doi: 10.15389/agrobiology.2018.2.404rus

УДК 619:579.62:616.9

Исследование выполнено с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования «Биотехнология» ВНИИСБ и поддержано программой развития биоресурсных коллекций ФАНО.

 

ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ, БИОХИМИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШТАММОВ Bacillus anthracis, ВЫДЕЛЕННЫХ ВО ВРЕМЯ ВСПЫШЕК СИБИРСКОЙ ЯЗВЫ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (2014-2016 годы)

Ю.О. СЕЛЯНИНОВ1, И.Ю. ЕГОРОВА1, Я.И. АЛЕКСЕЕВ2,
А.В. КАЗАНЦЕВ2, Ю.А. МОНАХОВА2, Д.В. КОЛБАСОВ1

Несмотря на то, что в Российской Федерации разработаны и достаточно широко внедрены эффективные меры по предупреждению возникновения и распространения сибирской язвы, в 2014-2016 годах было зарегистрировано семь ее очагов в Волгоградской, Ростовской, Белгородской, Саратовской областях, в Республике Татарстан и шесть вспышек в популяции северных оленей на территории двух районов Ямало-Ненецкого автономного округа (в последних пало 2657 оленей). В статье нами впервые описаны молекулярно-генетические, биологические свойства и филогенетические взаимоотношения изолятов возбудителя сибирской язвы, выделенных во время вспышек болезни в Волгоградской области, Ямало-Ненецком автономном округе и из почв захоронений в Республике Чувашия в последние три года. При проведении исследований использовали как общепринятые подходы, так и авторские методики. Изучали фенотипические свойства и диагностические признаки бактерий (морфология роста в бактериологических питательных средах, подвижность, окрашивание по Граму, капсулообразование in vivo и in vitro, спорообразование, протеолитическая, гемолитическая, лецитиназная, фосфатазная, гликолитическая активности, способность синтезировать протокатехоевую кислоту, сорбировать конго красный из среды, фагочувствительность, токсинообразование in vitro, плазмидный профиль, чувствительность к антибиотикам, рекомендованным для применения в ветеринарии, вирулентность для лабораторных животных). MLVA-типирование штаммов сибиреязвенного микроба проводили по 20 VNTR-локусам. Показано, что по основным фенотипическим и диагностическим признакам штаммы возбудителя сибирской язвы различались незначительно и в целом соответствовали типовому штамму Bacillusanthracis. Наиболее выраженные различия в фенотипических свойствах выявлены у аспорогенного и авирулентного штамма № 6017 B. anthracis, выделенного в 2016 году от лопарской оленегонной собаки. Штаммы, выделенные в течение одной вспышки, группировались в отдельные кластеры, а внутри кластера некоторые из них незначительно различались (по 1-2 локусам). Изоляты из почв захоронений в Республике Чувашия и выделенные от лопарской оленегонной собаки во время вспышки болезни в Ямало-Ненецком автономном округе, сформировали отдельные кластеры. При паспортизации изученных штаммов B. anthracis установлена их высокая эпизоотическая опасность, обусловленная факторами патогенности, экспрессирующимися in vitro. Показано наличие капсуло- и токсинообразования, высокий уровень синтеза гемолизинов, протеаз, продукция протокатехоевой кислоты, а также вирулентность для лабораторных мышей в дозах 6-1000 спор. Полученные результаты подтверждают необходимость постоянного мониторинга и оценки эпизоотической опасности сибиреязвенных захоронений и падежных мест (моровых полей), а также проведения эффективных профилактических мероприятий против сибирской язвы.

Ключевые слова: сибирская язва, штаммы Bacillus anthracis, фенотипические свойства, генетические свойства, вирулентность, MLVA.

 

Полный текст

 

 

PHENOTYPIC, BIOCHEMICAL AND MOLECULAR ANALYSIS OF
Bacillus anthracis STRAINS ISOLATED DURING THE OUTBREAKS OF
ANTHRAX IN THE RUSSIAN FEDERATION, 2014-2016

Yu.O. Selyaninov1, I.Yu. Egorova1, Ya.I. Alekseev2, A.V. Kazantsev2, Yu.A. Monakhova2, D.V. Kolbasov1

In 2014 to 2016, despite effective measures to prevent an introduction and transmission of Anthrax in the Russian Federation, there were seven outbreaks of Anthrax in Volgograd, Rostov, Belgorod, Saratov regions, the Republic of Tatarstan, and also six outbreaks in reindeer population in two districts of Yamal-Nenets Autonomous Okrug where 2657 reindeers died. In this article we present some results of comprehensive characterization of genetic, biological features and phylogenetic relationship of Bacillus anthracis strains isolated during the outbreaks in Volgograd region, Yamal-Nenets Autonomous Okrug and from the soils of burial in Chuvash Republic during last 3 years. Here, we differentiated 11 strains as followed from growth morphology, mobility, Gram stain procedure, capsule in vivo and in vitro formation, sporulation, proteolytic, hemolytic, lecithinase, phosphatase, glycolytic activity, protocatechuic acid production, Congo red sorption from the medium, phage sensitivity, toxicity in vitro, plasmid profile, sensitivity to antibiotics recommended for use in veterinary medicine, virulence for mice. MLVA-typing of the anthrax strains was performed for 20 VNTR loci. It was shown that the main phenotypic and diagnostic features of anthrax strains differed insignificantly and, in general, corresponded to those of a typical B. anthracis strain. The most significant phenotypic differences were found in asporogenous and avirulent strain B. anthracis № 6017 isolated in 2016 from a Lappish reindeer dog. The B. anthracis strains isolated during one outbreak were grouped into separate clusters, and within the cluster some strains had insignificant differences in 1-2 loci. The strains isolated from the soils of burials in the Republic of Chuvashia and from the Lappish reindeer dog during the Yamal outbreak formed separate clusters. B. anthracis strains showed high epizootic risk due to pathogenicity factors expressed in vitro. The tests identified the presence of capsula and toxins, high hemolytic and proteolytic activity, protocatechuic acid synthesis, and high virulence for laboratory mice (at 6-1000 spores). These results confirm the necessity of continuous monitoring and evaluation of epizootic caution of anthrax burials and case sites (frost fields), and specific preventive anti-anthrax measures.

Keywords: Bacillus anthracis, anthrax, strains,phenotypic properties, genotypic properties, virulence, MLVA.

 

1ФБГНУ Федеральный исследовательский центр
вирусологии и микробиологии,

601125 Россия, Владимирская обл., Петушинский р-н, пос. Вольгинский, ул. Академика Бакулова, стр. 1,
e-mail: yusel1@yandex.ru, iegorova@list.ru ✉, kolbasovdenis@gmail.com;
2ФГБНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной
биотехнологии,

127550 Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42,
e-mail: jalex@iab.ac.ru, honeybee777@rambler.ru

Поступила в редакцию
30 октября 2017 года

 

назад в начало