Методы и технологии культивирования холерного вибриона (обзор)
https://doi.org/10.21055/0370-1069-2013-4-95-101
Аннотация
Представлен обзор отечественной и зарубежной литературы, посвященный вопросам культивирования холерного вибриона. Даны сведения о следующих методах, применяемых в технологическом процессе его выращивания: периодическое культивирование, периодическое с подпиткой, отъемно-доливное выращивание микроорганизмов, ферментация с диализом, непрерывное культивирование. Рассмотрены их преимущества и недостатки. Проанализировано влияние таких параметров, как концентрация растворенного кислорода, содержание источника углеводного питания, рН среды, температура, концентрация и физиологическое состояние инокулята, продолжительность технологического процесса на рост этого микроорганизма и синтез его антигенов. Проведенный анализ данных литературы позволяет выбрать способ проведения процесса культивирования холерного вибриона и учесть влияние описанных в обзоре параметров при разработке технологии производства медицинских иммунобиологических препаратов для диагностики и профилактики холеры.
Ключевые слова
культивирование,
Vibrio choleraе,
антигены,
технологические параметры,
cultivation,
antigens,
technological parameters
Об авторах
С. А. Еремин
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Ю. А. Алешина
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
А. В. Комиссаров
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
О. В. Громова
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Ю. Г. Васин
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
А. К. Никифоров
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Л. Ф. Ливанова
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
О. А. Волох
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
О. А. Лобовикова
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
В. С. Бронникова
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»
Россия
Россия
Список литературы
1. Адамов А.К., Наумшина М.С. Холерные вибрионы. Саратов: Изд-во Саратовск. ун-та; 1984: 328 с.
2. Алтухов М.В., Никитин Г.А., Филлипов Н.Ф. Реакторная установка для культивирования микроорганизмов глубинным методом. Пробл. особо опасных инф. 1969; 2(6):192.
3. Анисимов П.И., Адамов А.К., Джапаридзе М.Н., Наумов А.В., Никитина Г.П. Способ производства вакцины для профилактики холеры. Патент 2080121 РФ, опубл. 27.05.1997. Бюл. № 15.
4. Антонычева М.В., Нижегородцев С.А., Еремин С.А., Аленкина Т.В., Шульгина И.В., Вахрушина Н.И., Белоусов А.Д., Жулидов И.М., Никифоров А.К. Питательная среда для глубинного культивирования холерного вибриона. Патент 2425866 РФ, опубл. 10.08.2011. Бюл. № 22.
5. Волох О.А., Шепелёв И.А., Заднова С.П., Крепостнова И.М., Еремин С.А. Изучение биокинетических особенностей и оптимизация условий культивирования штаммов холерного вибриона – продуцентов протективных антигенов, перспективных для внедрения в производство. Пробл. особо опасных инф. 2008; 1(95):52–5.
6. Горяев А.А., Щелканова Е.Ю., Лозовский Ю.В., Тучков И.В., Смирнова Н.И. Конструирование штамма Vibrio cholerae биовара эльтор гиперпродуцента холерного токсина II типа и определение оптимальных условий для продукции этого белка. Пробл. особо опасных инф. 2008; 1(95):56–9.
7. Громова О.В., Джапаридзе М.Н., Дятлов И.А., Елисеев Ю.Ю., Киреев М.Н., Космаенко О.М. Способ получения O-антигена холерного очищенного. Патент 2143280 РФ, опубл. 27.12.1999. Бюл. № 36.
8. Громова О.В., Джапаридзе М.Н., Дятлов И.А., Елисеев Ю.Ю., Киреев М.Н., Наумов А.В., Кузьмиченко И.А., Тараненко Т.М. Оральная химическая вакцина против холеры. Патент 2159128 РФ, опубл. 20.11.2000. Бюл. № 33.
9. Наумов А.В., Джапаридзе М.Н., Громова О.В., Адамов А.К., Елисеев Ю.Ю., Космаенко О.М., Кузьмиченко И.А., Копырзов В.Н., Заворотных В.И., Захарова Т.Л., Чеховская Г.В. Использование нового штамма Vibrio cholerae О139 в качестве продуцента энтеральной химической вакцины. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1996; 2:52–5.
10. Джапаридзе М.Н., Наумов А.В., Мелещенко М.В., Никитина Г.П. Способ получения пероральной химической вакцины. Патент 2076734 РФ, опубл. 10.04.1997. Бюл. № 13.
11. Заднова С.П., Волох О.А., Крепостнова И.М., Щелканова Е.Ю., Ливанова Л.Ф., Захарова Т.Л., Шепелёв И.А., Еремин С.А., Смирнова Н.И. Изучение продукции основных факторов патогенности и иммуногенности различными штаммами Vibrio cholerae при их культивировании в производственных условиях. Пробл. особо опасных инф. 2007: 1(93):51–5.
12. Заднова С.П., Еремин С.А., Авдеева Н.Г., Волох О.А. Изучение динамики роста штаммов Vibrio cholerae-продуцентов протективных антигенов в условиях глубинного культивирования и выделение токсин-корегулируемых пилей адгезии. Биотехнология. 2004; 3:43–8.
13. Захарова Т.Л., Заднова С.П., Ливанова Л.Ф., Киреев М.Н., Смирнова Н.И. Использование рекомбинантных штаммов для одновременного получения нескольких очищенных основных протективных антигенов холерного вибриона. Пробл. особо опасных инф. 2009; 2(100):68–71.
14. Куликова В.Л., Караева Л.Т. Сравнительное изучение свойств холерных вакцин, полученных с АКМ-Ш и матрацев. Пробл. особо опасных инф. 1969; 2(6):116–22.
15. Куликова В.Л., Коваленко Н.М., Доброва Г.В., Копырзов В.Н., Космачева Н.Л. Изучение оптимальных условий роста, формирования специфических антигенов и токсинообразования у культуры холерного вибриона при глубинном выращивании. Пробл. особо опасных инф. 1979; 1:65–6.
16. Лавровская В.М., Чибрикова Е.В., Караева Л.Т., Пертова Л.С., Анохина С.В., Анисимова Т.И., Воронкина И.М., Джапаридзе М.Н., Дроздовская Ф.К., Кондрашкова Т.В., Павлова Л.П., Гуртовик А.И. Культивирование холерных вибрионов в условиях аэрации среды и изучение биологических свойств глубинных культур. Пробл. особо опасных инф. 1969; 3(37):179–83.
17. Мазрухо А.Б., Михась Н.К., Монахова В.Е., Рожков К.К. Определение оптимальных условий продукции ряда факторов патогенности холерных вибрионов. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2000; 1:21–4.
18. Ненков П.Х., Страшимиров И.И., Поликар А.Ч. Двухциклическое культивирование холерных вибрионов в ферментере. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1986; 7:21–4.
19. Ненков А.Х., Поликар А.Ч., Цакова А. Культивирование холерных вибрионов в ферментере с автоматическим контролем ряда параметров. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1982; 5:47–50.
20. Смирнова Н.И., Заднова С.П., Топорков А.В., Челдышева Н.Б. Штамм бактерий Vibrio cholerae KM 200 – продуцент холерного токсина и токсин-корегулируемых пилей адгезии. Патент 2193598 РФ, опубл. 27.11.2002. Бюл. № 33.
21. Смирнова Н.И., Заднова С.П., Топорков А.В. Штамм бактерий Vibrio cholerae 2414 классического биовара серовара Огава – продуцент холерного токсина и токсинкорегулируемых пилей адгезии. Патент 2169187 РФ, опубл. 20.06.2001. Бюл. № 17.
22. Смирнова Н.И., Чеховская Г.В. Штамм бактерий Vibrio cholerae КМ 138 серогруппы О139 – продуцент холерного О139 антигена. Патент 2192463 РФ, опубл. 10.11.2002. Бюл. № 31.
23. Стрельникова-Ааб Е.Н., Ливанова Л.Ф., Горяев А.А., Челдышова Н.Б., Смирнова Н.И. Авирулентные штаммы Vibrio cholerae О1 – продуценты протективного О1-антигена: получение и свойства. Пробл. особо опасных инф. 2010; 4(106):39–42.
24. Филлиппов А.Ф., Николаев Н.И., Шестеренко А.Ф., Караева Л.Т. Культивирование чумного микроба и холерного вибриона на агаре в аппаратах АКМ-Ш. Пробл. особо опасных инф. 1970; 1(11):158–63.
25. Чеховская Г.В., Щелканова Е.Ю., Смирнова Н.И. Бескапсульные мутанты Vibrio cholerae О139 серогруппы: получение, идентификация и использование для приготовления диагностической О139 антисыворотки. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2000; 1:34–7.
26. Аkesson M., Hagander P., Axelsson J.P. Probing control of fed-batch cultures: Analysis and tuning. Control Engineering Practice. 2001; 9(7):709–23.
27. Craig G.P. Preparation of the vascular permeability factor of Vibrio cholera. J. Bacteriol. 1966; 92(3):793–5.
28. Callahan L.T., Richardson S.H. Biochemistry of Vibrio cholerae virulence II. Infect. Immun. 1971: 7(5):611–8.
29. Callahan L.T., Richardson S.H. Biochemistry of Vibrio cholerae virulence III. Infect. Immun. 1983; 7(4):567–72.
30. Germanier R., Forer E., Varallyay S., Inderbitzin T.M. Preparation of a Purified Antigenic Cholera Toxoid. Infect. Immun. 1976; 13(6):1692–8.
31. De Мary L., Andersson L., Hagander P. Probing control of glucose feeding in Vibrio cholerae cultivation. Bioprocess Biosyst. Eng. 2004; 25(4):221–8.
32. Evans D.J., Richardson S.H. In vitro production of choleragen and the vascular permeability factor by Vibrio cholera. J. Bacteriol. 1968; 96(1):126–30.
33. Fedorka-Gray P.J. Production of cholerae toxin-like toxin by vibriomimicus and non-O1 Vibrio cholera: Batch culture conditions for optimum yields and isolation of hypertoxigenic lincomycin resistant mutans. Infect. Immun. 1983; 42(2):501–9.
34. Finkelstein R.A., LosPalluto J.J. Patogenesis of experimental cholera-prepation and isolation of choleragen and choleragenoid. J. Exp. Med. 1969; 130(1):185–203.
35. Finkelstein R.A., LosPalluto J.J. Production of highly purified choleragen and choleragenoid. J. Infect. Dis. 1970; 121:63–72.
36. Finkelstein R.A. Patogenesis of experimental cholera: biologic activities of purified procholeragen A. J. Immunol. 1966; 96(3):440–9.
37. Jang H., Hyo S.K., Jeong A.K. Improved Purification Process for Cholera Toxin and its Application to the Quantification of Residual Toxin in Cholera Vaccines. J. Microbiol. Biotechnol. 2009; 19(1):108–12.
38. Navratil M., Norberg A., Lembren L., Mandenius C.F. On-line multi-analyzer monitoring of biomass, glucose and acetate for growth rate control of a Vibrio cholerae fed-batch cultivation. J. Biotechnol. 2005; 115(1):67–79.
39. Nandi S., Maiti D., Saha A., Bhadra R.K. Genesis of variants of Vibrio cholerae O1 biotype El Tor: role of the CTXphi array and its position in the genome. Microbiology. 2003; 149(1):89–97.
40. Osek J., Lebens M., Holmgren J. Improved medium for largescale production of recombinant cholera toxin B subunit for vaccine purposes. J. Microbiol. Methods. 1995; 24:117–23.
41. Panda A.K., Ghorpade A., Mukhopadhyay A. High cell density fermentation of recombinant Vibrio cholerae for production of B subunit of the Escherichia coli enterotoxin. Biotechnol Bioeng. 1995; 45:245–50.
42. Pike P., Chandler C. Patial purification and properties of somatic antigen spontaneously released from Vibrio cholerae. Infeсt. Immun. 1975; 12(1): 187–92.
43. Richardson S.H. Factors influencing in vitroskin permeability factor production Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 1969; 100(1):27–34.
44. Ravichandran M., Ali S.A., Rashid N.H. Vibrio cholerae strains VCUSM1 and VCUSM4, method of producing same, and vaccine derivates thereof. Patent 7838016 US, Nov. 23, 2010. United States Patent.
45. Riesenberg D., Guthke R. High-cell-density cultivation of microorganisms. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999; 51:422–30.
46. Spira W.M., Fedorka-Gray P.J. Enterotoin production by Vibrio cholerae and Vibrio mimicus grown in continuous culture wich microbial cell recycle. Appl. Environ. Microbiol. 1983; 46:704–9.
47. Spira W.M., Fedorka-Gray P.J. Production of cholerae toxin-like toxin by vibriomimicus and non-O1 Vibrio cholerae: Batch culture conditions for optimum yields and isolation of hypertoxigenic lincomycin resistant mutans. Infect. Immun. 1983; 42(2):501–9.
48. Sanchez J., Holmgren J. Recombinant system for overexpression of cholera toxin B subunit in Vibrio cholerae as a basis for vaccine development. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989; 86:481–5.
49. Suzuki H., Kishimoto M., Kamoshita T. On-line control of feeding of medium components to attain high cell density. Bioprocess Eng. 2000; 22:433–40.
50. Walle M. van de, Fass R., Shiloach J. Production of cholera toxin subunit B by a mutant strain of Vibrio cholerae. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1990; 33:389–94.
Рецензия
Для цитирования:
Еремин С.А., Алешина Ю.А., Комиссаров А.В., Громова О.В., Васин Ю.Г., Никифоров А.К., Ливанова Л.Ф., Волох О.А., Лобовикова О.А., Бронникова В.С. Методы и технологии культивирования холерного вибриона (обзор). Проблемы особо опасных инфекций. 2013;(4):95-101. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2013-4-95-101
For citation:
Eremin S.A., Aleshina Yu.A., Komissarov A.V., Gromova O.V., Vasin Yu.G., Nikiforov A.K., Livanova L.F., Volokh O.A., Lobovikova O.A., Bronnikova V.S. Methods and Technologies of Cholera Vibrio Cultivation (Scientific Review). Problems of Particularly Dangerous Infections. 2013;(4):95-101. (In Russ.) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2013-4-95-101
Просмотров: 1193
Послать статью по эл. почте 