CC BY
20lated from children and adults with diarrhea in Brasilia. J. Clin. Microbiol. 2003, 41 (5): 18271832.
14. Sonntag A.K., Prager R., Bielaszewska M. еt al. Phenotypic and genotypic analyses of enterohem-orrhagic Escherichia coli O145 strains from patients in Germany. J. Clin. Microbiol. 2004: 954962.
15. Tozzi A.E., Caprioli A.F., Minelli F.A. еt al. Hemolytic uremic syndrome study group. Shiga toxin-producing Escherichia coli infections associated with hemolytic uremic syndrome, Italy, 1988-2000. Emerg. Infect. Dis. 2003, 9: 106-108.
Поступила 12.02.13
Контактная информация: Кафтырева Лидия Алексеевна, д.м.н.,
197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14, р.т. (812) 232-48-83
© А.В. ВАЛЫШЕВ, Н.В. ГЕРЦЕН, 2013 А.В.Валышев, Н.В.Герцен
БАКТЕРИОЦИНОГЕНИЯ ЭНТЕРОКОККОВ КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ ЧЕЛОВЕКА
Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза, Оренбург
Цель. Характеристика бактериоциногенности и бактериоциночувствительности энтерококков, выделенных из фекалий человека. Материалы и методы. Для выявления бактериоци-ногении микроорганизмов использовали принцип отсроченного антагонизма на плотной питательной среде (120х120 культур). У высокоактивных штаммов определяли факторы пато-генности (продукция гемолизина, желатиназы, ДНКазы), а также антагонизм в отношении бактерий рода Listeria. Результаты. Внутриродовой антагонизм был обнаружен у 65% культур бактерий. Почти четверть (23,1%) бактериоциногенных штаммов подавляли рост более 50 культур энтерококков. Хотя данный признак отмечен у представителей 4 видов, подавляющее большинство (77,8%) изолятов с широким спектром действия было отнесено к виду Enterococcus faecium. В условиях in vitro эти культуры проявляли выраженное антилистериозное действие, у них не было экспрессии факторов патогенности. Заключение. Большая распространенность внутри- и межродового антагонизма у энтерококков объясняет существенное значение бактерий этой группы кишечного микробиома в колонизационной резистентности биотопа организма хозяина.
Журн. микробиол., 2013, № 5, С. 104—107
Ключевые слова: энтерококки, листерии, кишечная микрофлора, колонизационная резистентность, бактериоцины, патогенность, цитолизин, гемолизин, желатиназа, дезоксири-бонуклеаза
A.V.Valyshev, N.V.Gertsen
BACTERIOCINOGENIA OF ENTEROCOCCI OF HUMAN INTESTINE MICROFLORA
Research Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis, Orenburg, Russia
Aim. Characteristics of bacteriocinogenicity and bacteriocin-sensistivity of enterococci isolated from human feces. Materials and methods. Principle of delayed antagonism on solid nutrient medium (120x120 cultures) was used for detection of bacteriocinogenicity of microorganisms. Factors of pathogenicity (production of hemolysin, gelatinase, DNase) as well as antagonism against Listeria genus bacteria were determined in highly active strains. Results. Intrageneric antagonism was detected in 65% of bacterial cultures. Almost a quarter (23.1%) of bacteriocinogenic strains suppressed growth of more than 50 cultures of enterococci. This feature however was noted in members of 4 species, vast majority (77.8%) of the isolates with a wide specter of activity was attributed to Enterococcus faecium
species. Under in vitro conditions these cultures displayed a pronounced anti-listeriosis effect, they did not have expression of pathogenicity factors. Conclusion. Higher prevalence of intra- and intergeneric antagonism in enterococci explains the significant importance of bacteria of this group of intestine microbiome in colonization resistance of host organism biotope.
Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2013, No. 5, P. 104—107
Key words: enterococci, listerias, intestine microflora, colonization resistance, bacteriocins, pathogenicity, cytolysin, hemolysin, gelatinase, deoxyribonuclease
Бактериоцины — синтезируемые на рибосомах белки или пептиды бактерий, обладающие антимикробным действием в отношении родственных видов [1G,11]. Являясь одними из факторов микробного антагонизма, они обеспечивают колонизационную резистентность организма хозяина, регулируя популяции бактерий. Бактериоцины энтерококков (энтероцины) отличаются значительным разнообразием [12]. В соответствии с классификацией [7], основанной на структуре бактериоцина и сходстве аминокислотных последовательностей, эти соединения энтерококков могут быть отнесены к четырем классам: лантибиотикам, семейству педиоцинов, циклическим антибактериальным пептидам и крупным белкам.
Однако спектр антимикробной активности бактериоцина обычно ограничивается бактериями близкородственных видов. Бактериоцины молочно-кислых бактерий (к которым относятся энтерококки) получили пристальное внимание из-за их активности в отношении грамположительных возбудителей пищевых отравлений — Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus и Clostridium botulinum (активны в отношении вегетативных клеток и спор данного микроорганизма) [3 — 5].
Большая часть исследований по оценке внутриродового антагонизма энтерококков выполнена на единичных изолятах микроорганизмов, выделенных из различных источников. В связи с этим, целью данной работы явилась характеристика бактериоциногении и бактериоциночувствительности энтерококков из нижних отделов пищеварительного тракта человека.
В работе использованы культуры энтерококков из кишечника людей при обследовании на дисбиоз. Бактерии выделяли при посеве испражнений в разведениях 1G-3 — 1G-5 на среде Enterococcosel agar (Becton Dickinson, США) и 5% кровяном агаре. Для идентификации энтерококков учитывали морфологические, тинкториальные и культуральные свойства. Биохимический профиль определяли с помощью тест-системы EN-COCCUStest (Erba Lachema s.r.o., Чехия).
Для оценки бактериоциногении микроорганизмов использовали принцип отсроченного антагонизма на агаре Schaedler (Becton Dickinson, США) путем перекрестного посева (120х120 изолятов). Межродовой антагонизм определяли по отношению к тест-культурам L. monocytogenes (7 штаммов), L. ivanovii, L. innocua, L. seeligeri (по одному штамму каждого вида).
Факторы патогенности энтерококков тестировали, как описано ранее [2]. Гемолитическую активность определяли на триптиказо-соевом агаре (TSA; Becton Dickinson, США) с 5% крови человека. Продукцию протеолитических ферментов оценивали на TSA с 3% желатина (Becton Dickinson, США) и 1,5% обезжиренного молока (Skim Milk Powder; Becton Dickinson, США). Способность к деградации дезоксирибонуклеиновой кислоты определяли на агаре DNASE Test (Becton Dickinson, США).
Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы Primer of Biostatistics (version 4.G3).
Внутриродовой антагонизм обнаружен у 65,G±4,4% культур бактерий. По спектру антагонистической активности (количеству подавляемых культур) бактериоциногенные штаммы были условно разделены на низкоактивные (антагонизм в отношении 1 — 1G культур) — 38,3+4,4% изолятов, среднеактивные (антагонизм в отношении 11 — 5G культур) — 11,7+2,9% изолятов и высокоактивные (антагонизм в отношении 51 и более культур) — 15,G+3,3% изолятов. Характеризуя бактериоциночувствительность энтерококков, следует отметить, что абсолютное большинство культур (96,7+1,6%) было чувствительно к 11 — 5G бактериоциногенным штаммам энтерококков; только 4 штамма (1 E. avium, 2
E. faecalis, 1 E. faecium) оказались более устойчивыми (чувствительность к 1 — 10 бакте-риоциногенным культурам).
Анализ таксономической принадлежности штаммов энтерококков показал, что среди низко- и среднеактивных изолятов преобладали культуры E. faecalis — доля бактерий данного вида составила от 73,9 до 100%. Среди высокоактивных штаммов доминировал вид E. faecium — 77,8±9,8%. Культуры E. faecium с широким спектром действия, а также один штамм E. avium из этой группы подавляли рост индикаторных штаммов листерий, не продуцировали гемолизин/цитолизин, желатиназу и ДНКазу. Другими культурами энтерококков с широким спектром действия были три изолята E. faecalis; все они экс-прессировали факторы патогенности — гемолизин (первый штамм), желатиназу (второй штамм), гемолизин и желатиназу (третий штамм).
Эффективные механизмы переноса генов могут объяснить большое разнообразие существующих бактериоцинов энтерококков, продукцию множества бактериоцинов единичными штаммами, а также повторное выделение одних и тех же бактериоцинов разными исследовательскими группами [7]. Например, энтероцин AS-48, обнаруженный первоначально у клинического изолята E. faecalis S-48 [8], как оказалось (по данным ПЦР), широко распространен у штаммов E. faecalis и E. faecium [9]. По данным De Vuyst L. et al. [6], по меньшей мере, один из генов, кодирующих бактериоцины EntA, EntB, EntL50A и B, Bac31 или цитолизин, обнаружен у 64 из 122 бактериоциногенных культур из разных экологических ниш. Часто встречается множественная продукция бактериоцинов. Более трети исследованных культур (39,1%) дали положительный ПЦР-сигнал, по меньшей мере, на один бактериоцин, 48,4% штаммов были положительными на два разных энтероцина, 10,9% были положительными на три разных энтероцина, и один штамм (1,6%) имел гены, кодирующие четыре разных бактериоцина [6]. Такое многообразие позволяет бактериям адаптироваться в условиях любого места обитания с большим видовым богатством микроорганизмов и высокой плотностью заселения биотопа [1].
Обнаруженная в данном исследовании большая распространенность внутри- и межродового антагонизма у энтерококков объясняет существенное значение бактерий этой группы кишечного микробиома в колонизационной резистентности биотопа организма хозяина. Примечателен факт, что подавляющее большинство активных штаммов с широким спектром антагонизма принадлежит к виду E. faecium. Данное обстоятельство еще раз подчеркивает сравнительно большую безопасность бактерий данного вида для кишечника человека по сравнению с более патогенным E. faecalis.
Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН, проект № 12-И-4-2052.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бухарин О.В., Валышев А.В. Биология и экология энтерококков. Екатеринбург, УрО РАН, 2012.
2. Валышев А.В., Герцен Н.В. Факторы патогенности энтерококков кишечной микрофлоры человека. Журн. микробиол. 2012, (4): 41-44.
3. Chen H., Hoover D.G. Bacteriocins and their food applications. Comp. Rev. Food Sci., Food Safety. 2003, 2 (3): 82-100.
4. Cleveland J., Montville T.J., Nes I.F., Chikindas M.L. Bacteriocins: safe, natural antimicrobials for food preservation. Int. J. Food Microbiol. 2001, 71 (1): 1-20.
5. Deegan L.H., Cotter P.D., Hill C., Ross P. Bacteriocins: biological tools for bio-preservation and shelf-life extension. Int. Dairy J. 2006, 16 (9): 1058-1071.
6. De Vuyst L., Foulquie Moreno M.R., Revets H. Screening for enterocins and detection of hemolysin and vancomycin resistance in enterococci of different origins. Int. J. Food Microbiol. 2003, 84 (3): 299-318.
7. Franz C.M., van Belkum M.J., Holzapfel WH. et al. Diversity of enterococcal bacteriocins and their grouping in a new classification scheme. FEMS Microbiol. Rev. 2007, 31 (3): 293-310.
8. Galvez A., Maqueda M., Valdivia E. et al. Characterization and partial purification of a broad spectrum antibiotic AS-48 produced by Streptococcus faecalis. Can. J. Microbiol. 1986, 32 (10): 765771.
9. Joosten H.M., Rodriguez E., Nunez M. PCR detection of sequences similar to the AS-48 structural gene in bacteriocin-producing enterococci. Lett. Appl. Microbiol. 1997, 24 (1): 40-42.
10. Klaenhammer T.R. Genetics of bacteriocins produced by lactic acid bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 1993, 12 (1-3): 39-85.
11. Nes I.F., Diep D.B., Hävarstein L.S. et al. Biosynthesis ofbacteriocins in lactic acid bacteria. Antonie Van Leeuwenhoek. 1996, 70 (2-4): 113-128.
12. Nes I.F, Diep D.B., Holo H. Bacteriocin diversity in Streptococcus and Enterococcus. J. Bacteriol. 2007, 189 (4): 1189-1198.
Поступила 12.02.13
Контактная информация: Валышев Александр Владимирович, к.м.н., 460000, Оренбург, ул. Пионерская, 11, р.т. (3532) 77-86-97
ОБЗОРЫ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013
В.В.Кутырев, Н.В.Попов, Г.А.Ерошенко, Т.Б.Караваева
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТИПИЗАЦИИ ПРИРОДНЫХ ОЧАГОВ ЧУМЫ НА ОСНОВЕ ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА YERSINIA PESTIS
Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб», Саратов
Рассмотрены современные особенности распределения различных подвидов и биоваров возбудителя чумы по ландшафтно-географическим зонам и поясам гор на территорий России и других стран СНГ Отмечено, что наиболее широкое распространение в равнинных и горных природных очагах имеют штаммы средневекового биовара основного подвида Yersinia pestis. Штаммы неосновных подвидов Yersinia pestis распространены в горных ландшафтах Алтая, Кавказа, Тянь-Шаня. Отмечено, что смена доминирующих видов грызунов, рассматриваемых в качестве основных носителей чумы, не приводит к изменению генетических и биохимических характеристик штаммов Yersinia pestis. Подчеркнута перспективность изучения феномена «микроочаговости» чумы для расшифровки механизма энзоотии.
Журн. микробиол., 2013, № 5, С. 107—111
Ключевые слова: Yersinia pestis, эколого-генетический анализ, природные очаги, эколого-эпизоотологические типы энзоотичных территорий, «микроочаговость»
V.V.Kutyrev, N.V.Popov, G.A.Eroshenko, T.B.Karavaeva
IMPROVEMENT OF TYPIFICATION OF NATURAL FOCI OF PLAGUE BASED ON ECOLOGICAL-GENETIC ANALYSIS OF YERSINIA PESTIS
Russian Research Institute of Plague Control Microb, Saratov, Russia
Contemporary features of distribution of various subspecies and biovars of plague causative agent by landscape-geographical zones and mountain belts on the territory of Russia and other CIS countries are examined. The most widely spread in plain and mountain natural foci were noted to be Yersinia pestis main subspecies medieval biovar strains. Strains of Y. pestis non-main subspecies are spread in mountain landscapes of Altai, Caucasus, Tian Shan. Change of dominating species of rodents considered as the main carriers of plague was noted not to result in change of genetic and biochemical characteristics of Y. pestis strains. Perspectives of study of «micro-focality» of plague are emphasized for deciphering the mechanism of the enzootic.
Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2013, No. 5, P. 107—111
Key words: Yersinia pestis, ecological-genetic analysis, natural foci, ecological-epizootological types of enzootic territories, «micro-focality»
