Эпидемиология и Инфекционные болезни. Актуальные вопросы №1 / 2022
Генетическое типирование штаммов Brucella melitensis на основе анализа вариабельности INDEL-локусов
1) Ставропольский противочумный институт Роспотребнадзора, Ставрополь, Россия;
2) Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора, Ростов-на-Дону, Россия
Цель исследования. INDEL-типирование штаммов Brucella melitensis, выделенных в разных географических регионах в период с 1948 по 2015 гг., по 10 локусам (RS05410, RS06765, RS11140, RS12095, RS12365, RS14755, RS16525, RS05465, RS14470 и RS16540).
Материалы и методы. Проведено молекулярно-генетическое типирование 11 штаммов B. melitensis методом полимеразной цепной реакции с электрофоретической детекцией результатов. Генотипирование 48 штаммов B. melitensis, находящихся в международной базе данных GenBank, проведено in silico.
Результаты. Cреди 59 изученных штаммов идентифицировано 5 INDEL-генотипов. На основе кластерного анализа все генотипы сгруппированы в 5 кластеров. Установлена корреляция между INDEL-генотипом штаммов B. melitensis и их принадлежностью к одной из 5 основных генетических линий микроорганизма на основе полногеномного SNP-анализа (wgSNP).
Заключение. Полученные результаты позволяют рассматривать разработанный метод INDEL-типирования в качестве перспективного дополнительного инструмента для определения происхождения отдельных изолятов B. melitensis при эпидемиологических расследованиях вспышек бруцеллеза.
В последние годы для эпидемиологической характеристики штаммов патогенов, наряду с классическими методами, широкое применение нашли методы генетического анализа, позволяющие не только обнаружить искомый патоген, но и изучить его на молекулярно-генетическом уровне, в том числе ретроспективно.
Модернизация системы мониторинга за возбудителем бруцеллеза неотъемлемо связана с необходимостью внедрения современных (оптимизированных) алгоритмов молекулярно-эпидемиологического анализа штаммов бруцелл, циркулирующих на отдельных территориях, и последующей геномной паспортизации патологических биологических агентов. Разработка алгоритмов идентификации изолятов, ассоциированных с топографией выделения, имеет важнейшее значение для проведения эпидемиологических расследований единичных случаев и вспышек бруцеллеза, особенно на эпизоотически условно благополучных территориях.
Среди молекулярно-генетических методов, используемых для характеристики бруцелл, широкое применение получила полимеразная цепная реакция (ПЦР) с электрофоретической детекцией результатов, а в последние годы – с учетом результатов в режиме реального времени [1, 2]. Основной целью данной методики является дифференциация бруцелл до вида, а в некоторых случаях – до биовара.
В качестве эффективных подходов для генетического типирования применяются методы MLST (multilocus sequence typing) и SNP (single nucleotide polymorphism ) [3], однако использование данных методик является длительным, трудоемким и дорогостоящим и требует участия высококвалифицированного персонала.
В настоящее время для генетического типирования бруцелл используют метод MLVA, представленный несколькими схемами, содержащими от 8 до 80 VNTR-локусов с размерами повторов от 5 до 339 п.н. [4]. Однако данный метод имеет ряд существенных недостатков. Например, для детекции локусов с длиной мотива менее 10 п.н. необходимо использовать сложные и трудоемкие методики определения молекулярных размеров амплифицированного фрагмента с применением капиллярных анализаторов. В ряде случаев MLVA проводят с использованием зондов с флуоресцентной меткой, что усложняет и удорожает процедуру синтеза праймеров. Для учета результатов необходим высокотехнологичный дорогостоящий секвенатор и импортные расходные материалы.
Одним из простых и информативных методов типирования является выявление INDEL-маркеров, представляющих собой вставки-делеции (insertions/deletions) нескольких нуклеотидов. Изучение полиморфизма INDEL-генов широко используется при молекулярном типировании микроорганизмов [5].
Цель исследования – INDEL-типирование по 10 локусам штаммов B. melitensis, выделенных в разных географических регионах мира, в том числе на территории юга европейской части Российской Федерации.
Материалы и методы
В работе использовали 11 штаммов B. melitensis, выделенных в период с 1948 по 2015 г., из коллекции патогенных мик...
