Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

ОСОБЕННОСТИ β-ЛАКТАМАЗНОЙ АКТИВНОСТИ СРЕДНЕАЗИАТСКОГО ПОДВИДА ТУЛЯРЕМИЙНОГО МИКРОБА

https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-1-33-42

Полный текст:

Аннотация

Возбудителем туляремии является мелкая грамотрицательная бактерия Francisella tularensis. Этот вид делится на четыре подвида: ssp. tularensis, holarctica, mediasiatica и novicida, которые различаются по географическому ареалу распространения, вирулентности и эпидемиологическому потенциалу. До недавнего времени на территории РФ выявлялся только подвид holarctica. Однако в 2013 г. на Алтае был обнаружен природный очаг туляремии, в котором циркулируют штаммы F. tularensis subsp. mediasiatica, выделяемые ранее только в Средней Азии. Данные лабораторных исследований свидетельствуют о способности штаммов этого подвида вызвать инфекцию у кроликов и мышей, сравнимую по тяжести с инфекцией, вызываемой штаммами голарктического подвида. Однако вирулентность и эпидемическая опасность среднеазиатского подвида F. tularensis для человека до сих пор остается неопределенной, так как случаев туляремии у человека, вызванных штаммами этого подвида, не было зарегистрировано, что может быть связано с особенностями его географического распространения — и Средняя Азия, и Горный Алтай являются крайне редконаселенными регионами. Основным фенотипическим признаком этого подвида является отсутствие активности фермента β-лактамазы, отвечающего за природную устойчивость к β-лактамным антибиотикам (пенициллинам, цефалоспоринам и карбапенемам). При этом, несмотря на отсутствие детектируемой ферментативной активности, штаммы среднеазиатского подвида сохраняют устойчивость к этим антибиотикам. В настоящей статье мы приводим данные о том, что штаммы F. tularensis subsp. mediasiatica, вопреки общепринятым представлениям, обладают β-лактамазной активностью, но при этом скорость гидролиза β-лактамов значительно снижена по сравнению со штаммами подвида holarctica. Кроме того, при снижении количества микробных клеток в питательной среде начинает проявляться и антибиотикочувствительность. Мы выявили единственную подвидоспецифичную для subsp. mediasiatica нуклеотидную замену G/A в 290 положении гена blaB, кодирующего активную сериновую β-лактамазу. Эта замена приводит к аминокислотной замене Gly на Arg в 97 положении белка BlaB. Мы полагаем, что данная замена является наиболее вероятной причиной снижения активности этого фермента, обусловливая возможные конформационные изменения, приводящие либо к снижению сродства фермента к субстрату, либо к увеличению времени существования фермент-субстратного комплекса. Выявленная замена послужила основой для разработки аллель-специфичного ПЦР-теста, позволяющего определить принадлежность исследуемого штамма F. tularensis к подвиду mediasiatica.

Об авторах

И. В. Бахтеева
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Бахтеева Ирина Викторовна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник  лаборатории микробиологии сибирской язвы.

142279, Московская область, Серпуховский район п. Оболенск, тел.: 8 (926) 478-37-54



Т. Б. Кравченко
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник  лаборатории микробиологии сибирской язвы.

п. Оболенск



А. К. Рябко
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Младший научный сотрудник лаборатории  молекулярной биологии.

п. Оболенск



Г. М. Титарева
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии сибирской язвы.

п. Оболенск



И. О. Лев
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Кандидат биологических наук, младший научный сотрудник отдела  биотехнологии.

п. Оболенск



А. Н. Мокриевич
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Доктор медицинских наук, зав. отделом особо опасных инфекции.

п. Оболенск



В. С. Тимофеев
Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии
Россия

Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией микробиологии сибирской язвы.

п. Оболенск



Список литературы

1. Лапин А.А., Павлов В.М., Мокриевич А.Н., Домотенко Л.В., Храмов М.В. Простая жидкая питательная среда для молекулярно-генетических исследований Francisella tularensis // Проблемы особо опасных инфекций. 2009. № 4 (102). С. 66–67.

2. Мокриевич А.Н., Тимофеев В.С., Кудрявцева Т.Ю., Уланова Г.И., Карбышева С.Б., Миронова Р.И., Вахрамеева Г.М., Губарева Т.И., Павлов В.М., Дятлов И.А. Выделение среднеазиатского подвида туляремийного микроба на территории Алтайского края // Проблемы особо опасных инфекций. 2013. № 1. С. 66–69.

3. Олсуфьев Н.Г. Таксономия, микробиология и лабораторная диагностика возбудителя туляремии. М.: Медицина, 1975. 192 с.

4. Павлович Н.В., Мишанькин Б.Н. Фосфатазная и пенициллиназная активности как стабильные признаки для дифференциации расовой принадлежности Francisella tularensis // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1992. № 11–12. С. 5–7.

5. Цимбалистова М.В., Павлович М.В. Особенности формирования устойчивости Francisella tularensis subsp. mediasiatica к бета-лактамным антибиотикам // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014. № 1. С. 3–8.

6. Ambler R.P. The structure of β-lactamases. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 1980, vol. 289, iss. 1036, pp. 321–331. doi: 10.1098/rstb.1980.0049

7. Antunes N.T., Frase H., Tothet M., Vakulenko S.B. The class A β-lactamase FTU-1 is native to Francisella tularensis. Antimicrob. Agents Chemother., 2012, vol. 56, no. 2, pp. 666–671. doi: 10.1128/AAC.05305-11

8. Bina X.R., Wang C., Miller M.A., Bina J.E. The Bla2 β-lactamase from the live-vaccine strain of Francisella tularensis encodes a functional protein that is only active against penicillin-class β-lactam antibiotics. Arch. Microbiol., 2006, vol. 186, no. 3, pp. 219–228. doi: 10.1007/s00203-006-0140-6

9. Birdsell D.N., Pearson T., Price E.P., Hornstra H.M., Nera R.D., Stone N., Gruendike J., Kaufman E.L., Pettus A.H., Hurbon A.N., Buchhagen J.L., Harms N.J., Chanturia G., Gyuranecz M., Wagner D.M., Keim P.S. Melt analysis of mismatch ampli fication mutation assays (Melt-MAMA): a functional study of a cost-effective SNP genotyping assay in bacterial models. PLoS ONE, 2012, vol. 7, iss. 3:e32866. doi: 10.1371/journal.pone.0032866

10. Bou G., Oliver A., Ojeda M., Monzon C., Martinez-Beltran J. Molecular characterization of FOX-4, a new AmpC-Type plasmid-mediated β-lactamase from an Escherichia coli strain isolated in Spain. Antimicrob. Agents Chemother., 2000, vol. 44, no. 9, pp. 2549–2553. doi:10.1128/AAC.44.9.2549-2553.2000

11. Champion M.D., Zeng Q., Nix E.B., Nano F.E., Keim P., Kodira C.D., Borowsky M., Young S., Koehrsen M., Engels R., Pearson M., Howarth C., Larson L., White J., Alvarado L., Forsman M., Bearden S.W., Sjostedt A., Titball R., Michell S.L., Birren B., Galagan J. Comparative genomic characterization of Francisella tularensis strains belonging to low and high virulence subspecies. PLoS Pathog., 2009, vol. 5, no. 5:e1000459. doi: 10.1371/journal.ppat.1000459

12. Grela E., Zabek A., Grabowiecka A. Interferences in the optimization of the MTT assay for viability estimation of Proteus mirabilis. Avicenna J. Med. Biotechnol., 2015, vol. 7, no. 4, pp. 159–167.

13. Kugeler K.J., Mead P.S., Janusz A.M., Staples J.E., Kubota K.A., Chalcraft L.G., Petersen J.M. Molecular epidemiology of Francisella tularensis in the United States. Clin. Infect. Dis., 2009, vol. 48, iss. 7, pp. 863–870. doi: 10.1086/597261

14. LoVullo E.D., Sherrill L.A., Perez L.L., Pavelka M.S. Genetic tools for highly pathogenic Francisella tularensis subsp. tularensis. Microbiology, 2006. vol. 152, no. 11, pp. 3425–3435. doi: 10.1099/mic.0.29121-0

15. Montgomery K., Raymundo J.L., Drew W.L. Chromogenic cephalosporin spot test to detect beta-lactamase in clinically significant bacteria. J. Clin. Microbiol., 1979, vol. 92, no. 2, pp. 205–207.

16. Morner T. The ecology of tularemia. Rev. Sci. Tech., 1992, vol. 11, no. 4, pp. 1123–1130.

17. O’Callaghan C.H., Morris A., Kirby S.M., Shingler A.H. Novel method for detection of β-lactamase by using a chromogenic cephalosporin substrate. Antimicrob. Agents Chemother., 1972, vol. 1, pp. 283–288. doi: 10.1128/AAC.1.4.283

18. Olsufjev N.G., Meshcheryakova I.S. Subspecific taxonomy of Francisella tularensis McCoy and Chapin 1912. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 1983, vol. 33, no. 4, pp. 872–874. doi: 10.1099/00207713-33-4-872


Для цитирования:


Бахтеева И.В., Кравченко Т.Б., Рябко А.К., Титарева Г.М., Лев И.О., Мокриевич А.Н., Тимофеев В.С. ОСОБЕННОСТИ β-ЛАКТАМАЗНОЙ АКТИВНОСТИ СРЕДНЕАЗИАТСКОГО ПОДВИДА ТУЛЯРЕМИЙНОГО МИКРОБА. Инфекция и иммунитет. 2018;8(1):33-42. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-1-33-42

For citation:


Bakhteeva I.V., Kravchenko T.B., Ryabko A.K., Titareva G.M., Lev I.O., Mokrievich A.N., Timofeev V.S. FEATURES OF BETA-LACTAMASE ACTIVITY IN FRANCISELLA TULARENSIS subsp. MEDIASIATICA. Russian Journal of Infection and Immunity. 2018;8(1):33-42. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-1-33-42

Просмотров: 93


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)