Новое направление в биологических исследованиях под общим названием «синтетическая биология» представляет собой следующий шаг в развитии генной инженерии, связанный с проектированием и построением уникальных биологических систем с «запрограммированными» функциями и свойствами, которые не имеют своих природных аналогов. В наши дни синтетическая биология служит источником инноваций, которые обещают решить ряд глобальных проблем, стоящих перед человечеством. В том числе получение на основе искусственных геномов мультидиагностических платформ, лекарственных препаратов, синтетических вакцин и другие. Создание синтетических форм жизни указывает на необходимость развития их мониторинга как на международном, так и национальном уровнях на основе новой системы оценки рисков биологической безопасности.

Цель работы заключалась в комплексной оценке современного состояния эпизоотической активности и эпидемиологической значимости природных очагов возбудителей инфекционных болезней в Александровск-Сахалинском районе Сахалинской области. В июле 2010 г. на разных участках района отловлено 56 особей мелких млекопитающих, собрано 180 экземпляров имаго таежных клещей, отловлено 1000 экземпляров комаров. От жителей района собрано 223 образца сывороток крови. Весь полевой материал исследовали для выявления специфических антител, антигенов и генетического материала возбудителей. По результатам эпизоотологического обследования, серологических и молекулярно-генетических исследований показано, что на территории района имеются природные очаги лептоспирозов, туляремии, клещевого энцефалита (КЭ), иксодовых клещевых боррелиозов (ИКБ), клещевого риккетсиоза (КР), гранулоцитарного анаплазмоза человека (ГАЧ), моноцитарного эрлихиоза человека (МЭЧ), лихорадки Западного Нила (ЛЗН), Инко, Гета, Батаи, а также хантавирусов (ГЛПС) с разной степенью проявления активности. От комаров выделен штамм вируса КЭ.

Представлен анализ эпидемиологической обстановки по трансмиссивным природно-очаговым инфекциям в особо охраняемом эколого-курортном регионе России - Кавказских Минеральных Водах Ставропольского края. Климатические особенности Кавказских Минеральных Вод с их ландшафтным разнообразием, обилием иксодовых клещей и комаров, процессами антропогенного влияния на экосистемы создают благоприятные условия для формирования природных очагов трансмиссивных инфекций. Наибольшее эпидемиологическое значение в инфекционной патологии региона имеет иксодовый клещевой боррелиоз. Регистрация заболеваний Крымской геморрагической лихорадкой, лихорадкой Западного Нила (ретроспективно), туляремией, выявление специфических антител в сыворотках крови доноров к возбудителям этих инфекций свидетельствуют о нестабильной эпидемиологической обстановке по трансмиссивным природно-очаговым инфекциям в регионе Кавказских Минеральных Вод, что указывает на необходимость дальнейшего проведения экологического, эпизоотологического и эпидемиологического мониторинга, являющегося составной частью эпидемиологического надзора, направленного на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

В период 2000-2011 гг. на западе Казахстана выявлено пять новых для этих территорий природных очагов опасных инфекционных болезней: геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, Астраханская пятнистая лихорадка, Крымская геморрагическая лихорадка, лихорадка Западного Нила, клещевой вирусный энцефалит. Здесь сформировались основные экологические факторы для укоренения этих инфекций в местных биоценозах. Характерно, что циркуляция возбудителей новых инфекционных болезней установлена на территории давно существующих природных очагов чумы и туляремии. С 2000 г. в Западно-Казахстанской области систематически регистрируется заболеваемость геморрагической лихорадкой с почечным синдромом. Имеются сведения о выявлении в России в 2012 г. больных лихорадкой Западного Нила, прибывших из Казахстана. По пространственному размещению природных очагов разных инфекций территория Западно-Казахстанской области разделена на четыре региона. В целях эффективной профилактики новых болезней необходимо укрепление инфекционной службы и совершенствование эпидемиологического надзора с учетом современных условий.

Подготовлен и используется в повседневной практике пакет документов по биологической безопасности учрежденческого уровня. Разработаны, обоснованы и введены три уровня допуска специалистов к работе с ПБА I-IV групп. Рассмотрены варианты выполнения сопряженной (одновременной) работы с ПБА разных групп. Положением о проверке дезсредств, поступающих в учреждение, определен порядок проведения контроля вновь поступивших партий дезинфицирующих средств и соответствия концентрации рабочих растворов дезинфектантов в подразделениях требованиям санитарных правил. Показана целесообразность оценки защитной эффективности фильтров очистки воздуха вытяжных систем вентиляции помещений «заразной» зоны лабораторий, проводящих работу с ПБА, с использованием бактериального аэрозоля и физического метода.

Результаты эпизоотологического мониторинга в лесостепной части природного очага туляремии Ставропольского края показывают, что роль отдельных видов мелких млекопитающих в поддержании природной очаговости туляремии неравнозначна. Эпизоотическую активность очага в 1959-1970 гг. определяли многочисленные виды: Microtus arvalis , мыши рода Sylvaemus , Mus musculus . В 1972-2010 гг. в структуре основных носителей возбудителя туляремии в условиях интенсивного антропогенного пресса произошли изменения . В настоящее время ведущая роль принадлежит распространенным и стабильным по численности мышам рода Sylvaemus, а также C. suaveolens. На долю последних за этот период приходится 31,2 % всех выделенных от мелких млекопитающих штаммов возбудителя туляремии. При этом изменилось эпизоотическое значение M. arvalis . Процент изолированных штаммов от полевок снизился с 55,3 до 28,4. Численность M. arvalis и M. musculus в связи с отсутствием условий для их массового размножения длительное время находится на низком уровне, что значительно снижает их роль в поддержании природной очаговости на изучаемой территории.

В последние годы отчетливо наблюдается увеличение туристического потока, укрепление социально-экономических связей между странами. Процессы глобализации мировой экономики, рост уровня транспортного сообщения между странами, миграция больших количеств людей формирует предпосылки к распространению новых инфекционных заболеваний на территории России и стран СНГ. Завозные случаи бластомикоза и паракокцидиоидомикоза уже зарегистрированы во многих странах Европы и Азии у лиц, посетивших эндемичные страны. Учитывая это, весьма вероятна возможность нахождения в России инфицированных или больных. Целью нашего обзора является представление данных, свидетельствующих о необходимости совершенствования методов эпидемиологического контроля бластомикоза и паракокцидиоидомикоза. Диагностические исследования должны проводиться сертифицированным персоналом в специализированных лабораториях, отвечающих необходимым требованиям безопасности. Таким образом, информированность о данных заболеваниях как можно большего количества специалистов гарантирует успешную реализацию стратегий диагностики и лечения.

Целью работы была разработка критериев подбора штаммов Yersinia рestis в качестве учебных, принципов формирования и применения набора штаммов для проведения практических занятий по лабораторной и дифференциальной диагностике чумы. Изучены подзаконные акты Российской Федерации, нормативные и методические документы по лабораторной диагностике чумы и биобезопасности работ с микроорганизмами; программы обучения специалистов для работ с возбудителями особо опасных инфекций. Метод исследования: аналитический. В результате сформулированы определение понятия «учебный штамм», критерии подбора штаммов возбудителя чумы для практических занятий в рамках учебного модуля «Микробиология и лабораторный диагноз чумы» и алгоритм применения его с целью снижения биологических рисков в учебном процессе.

В результате многолетних исследований в природных и антропоургических очагах чумы Африки, Евразии, Северной и Южной Америки специалисты выявили не менее 340 видов млекопитающих и птиц, инфицированных возбудителем чумы. В работе приводится список носителей чумы, описанных в отечественных и зарубежных публикациях.

В работе рассматривается состояние проблемы омптинов энтеробактерий, их структура и функции, а также возможная роль в патогенезе вызываемых ими инфекций. У холерного вибриона выделен и очищен с помощью дифференциального центрифугирования и колоночной хроматографии пориновый белок наружных мембран OmpT c молекулярной массой около 40 кДа, синтез которого находится под контролем сложной системы регуляции. Он не содержит в своем составе цистеина, наделен протеолитической активностью с широкой субстратной специфичностью: способен гидролизовать фибрин, протамин, желатин, активировать плазминоген человека в плазмин, что обеспечивает известные преимущества вибрионам во время пребывания в кишечнике чувствительного хозяина. Сравнительный компьютерный анализ аминокислотной последовательности показал, что белок OmpT холерного вибриона лишь отдаленно родственен омптинам энтеробактерий (13 % идентичности и сходства) и возможно принадлежит к новому классу поринов семейства Vibrionaceae .

Для быстрого и эффективного выявления антибиотикоустойчивых штаммов возбудителей опасных бактериальных инфекций с помощью ПЦР сконструирован комплект праймеров для детекции генов устойчивости к стрептомицину ( strA, strB ), тетрациклину ( tetA, tetR ), хлорамфениколу ( catА ), канамицину ( npt , aphA ), ванкомицину ( sanA ), полимиксину ( pmrD ). Эффективность сконструированных праймеров подтверждена на выборке из 40 штаммов Yersinia pestis , 49 штаммов Vibrio cholerae и двух штаммов Escherichia coli из Государственной коллекции патогенных бактерий при РосНИПЧИ «Микроб». У штаммов возбудителя чумы выявлены гены антибиотикоустойчивости - ntp и catA ; у штаммов возбудителя холеры - strA, strB , npt , aphA , tetA и tetR ; у патогенного штамма кишечной палочки О157:H7 - strA , tetR , ntp и aphA . Установлена универсальность рассчитанных праймеров для детекции генов антибиотикоустойчивости у этих видов патогенных бактерий.

Обзор посвящен 100-летию открытия возбудителя мелиоидоза. Показаны основные достижения мировой науки в области экологии Burkholderia pseudomallei , эпидемиологии, клиники и лечения заболевания. Одновременно в статье обобщены данные по 50-летней разработке основных проблем мелиоидоза специалистами противочумной системы Российской Федерации.

На примере установки Martin Christ Epsilon 2-6D проведена оценка возможности применения лиофильных установок камерного типа для консервации коллекционных штаммов патогенных микроорганизмов. Разработан алгоритм лиофилизации штаммов бактерий III-IV групп патогенности, включающий условия лиофилизации и обеспечение биологической безопасности при осуществлении этого процесса. Определены показатели жизнеспособности и выживаемости лиофилизированных клеток штаммов патогенных бактерий. С помощью теста термостабильности рассчитаны прогнозируемые сроки хранения препаратов коллекционных штаммов, сублимированных во флаконах на установке Martin Christ Epsilon 2-6D. Установлено, что наиболее перспективно лиофилизаторы камерного типа могут использоваться в коллекциях патогенных микроорганизмов для консервации бактерий III-IV групп патогенности, требующих массового воспроизводства и не подлежащих длительному хранению. В то же время их применение в лиофилизации штаммов I-II групп патогенности, закладывающихся на долгосрочное хранение, требует дальнейшей адаптации этих аппаратов по направлениям обеспечения биологической безопасности и увеличения сроков хранения образцов.

КОЕ/мл и растворимых антигенов (FI) - ≥ 4,8 нг/мл; а также высокая специфичность: отсутствие ложноположительных реакций с 5 гетерологичными микроорганизмами. Проведена апробация тест-систем на обнаружение антигенов чумного микроба в полевом материале из Алтайского горного природного очага чумы методом дот-иммуноанализа и сравнение результатов исследований с реакцией пассивной гемагглютинации. Разработанные тест-системы обладают рядом преимуществ по сравнению с рутинными серологическими реакциями и могут с успехом применяться в практическом здравоохранении как в стационарных, так и полевых условиях.

Проанализированы этапы развития лабораторной базы СПЭБ. На первом этапе основное направление деятельности лабораторной базы состояло в проведении специфической индикации бактериальных средств поражения и лабораторного контроля объектов окружающей среды на зараженность возбудителями особо опасных инфекционных болезней. Значительное увеличение нагрузки на лабораторную базу СПЭБ произошло в период локализации и ликвидации эпидемических проявлений холеры в 70-х годах прошлого века, когда основными задачами лабораторного отделения было проведение массовых бактериологических исследований материала от людей, объектов окружающей среды и пищевых продуктов. Расширение функций лабораторной базы - проведение санитарно-микробиологических исследований, мониторинг объектов окружающей среды на вибриофлору и природно-очаговые инфекционные болезни, исследование клинического материала - связано с участием СПЭБ в зонах ликвидации медико-санитарных последствий стихийных бедствий, вооруженных конфликтов с гуманитарными последствиями, в проведении массовых мероприятий с международным участием. Для совершенствования лабораторной базы СПЭБ важным является внедрение современных диагностических технологий, автоматизация различных этапов проведения анализа, а также стандартизация диагностических исследований и обеспечение соответствия лабораторной базы СПЭБ требованиям отечественных и международных стандартов.

Масс-спектрометрия является современным физико-химическим методом анализа, позволяющим проводить качественный и количественный анализ состава вещества, основанный на предварительной ионизации входящих в его состав атомов или молекул. Одним из новых методов ионизации, благодаря которому масс-спектрометрическое исследование макромолекул получило широкое распространение, является разработанная матрично-активированная лазерная десорбция/ионизация (MALDI), представляющая собой импульсное лазерное облучение исследуемого вещества, смешанного с матрицей. В обзоре представлены современные данные о применении метода MALDI масс-спектрометрии для проведения родо- и видоспецифической идентификации микроорганизмов в практике диагностических лабораторий. Рассмотрены преимущества MALDI-TOF идентификации по сравнению с бактериологическими, иммунологическими и молекулярно-генетическими методами исследования. Обозначено место масс-спектрометрии в системе лабораторной диагностики инфекционных болезней, в том числе особо опасных на территории Российской Федерации.

B. pseudomallei 100 ( 61,5 % выживших). Сделан вывод о целесообразности включения бестима в комплексную схему иммунизации против мелиоидоза.

Представители семейства Filoviridae (вирусы Марбург, Эбола) и Arenaviridae (вирусы Ласса, Луйо, Мачупо, Хунин, Гуанарито, Сэбиа) являются этиологическими агентами особо опасных вирусных геморрагических лихорадок. Данные возбудители представляют потенциальную угрозу для здравоохранения вследствие возможности их случайного завоза в неэндемичные регионы, поэтому актуальным является вопрос о создании специфических медицинских средств защиты в отношении вызываемых ими заболеваний. По мнению ведущих специалистов, вакцинация групп риска является наиболее эффективным и экономичным способом защиты от развития эпидемии. В обзоре рассмотрено новое перспективное направление разработки защитных препаратов в отношении особо опасных вирусных инфекций - создание вакцин на основе репликонов альфавирусов. Разработка рекомбинантных репликонов не требует культивирования патогенных микроорганизмов. Особенностью РНК-репликонов является их неспособность продуцировать инфекционное потомство, что имеет особое значение при создании вакцин в отношении особо опасных вирусных геморрагических лихорадок. Преимущества альфавирусных репликонов перед другими РНК-репликонами при разработке вакцин заключаются в высоком уровне экспрессии гетерологичных генов и резистентности к анти-векторному иммунитету. РНК-репликоны альфавирусов сочетают безопасность инактивированных и иммуногенность живых аттенуированных вакцин. Репликоны на основе альфавирусов пригодны для экспрессной разработки вакцин с целью специфической профилактики вирусных инфекционных заболеваний.

Целью работы является сравнительная оценка использования панкреатических гидролизатов белковых продуктов растительного и животного происхождения в качестве питательной основы микробиологических сред. В качестве исходного сырья использовали: желатин, сою, соевый концентрат, глютен кукурузный, рыбную кормовую муку, кильку каспийскую, кровь КРС. Гидролиз белкового сырья, очистку гидролизатов и их контроль по физико-химическим показателям проводили общепринятыми методами. Определение биологических показателей пептонов осуществляли на модели питательного агара с помощью тест-штаммов Shigella flexneri 1a 8516, Shigella sonnei «S form», Pseudomonas aeruginosa 27/99, Serratia plymuthica 1. Определены физико-химические показатели исследуемых гидролизатов. Выявлены различия в количестве, диаметре и частоте диссоциации колоний Shigella flexneri 1a 8516, Shigella sonnei «S form», пигментообразовании Pseudomonas aeruginosa 27/99 и Serratia plymuthica 1 на агаровых средах с изучаемыми гидролизатами. Получены сравнительные данные физико-химических и биологических показателей исследуемых гидролизатов, что позволит дифференцировать их применение в составе бактериологических питательных сред.

На основе анализа экспериментальных данных по накоплению биомассы Vibrio cholerae 569В Инаба и антигенов, скоростям их роста и выделения, утилизации глюкозы предложена математическая модель кинетики процесса микробиологического синтеза О-антигена и холерного токсина в ходе периодического глубинного культивирования V. cholerae 569В Инаба с лимитацией по углеродному субстрату. С помощью программы Mathcad 15.0 вычислены значения коэффициентов дифференциальных уравнений, входящих в математическую модель. В результате сопоставления расчетных и экспериментальных данных установлено, что относительная ошибка определения концентраций синтезируемых веществ, глюкозы и холерного вибриона составляет от 5 до 20 %. Предложенная модель позволяет определять максимальный выход целевых продуктов и уточнять параметры ведения процесса культивирования при различных начальных условиях.

Предложено два варианта нового метода, оптимизирующего условия получения и очистки ЛПС из штаммов Y. pestis , а также позволяющего исключить применение ядовитых и трудноудаляемых реактивов, упростить и удешевить методику, рационально утилизировать отходы производства. Метод включает предварительную водносолевую экстракцию бактерий для удаления легкорастворимых веществ с последующим разрушением их ультразвуком в лизирующем буфере (0,1 М Трис-HCl, рН 8,0; 10 ммоль ЭДТА, 1 % Тритон Х-100). Для депротеинизации неочищенного эндотоксина в первом случае используется коммерческая протеиназа К (Sigma), а во втором - ферментный комплекс протеовибрин, выделенный из отхода производства вакцины холерной бивалентной химической. Для очистки ЛПС от нуклеиновых кислот введена процедура подкисления образца ледяной уксусной кислотой до рН 3,2-3,4. Варианты способа позволяют улучшить качество препаратов ЛПС относительно метода-прототипа и получать эндотоксин возбудителя чумы, практически не отличающийся по физико-химической характеристике, гомогенности, иммунохимической активности и специфичности от антигена, полученного классической водно-фенольной экстракцией по О.Westphal.