IgA-протеазная активность клеточных ферментов различных серотипов Streptococcus pneumoniae, выделенных у детей-бактерионосителей

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Пневмококки (Streptococcus pneumoniae) — значимые возбудители тяжелых и опасных для жизни острых пневмоний, менингитов, а также отитов и синуситов у детей и лиц пожилого возраста. Ежегодно в мире регистрируется до 1,2 млн летальных исходов у детей из-за пневмонии и инфекции центральной нервной системы (менингита), этиологическим агентом которых является S. pneumoniae, большая доля летальных исходов от пневмококковой инфекции приходится на развивающиеся страны. Металлозависимые IgA1-протеазы патогенных бактерий относятся к важной группе бактериальных ферментов, расщепляющих человеческий иммуноглобулин A1 (IgA1) в области шарнира, тем самым препятствуя полноценной реализации антибактериального иммунитета организма хозяина.

Цель исследования — изучение активности IgA1-протеиназ и их классового профиля (Na2-ЭДТА и PMSF-ингибируемых) у различных серотипов пневмококков, выделенных от детей, являющихся носоглоточными носителями этих штаммов.

Материалы и методы. Обследовано 585 детей, посещающих детские дошкольные учреждения, и проживающих г. Казани (n = 331) и в сельской местности (n = 254). Применены микробиологические, молекулярно-генетические, иммунохимические и биохимические методы для идентификации, определения серотипового состава и активности протеаз изолятов Streptococcus pneumoniae. Статистическая обработка результатов осуществлена с помощью программного пакета Graph Pad Prism, версия 5.0.

Результаты. Частота распространенности S. pneumoniae среди детей-носителей в возрастной категории от 1,5 до 3 лет составила 35,1%; в возрасте 3–5 лет — 23,4%; среди детей 5–7 лет — 19,6% и среди детей старше 7 лет — 21,9%. Выявлено доминирование вакцинных серотипов 14, 19F, 23F, входящих в состав современных пневмококковых вакцин («Превенар», «Пневмовакс-23»), — 55,8%. В 19% случаев выявлена циркуляция среди детской популяции носительства невакцинных штаммов, не входящих в состав вышеуказанных вакцин. Среди выделенных изолятов выявлено 5,8% нетипируемых штаммов. IgA-протеиназная активность была выявлена в клеточных лизатах 45 (86,5%) штаммов S. pneumoniae, выделенных у бактерионосителей. Клеточные лизаты штаммов S. pneumoniae, которые не показали протеолитических свойств, были отнесены к серотипам 12F, Sg18. Таким образом, перспективны исследования по разработке альтернативных вакцин, содержащих иммуногенные протеины, адгезины или другие факторы вирулентнос ти, общие для капсулированных и нетипируемых (инкапсулированных) штаммов пневмококков. Все вышеизложенное диктует необходимость микробиологического мониторинга бактерионосительства S. pneumoniae и поиска новых диагностических подходов для этиологической расшифровки S. pneumoniae-ассоциированных заболеваний.

Об авторах

А. З. Зарипова

ФГБОУ ВО Казанский государственный медицинский университет

Email: albina.fahrislamova@yandex.ru

ассистент кафедры микробиологии

г. Казань Россия

Ю. А. Тюрин

ФГБОУ ВО Казанский государственный медицинский университет; ФБУН Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии Роспотребнадзора

Автор, ответственный за переписку.
Email: tyurin.yurii@yandex.ru

Тюрин Юрий Александрович, к.м.н., ассистент кафедры биохимии и клинической лабораторной диагностики КГМУ; зав. научно-исследовательской лабораторией иммунологии и разработки аллергенов КНИИЭМ

420015, г. Казань, ул. Большая Красная, 67.

Тел.: 8 (843) 238-89-79 (служебн.).

Россия

Л. Т. Баязитова

ФГБОУ ВО Казанский государственный медицинский университет; ФБУН Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии Роспотребнадзора

Email: bajalt@mail.ru

к.м.н., доцент кафедры микробиологии КГМУ; зав. научно-исследовательской лабораторией микробиологии КНИИЭМ

г. Казань

Россия

О. Ф. Тюпкина

ФБУН Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии Роспотребнадзора

Email: tyupkina.olga@mail.ru

старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории микробиологии

г. Казань Россия

Г. Ш. Исаева

ФГБОУ ВО Казанский государственный медицинский университет; ФБУН Казанский НИИ эпидемиологии и микробиологии Роспотребнадзора

Email: guisaeva@rambler.ru

д.м.н., зав. кафедрой микробиологии КГМУ; директор КНИИЭМ

г. Казань

Список литературы

  1. Баязитова Л.Т., Тюпкина О.Ф., Чазова Т.А., Тюрин Ю.А., Исаева Г.Ш., Зарипова А.З., Патяшина М.А., Авдонина Л.Г., Юзлибаева Л.Р. Внебольничные пневмонии пневмококковой этиологии и микробиологические аспекты назофарингеального носительства Streptococcus pneumoniae у детей в Республике Татарстан // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 3. С. 271–278. doi: 10.15789/2220-7619-2017-3-271-278
  2. Белоцерковская Ю.Г., Романовская А.Г., Стырт Е.А. Пневмококковая вакцина у взрослых снижает риск инфекций, вызванных Streptococcus pneumonia // Клиническая медицина. 2016, Т. 94, № 1. С. 61–66. doi: 10.18821/0023-2149-2016-94-1-61-66
  3. Боронина Л.Г., Саматова Е.В. Эпидемиологические особенности Streptococcus pneumoniae, выделенного у детей, при неинвазивных пневмококковых инфекциях и носоглоточном бактерионосительстве // Вопросы диагностики в педиатрии. 2013. Т. 5, № 3. С. 22–26.
  4. Козлов Р.С., Кречикова О.И., Муравьев А.А., Миронов К.О., Платонов А.Е., Дунаева Е.А., Таточенко В.К., Щербаков М.Е., Родникова В.Ю., Романенко В.В., Сафьянов К.Н., группа исследователей PAPIRUS. Результаты исследования распространенности в России внебольничной пневмонии и острого среднего отита у детей в возрасте до 5 лет (PAPIRUS). Роль S. pneumoniae и H. influenza в этиологии данных заболеваний // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2013. T. 15, № 4. С. 246–260.
  5. Костинов М.П. Иммунокоррекция вакцинального процесса у лиц с нарушенным состоянием здоровья. М.: Медицина для всех, 2006. 172 с.
  6. Муравьев А.А., Козлов Р.С., Лебедева Н.Н. Эпидемиология серотипов S. pneumoniae на территории Российской Федерации // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017. T. 19, № 3. С. 200–206.
  7. Тюрин Ю.А., Шамсутдинов А.Ф., Фассахов Р.С. Изучение полиморфизма однонуклеотидных фрагментов aur-гена металлозависимой протеазы штаммов Staphylococcus aureus, выделенных с кожи больных атопическим дерматитом // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2014. № 4. C. 5–7.
  8. Bethe G., Nau R., Wellmer A., Hakenbeck R., Reinert R.R., Heinz H.P., Zysk G. The cell wall-associated serine protease PrtA: a highly conserved virulence factor of Streptococcus pneumoniae. FEMS Microbiol Lett., 2001, vol. 205, no. 1, pp. 99–104. doi: 10.1111/j.1574-6968.2001.tb10931.x
  9. Cassone M., Gagne A.L., Spruce L.A., Seeholzer S.H., Sebert M.E. The HtrA protease from Streptococcus pneumoniae digests both denatured proteins and the competence-stimulating peptide. J. Biol. Chem., 2012, vol. 287, no. 46, pp. 38449–38459. doi: 10.1074/jbc.M112.391482
  10. Courtney H.S. Degradation of connective tissue proteins by serine proteases from Streptococcus pneumonia. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1991, vol. 175, no. 3, pp. 1023–1028. doi: 10.1016/0006-291X(91)91667-2
  11. Dawid S., Sebert M.E., Weiser J.N. Bacteriocin activity of Streptococcus pneumoniae is controlled by the serine protease HtrA via posttranscriptional regulation. J. Bacteriol., 2009, vol. 191, no. 5, pp. 1509–1518. doi: 10.1128/JB.01213-08
  12. Feldman C., Anderson R. Review: current and new generation pneumococcal vaccines. J. Infect., 2014, vol. 69, no. 4, pp. 309–325. doi: 10.1016/j.jinf.2014.06.006
  13. Geno K.A., Gilbert G.L., Song J.Y., Skovsted I.C., Klugman K.P., Jones C., Konradsen H.B., Nahm M.H. Pneumococcal capsules and their types: past, present, and future. Clin. Microbiol. Rev., 2015, vol. 28, no. 3, pp. 871–899. doi: 10.1128/CMR.00024-15
  14. Gupta A., Khaw F.M, Stokle E.L, George R.C., Pebody R., Stansfield R.E., Sheppard C.L., Slack M., Gorton R., Spencer D.A. Outbreak of Streptococcus pneumoniae serotype 1 pneumonia in a United Kingdom school. BMJ, 2008, vol. 337: a2964. doi: 10.1136/bmj.a2964
  15. Hausdorff W.P., Bryant J., Paradiso P.R., Siber G.R. Which pneumococcal serogroups cause the most invasive disease: implications for conjugate vaccine formulation and use, part I. Clin. Infect. Dis., 2000, vol. 30, pp. 100–121. doi: 10.1086/313608
  16. Ibrahim Y.M., Kerr A.R., McCluskey J., Mitchell T.J. Role of HtrA in the virulence and competence of Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun., 2004, vol. 72, no. 6, pp. 3584–3591. doi: 10.1128/IAI.72.6.3584-3591.2004
  17. Keller L.E., Robinson D.A., McDaniel L.S. Non encapsulated Streptococcus pneumoniae: emergence and pathogenesis. MBio, 2016, vol. 7, no. 2: e01792. doi: 10.1128/mBio.01792-15
  18. Kriger O., Regev-Yochay G. The effect of pneumococcal conjugate vaccine on pneumococcalcarriage and invasive disease. Harefuah., 2019, vol. 158, no. 5, pp. 316–320.
  19. Pai R., Gertz R.E., Beall B. Sequential multiplex PCR approach for determining capsular serotypes of streptococcus pneumoniae isolates. J. Clin. Microbiol., 2006, vol. 44, no. 1, pp. 124–131. doi: 10.1128/JCM.44.1.124-131.2006
  20. Prevention of pneumococcal disease: recommendations of the (ACIP). MMWR Recomm. Rep., 1997, no. 4, vol. 46 (RR-8). pp. 1–24.
  21. Reshetnikova I.D., Bayazitova L.T., Tupkina O.F., Tyurin Y.A., Shamsutdinov A.F., Kadkina V., Rizvanov A.A. Characteristics of antibiotic resistance nasopharyngeal strains of Streptococcus pneumoniae in children suffering from respiratory pathologies. BioNanoScience, 2017, vol. 7, no. 1, pp. 182–185. doi: 10.1007/s12668-016-0324-8
  22. Simell B., Auranen K., K ä yhty H., Goldblatt D., Dagan R., O’Brien K. L. The fundamental link between pneumococcal carriage and disease. Expert. Rev. Vaccines, 2012, vol. 11, no. 7, pp. 841–855. doi: 10.1586/erv.12.53
  23. Van der Poll T., Opal S.M. Pathogenesis, treatment, and prevention of pneumococcal pneumonia. Lancet, 2009, vol. 374, pp. 1543–1556. doi: 10.1016/S0140-6736(09)61114-4
  24. Wani J.H., Gilbert J.V., Plaut A.G., Weiser J.N. Identification, cloning and sequencing of the immunoglobulin A1 protease gene of Streptococcus pneumoniae. Infect. Immun., 1996, vol. 64, pp. 3967–3974.
  25. Yoshioka C.R., Martinez M.B., Brandileone M.C., Ragazzi S.B., Guerra M.L., Santos S.R., Shieh H.H., Gilio A.E. Analysis of invasive pneumonia-causing strains of Streptococcus pneumoniae: serotypes and antimicrobial susceptibility. J. Pediatr. (Rio J.)., 2011, vol. 87, no. 1, pp. 70–75. doi: 10.2223/JPED.2063

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Зарипова А.З., Тюрин Ю.А., Баязитова Л.Т., Тюпкина О.Ф., Исаева Г.Ш., 2019

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