Молекулярно-генетические особенности структуры генов патогенности возбудителей коклюша и дифтерии; совершенствование лабораторной диагностики этих инфекций

Выявление молекулярно-генетических особенностей структуры основных генов патогенности B. pertussis и С. diphtheriae, циркулирующих на современном этапе развития эпидемических процессов этих инфекций. Средства вакцинопрофилактики коклюша и дифтерии.

Рубрика Медицина
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 12.01.2018
Размер файла 4,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ГЕНОВ ПАТОГЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ КОКЛЮША И ДИФТЕРИИ; СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭТИХ ИНФЕКЦИЙ

03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

БОРИСОВА ОЛЬГА ЮРЬЕВНА

Москва 2008

Работа выполнена в Федеральном Государственном учреждении науки «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека»

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Мазурова Изабелла Константиновна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Меньшиков Дмитрий Дмитриевич

доктор медицинских наук Грубер Ирина Мироновна

доктор медицинских наук, профессор Далин Михаил Викторович

Ведущая организация: ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН

Защита диссертации состоится «_____» ___________________ 2009 г. в ____ час. на заседании диссертационного совета Д 208.046.01 в Федеральном Государственном учреждении науки «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека» по адресу: 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека»

Автореферат разослан «______» _________________ 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор биологических наук С.Ю. Комбарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Коклюш и дифтерия являются воздушно-капельными инфекциями, управляемыми средствами специфической вакцинопрофилактики. Массовая иммунизация детского населения АКДС-вакциной против коклюша и дифтерии, осуществляемая в России с 1959 года, позволила достигнуть значительных успехов в борьбе с этими заболеваниями и коренным образом изменила характер течения эпидемических процессов коклюшной и дифтерийной инфекций (Герасимова А.Г. и др., 2004; Лыткина И.Н. и др., 2004; Максимова Н.М. и др., 2002, 2003, 2008; Маркина С.С. и др., 2002, 2005, 2006; Петрова М.С. и др., 2000; Селезнева Т.С. и др., 2002, 2004; Чистякова Г.Г. и др., 2001, 2005).

Несмотря на очевидные успехи проводимой массовой иммунизации детского населения, коклюш и дифтерия по-прежнему остаются актуальными инфекциями, как для детского, так и для взрослого населения. До настоящего времени сохраняются основные эпидемиологические особенности поддержания эпидпроцессов этих инфекций.

Однако, в настоящее время в г. Москве на фоне высокого охвата профилактическими прививками (до 95,0%) отмечается относительная стабилизация заболеваемости коклюшем (показатель заболеваемости на 100000 населения (ПЗ) 2006 г. - 13,28; 2007 г. - 12,87), регистрируется заболеваемость среди привитых детей, наметились изменения в возрастной структуре заболеваемости (увеличилась доля детей школьного возраста при сохраняющейся высокой заболеваемости детей раннего возраста) и тяжесть клинического течения коклюша (регистрируются тяжелые формы не только среди детей раннего возраста, но и у детей школьного возраста) (Лыткина И.Н. и др., 2004; Чистякова Г.Г. и др., 2005). Аналогичные тенденции развития эпидпроцесса коклюшной инфекции отмечаются в России (Герасимова А.Г. и др., 2004; Селезнева Т.С. и др., 2002). При дифтерии в настоящее время в России отмечается заболеваемость на спорадическом уровне (ПЗ - 0,48 - 0,35 в 2005 - 2007 гг.), однако, продолжают регистрировать тяжелые формы заболевания, летальные исходы, заболеваемость среди привитых лиц, а также бактерионосительство, которое имеет место на фоне высокого уровня антитоксического иммунитета (Максимова Н.М. и др., 2002, 2003; Маркина С.С. и др., 2002, 2005, 2006). Все это свидетельствует о продолжающейся циркуляции и сохранении возбудителей коклюша и дифтерии в окружающей среде, а значит, существует риск возникновения заболеваний, особенно среди неиммунных и/или лиц с ослабленным иммунитетом.

Таким образом, в настоящее время сохранились все условия для поддержания эпидемических процессов коклюшной и дифтерийной инфекций, что определяет необходимость борьбы с ними на современном этапе и невозможность иррадикации возбудителей дифтерии и коклюша как биологических видов с помощью существующих средств вакцинопрофилактики (Мазурова И.К., 1993, 2002, 2006, 2008).

Одной из причин поддержания эпидпроцессов является изменчивость возбудителей, лежащая в основе их адаптации в меняющихся условиях существования. В последнее десятилетие появилось значительное число работ отечественных и зарубежных исследователей, рассматривающих природные и антропогенные факторы, в том числе иммунизацию, как мощный селективный фактор отбора (Борисова И.Э. и др., 2008; Селезнева Т.С., 2002; Семенов Б.Ф. и др., 2002, 2003; Cassiday P. et all, 2000; de Melker H.E. et all, 2000; Gandon S. et all, 2003, 2007; Packard E.R. et all, 2004; Preston A. et all, 2005).

Поэтому, в сложившихся условиях необходимо проводить постоянный мониторинг циркулирующих штаммов возбудителей коклюша и дифтерии с использованием молекулярно-генетических методов исследования, позволяющих выявлять самые незначительные изменения в геномах, в первую очередь, в генах, ответственных за проявление патогенных свойств микробов. Эти мутации могут привести к достаточно серьезным изменениям фенотипа и появлению новых клонов возбудителя, что, в свою очередь, может оказать влияние на течение эпидемических и инфекционных процессов и требует разработки новых технологий диагностики и наблюдения за возбудителями, как дифтерии, так и коклюша.

Цель исследования: выявление молекулярно-генетических особенностей структуры основных генов патогенности B. pertussis и С. diphtheriae, циркулирующих на современном этапе развития эпидемических процессов этих инфекций, и разработка принципиально новых подходов к совершенствованию лабораторной диагностики и средств вакцинопрофилактики коклюша и дифтерии.

Задачи исследования

1. Выявить особенности структуры пяти основных генов патогенности: ptxА гена, кодирующего энзиматически активную S1 субъединицу коклюшного токсина, prn гена, кодирующего пертактин, fim2 и fim3 генов, кодирующих фимбриальные белки, и tcfA гена, кодирующего фактор колонизации трахеи, штаммов B. pertussis, выделенных от больных коклюшем в период 1948 - 2007 гг.

2. Изучить генетическую структуру штаммов B. pertussis, используемых для приготовления коклюшного компонента АКДС-вакцины, и провести сравнительный анализ с генетической структурой штаммов B. pertussis, вызывающих заболевание коклюшем на современном этапе. Оценить вирулентные свойства штаммов B. pertussis, несущих новые аллельные вариации основных генов патогенности.

3. Разработать ускоренный метод мониторинга, основанный на технологии ПЦР-ПДРФ, для выявления распространенных в настоящее время штаммов B. pertussis с измененной структурой гена коклюшного токсина.

4. Разработать и провести клинико-микробиологические испытания ускоренного молекулярно-генетического метода лабораторной диагностики коклюша (LAMP-вариант), позволяющего идентифицировать возбудителя коклюша в клиническом материале без предварительного выделения «чистой» культуры B. pertussis.

5. Изучить структуру гена дифтерийного токсина (tox) и провести наблюдение за распространением штаммов С. diphtheriae, имеющих изменения в его структуре.

6. Определить нуклеотидную последовательность (amy ген), являющуюся генетической детерминантой, кодирующей амилазную активность С. diphtheriae, и выявить «мишени» - нуклеотидные последовательности ДНК, ответственные за принадлежность возбудителя дифтерии к биовару gravis или mitis, и на этой основе разработать новый метод дифференциальной диагностики биоваров.

7. Систематизировать коллекцию штаммов B. pertussis, выделенных за период 1948 - 1994 гг., и пополнить коллекцию штаммов B. pertussis и С. diphtheriae штаммами современного периода эпидпроцессов.

Научная новизна

Впервые проведен молекулярно-генетический мониторинг штаммов B. pertussis, циркулирующих в различные периоды эпидемического процесса коклюшной инфекции, и показано, что происходит вытеснение штаммов, содержащих «вакцинные» аллели, штаммами с «невакцинными» аллелями генов, кодирующих S1 субъединицу коклюшного токсина, пертактина и фимбриальных белков. коклюш дифтерия ген патогенность

Получены новые данные об особенностях структуры пяти основных генов патогенности штаммов B. pertussis. Установлено, что в настоящее время штаммы B. pertussis с новым «невакцинным» ptxА1 аллелем гена коклюшного токсина распространились и полностью вытеснили штаммы B. pertussis с «вакцинными» ptxА4 и ptxА2 аллелями; новые «невакцинные» prn2 и prn3 аллели гена пертактина встречаются у 76,0% и 21,9% штаммов, соответственно. В тоже время формирование и распространение штаммов с «невакцинными» fim2-2 и fim3В аллелями фимбриальных генов происходит медленнее и встречается в 53,3% и в 83,4% случаев, соответственно. Изменений в структуре гена, кодирующего фактор колонизации трахеи (tcfA) не выявлено. Обнаружено, что современная популяция штаммов B. pertussis, характеризующаяся новыми «невакцинными» аллелями основных генов патогенности, обладает высокой патогенностью и высокой лейкоцитозстимулирующей активностью, что влияет на тяжесть клинического течения коклюша.

Получены новые данные о несоответствии структуры основных генов патогенности, ответственных за коклюшный токсин, пертактин, фимбриальные белки, штаммов B. pertussis, которые используют в нашей стране для производства АКДС-вакцины, и штаммов B. pertussis, вызывающих заболевание коклюшем в настоящее время, что является обоснованием совершенствования средств вакцинопрофилактики при коклюше.

Показано, что сохраняется циркуляция штаммов C. diphtheriae (в 60,0% случаев) с незначительными множественными единичными мутациями в tox гене, которые не сказываются на первичной структуре белка дифтерийного токсина, что формирует генетическую вариабельность вида. В последние годы не произошло распространения штаммов C. diphtheriae с измененной структурой tox гена (в положении 1252), приводящей к изменению аминокислотного состава белка дифтерийного токсина.

Выявлено, что в геноме штаммов C. diphtheriae биовара gravis имеется нуклеотидная последовательность (amy ген), являющаяся генетической детерминантой, кодирующей амилазную активность, в то время как штаммы С. diphtheriae биовара mitis имеют делецию этого фрагмента генома.

Сформированы новые подходы в системе мониторинга коклюшной инфекции и лабораторной диагностики коклюша и дифтерии, основанные на современных амплификационных технологиях, использующих выбранные «мишени» (нуклеотидные последовательности ДНК).

Впервые разработан новый метод мониторинга штаммов B. pertussis на основе молекулярно-генетического изучения полиморфизма длин рестрикционных фрагментов амплифицированных продуктов (ПЦР-ПДРФ) и получен патент на изобретение № 2299908, зарегистрированный в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27 мая 2007 г.

Впервые разработан прямой ускоренный, высокочувствительный, специфичный и эффективный метод лабораторной диагностики коклюша - LAMP-вариант; получено положительное решение о выдаче патента от 16.09.2008 г. по заявке № 2007147797/13 (52390).

Впервые разработан молекулярно-генетический способ дифференцирования штаммов C. diphtheriae по принадлежности к биовару; получено положительное решение о выдаче патента от 13.11.2008 г. по заявке № 2007140879/13(044745).

Теоретическая значимость

Новые знания о генетической структуре возбудителей коклюшной и дифтерийной инфекций, об измененных нуклеотидных последовательностях и мутациях в генетических детерминантах факторов патогенности штаммов B. pertussis и C. diphtheriae являются обоснованием для создания новых вакцинных препаратов, в первую очередь, при коклюшной инфекции, на основе современных штаммов B. pertussis. Установленные факты имеют значение для формирования новых подходов в системе мониторинга и ускоренной лабораторной диагностики возбудителей коклюша и дифтерии, основанных на выборе генетических «мишеней» и на современных амплификационных технологиях. Данные о генетической гетерогенности штаммов свидетельствуют о резерве изменчивости, лежащем в основе механизмов формирования адаптаций микроорганизмов к меняющимся условиям существования и сохранению B. pertussis и C. diphtheriae как биологических видов.

Практическая значимость

Пополнена уникальная коллекция штаммов B. pertussis и С. diphtheriaе, позволяющая проводить многоплановые исследования возбудителей коклюша и дифтерии с целью создания новых препаратов и биотехнологий, направленных на совершенствование лабораторной диагностики и средств иммунопрофилактики при этих инфекциях.

Подобраны штаммы B. pertussis, вызывающие заболевание коклюшем на современном этапе эпидпроцесса, с новой генетической структурой основных факторов патогенности, как кандидаты для конструирования перспективных вакцинных препаратов.

Новый метод мониторинга штаммов B. pertussis на основе ПЦР-ПДРФ позволяет определять штаммы с измененной структурой ptxА гена коклюшного токсина для наблюдения за циркулирующей на современном этапе развития эпидпроцесса коклюшной инфекции популяцией B. pertussis.

Прямой ускоренный метод лабораторной диагностики коклюша LAMP-вариант выявляет возбудителя заболевания непосредственно из клинического материала больного без выделения «чистой» культуры в течение 9 - 10 часов. Клинические испытания метода показали его высокую специфичность (100%), высокую чувствительность (103 м.кл.) и высокую диагностическую эффективность (84,9% ± 4,9% (р < 0,001), по сравнению с бактериологическим методом, эффективность которого не превышала 22,7% ± 5,7% (р < 0,001). Использование LAMP-варианта расширило возможности обследования больных с различной тяжестью клинического течения болезни, в различные сроки от начала заболевания, начиная с ранних сроков, а также при обследовании детей до 1 года, детей с коклюшем, осложненным другими заболеваниями и в очагах инфекции, в первую очередь, в детских специализированных учреждениях.

Способ дифференциальной диагностики C. diphtheriae позволяет определять принадлежность к биовару по более специфичному, по сравнению с биохимической идентификацией, признаку - нуклеотидной последовательности в amy гене, что является одним из этапов в создании новых мультиплексных тест-систем для выявления возбудителя дифтерии при обследовании больных с подозрением на дифтерию и для своевременного проведения противоэпидемических мероприятий в очаге.

Внедрение результатов работы в практику

Результаты проведенных исследований послужили основой для лекций и практических занятий на курсах сертификации и повышения квалификации для врачей -бактериологов «Актуальные вопросы медицинской микробиологии», проводимых на базе ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» (2000 г.; 2004 г.; 2005 г.; 2006 г.); семинара «Биологические свойства возбудителя коклюша и лабораторная диагностика» для врачей-бактериологов филиалов ФГУЗ ЦГиЭ г. Москвы на базе ФГУЗ ЦГиЭ (г. Москва) (2008 г.); семинара по лабораторной диагностике дифтерии для врачей-бактериологов филиалов ФГУЗ ЦГиЭ Центрального федерального Округа Российской Федерации, проводимого в рамках программы Всемирной Организации Здравоохранения (2002 г.) и были использованы при составлении следующих пособий, рекомендаций и информационного письма (совместно с сотрудниками лаборатории):

1. Пособие для врачей «Характеристика Corynebacterium diphtheriae, циркулирующих в России в период 1984 - 1998 гг. (микробиологический мониторинг в системе эпиднадзора за дифтерийной инфекцией)».

2. Методические рекомендации «Ускоренные методы лабораторной диагностики и наблюдения за возбудителем дифтерийной инфекции».

3. Пособие для врачей «Нетоксигенные штаммы Corynebacterium diphtheriae, несущие ген дифтерийного токсина».

4. Пособие для врачей «Комплексная система наблюдения за циркулирующими штаммами Corynebacterium diphtheriae».

Патенты на изобретения (в соавторстве):

1. Патент на изобретение «Способ дифференциации штаммов Bordetella pertussis» № 2299908 от 27 мая 2007 г.

2. «Способ дифференцирования штаммов C. diphtheriae»; положительное решение о выдаче патента от 13.11.2008 г. по заявке № 2007140879/13(044745).

3. «Набор и ускоренный способ лабораторной диагностики коклюша»; положительное решение о выдаче патента от 16.09.2008 г. по заявке № 2007147797/13 (52390).

Штаммы B. pertussis - кандидаты для конструирования перспективных вакцинных препаратов переданы в ГУ НИИ вакцин и сывороток им.И.И. Мечникова РАМН.

Разработанные методы ускоренной лабораторной диагностики коклюша и дифтерии внедрены в практическую работу отделений № 2 и № 20 ИКБ № 1 (г. Москва).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Молекулярно-генетический мониторинг штаммов B. pertussis выявил особенности циркуляции возбудителя коклюша в различные периоды эпидемического процесса коклюшной инфекции и изменения в распространении штаммов, несущих «вакцинные» и «невакцинные» аллели генов патогенности, ответственных за коклюшный токсин, пертактин и фимбриальные белки.

2. У штаммов B. pertussis, циркулирующих на современном этапе развития эпидемического процесса коклюшной инфекции, произошли изменения структуры генов, кодирующих основные факторы патогенности коклюшного микроба - коклюшного токсина (ptxА ген), пертактина (prn ген) и фимбриальных белков (fim2 и fim3 гены), и отмечается усиление их вирулентных свойств. Структура основных генов патогенности штаммов B. pertussis, используемых в нашей стране для производства АКДС-вакцины, не соответствует структуре этих генов современных штаммов B. pertussis, вызывающих заболевание коклюшем.

3. Мутационные изменения происходят в структурном tox гене дифтерийного токсина C. diphtheriae - циркулируют штаммы с незначительными единичными мутациями, не приводящими к изменению аминокислотного состава белка дифтерийного токсина. Распространения штаммов C. diphtheriae с измененной структурой этого гена (в положении 1252), приводящей к замене аминокислот, не произошло. Определена последовательность нуклеотидов, являющаяся генетической детерминантой дополнительного фактора патогенности C. diphtheriae, не связанного с токсином, - amy геном, ответственным за амилазную активность.

4. Новые знания о структуре генетических детерминант, кодирующих основные факторы патогенности штаммов B. pertussis и C. diphtheriae, позволили подобрать специфические «мишени» (нуклеотидные последовательности ДНК) и разработать на их основе новые молекулярно-генетические методы - мониторинга штаммов B. pertussis и лабораторной диагностики коклюша и дифтерии для ускоренного выявления возбудителей этих болезней непосредственно в клиническом материале.

Апробация работы

Диссертация апробирована на заседании Ученого совета ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора», протокол № 6 от 23 октября 2008 г. Основные результаты исследований представлены и доложены на 4-х Российских и 15-ти международных конференциях: съездах Всероссийского общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов (Москва, 2002; 2007); Российских научно-практических конференциях «Инфекционные болезни на рубеже XXI века» (Москва, 2000), «Вакцинология - 2006. Совершенствование иммунобиологических средств профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней» (Москва, 2006); на международных конференциях «Идеи Пастера в борьбе с инфекциями» (Санкт-Петербург, 1998; 2003; 2008); на Международных совещаниях Международной лабораторной рабочей группы ВОЗ по дифтерии и проекта по контролю за дифтерией в странах Европейского Союза (International meetings of the European Laboratory Working Group on Diphtheria, ELWGD and Diphtheria surveillance network, DIPNET - Халхидики, 1998; Брюссель, 2000; Вена, 2002; Копенгаген, 2004; Вольягмени, 2006; Ларнака, 2008).

Основное содержание работы отражено в 40 научных публикациях.

Работа выполнялась в рамках отраслевой научно-исследовательской программы «Эпидемиология, микробиология», Федеральной целевой программы «Предупреждение и борьба с социально значимыми заболеваниями (2007 - 2011 годы)», подпрограммы «Вакцинопрофилактика», Международных проектов IncoCopernicus, INTAS, Международного научно-технического центра (МНТЦ), деятельности Международной Лабораторной Рабочей Группы ВОЗ по Дифтерии.

Объем и структура диссертации

Работа состоит из введения, обзора литературы, главы материалы и методы и четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы. Библиография включает 473 наименований работ, в том числе отечественных - 167 и зарубежных - 306 авторов. Общий объем диссертации составляет 292 страницы машинописного текста. Текст иллюстрирован 25 таблицами и 48 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Штаммы бактерий. Изучено 187 штаммов B. pertussis, выделенных в различные периоды эпидемического процесса коклюшной инфекции (34 штамма - 1958 - 1969 гг., 57 штаммов - 1970 - 1989 гг. из коллекции ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» и 96 штаммов, выделенных от больных коклюшем в г. Москве в 1990 - 2007 гг. и полученные из бактериологических лабораторий филиалов ФГУЗ ЦГиЭ Роспотребнадзора в г. Москве); 147 штаммов C. diphtheriae, выделенных от больных дифтерией и бактерионосителей на территории России в различные периоды эпидемического процесса дифтерийной инфекции (1985 - 2006 гг.) (из них 100 токсигенных штаммов, 47 нетоксигенных штаммов, 76 штаммов биовара gravis и 71 штамм биовара mitis).

Коллекционные штаммы: три штамма B. pertussis, используемые для производства коклюшного компонента АКДС-вакцины (№ 475 (серотип 1.2.3), № 305 (серотип 1.2.0) и № 267 (серотип 1.0.3) и C. diphtheriae Park Williams 8 (PW 8) - для анатоксина (из коллекции ГИСК им. Л.А. Тарасевича); референс штамм ВОЗ B. pertussis 18323 (из коллекции ГУ НИИВС им. И.И. Мечникова РАМН). В качестве контролей использовали 20 штаммов B. parapertussis, 8 штаммов B. bronchiseptica, 2 штамма S. aureus, 10 штаммов C. ulcerans, 8 штаммов C. pseudodiphtheriticum из коллекции ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора». Штаммы микроорганизмов изучены с помощью микробиологических (334 штамма), иммунохимических (187 штаммов) и молекулярно-генетических (секвенирование (267 штаммов), ПЦР-технологии (268 штаммов) методов исследования.

Микробиологическое исследование штаммов B. pertussis, B. parapertussis и B. bronchiseptica проводили согласно «Инструкции по бактериологическому и серологическому исследованиям при коклюше и паракоклюше» (1984) путем изучения их морфологических, культуральных, серологических и биохимических свойств. Изучение штаммов С. diphtheriae, С. ulcerans, C. glutamicum, C. pseudodiphtheriticum осуществляли по «Методическим указаниям по лабораторной диагностике дифтерийной инфекции» (Мазурова И.К. с соавт., 1998) с определением токсигенных свойств в реакции преципитации в геле (тест Элека); цистиназной, уреазной, сахаролитической и нитратредуктазной активностей.

Для генотипирования штаммов B. pertussis пользовались стандартным протоколом, принятым на международном совещании ведущих специалистов в области молекулярно-биологических исследований представителей рода Bordetella в мае 1999 г. в Парижском институте Пастера (Mooi F., 2000). В основу проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР) по выявлению генов: S1 субъединицы коклюшного токсина (ptxА), пертактина (prn), фимбриальных белков (fim2 и fim3), фактора колонизации трахеи (tcfA) взяты условия (Mooi F., 1998). Учитывая высокую стоимость реагентов и трудности их приобретения, проведены эксперименты по адаптации реагентов для ПЦР, предлагаемых российскими фирмами. Праймеры синтезировали в научно-производственной фирме «Литех» (г. Москва), реагенты для ПЦР приобретали в фирме “Fermentas” (Литва).

Секвенирование фрагментов ptxА, prn, fim2, fim3, tcfA генов штаммов B. pertussis выполнено с помощью ABI Prism Big Dye terminator cycle sequencing ready reaction kit на ABI DNA секвенаторе (Perkin-Elmer Applied Biosystems). При секвенировании фрагментов ptxА гена использовали AF-AR праймеры; 1 области prn гена использовали праймеры AF и AR, 2 области - BF и BR, на область 152 - 707 - PF и PRN707R; фрагментов fim2 - Fim2F - Fim2R праймеры, фрагментов fim3 генов - Fim3F - Fim3R праймеры и фрагментов tcfA гена - TcfAF - TcfAR праймеры. Нуклеотидные последовательности генов штаммов B. pertussis были сопоставлены с базой данных EMBL/GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez).

Секвенирование фрагментов tox гена C. diphtheriae проводили по (Nakao H., Mazurova I.K. et all, 1997) c использованием праймеров Diph 1F, Diph 3F, Diph 5F, Diph 6F. Секвенирование выполнено, как отмечено выше. В качестве сравнения использовали данные по структуре гена tox референс штаммов и токсигенных коринефагов из базы GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez ).

Вирулентные свойства штаммов B. pertussis (в опытах in vivo на мышах при интрацеребральном заражении и учете количества павших животных с расчетом LD50) и лейкоцитозстимулирующую активность (ЛСА) культур (подсчет количества лейкоцитов в 1 мм3 периферической крови опытных и контрольных животных) определяли согласно («Инструкции по отбору, проверке и хранению производственных штаммов коклюшных бактерий», 1987).

Статистическая обработка результатов. Использованы методы математической статистики, принятые в биологии и медицине (Гланц С., 1999).3.11. Статистическая обработка результатов7

Программное обеспечение. Поиск и выравнивание нуклеотидных последовательностей в международных базах данных проводили с использованием BLAST WWW-сервера в NCBI http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST; http://www.sanger.ac.uk; http://www.pasteur.fr/mycb. Использовали программы BlastN и Blast2. Подбор олигонуклеотидных праймеров и температур их плавления осуществляли с помощью программы “Primer3.0” (http://www-genome.wi.mit.edu).

Изучение вирулентных и иммунобиологических свойств штаммов B. pertussis выполнено совместно с коллективом сотрудников лаборатории иммуномодуляторов ГУ Института вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН - руководителем лаборатории к.м.н. Н.С. Захаровой, к.б.н. Н.У. Мерцаловой и А.С. Шинкаревым. Изучение особенностей структуры tox гена штаммов С. diphtheriae выполнено совместно с сотрудниками лаборатории диагностики дифтерийной инфекции ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» - руководителем лаборатории д.м.н., профессором И.К. Мазуровой, ведущим научным сотрудником, д.б.н. С.Ю. Комбаровой и к.м.н., доцентом В.Г. Мельниковым. Клинические испытания прямого ускоренного молекулярно-генетического метода LAMP-варианта проводили совместно с сотрудниками клинического отдела ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» на базе ИКБ № 1 (г. Москва) - к.м.н. М.С. Петровой и к.м.н. О.П. Поповой, с врачами-бактериологами филиала ФГУЗ ЦГиЭ в Северо-Западном административном округе (СЗАО) (г. Москва) В.Г. Скачковой и В.С. Савинковой и с младшим научным сотрудником ФРЛДДИ ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» Н.Т. Гадуа. Исследования по применению мультиплексной амплификационной технологии для выявления возбудителя дифтерии в клиническом материале больных проведены совместно с руководителем лаборатории молекулярной диагностики и генно-инженерных препаратов Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии (г. Оболенск) к.б.н. Н.В. Воложанцевым и сотрудником этой лаборатории В.А. Банновым. Из вышеуказанной лаборатории получены праймеры и протоколы для проведения мультиплексной амплификации. Апробирование метода выявления возбудителя дифтерии проведено на базе ИКБ № 1 (г. Москва) совместно с ведущим научным сотрудником ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» к.м.н. М.П. Корженковой.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Структура основных генов патогенности B. pertussis и особенности циркуляции возбудителя коклюша в различные периоды эпидемического процесса коклюшной инфекции

Микробиологический и молекулярно-генетический мониторинг штаммов B. pertussis позволил оценить особенности распространения и свойства штаммов возбудителя коклюша, циркулировавших в прошлые годы, и сопоставить с данными о биологических и молекулярно-генетических свойствах штаммов, циркулирующих на современном этапе развития эпидемического процесса коклюшной инфекции.

Изучена вариабельность биологических свойств 187 штаммов B. pertussis разных этапов эпидпроцесса, характеризующихся различным уровнем заболеваемости, охвата прививками, динамикой тяжести клинического течения коклюша и удельного веса штаммов различных серотипов (рис. 1):

Рисунок 1 Заболеваемость коклюшем и охват профилактическими прививками в г. Москве (1958 - 2007 гг.)

I период - допрививочный и первые десять лет проведения массовой иммунизации детского населения АКДС-вакциной (1958 - 1969 гг.), II - период стабилизации заболеваемости в 70-е годы и роста заболеваемости в 80-е годы при резком уменьшении охвата профилактическими прививками (1970 - 1989 гг.) и III - период относительной стабилизации заболеваемости на фоне роста охвата прививками, который к настоящему времени достиг 95,0% (1990 - 2007 гг.).

В патогенезе заболевания коклюшем главная роль принадлежит коклюшному токсину - его энзиматически активной S1 субъединице, кодируемой ptxА геном. Вместе с тем, немаловажную роль в развитии инфекции играют другие факторы патогенности, такие как пертактин, кодируемый prn геном, фимбриальные белки, кодируемые fim2 и fim3 генами, и фактор колонизации трахеи, кодируемый tcfA геном, которые обеспечивают адгезию на поверхности чувствительных клеток эпителия и участвуют в запуске инфекционного процесса. Эти факторы патогенности B. pertussis, определяющие патогенез заболевания коклюшем, имеют важное значение при конструировании перспективных вакцинных препаратов - бесклеточных коклюшных вакцин.

Изучена динамика распространения 187 штаммов B. pertussis, выделенных в разные периоды эпидпроцесса коклюшной инфекции, и показано, что штаммы с новыми «невакцинными» (ptxA1, prn2/prn3, fim2-2 и fim3В) аллелями четырех генов, кодирующих основные факторы патогенности возбудителя коклюша - коклюшный токсин, пертактин и фимбриальные белки, постепенно вытесняют штаммы со старыми «вакцинными» (ptxA2/ptxA4, prn1, fim2-1 и fim3А) аллелями этих генов (рис. 2).

Для штаммов B. pertussis, циркулировавших в допрививочный период и первые 10 лет проведения массовой иммунизации детского населения АКДС-вакциной (I период наблюдения), характерными были «вакцинные» аллели четырех основных генов патогенности: ptxА2/ptxА4 аллели гена коклюшного токсина (в 47,0% и 53,0% случаев, соответственно), prn1 аллель гена пертактина (в 100% случаев), fim2-1 и fim3А аллели фимбриальных генов (в 89,5% и 100% случаев, соответственно).

С начала 70-х годов в популяции штаммов коклюшного микроба появились штаммы (16,7% штаммов) с новым «невакцинным» ptxА1 аллелем гена коклюшного токсина. Начиная с 80-х годов штаммы B. pertussis, имеющие «невакцинный» ptxА1 аллель гена, стали доминирующими в популяции штаммов B. pertussis и в последующие годы полностью вытеснили штаммы с «вакцинными» ptxА4 и ptxА2 аллелями этого гена.

Распространение штаммов, несущих новые «невакцинные» аллели гена пертактина и фимбриальных генов происходило более медленно. Во II периоде наблюдения (1970 - 80-е годы), продолжали циркулировать штаммы «вакцинных» аллелей: prn1 аллеля (в 89,5% случаев), fim2-1 и fim3А аллелей фимбриальных генов (в 53,3% и 53,3% случаях, соответственно), кроме того, регистрировали штаммы с «невакцинными» аллелями этих генов патогенности: prn3/prn2 аллелями (в 25,1% и 11,0% случаев, соответственно), fim2-2 и fim3В аллелями (в 46,7% и 46,7% случаев, соответственно). Начиная с 90-х годов и до настоящего времени, в циркулирующей популяции штаммов B. pertussis, доминируют штаммы «невакцинных» аллелей этих четырех генов - ptxА1, prn2, fim2-2, fim3В и ptxА1, prn3, fim2-2 и fim3В.

Таким образом, вся циркулирующая популяция современных штаммов B. pertussis (в 100% случаев) имеет «невакцинный» ptxA1 аллель гена коклюшного токсина; доминируют штаммы, содержащие «невакцинные» prn2 и prn3 аллели гена пертактина (в 76,0% и 21,9% случаев, соответственно); отмечается тенденция к увеличению доли штаммов с «невакцинными» fim2-2 и fim3В аллелями фимбриальных генов (в 53,3% и 83,4% случаев, соответственно).

«Невакцинный» ptxА1 аллель характерен для структуры гена коклюшного токсина (КТ) современных штаммов B. pertussis, он отличается от других аллелей «немолчащей» мутацией в положении 684, приводящей к замене аминокислоты метионина на изолейцин (M228I) в молекуле белка КТ. Все три вакцинных штамма B. pertussis имели «вакцинные» (№ 475 - ptxА4, № 267 и № 305 - ptxА2) аллели гена КТ.

Наиболее существенные изменения произошли в структуре гена пертактина. Вакцинные штаммы характеризовались наличием «вакцинного» prn1 аллеля гена пертактина. «Невакцинные» аллели prn2 и prn3 отличались от «вакцинного» аллеля «немолчащими» мутациями в положениях 832 - 834, приводящими к замене аминокислоты аланина на фенилаланин (А278F), и мутацией в положении 836 с заменой аминокислоты валин на глицин (V279G), а также наличием у prn2 аллеля дополнительного фрагмента в 15 п.н., которые кодируют новые аминокислоты в белковой молекуле пертактина, что существенно отличает её от молекулы белка пертактина вакцинных штаммов.

Значительно меньшие изменения обнаружены в fim2 и fim3 генах, кодирующих фимбриальные белки. Структура fim2 и fim3 генов циркулирующих штаммов B. pertussis соответствовала одному из двух аллелей fim2 гена и одному из трех аллелей fim3 гена. Вакцинные штаммы характеризовались наличием «вакцинных» (fim2-2 и fim3А) аллелей фимбриальных генов. У «невакцинного» fim2-2 аллеля обнаружена «молчащая» мутация в положении 521, не приводящая к изменению на аминокислотном уровне. Вместе с тем, в «невакцинном» fim3В аллеле выявлена «немолчащая» мутация в положении 260, сопровождающаяся заменой аланина на глутаминовую кислоту (А87Е), что является контрастной заменой и оказывает влияние на функциональное состояние белка.

Следовательно, генетическая структура современных штаммов B. рertussis с новыми «невакцинными» аллелями генов, кодирующих основные факторы патогенности возбудителя коклюша, отличается от генетической структуры вакцинных штаммов, входящих в АКДС-вакцину, что является весомым основанием для выбора и использования новых штаммов при конструировании АКДС-вакцины (табл. 1).

Все изученные штаммы B. pertussis, независимо от периода эпидемического процесса коклюшной инфекции, также как и три производственных вакцинных штамма, были однородны и имели одинаковую структуру tcfA гена - «вакцинный» tcfA2 аллель. Другими словами, изменений в tcfA гене, кодирующем фактор колонизации трахеи, оказывающим существенное влияние на процесс адгезии и колонизации возбудителя коклюша в респираторном эпителии дыхательных путей, не обнаружено.

Таблица 1

Сопоставление структуры генов коклюшного токсина (ptxA), пертактина (prn) и фимбриальных (fim2 и fim3) у современных штаммов B. pertussis (2002 - 2007 гг.) и штаммов B. pertussis, входящих в АКДС-вакцину

Штаммы B. pertussis

ptxA ген

рrn ген

fim2 ген

fim3 ген

от больных коклюшем (70 шт.)

ptxA1 (100%)

prn1 (2,4%)

prn2 (75,8%)

prn3 (21,8%)

fim2-1 (33,3%)

fim2-2 (66,7%)

fim3A (12,5%)

fim3B (87,5%)

Вакцинные штаммы

№ 267 1.0.3

№ 305 1.2.0

№ 475 1.2.3

ptxA2

ptxA2

ptxA4

рrn1

рrn1

рrn1

fim2-1

fim2-1

fim2-1

fim3A

fim3A

fim3A

Вирулентные свойства штаммов B. pertussis, выделенных на современном этапе эпидпроцесса коклюшной инфекции, изучены в пробе in vivo на мышах. Патогенные свойства штаммов B. pertussis оценивали по вирулентности и лейкоцитозстимулирующей активности.

Анализ данных литературы по изучению вирулентных и токсических свойств штаммов B. рertussis прошлых лет и собственных исследований современных штаммов позволил получить полное представление о свойствах возбудителя коклюша в процессе его циркуляции в различные периоды эпидпроцесса (рис. 3).

Показано, что в 60-е годы прошлого столетия в популяции возбудителя коклюша преобладали высокопатогенные штаммы. Начиная с 70-х годов, в течение 10 лет, стали регистрировать единичные штаммы с новыми «невакцинными» аллелями генов основных факторов патогенности возбудителя коклюша. При этом высокопатогенных штаммов не выявляли.

В 80-е годы, т.е. в период снижения охвата профилактическими прививками и закрепления в популяции штаммов B. рertussis с «невакцинными» аллелями, среди циркулирующих штаммов появились высокопатогенные штаммы B. рertussis, удельный вес которых составил 6,0% - 8,0%, а к началу 90-х годов, когда штаммы с «невакцинными» аллелями заняли доминирующее положение, удельный вес высокопатогенных штаммов вырос до 11,1%. В настоящее время, когда охват профилактическими прививками достиг 95,0%, циркулируют штаммы B. рertussis с новыми «невакцинными» аллелями генов, кодирующих основные факторы патогенности, и в 72,7% случаев - с высокой степенью патогенности.

Рисунок 3 Патогенные свойства штаммов B. рertussis, выделенных в 1967 - 2005 гг.

Штаммы B. pertussis с мутационными изменениями в гене коклюшного токсина, гене пертактина и фимбриальном гене, обнаружены еще в начале 70-х годов (рис. 2), т.е. через 10 лет проведения массовой иммунизации детского населения АКДС-вакциной в период стабилизации заболеваемости и высокого охвата прививками. Однако широкое распространение этих новых аллелей происходило в 80 - 90-е годы, когда процент охвата прививками не превышал 32,0% - 33,4%. В это время распространились штаммы B. pertussis с новыми «невакцинными» аллелями генов коклюшного токсина, пертактина и фимбриальных белков. Появившиеся мутационные изменения в геноме возбудителя коклюша оказались «успешными» для циркулирующей популяции и в последующих поколениях получили преимущественное распространение. Можно полагать, что период отсутствия или снижения охвата прививками явился «стрессовым» фактором, позволившим «закрепиться» новым мутационным изменениям в циркулирующей популяции и «запустить» распространение высокопатогенных штаммов B. pertussis с новыми «невакцинными» аллелями генов, т.е. имеющих новую генетическую структуру основных факторов патогенности.

Нами подобраны три штамма B. рertussis - кандидата для вакцинных препаратов: № 186-01 (серотипа 1.0.3) с ptxA1, prn2, fim2-2 и fim3В аллелями, № 178-03 (серотипа 1.2.0) с ptxA1, prn3, fim2-2 и fim3В аллелями и № 19-05 (серотипа 1.0.3) с ptxA1, prn2, fim2-2, fim3А аллелями генов. Предварительные исследования иммунобиологических свойств этих штаммов показали возможности использования их в качестве кандидатов для конструирования вакцинных препаратов.

Особенности структуры tox гена, кодирующего синтез дифтерийного токсина С. diphtheriae

При постановке задач по изучению дифтерийной инфекции были учтены результаты совместных исследований, проводимых ранее в Федеральной референс лаборатории диагностики дифтерийной инфекции ФГУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора» (руководитель - д.м.н., профессор И.К. Мазурова) по изучению фено- и генотипических свойств С. diphtheriae, выявлению особенностей формирования структуры популяции и раскрытию механизмов эпидемического распространения возбудителя дифтерии.

Полная нуклеотидная последовательность tox гена секвенирована у 45 штаммов С. diphtheriae (табл. 2). У 18 штаммов С. diphtheriae (в 40,0% случаев) последовательность нуклеотидов структурного tox гена соответствовала последовательности нуклеотидов этого гена производственного вакцинного штамма С. diphtheriae PW 8. В тоже время у 27 штаммов (в 60,0% случаев) в последовательности нуклеотидов обнаружены точечные мутации в 7 положениях. При этом, мутации в 6 положениях не приводили к замене аминокислот и только в позиции 1252 мутация сопровождалась изменением аминокислотного состава белка дифтерийного токсина.

Мутационные изменения у штаммов C. diphtheriae встречались в различных сочетаниях (табл. 4). У большинства штаммов C. diphtheriae (в 66,7% случаях) замены нуклеотидов были только в одном из трех положений, у 11,1% штаммов - в двух и у 22,2% штаммов - в трех положениях. Частота встречаемости выявленных мутаций в tox гене штаммов С. diphtheriae была различная (табл. 3).

Таблица 2

Замены нуклеотидов в tox гене у штаммов С. diphtheriae по сравнению со структурой tox гена штамма С. diphtheriae PW 8

Штаммы

С. diphtheriae

Количество штаммов

Положение нуклеотида в нуклеотидной последовательности гена ДТ

Промотор-ная обл.

Фрагмент А

Фрагмент В

3'некодирую-щая область

-58

415

1083

1233

1252

1590

1704

PW 8 (производственный)

1

с

t

g

g

g

g

t

от больных и бактерионосителей без изменений нуклеотидных последовательностей

18

c

t

g

g

g

g

t

от больных и бактерионосителей с изменениями нуклеотидных последовательностей

27

t

c

a

a

c!

a

c

Во фрагменте А tox гена только у одного штамма С. diphtheriae обнаружили замену нуклеотида, не приводящую к замене аминокислоты в белке дифтерийного токсина, что подтверждает консервативность А фрагмента tox гена. У большинства штаммов С. diphtheriae (в 75,0% случаях) мутационные изменения зарегистрированы в В фрагменте структурного tox гена, из них у 44,4% штаммов мутации выявлены в положении 1233. Обнаруженные мутации также не приводили к изменениям на аминокислотном уровне, за исключением замены нуклеотида в положении 1252, выявленной у двух штаммов биовара mitis, которая повлекла за собой изменение состава аминокислот - глицина на аргинин в положении 393 (G393R), что может оказывать влияние на конформацию и, следовательно, функциональные свойства белка дифтерийного токсина.

Таблица 3

Сочетания мутационных изменений в tox гене ДТ

Штаммы

С. diphtheriae

Количество шта-ов

Положение нуклеотида в нуклеотидной последовательности гена ДТ

Промотор-ная область

Фрагмент А

Фрагмент В

3' некодирую-щая область

-58

415

1083

1233

1252

1590

1704

PW 8 (производственный)

1

c

t

g

g

g

g

t

выделенные от больных и бактерионосителей

1

*

*

*

*

*

*

c

1

*

*

*

*

*

a

c

16

*

*

*

a

*

*

*

3

*

*

a

*

*

a

c

1

*

c

*

*

*

*

*

2

*

*

*

a

*

*

c

2

*

*

*

a

c!

*

c

1

t

*

a

*

*

*

с

Частота распространения мутаций (%)

2,2

2,2

8,8

44,4

4,4

8,8

29,2

Нами проведен мониторинг штаммов C. diphtheriae для обнаружения выявленной мутации в положении 1252. Секвенирован фрагмент tox гена размером 760 п.н. (положение нуклеотидов 991 - 1751) у 35 штаммов C. diphtheriae биовара mitis, выделенных в различных регионах России. В результате проведенного исследования оказалось, что у всех 35 штаммов C. diphtheriae биовара mitis мутация в положении 1252 не выявлена.

Таким образом, обнаружено, что у большинства штаммов C. diphtheriae (в 60,0% случаях) имеются единичные мутации в структурном tox гене, которые не сказываются на первичной структуре белка дифтерийного токсина, и только у 2 штаммов C. diphtheriae (в 2,5% случаях) выявлена мутация (замена нуклеотида в положении 1252), которая приводит к контрастной замене аминокислот, что может оказывать влияние на функциональное состояние белка дифтерийного токсина. Появление даже единичных штаммов со значительными мутационными изменениями в tox гене дифтерийного токсина у циркулирующих штаммов свидетельствует о «подвижности» генетической структуры C. diphtheriae, что может привести к снижению эффективности анатоксина, полученного из токсина C. diphtheriae PW8. С другой стороны, накопление штаммов с множественными мутационными изменениями, не приводящими к аминокислотным изменениям, также может влиять на формирование генетической вариабельности вида и, вероятно, создает резерв изменчивости возбудителя дифтерии в меняющихся условиях существования.

Особенности структуры генетической детерминанты амилазной активности штаммов C. diphtheriae

Другим фактором патогенности C. diphtheriae, не связанным с токсическим компонентом, является способность возбудителя синтезировать фермент амилазу, который утилизирует углеводы, и тем самым создает дополнительный источник энергии для ускорения процессов генерации, роста на питательных средах и колонизации на слизистых оболочках человека.

Анализ структуры генома возбудителя дифтерии позволил нам выявить в островке патогенности, включающем локусы DIP0334 - DIP0357, нуклеотидную последовательность - amy ген, кодирующий синтез амилазы, отвечающей за расщепление углеводов. Было сконструировано 10 пар праймеров, фланкирующих 10 взаимоперекрывающихся участков amy гена (рис. 4).

После амплификации (рис. 5) выбранных областей специфические светящиеся фрагменты выявили только в образцах, содержащих ДНК штаммов C. diphtheriae биовара gravis и не обнаружили в образцах, содержащих ДНК штаммов C. diphtheriae биовара mitis. Был проведен мониторинг 87 штаммов C. diphtheriae биоваров gravis и mitis, выделенных от больных и бактерионосителей в различные периоды эпидемического процесса дифтерийной инфекции, на наличие фрагментов amy гена. Показано, что все образцы ДНК из 31 штаммов C. diphtheriae биовара gravis содержали специфический фрагмент ДНК, в то время как в 56 образцах, содержащих ДНК штаммов C. diphtheriae биовара mitis, данный фрагмент гена не регистрировали.

Рисунок 4 Схема расположения праймеров, фланкирующих фрагменты amy гена

Рисунок 5 Фотография фрагмента 1,5% агарозного геля, содержащего электрофоретически разогнанные продукты ПЦР с использованием специфических праймеров Amy3F - Amy3R к последовательности фрагмента amy гена

Примечание: дорожки 1, 18 - маркер молекулярных весов; 2, 4, 7, 9, 10, 11 - ДНК штаммов C. diphtheriae биовара gravis; 3, 5, 6, 8, 12, 13, 14 - ДНК штаммов C. diphtheriae биовара mitis; 15, 16, 17 - отрицательные контроли.

Следующим этапом исследования явилось установление размера делеции. Анализ последовательности нуклеотидов в геноме штамма C. diphtheriae показал, что перед аmy геном расположен ген DIP0354. После проведения амплификации со специфическими праймерами и электрофореза регистрировали ПЦР - продукты во всех образцах, содержащих ДНК штаммов C. diphtheriae биовара gravis, и отсутствие таких фрагментов при исследовании образцов, содержащих ДНК штаммов C.diphtheriae биовара mitis.

Для установления начала делеции провели анализ последовательности нуклеотидов генома C. diphtheriae и сконструировали две пары праймеров (рис.6): первая пара праймеров фланкировала область DIP0353 - DIP0354 размером 285 п.н., охватывающую фрагмент гена DIP0353 и фрагмент гена DIP0354; другая пара - фланкировала область DIP03532F - DIP03532R размером 225 п.н., охватывающую фрагмент гена DIP0353.

...

Подобные документы

  • Описания симптомов и клинической картины коклюша, острой антропонозной воздушно-капельной бактериальной инфекции. Изучение периода спазматического кашля. Лабораторная диагностика дифтерии. Исследование особенностей токсической дифтерии и дифтерии глаза.

    презентация [3,9 M], добавлен 23.02.2014

  • Сущность, значение и области применения молекулярно-генетических методов исследования. Специфика метода полимеразной цепной реакции. Блот-гибридизация по Саузерну. Картирование генов и идентификация хромосомных аберраций с помощью "FISH"-метода.

    презентация [971,4 K], добавлен 07.12.2014

  • Признаки и причины снижения иммунитета. Органы иммунной системы. Вакцинация против коклюша, дифтерии, столбняка, полиомиелита. Идея организации Европейской недели иммунизации. Российский календарь профилактических прививок. Полная ликвидация инфекций.

    презентация [2,4 M], добавлен 25.04.2016

  • Роль наследственных факторов в возникновении и развитии туберкулеза. Молекулярные механизмы патогенеза туберкулеза у человека. Физиологические функции белковых продуктов генов-кандидатов. Молекулярно–генетические методы анализа полиморфизма генов.

    дипломная работа [851,1 K], добавлен 11.08.2010

  • Изучение видов и способов передачи инфекционных заболеваний дыхательной системы. Описание гриппа, острых респираторных инфекций, ангины, дифтерии, кори, коклюша. Профилактика данных заболеваний, а также оказание доврачебной помощи медицинской сестрой.

    курсовая работа [4,1 M], добавлен 30.10.2014

  • Общая характеристика возбудителей кишечных инфекций. Клинические признаки дизентерии, сальмонеллеза, холеры. Факторы патогенности и вирулентности. Источники инфекции, пути передачи, сезонность, диагностика, лечение. Основные профилактические мероприятия.

    лекция [3,6 M], добавлен 29.03.2016

  • Дифтерия - острое инфекционное заболевание. Биологические свойства возбудителя: морфология, культуральные свойства, геном, факторы патогенности. Эпидемиология дифтерии, источник и путь передачи. Диагностика, симптомы и лечение заболевания, профилактика.

    презентация [925,8 K], добавлен 29.04.2014

  • Методы лабораторной диагностики инфекций мочеполовой системы: микроскопическое, иммунофлюоресцентное, культуральное, иммуноферментное, молекулярно-биологическое, иммунохроматографическое. Условия и оценка практической эффективности их применения.

    презентация [2,2 M], добавлен 11.12.2014

  • Понятие дифтерии как острого инфекционного заболевания. Симптомы, течение и классификации дифтерии. Диагностика и осложнения дифтерии. Распознавание катаральной дифтерии зева. Методы лечения и предупреждения. Профилактика и мероприятия в очаге болезни.

    реферат [20,9 K], добавлен 26.08.2011

  • Преимущества комбинированных вакцин. Обоснование необходимости внедрения новых, современных вакцин против дифтерии, столбняка, коклюша и полиомиелита в Календарь профилактических прививок РК. Отличие нового календаря. Дозы оральной полиомиелитной вакцины.

    презентация [1,2 M], добавлен 04.10.2015

  • Проблема внутрибольничных инфекций (ВБИ). Причины роста заболеваемости ВБИ. Особенности циркуляции условно-патогенных микроорганизмов как возбудителей оппортунистических инфекций. Методы микробиологической диагностики выявления и схемы профилактики ВБИ.

    курсовая работа [96,1 K], добавлен 24.06.2011

  • Причины, затрудняющие диагностику и лечение урогенитальных инфекций. Исследование частоты выявления возбудителей инфекций у женщин, передаваемых половым путем методом полимеразной цепной реакции с применением диагностических тест- систем "Ампли Сенс".

    дипломная работа [20,2 K], добавлен 20.07.2013

  • Реакция организма ребенка на прививки. Основные признаки туберкулеза и особенности его лечения. Возбудители и симптомы вирусного гепатита "В", дифтерии, столбняка, коклюша, полиомиелита, краснухи и кори. Вакцинация как способ защиты от данных заболеваний.

    презентация [558,3 K], добавлен 25.11.2015

  • Клиническая картина и осложнения гриппа, дифтерии, коклюша, скарлатины, кори, менингококковой инфекции, эпидемического паротита, краснухи, полиомелита. Профилактика и лечение заболеваний, вызванных инфекциями, передающимися воздушно-капельным путем.

    презентация [511,2 K], добавлен 26.04.2016

  • Сущность инфекции и пути ее попадания в организм человека. Клинические проявления наиболее распространенных детских инфекционных заболеваний: скарлатины, кори, краснухи, ветрянки, ангины, свинки, дифтерии, коклюша и бронхита, методика их лечения.

    реферат [20,4 K], добавлен 19.08.2009

  • Сущность детской респираторной инфекции и пути ее попадания в организм. Клинические проявления наиболее распространенных детских инфекционных заболеваний: кори, дифтерии, коклюша. Методика лечения заболеваний. Возникновение осложнений после болезни.

    презентация [3,6 M], добавлен 23.10.2014

  • Причины заражения корью и краснухой. Симптомы заболеваний у детей. Диагностика, профилактика и лечение вирусных инфекций. Молекулярно-генетические, иммунохимические и вирусологические методы исследования. Иммунитет после перенесенных заболеваний.

    презентация [1,4 M], добавлен 25.04.2015

  • Методы диагностики туберкулеза легких. Роль метода полимеразно-цепной реакции в дифференциальной диагностике различных заболеваний органов дыхания. Молекулярно-генетическое исследование для идентификации видов микобактерий из культурального материала.

    дипломная работа [532,6 K], добавлен 28.05.2013

  • Основные факторы, способствующие возникновению внутрибольничных инфекций, их классификация и разновидности, пути борьбы. Источники и группы риска: пожилой возраст, нарушение гигиены ротовой полости, длительное использование лекарственных средств.

    презентация [1,4 M], добавлен 17.10.2015

  • Этиология возбудителей и клиническая картина коклюшной и паракоклюшной инфекций. Определение значимости бактериологических и серологических методов диагностики. Полимеразная цепная реакция. Сравнительная характеристика привитых и непривитых пациентов.

    дипломная работа [222,0 K], добавлен 18.09.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.