Значение факторов патогенности некоторых видов стрептококков и клебсиелл при определении их этиологической роли в развитии воспалительных процессов респираторного тракта

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Наряду с известными возбудителями воспалительных процессов респираторного тракта в клинической практике часто встречаются представители стрептококков и клебсиелл, ранее считавшиеся комменсалами слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Обмен генетической информацией способствует передаче детерминант вирулентности между штаммами не только в пределах вида, но и рода. В таких случаях приобретение генов вирулентности от представителей патогенных видов способствует проявлению непатогенными стрептококками ранее не присущих им свойств. Поэтому целью исследования стало изучение вирулентности условно-патогенных стрептококков и клебсиелл при воспалительных процессах респираторного тракта и обоснование их этиологической роли в развитии заболеваний. Изучены 220 штаммов Streptococcus spp. и 97 штаммов Klebsiella spp., выделенных от пациентов с воспалительными процессами в респираторном тракте и от здоровых лиц. Стрептококки исследовали на наличие генов вирулентности sagA, lmb, fap1, ply, lytA. Штаммы Klebsiella spp. исследовали на наличие генов вирулентности MrkD, magA, kfu. Фенотипическим маркером экспрессии гена lmb у стрептококков и гена MrkD у клебсиелл служил показатель адгезии выделенных штаммов к клеткам буккального эпителия. Экспрессию гена fap1 оценивали в фенотипическом тесте биопленкообразования. У лиц с воспалительными процессами верхних дыхательных путей наиболее часто присутствовали виды стрептококков: S. mitis, S. anginosus, S. oralis. Штаммы указанных видов, выделенные при воспалительных процессах в верхних дыхательных путях, обладали в 2—4 раза большей адгезивностью, чем штаммы, выделенные от здоровых лиц. Фенотипическое определение способности к биопленкообразованию показало, что штаммы стрептококков, содержащие ген fap1, формировали выраженную биопленку в отличие от штаммов, не имеющих гена fap1. Штаммы K. oxytoca, выделенные от людей с гайморитом, имели гены вирулентности MrkD, magA, kfu, которые характерны для штаммов K. pneumoniae. В фенотипических тестах установлено, что значение индекса адгезии у штаммов K. oxytoca, выделенных от больных, в 4 раза выше, чем у штаммов этого вида, выделенных от здоровых лиц. Таким образом, для подтверждения этиологической роли условно-патогенного микроорганизма в развитии инфекционного процесса необходимо руководствоваться данными о генетических и фенотипических маркерах вирулентности выделенного штамма.

Об авторах

Л. А. Краева

ФБУН НИИЭМ имени Пастера, Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: lykraeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9115-3250

Краева Людмила Александровна - доктор медицинских наук, доцент, зав. лабораторией медицинской бактериологии ФБУН НИИ ЭМ им. Пастера; профессор кафедры микробиологии ВМА им. С.М. Кирова.

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14, Тел.: 8 (812) 232-94-85, Факс: 8 (812) 498-09-39

 

Россия

Е. С. Кунилова

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера

Email: fake@neicon.ru

Младший научный сотрудник лаборатории медицинской бактериологии.

Санкт-Петербург Россия

О. А. Бургасова

ФГАОУВПО Российский университет дружбы народов

Email: fake@neicon.ru

Доктор медицинских наук, профессор кафедры инфекционных болезней с курсами эпидемиологии и фтизиатрии ВПО РУДН.

Москва Россия

Г. Н. Хамдулаева

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера

Email: fake@neicon.ru

Младший научный сотрудник лаборатории медицинской бактериологии.

Санкт-Петербург Россия

Е. М. Данилова

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера

Email: fake@neicon.ru

Врач-педиатр высшей категории, зав. поликлиническим отделением медицинского центра.

Санкт-Петербург Россия

Г. И. Беспалова

Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова

Email: fake@neicon.ru

Кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии Северо-Западного ГМУ им. И.И. Мечникова.

Санкт-Петербург Россия

Список литературы

  1. Барлетт Д.Д. Инфекции дыхательных путей: пер. с англ. М.: Бином, 2000. 192 с.
  2. Благонравова А.С., Афонин А.Н., Воробьева О.Н., Широкова И.Ю. Сравнительный анализ адгезивности микроорганизмов, выделенных от больных и с объектов внешней среды лечебно-профилактических учреждений // Медицинский альманах. 2011. № 5 (18). С. 215-218.
  3. Бургасова О.А., Краева Л.А., Петрова И.С., Келли Е.И. Случай тяжелого течения смешанной респираторно-вирусной инфекции (грипп А (H1N1) + RS-вирусная), осложненной внебольничной пневмонией, вызванной Streptococcus equi // Инфекционные болезни. 2015. Т. 13, № 1. С. 71—74.
  4. Лабораторная диагностика внебольничных пневмоний: Методические указания. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014. 39 с.
  5. Перцева Т.А., Плеханова О.В., Дмитриченко В.В. Клинически значимые возбудители инфекций дыхательных путей: конспект врача-клинициста и микробиолога. Часть 3: Гемофила. Моракселла // Клиническая иммунология. Аллергология. Инфектология. 2007. № 6 (1). С. 15—20.
  6. Тотолян А.А., Суворов А.Н., Дмитриев А.В. Стрептококки группы В в патологии человека. СПб.: Человек, 2010. 212 с. [Totolyan A.A., Suvorov A.N., Dmitriev A.V. Group B Streptococccus in human pathology. St. Petersburg: Chelovek, 2010. 212p. (In Russ.)]
  7. Beighton D., Carr A.D., Oppenheim B.A. Identification of viridans Streptococci associated with bacteraemia in neutropenic cancer patients. J. Med. Microbiol, 1994, no. 40, pp. 202—204. doi: 10.1099/00222615-40-3-202
  8. Benton A.H., Marquart M.E. The role of pneumococcal virulence factors in ocular infectious diseases. Interdiscip. Perspect. Infect. Dis, 2018:2525173. doi: 10.1155/2018/2525173
  9. Brisse S., Fevre C., Passet V., Issenhuth-Jeanjean S., Tournebize R., Diancourt L., Grimont P. Virulent clones of Klebsiella pneumoniae: identification and evolutionary scenario based on genomic and phenotypic characterization, 2009. PLoS One, no. 4 (3): e4982. doi: 10.1371/journal.pone.0004982
  10. Brisse S., Grimont F., Grimont P.A.D. The genus Klebsiella. Prokaryotes, 2006, no. 6, pp. 159—196. doi: 10.1007/0-387-30746-x_8
  11. Caparon M.G., Stephens D.S., Olsen A., Scott J.R. Role of M protein in adherence of group A streptococci. Infect. Immun., 1991, no. 59, pp. 1811-1817.
  12. Chi F., Nolte O., Bergmann C., Ip M., Hakenbeck R. Crossing the barrier: evolution and spread of a major class of mosaic pbp2xin Streptococcus pneumoniae, S. mitis and S. oralis. Int. J. Med. Microbiol., 2007, no. 297, pp. 503-512. doi: 10.1016/j.ijmm.2007.02.009
  13. Dmitriev A., Shakleina E., Tkacikova L. Genetic heterogeneity of the pathogenic potentials of human and bovine group B Streptococci. Folia Microbiol., 2002, vol. 47, pp. 291-295. doi: 10.1007/bf02817655
  14. Douglas C.W., Heath J., Hampton K.K., Preston F.E. Identity of viridans streptococci isolated from cases of infective endocarditis. J. Med. Microbiol, 1993, no. 39, pp. 179-182. doi: 10.1099/00222615-39-3-179
  15. Facklam R. What happened to the streptococci: overview of taxonomic and nomenclature changes. Clin. Microbiol. Rev., 2002, no. 15, pp. 613-630. doi: 10.1128/CMR.15.4.613-630.2002
  16. Franken C., Haase G., Brandt C. Horizontal gene transfer and host specificity of beta-haemolytic streptococci: the role of a putative composite transposon containing scpB and lmb. Mol. Microbiol., 2001, vol. 41, pp. 925-935. doi: 10.1046/j.1365-2958.2001.02563.x
  17. Havarstein L.S., Gaustad P., Nes I.F., Morrison D.A. Identification of the streptococcal competence-pheromone receptor. Mol. Microbiol., 1996, no. 21, pp. 863-869. doi: 10.1046/j.1365-2958.1996.521416.x
  18. Hirst R.A., Cosai B., Rutman A., Guerin C.J., Nicotera P., Andrew P.W. O’Callaghan C. Streptococcus pneumoniae deficient in pneumolysin or autolysin has reduced virulence in meningitis. J. Infect. Dis., 2008, no. 197, pp. 744-751. doi: 10.1086/527322
  19. Hornick D.B., Allen B.L., Horn M.A., Clegg S. Adherence to respiratory epithelia by recombinant Escherichia coli expressing Klebsiella pneumoniae type 3 fimbrial gene products. Infect Immun., 1992, no. 60, pp. 1577-1588.
  20. Hossain S., De Silva B.C.J., Dahanayake P.S., Heo G.J. Phylogenetic relationships, virulence and antimicrobial resistance properties of Klebsiella sp. isolated from pet turtles in Korea. Lett. Appl. Microbiol., 2020, vol. 70, iss. 2, pp. 71-78. doi: 10.1111/lam.13245
  21. Jefferies J., Nieminen L., Kirkham L.A., Johnston C., Smith A., Mitchell T.J. Identification of a secreted cholesterol-dependent cytolysin (mitilysin) from Streptococcus mitis. J. Bacteriol., 2007, no. 189, pp. 627-632. doi: 10.1128/JB.01092-06
  22. Jounblat R., Kadioglu A., Mitchell T.J., Andrew P.W. Pneumococcal behavior and host responses during bronchopneumonia are affected differently by the cytolytic and complement-activating activities of pneumolysin. Infect. Immun., 2003, no. 71, pp. 18131819. doi: 10.1128/IAI.71.4.1813-1819.2003
  23. Khilnani G.C., Dubey D., Hadda V., Sahu S.R., Sood S., Madan K., Tiwari P., Mittal S., Mohan A., Pandey R.M., Guleria R. Predictors and microbiology of ventilator-associated pneumonia among patients with exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Lung India, 2019, vol. 36, no. 6, pp. 506-511. doi: 10.4103/lungindia.lungindia_13_19
  24. Kilian M., Poulsen K., Blomqvist T., HAvarstein L.S., Bek-Thomsen M., Tettelin H., Sorensen U.B.S. Evolution of Streptococcus pneumoniae and its close commensal relatives. PLoS One, vol. 3, iss. 7: e2683. doi: 10.1371/journal.pone.0002683
  25. King S.J., Whatmore A.M., Dowson C.G. NanA, a neuraminidase from Streptococcus pneumoniae, shows high levels of sequence diversity, at least in part through recombination with Streptococcus oralis. J. Bacteriol, 2005, no. 187, pp. 5376-5386. doi: 10.1128/JB.187.15.5376-5386.2005
  26. Li Z., Sledjeski D.D., Kreikemeyer B., Podbielski A., Boyle M.D. Identification of pel, a Streptococcus pyogenes locus that affects both surface and secreted proteins. J. Bacteriol., 1999, no. 181, pp. 6019-6027.
  27. Lucas, V.S., Beighton D., Roberts G.J., Challacombe S.J. Changes in the oral streptococcal flora of children undergoing allogeneic bone marrow transplantation. J. Infect., 1997, no. 35, pp. 135-141. doi: 10.1016/S0163-4453(97)91545-0
  28. Marrie T.J., Peeling R.W., Fine M J. Ambulatory patients with community-aquired pneumonia: the frequency of atypical agents and clinical course. Am. J. Med,, 1996, vol. 101, pp. 508-515. doi: 10.1016/S0002-9343(96)00255-0
  29. Marrie T.J., Tirrel G.J., Majumbar S.R., Eurich D. Risk factors for pneumococcal endocarditi. Eur. J. Clin. Microbiol., 2018, vol. 37, no. 2,pp. 277-280. doi: 10.1007/s10096-017-3128-z
  30. Morrison, D.A. Streptococcal competence for genetic transformation: regulation by peptide pheromones. Microb. Drug Resist., 1997, no. 3, pp. 27-37. doi: 10.1089/mdr.1997.3.27
  31. Nakagawa I., Kurokawa K., Yamashita A. Genome sequence of an M3 strain of Streptococcus pyogenes reveals a large-scale genomic rearrangement in invasive strains and new insights into phage evolution. Genome Res., 2003, vol. 13, no. 6А, pp. 10421055.
  32. Neeleman C., Klaassen C.H., Klomberg D.M., de Valk H.A., Mouton J.W. Pneumolysin is a key factor in misidentification of macrolide-resistant Streptococcus pneumoniae and is a putative virulence factor of S. mitis and other streptococci. J. Clin. Microbiol,, 2004, no. 42, pp. 4355-4357. doi: 10.1128/JCM.42.9.4355-4357.2004
  33. Nobbs A.H., Lamont R.J., Jenkinson H.F. Streptococcus adherence and colonization. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2009, vol. 73, no. 3,pp. 407-450. doi: 10.1128/MMBR.00014-09.
  34. Potera C. Foraging a link between biofilms and disease. Science, 1999, no. 283, pp. 1837-1839. doi: 10.1126/science.283.5409.1837
  35. Struve C., Bojer M., Nielsen E.M., Hansen D.S., Krogfelt K.A. Investigation of the putative virulence gene magA in a worldwide collection of 495 Klebsiella isolates: magA is restricted to the gene cluster of Klebsiella pneumoniae capsule serotype K1. J. Med. Microbiol., 2005, no. 54,pp. 1111-1113. doi: 10.1099/jmm.0.46165-0
  36. Whatmore A.M., Efstratiou A., Pickerill A.P., Broughton K., Woodard G., Sturgeon D., George R., Dowson C.G. Genetic relationships between clinical isolates of Streptococcus pneumoniae, Streptococcus oralis, and Streptococcus mitis: characterization of “atypical” pneumococci and organisms allied to S. mitis harboring S. pneumoniae virulence factor-encoding genes. Infect. Immun, 2000, no. 68,pp. 1374-1382. doi: 10.1128/iai.68.3.1374-1382.2000
  37. Wu H., Mintz K.P., Ladha M., Fives-Taylor P.M. Isolation and characterization of Fap1, a fimbriae-associated adhesin of Streptococcus parasanguis FW213. Mol. Microbiol., 1998, no. 28(3), pp. 487-500. doi: 10.1046/j.1365-2958.1998.00805.x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Краева Л.А., Кунилова Е.С., Бургасова О.А., Хамдулаева Г.Н., Данилова Е.М., Беспалова Г.И., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах