Генетическое типирование Rickettsia akari

Rickettsia akari является облигатной внутриклеточной бактерией и вызывает осповидный риккетсиоз. Rickettsia akari является атипичным представителем группы риккетсиозных пятнистых лихорадок (SFG), поскольку она циркулирует в гамазовых клещах; однако в отношении степени генетического разнообразия изолятов R. akari имеются лишь ограниченные данные. Мы изучили 13 изолятов R. akari, выделенных от человека, грызунов и клещей в США, странах бывшего СССР и бывшей Югославии за период с 1946 по 2003 г. на предмет разнообразия в составе тандемных повторов (TR) и межгенных районов (IGR). При помощи программы Tandem Repeat Finder software (http://tandem.bu.edu) по поиску тандемных повторов Tandem Repeat Finder (http://tandem.bu.edu) был проанализирован геном длиною 1,23 Мб штамма R. akari Hartford CWPP; обнаружены 374 различных TR размером от 1 до 483 п.н. и количестве копий TR колеблющихся от 21 до 1,9 соответственно. Среди 11 TR из 5 открытых рамок считывания и 6 IGR не обнаружено размерного полиморфизма. Восемнадцать не-TR IGR были амплифицированы и секвенированы из всех изолятов, составляющих в целом 5995 п.н. (0,49%) хромосомы штамма Hartford CWPP. Три точечные мутации (SNP) были обнаружены в двух IGR, что позволило отделить пять изолятов R. akari из Украинской ССР от восьми других изолятов. В заключение следует отметить, что настоящее исследование является первым описанием генетического разнообразия среди изолятов R. akari из различных географических регионов. Дальнейшее изучение генетического разнообразия необходимо для более точного понимания географического распространения R. akari и эпидемиологии осповидного риккетсиоза. Оценка потенциала гамазовых клещей в качестве хозяев для возбудителей других риккетсиозов также требует дополнительных исследований.

1. Киселев Р.И., Волчанецкая Г.И. Сплошная дератизация и дезинсекция как метод борьбы с заболеваемостью оспоподобным риккетсиозом // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1954. № 12. C. 28–33.

2. Киселев Р.И., Жданов В.М., Александрова Н.Н. К клинико-эпидемиологической характеристике оспоподобного риккетсиоза // Сб. тр. Харьковского НИИ вакцин и сывороток имени Мечникова. 1954. Т. ХХ. C. 253–257.

3. Кулагин С.М. К характеристике эндемических риккетсиозов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1952. Т. 12. С. 3–10.

4. Benson G. Tandem repeats finder: a program to analyze DNA sequences. Nucleic Acids Res., 1999, vol. 27, no. 2, pp. 573–580. doi: 10.1093/nar/27.2.573

5. Brouqui P., Parola P., Fournier P.E., Raoult D. Spotted fever rickettsioses in southern and eastern Europe. FEMS Immunol. Med. Microbiol., 2007, vol. 49, no. 1, pp. 2–12. doi: 10.1111/j.1574-695X.2006.00138.x

6. Brown L.D., Macaluso K.R. Rickettsia felis, an emerging flea-borne rickettsiosis. Curr. Trop. Med. Rep., 2016, vol. 3, pp. 27–39. doi: 10.1007/s40475-016-0070-6

7. Cheng X., Jin Y., Lao S., Huang C., Huang F., Jia P., Zhang L. Multispacer typing (MST) of spotted fever group rickettsiae isolated from humans and rats in Chengmai County, Hainan Province, China. Trop. Med. Int. Health., 2014, vol. 42, no. 3, pp. 107–114. doi: 10.2149/tmh.2014-03

8. Choi Y.J., Lee E.M., Park J.M., Lee K.M., Han S.H., Kim J.K., Lee S.H., Song H.J., Choi M.S., Kim I.S., Park K.H., Jang W.J. Molecular detection of various rickettsiae in mites (Acari: Trombiculidae) in southern Jeolla Province, Korea. Microbiol. Immunol., 2007, vol. 51, no. 3, pp. 307–312. doi: 10.1111/j.1348-0421.2007.tb03912.x

9. Choi Y.J., Lee S.H., Park K.H., Koh Y.S., Lee K.H., Baik H.S., Choi M.S., Kim I.S., Jang W.J. Evaluation of PCR-based assay for diagnosis of spotted fever group rickettsiosis in human serum samples. Clin. Diagn. Lab. Immunol., 2005, vol. 12, no. 6, pp. 759–763. doi: 10.1128/CDLI.12.6.759-763.2005

10. Denison A.M., Amin B.D., Nicholson W.L., Paddock C.D. Detection of Rickettsia rickettsii, Rickettsia parkeri, and Rickettsia akari in skin biopsy specimens using a multiplex real-time polymerase chain reaction assay. Clin. Infect. Dis., 2014, vol. 59, no. 5, pp. 635–642. doi: 10.1093/cid/ciu358

11. Eremeeva M., Balayeva N., Ignatovich V., Raoult D. Genomic study of Rickettsia akari by pulsed-field gel electrophoresis. J. Clin. Microbiol., 1995, vol. 33, no. 11, pp. 3022–3024.

12. Eremeeva M.E., Balayeva N.M., Ignatovich V.F., Raoult D. Proteinic and genomic identification of spotted fever group rickettsiae isolated in the former USSR. J. Clin. Microbiol., 1993, vol. 31, no. 10, pp. 2625–2633.

13. Eremeeva M.E., Bosserman E., Zambrano M., Demma L., Dasch G.A. Molecular typing of novel Rickettsia rickettsii isolates from Arizona. Ann. NY Acad. Sci., 2006, vol. 1078, pp. 573–577. doi: 10.1196/annals.1374.114

14. Eremeeva M.E., Dasch G.A. Closing the gaps between genotype and phenotype in Rickettsia rickettsii. Ann. NY Acad. Sci., 2009, vol. 1166, pp. 12–26. doi: 10.1111/j.1749-6632.2009.04526.x

15. Eustis E.B., Fuller H.S. Rickettsialpox. II. Recovery of Rickettsia akari from mites Allodermanyssus sanguineus, from West Hartford, Conn. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine Society for Experimental Biology and Medicine, 1952, vol. 80, no. 3, pp. 546–549. doi: 10.3181/00379727-80-19685

16. Fournier P.E., Raoult D. Identification of rickettsial isolates at the species level using multi-spacer typing. BMC Microbiol., 2007, vol. 7, no. 7. doi: 10.1186/1471-2180-7-72

17. Fournier P.E., Zhu Y., Ogata H., Raoult D. Use of highly variable intergenic spacer sequences for multispacer typing of Rickettsia conorii strains. J. Clin. Microbiol., 2004, vol. 42, no. 12, pp. 5757–5766. doi: 10.1128/JCM.42.12.5757-5766.2004

18. Frati F., Negri I., Fanciulli P.P., Pellecchia M., Dallai R. Ultrastructural and molecular identification of a new Rickettsia endosymbiont in the springtail Onychiurus sinensis (Hexapoda, Collembola). J. Invertebr. Pathol., 2006, vol. 93, no. 3, pp. 150–156. doi: 10.1016/j.jip.2006.07.002

19. Gillespie J.J., Williams K., Shukla M., Snyder E.E., Nordberg E.K., Ceraul S.M., Dharmanolla C., Rainey D., Soneja J., Shallom J.M., Vishnubhat N.D., Wattam R., Purkayastha, A., Czar M., Crasta O., Setubal J.C., Azad A.F., Sobral B.S. Rickettsia phylogenomics: unwinding the intricacies of obligate intracellular life. PLoS One, 2008, vol. 3, no. 4: e2018. doi: 10.1371/journal.pone.0002018

20. Huang Y., Zhao L., Zhang Z., Liu M., Xue Z., Ma D., Sun X., Sun Y., Zhou C., Qin X., Zhu Y., Li W., Yu H., Yu X.J. Detection of a novel Rickettsia from Leptotrombidium scutellare mites (Acari: Trombiculidae) from Shandong of China. J. Med. Entomol., 2017, vol. 54, no. 3, pp. 544–549. doi: 10.1093/jme/tjw234

21. Huebner R.J., Peggy S., Armstrong C. 1946b. Rickettsialpox: A newly recognized rickettsial disease: I. Isolation of the etiological agent. Public Health Rep., 1946, vol. 61, no. 45, pp. 1605–1614.

22. Huebner R.J., Jellison W.L., Armstrong C. Rickettsialpox: A newly recognized rickettsial disease: V. Recovery of Rickettsia akari from a house mouse (Mus musculus). Public Health Rep., 1947, vol. 62, no. 22, pp. 777–780.

23. Karpathy S.E., Dasch G.A., Eremeeva M.E. Molecular typing of isolates of Rickettsia rickettsii by use of DNA sequencing of variable intergenic regions. J. Clin. Microbiol., 2007, vol. 45, no. 8, pp. 2545–2553. doi: 10.1128/JCM.00367-07

24. Kass E.M., Szaniawski W.K., Levy H., Leach J., Srinivasan K., Rives C. Rickettsialpox in a New York City hospital, 1980 to 1989. N. Engl. J. Med., 1994, vol. 331, no. 24, pp. 1612–1617. doi: 10.1056/NEJM199412153312403

25. Krawczak F.S., Labruna M.B., Hecht J.A., Paddock C.D., Karpathy S.E. Genotypic characterization of Rickettsia bellii reveals distinct lineages in the United States and South America. Biomed Res. Int., 2018, 8505483. doi: 10.1155/2018/8505483

26. Krinsky W.L. Does epizootic lymphocytic choriomeningitis prime the pump for epidemic rickettsialpox? Rev. Infect. Dis., 1983, vol. 5, no. 6, pp. 1118–1119. doi: 10.1093/clinids/5.6.1118

27. Kumar S., Tamura K., Nei M. MEGA3: integrated software for molecular evolutionary genetics analysis and sequence alignment. Brief. Bioinform., 2004, vol. 5, no. 2, pp. 150–163. doi: 10.1093/bib/5.2.150

28. Maina A.N., Jiang J., Luce-Fedrow A., St John H.K., Farris C.M., Richards A.L. Worldwide presence and features of flea-borne Rickettsia asembonensis. Front. Vet. Sci., 2019, vol. 5, p. 334. doi: 10.3389/fvets.2018.00334

29. Ozturk M.K., Gunes T., Kose M., Coker C., Radulovic S. Rickettsialpox in Turkey. Emerg. Infect. Dis., 2003, vol. 9, no. 11, pp. 1498–1499. doi: 10.3201/eid0911.030224

30. Paddock C.D., Denison A.M., Lash R.R., Liu L., Bollweg B.C., Dahlgren F.S., Kanamura C.T., Angerami R.N., Pereira dos Santos F.C., Brasil Martines R., Karpathy S. Phylogeography of Rickettsia rickettsii genotypes associated with fatal Rocky Mountain spotted fever. Am. J. Trop. Med. Hyg., 2014, vol. 91, no. 3, pp. 589–597. doi: 10.4269/ajtmh.14-0146

31. Paddock C.D., Eremeeva M.E. Rickettsialpox. In: Rickettsial Diseases. Eds. Parola P., Raoult D. CRC Press, 2007, pp. 63–86.

32. Paddock C.D., Koss T., Eremeeva M.E., Dasch G.A., Zaki S.R., Sumner J.W. Isolation of Rickettsia akari from eschars of patients with rickettsialpox. Am. J. Trop. Med. Hyg., 2006, vol. 75, no. 4, pp. 732–738.

33. Paddock C.D., Zaki S.R., Koss T., Singleton J., Jr., Sumner J.W., Comer J.A., Eremeeva M.E., Dasch G.A., Cherry B., Childs J.E. Rickettsialpox in New York City: a persistent urban zoonosis. Annals of New York Academy of Sciences, 2003, vol. 990, pp. 36–44. doi: 10.1111/j.1749-6632.2003.tb07334.x

34. Quevedo-Diaz M.A., Song C., Xiong Y., Chen H., Wahl L.M., Radulovic S., Medvedev A.E. Involvement of TLR2 and TLR4 in cell responses to Rickettsia akari. J. Leukoc. Biol., 2010, vol. 88, no. 4, pp. 675–685. doi: 10.1189/jlb.1009674

35. Radulovic S., Feng H.M., Morovic M., Djelalija B., Popov V., Crocquet-Valdes P., Walker D.H. Isolation of Rickettsia akari from a patient in a region where Mediterranean spotted fever is endemic. Clin. Infect. Dis., 1996, vol. 22, no. 2, pp. 216–220. doi: 10.1093/clinids/22.2.216

36. Reeves W.K., Dowling A.P., Dasch G.A. Rickettsial agents from parasitic dermanyssoidea (Acari: Mesostigmata). Exp. Appl. Acarol., 2006, vol. 38, no. 2–3, pp. 181–188. doi: 10.1007/s10493-006-0007-1

37. Reeves W.K., Loftis A.D., Szumlas D.E., Abbassy M.M., Helmy I.M., Hanafi H.A., Dasch G.A. Rickettsial pathogens in the tropical rat mite Ornithonyssus bacoti (Acari: Macronyssidae) from Egyptian rats (Rattus spp.). Exp. Appl. Acarol., 2007, vol. 41, no. 1–2, pp. 101–107. doi: 10.1007/s10493-006-9040-3

38. Renvoise A., van’t Wout J.W., van der Schroeff J.G., Beersma M.F., Raoult D. A case of rickettsialpox in Northern Europe. Int. J. Infect. Dis., 2012, vol. 16, no. 3, pp. E221–E222. doi: 10.1016/j.ijid.2011.11.009

39. Shapiro M.R., Fritz C.L., Tait K., Paddock C.D., Nicholson W.L., Abramowicz K.F., Karpathy S.E., Dasch G.A., Sumner J.W., Adem P.V., Scott J.J., Padgett K.A., Zaki S.R., Eremeeva M.E. Rickettsia 364D: a newly recognized cause of eschar-associated illness in California. Clin. Infect. Dis., 2010, vol. 50, no. 4, pp. 541–548. doi: 10.1086/649926

40. Socolovschi C., Audoly G., Raoult D. Connection of toxin-antitoxin modules to inoculation eschar and arthropod vertical transmission in Rickettsiales. Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis., 2013, vol. 36, no. 2, pp. 199–209. doi: 10.1016/j.cimid.2013.01.001.

41. Vitorino L., de Sousa R., Bacellar F., Ze-Ze L. Characterization of a tandem repeat polymorphism in Rickettsia strains. J. Med. Microbiol., 2005, vol. 54, pt. 9, pp. 833–841. doi: 10.1099/jmm.0.45956-0

42. Vitorino L., de Sousa R., Bacellar F., Ze-Ze L. Automated method based in VNTR analysis for Rickettsiae genotyping. Ann. NY Acad. Sci., 2006, vol. 1078, pp. 582–586. doi: 10.1196/annals.1374.116

43. Walker D.H., Hudnall S.D., Szaniawski W.K., Feng H.M. Monoclonal antibody-based immunohistochemical diagnosis of rickettsialpox: the macrophage is the principal target. Mod. Pathol., 1999, vol. 12, no. 5, pp. 529–533.

44. Watson J. New building, old parasite: Mesostigmatid mites — an ever-present threat to barrier facilities. ILAR J., 2008, vol. 49, no. 3, pp. 303–309. doi: 10.1093/ilar.49.3.303

45. Wikswo M.E., Hu R., Metzger M.E., Eremeeva M.E. Detection of Rickettsia rickettsii and Bartonella henselae in Rhipicephalus sanguineus ticks from California. J. Med. Entomol., 2007, vol. 44, no. 1, pp. 158–162. doi: 10.1603/0022-2585(2007)44[158:dorrab2.0.co;2

46. Zavala-Castro J.E., Zavala-Velázquez J.E., Peniche-Lara G.F., Sulú Uicab J.E. Human Rickettsialpox, Southeastern Mexico. Emerg. Infect. Dis., 2009, vol. 15, no. 10, pp. 1665–1667. doi: 10.3201/eid1510.081507

47. Zhang L., Jin J., Fu X., Raoult D., Fournier P.E. 2006. Genetic differentiation of Chinese isolates of Rickettsia sibirica by partial ompA gene sequencing and multispacer typing. J. Clin. Microbiol., 2006, vol. 44, no. 7, pp. 2465–2467. doi: 10.1128/JCM.02272-05

48. Zhu D.T., Xia W.Q., Rao Q., Liu S.S., Ghanim M., Wang X.W. Sequencing and comparison of the Rickettsia genomes from the whitefly Bemisia tabaci Middle East Asia Minor I. Insect Science, 2016, vol. 23, no. 4, pp. 531–542. doi: 10.1111/1744-7917.12367

49. Zhu Y., Fournier P.E., Ogata H., Raoult D. Multispacer typing of Rickettsia prowazekii enabling epidemiological studies of epidemic typhus. J. Clin. Microbiol., 2005, vol. 43, no. 9, pp. 4708–4712. doi: 10.1128/JCM.43.9.4708-4712.2005