Филогеномный анализ изолятов Salmonella enterica subsp. enterica серовар Enteritidis, ассоциированных со спорадической и групповой заболеваемостью в России

Цель исследования. Оценка генетического разнообразия циркулирующих в России изолятов Salmonella enterica subsp. enterica серовар Enteritidis, выделенных при случаях групповой и спорадической заболеваемости, с использованием данных полногеномного секвенирования.
Материалы и методы. Проведены полногеномное секвенирование и филогенетический анализ 460 изолятов S. Enteritidis, полученных в ходе работы референс-центра по мониторингу за сальмонеллезами.
Результаты. Полученные данные позволили описать популяционную структуру российских изолятов S. Enteritidis и понять их филогенетическое положение в контексте глобального разнообразия патогена, оценить конкордантность эпидемиологических данных с данными генетической кластеризации и показать пространственно-временные особенности кластеризации изолятов, относящихся к эпидемиологически несвязанным случаям групповой заболеваемости.
Заключение. Результаты исследования создают предпосылки к созданию единой национальной лабораторно-информационной системы по мониторингу S. Enteritidis и расследованию эпидемических очагов групповой заболеваемости сальмонеллезами.

Нетифоидные сальмонеллы лидируют в этиологии спорадической и групповой заболеваемости кишечными инфекциями в мире [1, 2]. Среди известных на сегодняшний день более 2500 серотипов сальмонелл доминирующим этиологическим агентом заболеваемости как в мире, так и в России является Salmonella enterica subsp. enterica серовар Enteritidis [3, 4].

Основной причиной быстрого и масштабного распространения S. Enteritidis и укоренения в птицеводческих хозяйствах по всему миру стал международный экспорт из США и ряда европейских стран живой птицы и племенных куриных яиц, контаминированных сальмонеллой [5]. В 1980-е годы сообщалось о высокой частоте выявления серотипа S. Enteritidis в Северной и Южной Америке, Европе и на территории бывшего СССР, а в конце 1980-х и начале 1990-х годов этот патоген начал доминировать в Азии и Африке [6]. После ряда мероприятий, направленных на борьбу с сальмонеллезом в сельском хозяйстве, число случаев заболевания, вызванного S. Enteritidis, во многих странах, включая Великобританию и США, начало снижаться [7]. Но несмотря на принятые меры, вспышки сальмонеллеза, вызванные S. Enteritidis, по-прежнему остаются одними из самых частых во многих странах. Они проявляются в виде массовых эпидемических очагов или проходят под видом повышения уровня спорадической заболеваемости на территориях нескольких городов, регионов и даже стран. Наглядным примером является длительная по времени и масштабная по распространенности вспышка сальмонеллеза S. Enteritidis, которая произошла на территории 16 стран Европейского Союза и привела к 1209 случаям заболевания сальмонеллезом в период с 2015 по 2018 гг. [8].

С генетической точки зрения S. Enteritidis представляет собой один из наиболее гомогенных серотипов Salmonella, из-за чего некоторые клональные линии невозможно дифференцировать с помощью традиционных методов субтипирования, таких как PFGE, MLVA [9]. В предыдущих исследованиях было показано, что большинство изолятов S. Enteritidis принадлежат к одному и тому же доминирующему PFGE-генотипу, обозначаемому на территории Российской Федерации как JEGX01.0001, а на территории США как JEGX01.0004 [10]. Изоляты этого клона наиболее часто обнаруживают при случаях групповой заболеваемости и часто ассоциируют с употреблением мяса птицы и куриных яиц. По данным референс-центра по мониторингу за сальмонеллезами, доминирование этого субтипа среди множества очагов групповой заболеваемости сохраняется в течение последних 10 лет, а это, в свою очередь, не позволяет генетически дифференцировать отдельные эпидемические вспышки и достоверно установить связь с предполагаемыми источниками и факторами распространения инфекции. Использование полногеномного секвенирования, охватывающего все генетические вариации геномов, относящихся к высококлональной линии S. Enteritidis, уже показало свое преимущество при расследовании пищевых вспышек [5, 8, 9]. Возможность точного сопоставления и определения степени генетической близости изолятов, выделенных от пострадавших, предполагаемых факторов передачи инфекции и источников на основе геномных данных, позволяет сформировать доказательную основу для проведения эффективного эпидемиологического анализа.

В настоящее время в Российской Федерации отсутствуют данные об особенностях популяционной структуры изолятов S. Enteritidis, обнаруженных при различных эпидемических ситуациях, на основе геномных данных. В связи с этим цель настоящего исследования заключалась в изучении генетического разнообразия циркулирующих изолятов Salmonella Enteritidis, изолированных при случаях групповой и спорадической заболеваемости в России, с использованием результатов полногеномного секвенирования.

Материалы и методы

Коллекция изолятов S. Enteritidis

Всего в исследовании было проанализировано 460 изолятов S. Enteritidis, полученных в ходе работы референс-центра по мониторингу за сальмонеллезами. Из 460 изолятов 388 выделены от пострадавших людей и предполагаемого источника инфекции и были ассоциированы с 232 очагами групповой заболеваемости сальмонеллезами, а 72 изолята относились к единичным случаям заболеваний или случаям изоляции сальмонелл из продуктов питания и объектов окружающей среды, не связанных со вспышками сальмонеллеза.

Бактериальные изоляты и идентификация

Перед подготовкой ДНК-библиотек для полногеномного секвенирования полученные изоляты рассевали до единичных колоний на среде МакКонки и использовали отдельную колонию для повторной идентификации и серотипирования. Идентификацию каждого изолята на уровне рода Salmonella spp. проводили с помощью системы MALDI Biotyper (Bruker, Германия). В дальнейшем каждый изолят подвергали серологической характеристике по схеме Кауфмана–Уайта. Для серотипирования изолятов сальмонелл использовали поли- («ПЕТСАЛ», Россия) и моноклональные антитела (Sifin, Германия).

PFGE-генотипирование

Для всех изолятов S. Enteritidis поступающих в референс-центр, п...

Кулешов К.В., Павлова А.С., Егорова А.E., Гусева А.Н., Крутова Н.Е., Акулова Н.К., Бикметова К.Р., Паркина Н.В., Михайлова Ю.В., Веселова О.А., Подколзин А.Т., Акимкин В.Г.