Vladimir M. Dubyanskiy - PhD, MD (Biology), Head of Department of Epizootic Monitoring and Forecasting.
355035, Stavropol, Sovetskaya, 13-15, Phone: +7 (8652) 26-03-12
Дубянский Владимир Маркович - доктор биологических наук, зав. отделом эпидемиологического мониторинга и прогнозирования.
355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15, Тел.: 8 (8652) 26-03-12
Researcher of Laboratory of Natural Focal Infections.
Stavropol
Научный сотрудник лаборатории природноочаговых инфекций.
СтавропольPhD, MD (Medicine), Professor, Deputy Director for Science.
Obolensk
Доктор медицинских наук, профессор, зам. директора по науке.
П. Оболенск, Московская область
Y. pestis MLVA typing is used both to seek for similarities and differences between individual isolates upon conducting epidemiological investigations as well as for clonal clustering of intraspecies phylogenetic groups while analyzing microevolution and taxonomy issues. It cannot be ruled out that the most variable loci may be indicators allowing to approximate the unique strain-related properties circulating in certain natural plague foci. The Central Caucasian Highland Natural Plague Focus distinguished by heterogeneity of the circulating strains therein, including proline pro- and auxo-trophy, may represent a convenient model for testing this hypothesis. The purpose of our work was to assess the frequencies of the VNTR alleles associated with proline dependence among the Y. pestis strain VNTR loci, determined during previous MLVA-25 typing in the Central Caucasian Highland Natural Plague Focus. The main task was to identify the most informative sets of VNTR loci suitable for predicting proline pro— and auxotrophy (pro+, pro—). It was found that the loci ms45, ms56, ms46, ms07, ms69, ms62 displayed peak variability by allele frequencies and/or exhibited significant differences of mean allele frequencies in the pro— and pro+ strains. In particular, it was showed that the alleles of the ms45 locus contained 6 tandem repeats suggesting probability for pro+ reaching 0.944, whereas the alleles of the ms45 locus contained 7 tandem repeats with expected probability for pro— reaching 0.783. Moreover, the ms56 and ms46 contained 9 and more than 18 tandem repeats, respectively, thereby pointing at probability for pro+ equal to 0.933 and 0.818, respectively. Diagnostics for pro+/pro— phenotype by using specific statistical methods demonstrated statistical error 13.33% and 26.67% for the pro— and pro+ strains, respectively. All pro+ strains bearing a 6 tandem repeat complex from the ms45 locus, 9 tandem repeats derived from the ms56 locus and ms46 locus-derived 29—30 tandem repeats were accurately diagnosed solely based on these 3 loci. Thus, it is possible to predict some properties of Y. pestis strains based on determining the allele frequencies. While the number of MLVA typed plaque strains isolated in such natural focus has been progressively increased, it may be expected that opportunities for prognosing their properties based on determining locus tandem repeat composition having diagnostic value would be elevated.
MLVA типирование микроба чумы используют как для поиска сходств и различий между отдельными изолятами при проведении эпидемиологических расследований, так и для клональной кластеризации внутривидовых филогенетических групп для решения вопросов микроэволюции и таксономии. Нельзя исключить, что наиболее вариабельные локусы могут являться индикаторами, позволяющими аппроксимировать уникальные свойства штаммов, циркулирующих в определенных природных очагах чумы. Удобной моделью для проверки этой гипотезы может быть Центрально-Кавказский высокогорный природный очаг чумы, отличающийся гетерогенностью циркулирующих в нем штаммов, в том числе по про- и ауксотрофии по пролину. Целью нашей работы было определение сочетающихся с пролинза-висимостью частот аллелей VNTR локусов штаммов возбудителя чумы, определяемых при MLVA-25 ти-пировании в Центрально-Кавказском высокогорном природном очаге чумы. Основной задачей являлось выявление наиболее информативных наборов аллелей VNTR локусов, пригодных для прогнозирования про- и ауксотрофии (pro+, pro—) по пролину. Было обнаружено, что локусы ms45, ms56, ms46, ms07, ms69, ms62 являются высоковариабельными по частотам аллелей и/или имеют достоверное различие средних частот аллелей VNTR локусов про- и ауксотрофных штаммов микроба чумы. Анализ частот аллелей локуса ms45 показал, что в случае выявления аллелей, содержащих 6 повторов, с вероятностью 0,944 ожидается pro+ штамм, при 7 повторах локуса ms45 с вероятностью 0,783 pro— штамм, при 9 повторах локуса ms56 с вероятностью 0,933 штамм pro+, свыше 18 тандемных повторов локуса ms46 вероятность pro+ фенотипа равна 0,818. Проведенная диагностика на pro+/pro— свойство штаммов с использованием статистических методов показала ошибку 13,33% для pro— штамма и 26,67% для pro+ штамма. Все штаммы pro+, которые имели комплекс из 6 тандемных повторов ms45, 9 повторов ms56 и 29—30 повторов ms46 безошибочно диагностировались с использованием только этих 3 локусов. Таким образом, возможно прогнозировать некоторые свойства штаммов микроба чумы, исходя из значений частот аллелей локусов. С увеличением числа MLVA типированных штаммов микроба чумы, выделенных в этом очаге, можно ожидать увеличения возможностей для прогнозирования их свойств по значениям тандемных повторов в локусах, имеющих диагностическую ценность.