней Азии. Генетика. 2013; 49(10):1165-73.

4. Монахова Е.В. Стратегия вирулентности холерных вибрионов и пути ее реализации (обзор). Пробл. особо опасных инф. 2013; 4:60-8.

5. Мустанов А.Н., Нематов А.С., Миртазаев О.М. Определение эпидемической значимости холерных вибрионов, выделенных от людей и из объектов окружающей среды на территории республики Узбекистан. Профилакт. и клин. мед. 2007; 3(8):147-9.

6. Онищенко Г.Г., Мишанькин Б.Н., Водопьянов А.С., Ломов Ю.М., Водопьянов С.О., Воронежская Л.Г., Сучков И.Ю., Черепахина И.Я., Дуванова О.В., Шишияну М.В. Холерные вибрионы серогрупп неО1, выделенные в Узбекистане в 1987-1990 гг.: ретроспективный VNTR-анализ. Эпидемиол. и инф. бол. 2003; 6:25-9.

7. Петренко Е.В., Хайтович А.Б., Пидченко Н.Н., Ильичев Ю.А. Изучение структуры генома V. cholerae nonO1, выделенных от больных острыми кишечными инфекциями в Украине. Свiт медицини та бiологii. 2014; 4(47):52-6.

8. Селянская Н.А., Веркина Л.М., Архангельская И.В., Тришина А.В., Водяницкая С.Ю. Мониторинг антибиотикорезистентности штаммов холерных вибрионов неО1/не О139 серогрупп, выделенных из объектов окружающей среды в Ростовской области в 2011-2014 гг. Здоровье населения и среда обитания. 2015; 7:33-6.

9. Фадеева А.В., Ерошенко Г.А., Шавина Н.Ю., Кутырев В.В. Анализ SXT констина антибиотикочувствительного штамма Vibrio cholerae неО1/неО139 серогруппы. Пробл. особо опасных инф. 2012; 3(113):102-3.

10. Basu S., Ghosh R.K. Identification and characterization of phage PS166 lysogens from non-O1, non-O139 strains of Vibrio cholerae. Med. Sci. Monit. 2009; 15(10):BR281-8.

11. Bhattacharya M.K., Dutta D., Bhattacharya S.K, Deb A., Mukhopadhyay A.K., Nair G.B., Shimada T., Takeda Y., Chowdhury A., Mahalanabis D. Association of a disease approximating cholera caused by Vibrio cholerae of serogroups other than O1 and O139. Epidemiol. Infect. 1998; 120(1):1-5. DOI: 10.1017/S0950268897008352.

12. Blokesch M., Schoolnik G.K. Serogroup conversion of Vibrio cholerae in aquatic reservoirs. PLoS Pathog. 2007; 3(6):e81. DOI: 10.1371/journal.ppat.0030081.

13. Bravo F.L., Fernández A., Ramírez M.M., Llop A., Martínez G., Hernández R.I., Cabrera L.E., Morier L., Fraga J., Núñez F.A., Aguila A. Microbiological characterization of non-O1 Vibrio cholerae isolated in Cuba. Rev. Cubana Med. Trop. 2007, 59(3):227-33.

14. Browmick T.S., Das M., Ruppitsch W., Stoeger A., Pietzka A.T., Allerberger F., Rodrigues D.P., Sarkar B.L. Detection of virulence-associated and regulatory protein genes in association with phage typing of human Vibrio cholerae from several geographical regions of the world. J. Med. Microbiol. 2009; 58:1160-7. DOI: 10.1099/jmm.0.008466-0.

15. Cariri F.A., Costa A.P., Melo C.C., Theophilo G.N., Hofer E., de Melo Neto O.P., Leal N.C. Characterization of potentially virulent non-O1/non-O139 Vibrio cholerae strains isolated from human patients. Clin. Microbiol. Infect. 2010; 16(1):62-7. DOI: 10.1111/j.1469-0691.2009.02763.x.

16. Ceccarelli D., Spagnoletti M., Hasan N.A., Lansing S., Huq A., Colwell R.R. A new integrative conjugative element detected in Haitian isolates of Vibrio cholerae non-O1/non-O139. Res. Microbiol. 2013; 164(9):891-3. DOI: 10.1016/j.resmic.2013.08.004.

17. Chandrasekhar M.R., Krishna B.V., Patil A.B. Changing characteristics of Vibrio cholerae: emergence of multidrug resistance and non-O1, non-O139 serogroups. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health. 2008; 39(6):1092-7.

18. Chatterjee S., Ghosh K., Raychoudhuri A., Chowdhury G., Bhattacharya M.K., Mukhopadhyay A.K., Ramamurthy T., Bhattacharya S.K., Klose K.E., Nandy R.K. Incidence, virulence factors, and clonality among clinical strains of non-O1, non-O139 Vibrio cholerae isolates from hospitalized diarrheal patients in Kolkata, India. J. Clin. Microbiol. 2009; 47(4):1087-95. DOI: 10.1128/JCM.02026-08.

19. Chen D.L., Zhang P., Wang D.C., Chen J., Yu B.Q., Cheng X.F., Diao B.W., Zhou H.J., Zhu M., Hu W.F., Zhan S.W., Jing H.Q., Kan B. Molecular analysis on non-O1 and non-O139 Vibrio cholerae isolates. Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. 2012; 33(12):1265-8. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2012.12.015.

20. Chen Y.T., Tang H.J., Chao C.M., Lai C.C. Clinical manifestations of non-O1 Vibrio cholerae infections. PLoS One. 2015; 10(1):e0116904. DOI: 10.1371/journal.pone.0116904.

21. Choi S., Dunams D., Jiang S.C. Transfer of cholera toxin genes from O1 to non-O1/O139 strains by vibriophages from California coastal waters. J. Appl. Microbiol. 2010; 108(3):1015-22. DOI: 10.1111/j.1365-2672.2009.04502.x.

22. Dalsgaard A., Albert M.J., Taylor D.N., Shimada T., Meza R., Serichantalergs O., Echeverria P. Characterization of Vibrio cholerae non-O1 serogroups obtained from an outbreak of diarrhea in Lima, Peru. J. Clin. Microbiol. 1995; 33(10):2715-22.

23. Dalsgaard A., Forslund A., Bodhidatta L., Serichantalergs O., Pitarangsi C., Pang L., Shimada T., Echeverria P. A high proportion of Vibrio cholerae strains isolated from children with diarrhoea in Bangkok, Thailand are multiple antibiotic resistant and belong to heterogenous non-O1, non-O139 O-serotypes. Epidemiol. Infect. 1999; 122(2):217-26. DOI: 10.1017/S0950268899002137.

24. Diep T.T., Nguyen N.T., Nguyen T.N., An H.K., Nguyen T.Q., Nguyen V.H., Nguyen T.V., Nguyen T.N., Izumiya H., Ohnishi M., Yamashiro T., Nguyen L.T. Isolation of New Delhi metallo-β-lactamase 1 (NDM-1)-producing Vibrio cholerae non-O1, non-O139 strain carrying ctxA, st, and hly genes in southern Vietnam. Microbiol. Immunol. 2015; 59(5):262-7. DOI: 10.1111/1348-0421.12248.

25. Dutta D., Chowdhury G., Pazhani G.P., Guin S., Dutta S., Ghosh S., Ranjendran K., Nandy R.K., Mukhopadhyay A.K., Bhattacharya M.K., Mitra U., Takeda Y., Nair G.B., Ramamurthy T. Vibrio cholerae non-O1, non-O139 serogroups and cholera-like diarrhea, Kolkata, India. Emerg. Infect. Dis. 2013; 19(3):464-7. DOI: 10.3201/eid1903.121156.

26. Finch M.J., Valdespino J.L., Wells J.G., Perez-Perez G., Arjona F., Sepulveda A., Bessudo D., Blake P.A. Non-O1 Vibrio cholerae infections in Cancun, Mexico. Am. J. Med. Hyg. 1987; 36(2):393-7.

27. González Fraga S., Villagra de Trejo A., Pichel M., Figueroa S., Merletti G., Caffer M.I., de Castillo M.C., Binsztein N. Characterization of Vibrio cholerae non-O1 and non-O139 isolates associated with diarrhea. Rev. Argent. Microbiol. 2009; 41(1):11-9.

28. Halpern M., Senderovich Y., Izhaki I. Waterfowl - the missing link in epidemic and pandemic cholera dissemination? PLoS Pathog. 2008; 4(10):e1000173. DOI: 10.1371/journal.ppat.1000173.

29. Hasan N.A., Choi S.Y., Eppinger M., Clark P.W., Chen A., Alam M., Haley B.J., Taviani E., Hine E., Su Q., Tallon L.J., Prosper J.B., Furth K., Hoq M.M., Li H., Fraser-Liggett C.M., Cravioto A., Huq A., Ravel J., Cebula T.A., Colwell R.R. Genomic diversity of 2010 Haitian cholera outbreak strains. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012; 109(29):E2010-7. DOI: 10.1073/pnas.1207359109.

30. Hofer E., Quintaes B.R., dos Reis E.M., Rodrigues Ddos P., Seki L.M., Feitosa I.S., Ribeiro L.H., Ferreira M.R. The emergence of multiple antimicrobial resistance in Vibrio cholerae isolated from gastroenteritis patients in Ceará, Brazil. Rev. Soc. Bras. Med. Trop. 1999; 32(2):151-6.

31. Isac S.R., Nair G.B., Singh D.V. Purification and characterization of cytotoxin produced by a clinical isolate of Vibrio cholerae O54 TV113. Appl. Biochem. Bacteriol. 2012; 167(4):809-23. DOI: 10.1007/s12010-012-9718-4.

32. Li F., Du P., Li B., Ke C., Chen A., Chen J., Zhou H., Li J., Morris J.G. Jr, Kan B., Wang D. Distribution of virulence-associated genes and genetic relationships in non-O1/O139 Vibrio cholerae aquatic isolates from China. Appl. Environ. Microbiol. 2014; 80(16):4987-92. DOI: 10.1128/AEM.01021-14.

33. Li M., Shimada T., Morris J.G. Jr, Sulakvelidze A., Sozhamannan S. Evidence for the emergence of non-O1 and non-O139 Vibrio cholerae strains with pathogenic potential by exchange of O-antigen biosynthesis regions. Infect. Immun. 2002; 70(5):2441-53. DOI: 10.1128/IAI.70.5.2441-2453.2002.

34. Lugo M.R., Merrill A.R. The father, son and cholix toxin: the third member of the DT group mono-ADP-ribosyltransferase toxin family. Toxins (Basel). 2015; 7(8):2757-72. DOI: 10.3390/toxins7082757.

35. Luo Y., Ye J., Jin D., Ding G., Zhang Z., Mei L., Octavia S., Lan R. Molecular analysis of non-O1/non-O139 Vibrio cholerae isolated from hospitalised patients in China. BMC Microbiol. 2013:13:52. DOI: 10.1186/1471-2180-13-52.

36. Marin M.A., Thompson C.C., Freitas F.S., Fonseca E.L., Aboderin A.O., Zailani S.B., Quartey N.K.E., Okeke I.N., Vicente A.C.P. Cholera outbreaks in Nigeria are associated with multidrug resistant atypical El Tor and non-O1/non-O139 Vibrio cholerae. PLoS Negl. Trop. Dis. 2013; 7(2):e2049. DOI: 10.1371/journal.pntd.0002049.

37. Matsushita S., Noguchi Y., Yanagawa Y., Igarashi H., Morita K., Wada H., Watanabe N., Shibata M., Kanamori M., Kudoh Y., Shimada T. Sporadic diarrhea caused by Vibrio cholerae non-O1 and characteristics of the isolates. Kansenshogaku Zasshi. 1997; 71(12):1204-9. DOI: 10.11150/kansenshogakuzasshi1970.71.1204.

38. Melano R., Petroni A., Garutti A., Saka H.A., Mange L., Pasterán F., Rapoport M., Rossi A., Galas M. New carbenicillin-hydrolyzing beta-lactamase (CARB-7) from Vibrio cholerae non-O1, non-O139 strains encoded by the VCR region of the V. cholerae genome. Antimicrob. Agents Chemother. 2002; 46(7):2162-8. DOI: 10.1128/AAC.46.7.2162-2168.2002.

39. Mitra R.K., Nandy R.K., Ramamurthy T., Bhattacharya S.K., Yamasaki S., Shimada T., Takeda Y., Nair G.B. Molecular characterisation of rough variants of Vibrio cholerae isolated from hospitalised patients with diarrhoea. J. Med. Microbiol. 2001; 50(3):268-76. DOI: 10.1099/0022-1317-50-3-268.

40. Mukhopadhyay A.K., Garg S., Mitra R., Basu A., Rajendran K., Dutta D., Bhattacharya S.K., Shimada T., Takeda T., Takeda Y., Nair G.B. Temporal shifts in traits of Vibrio cholerae strains isolated from hospitalized patients in Calcutta: a 3-year (1993 to 1995) analysis. J. Clin. Microbiol. 1996; 34(10):2537-43.

41. Octavia S., Salim A., Kurniawan J., Lam C., Leung Q., Ahsan S., Reeves P.R., Nair G.B., Lan R. Population structure and evolution of non-O1/non-O139 Vibrio cholerae by multilocus sequence typing. PLoS ONE. 2013; 8(6):e65342. DOI: 10.1371/journal.pone.0065342.

42. Onifade T.J.M., Hutchinson R., Van Zile K., Bodager D., Baker R., Blackmore C. Toxin producing Vibrio cholerae O75 outbreak, United States, March to April 2011. Euro Surveill. 2011; 16(20):19870.

43. Panda S., Pati K.K., Bhattacharya M.K., Koley H., Pahari S., Nair G.B. Rapid situation & response assessment of diarrhoea outbreak in a coastal district following tropical cyclone AILA in India. Indian J. Med. Res. 2011; 133:395-400.

44. Ramamurthy T., Bag P.K., Pal A., Bhattacharya S.K., Bhattacharya M.K., Shimada T., Takeda T., Karasawa T., Kurazono H., Takeda Y., Karasawa T., Kurazono H., Takeda Y., Nair G.B. Virulence patterns of Vibrio cholerae non-O1 strains isolated from hospitalised patients with acute diarrhoea in Calcutta, India. J. Med. Microbiol. 1993; 39(4):310-7. DOI: 10.1099/00222615-39-4-310.

45. Ranjbar M., Rahmani E., Nooriamiri A., Gholami H., Golmohamadi A., Barati H., Rajabifar D., Barati S., Sabet M.S., Zamiri A., Haghighi S., Taifehashemi P., Nojomi M. High prevalence of multidrug-resistant strains of Vibrio cholerae, in a cholera outbreak in Tehran-Iran, during June-September 2008. Trop. Doct. 2010; 40(4):214-6. DOI: 10.1258/td.2010.100015.

46. Rudra S., Mahajan R., Mathur M., Kathuria K., Talwar V. Cluster of cases of clinical cholera due to Vibrio cholerae 010 in east Delhi. Indian J. Med. Res. 1996; 103:71-3.

47. Saleh T.H., Sabbah M.A., Jassem K.A., Hammad Z.N. Identification of virulence factors in Vibrio cholerae isolated from Iraq during the 2007-2009 outbreak. Can. J. Microbiol. 2011; l57(12):1024-31. DOI: 10.1139/w11-094.

48. Sen M., Hajra T.K., Browmick P., Naskar P., Bag P.K. Evaluation of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) glycohydrolase activity among thr strains of Vibrio cholerae non-O1, non-O139. Curr. Res. Microbiol. Biotechnol. 2013; 1(2):46-9.

49. Schuster B.M., Tyzik A.L., Donner R.A., Striplin M.J., Almagro-Moreno S., Jones S.H., Cooper V.S., Whistler C.A. Ecology and genetic structure of a northern temperate Vibrio cholerae population related to toxigenic isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2011; 77(21):7568-75. DOI: 10.1128/AEM.00378-11.

50. Sharma C., Thungapathra M., Ghosh A., Mukhopadhyay A.K., Basu A., Mitra R., Basu I., Bhattacharya S.K., Shimada T., Ramamurthy T., Takeda T., Yamasaki S., Takeda Y., Nair G.B. Molecular analysis of non-O1, non-O139 Vibrio cholerae associated with an unusual upsurge in the incidence of cholera-like disease in Calcutta, India. J. Clin. Microbiol. 1998; 36:756-63.

51. Smirnova N.I., Zhuravlyova E.A., Livanova L.F., Shopyreva S.V. Construction and characterization of recombinant Vibrio cholerae strains carrying heterologous genes encoding non-O1 antigen or cholera enterotoxin. Microb. Pathog. 1995; 19(2):65-72. DOI: 10.1006/mpat.1995.0046.

52. Sun J., Zhou M., Wu Q., Ni Y. Characterization of two novel gene cassettes, dfrA27 and aadA16, in a non-O1, non-O139 Vibrio cholerae isolate from China. Clin. Microbiol. Infect. 2010; 16(8):1125-9. DOI: 10.1111/j.1469-0691.2009.03060.x.

53. Theophilo G.N., Rodrigues Ddos P., Leal N.C., Hofer E. Distribution of virulence markers in clinical and environmental Vibrio cholerae non-O1/non-O139 strains isolated in Brazil from 1991 to 2000. Rev. Inst. Med. Trop. Sao Paulo. 2006; 48(2):65-70. DOI: 10.1590/S0036-46652006000200002.

54. Thungapathra M., Amita, Sinha K.K., Chaudhuri S.R., Garg P., Ramamurthy T., Nair G.B., Ghosh A. Occurrence of antibiotic resistance gene cassettes aac(6')-Ib, dfrA5, dfrA12, and ereA2 in class I integrons in non-O1, non-O139 Vibrio cholerae strains in India. Antimicrob. Agents Chemother. 2002; 46(9):2948-55. DOI: 10.1128/AAC.46.9.2948-2955.2002.

55. Tjaniadi P., Lesmana M., Subekti D., Machpud N., Komalarini S., Santoso W., Simanjuntak C.H., Punjabi N., Campbell J.R., Alexander W.K., Beecham H.J. III, Corwin A.L., Oyofo B.A. Antimicrobial resistance of bacterial pathogens associated with diarrheal patients in Indonesia. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2003; 68(6):666-70.

56. Udden S.M., Zahid M.S., Biswas K., Ahmad Q.S., Cravioto A., Nair G.B., Mekalanos J.J., Faruque S.M. Acquisition of classical CTX prophage from Vibrio cholerae O141 by El Tor strains aided by lytic phages and chitin-induced competence. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008; 105(33):11951-6. DOI: 10.1073/pnas.0805560105.

57. Ulloa F.M.T., Porte L., Braun J.S., Dabanch P.J., Fica C.A., Henríquez A.T., Osorio A.C.G. Acute gastroenteritis caused by a Vibrio cholerae non-O1, non-O139 strain harboring a genetic region homologous to the VpaI-7 pathogenicity island. Rev. Chilena Infectol. 2011; 28(5):470-3. DOI: 10.4067/S0716-10182011000600012.

58. Xu S.H., Li Y.X., Li S.T., Wu Q., Sun F.Q., Huang F., Zeng A.F. Epidemic condition and biological characteristics of non-O1/non-O139 Vibrio cholerae in Haizhu District of Guangzhou. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi. 2010; 44(12):1087-90. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2010.12.006.