Научная статья на тему 'ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ БИОПЛЕНОК ВАКЦИННЫХ И СВЕЖЕВЫДЕЛЕННЫХ ШТАММОВ BORDETELLA PERTUSSIS К АНТИБИОТИКАМ'

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ БИОПЛЕНОК ВАКЦИННЫХ И СВЕЖЕВЫДЕЛЕННЫХ ШТАММОВ BORDETELLA PERTUSSIS К АНТИБИОТИКАМ Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
139
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ШТАММЫ BORDETELLA PERTUSSIS / БИОПЛЕНКИ / ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К АНТИБИОТИКАМ

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Зайцев Е.М., Брицина М.В., Озерецковская М.Н., Мерцалова Н.У., Бажанова И.Г.

Цель. Изучение чувствительности биопленок вакцинных и свежевыделенных штаммов Bordetella pertussis к антибиотикам.Материалы и методы. Использованы вакцинные и свежевыделенные штаммы B. pertussis. В качестве инокулята для получения биопленок использовали культуры штаммов, выращенные на плотной питательной среде. Интенсивность образования биопленок в круглодонных полистироловых 96-луночных планшетах оценивали окрашиванием 0,1% раствором генцианвиолета. В опытах использовали антибиотики следующих групп: пенициллины (ампициллин), цефалоспорины (цефтриаксон), аминогликозиды (гентамицин), макролиды (эритромицин).Результаты. Наиболее высокой устойчивостью к антибиотикам отличались вакцинный штамм № 305 и свежевыделенный штамм № 211, проявлявшие чувствительность только к эритромицину. Вакцинный штамм № 703 был чувствителен к гентамицину и ампициллину и проявлял резистентность к эритромицину и цефтриаксону. Вакцинный штамм № 475 был чувствителен ко всем испытанным антибиотикам. Штамм Tohama 1 был резистентен к ампициллину и чувствителен к остальным антибиотикам. Свежевыделенные штаммы № 178 и № 162 были устойчивы к цефтриаксону и чувствительны к гентамицину, эритромицину и ампициллину. Минимальные подавляющие концентрации использованных антибиотиков составляли 0,2-5 мкг/мл.Заключение. Приведенные данные свидетельствуют о гетерогенности вакцинных и свежевыделенных штаммов B. pertussis по чувствительности к антибиотикам. Наибольшую активность проявлял эритромицин, подавлявший рост биопленок 6 из 7 штаммов. Наименее эффективным был цефтриаксон, подавлявший рост биопленок только 2 штаммов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Зайцев Е.М., Брицина М.В., Озерецковская М.Н., Мерцалова Н.У., Бажанова И.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SENSITIVITY OF BIOFILMS OF VACCINE AND FRESHLY ISOLATED BORDETELLA PERTUSSIS STRAINS TO ANTIBIOTICS

Aim. To study the sensitivity of biofilms of vaccine and freshly isolated strains of Bordetella pertussis to antibiotics.Materials and methods. Vaccine and freshly isolated strains of B. pertussis were used. Cultures of strains grown on dense nutrient medium were used as inoculate for biofilms production. The intensity of biofilm formation in round-bottomed polystyrene 96-well plates was estimated by staining with 0.1% gentian-violet solution. The following antibiotics were used in experiments: penicillins (ampicillin), cephalosporins (ceftriaxone), aminoglycosides (gentamicin), macrolides (erythromycin).Results. The highest resistance to antibiotics was demonstrated by the vaccine strain No. 305 and freshly isolated strain No. 211, sensitive only to erythromycin. Vaccine strain No. 703 was sensitive to gentamicin and ampicillin and showed resistance to erythromycin and ceftriaxone. Vaccine strain No. 475 was sensitive to all tested antibiotics. The Tohama 1 strain was resistant to ampicillin and sensitive to other antibiotics. Freshly isolated strains No. 178 and No. 162 were resistant to ceftriaxone and sensitive to gentamicin, erythromycin and penicillin. Minimal inhibitory concentrations of tested antibiotics ranged from 0.2 μg/ml to 5.0 μg/ml.Conclusion. These data indicate the heterogeneity of vaccine and freshly isolated strains of B. pertussis in sensitivity to antibiotics. The greatest activity was shown by erythromycin, which suppressed the growth of biofilms of 6 out of 7 strains. The least effective was ceftriaxone, which suppressed the growth of biofilms of only 2 strains.

Текст научной работы на тему «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ БИОПЛЕНОК ВАКЦИННЫХ И СВЕЖЕВЫДЕЛЕННЫХ ШТАММОВ BORDETELLA PERTUSSIS К АНТИБИОТИКАМ»

ORIGINAL RESEARCHES

© Коллектив авторов, 2020

Щ Check for updates

Чувствительность биопленок вакцинных и свежевыделенных штаммов Bordetella pertussis к антибиотикам

Зайцев Е.М.Н, Брицина М.В., Озерецковская М.Н., Мерцалова Н.У., Бажанова И.Г.

ФГБНУ «НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова», Москва, Россия

Цель. Изучение чувствительности биопленок вакцинных и свежевыделенных штаммов Bordetella pertussis к антибиотикам.

Материалы и методы. Использованы вакцинные и свежевыделенные штаммы B. pertussis. В качестве инокулята для получения биопленок использовали культуры штаммов, выращенные на плотной питательной среде. Интенсивность образования биопленок в круглодонных полистироловых 96-луночных планшетах оценивали окрашиванием 0,1% раствором генцианвиолета. В опытах использовали антибиотики следующих групп: пенициллины (ампициллин), цефалоспорины (цефтриаксон), аминогликозиды (гента-мицин), макролиды (эритромицин).

Результаты. Наиболее высокой устойчивостью к антибиотикам отличались вакцинный штамм № 305 и свежевыделенный штамм № 211, проявлявшие чувствительность только к эритромицину. Вакцинный штамм № 703 был чувствителен к гентамицину и ампициллину и проявлял резистентность к эритромицину и цефтриаксону. Вакцинный штамм № 475 был чувствителен ко всем испытанным антибиотикам. Штамм Tohama 1 был резистентен к ампициллину и чувствителен к остальным антибиотикам. Свежевыделенные штаммы № 178 и № 162 были устойчивы к цефтриаксону и чувствительны к гентамицину, эритромицину и ампициллину. Минимальные подавляющие концентрации использованных антибиотиков составляли 0,2-5 мкг/мл.

Заключение. Приведенные данные свидетельствуют о гетерогенности вакцинных и свежевыделенных штаммов B. pertussis по чувствительности к антибиотикам. Наибольшую активность проявлял эритромицин, подавлявший рост биопленок 6 из 7 штаммов. Наименее эффективным был цефтриаксон, подавлявший рост биопленок только 2 штаммов.

Ключевые слова: штаммы Bordetella pertussis; биопленки; чувствительность к антибиотикам.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Для цитирования: Зайцев Е.М., Брицина М.В., Озерецковская М.Н., Мерцалова Н.У., Бажанова И.Г. Чувствительность биопленок вакцинных и свежевыделенных штаммов Bordetella pertussis к антибиотикам. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; 97(6): 529-534. DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-3

Sensitivity of biofilms of vaccine and freshly isolated Bordetella pertussis strains to antibiotics

Eugene M. ZaytsevH, Marina V. Britsina, Maria N. Ozeretskovskaya, Natalia U. Mertsalova, Irina G. Bazhanova

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia

Aim. To study the sensitivity of biofilms of vaccine and freshly isolated strains of Bordetella pertussis to antibiotics.

Materials and methods. Vaccine and freshly isolated strains of B. pertussis were used. Cultures of strains grown on dense nutrient medium were used as inoculate for biofilms production. The intensity of biofilm formation in round-bottomed polystyrene 96-well plates was estimated by staining with 0.1% gentian-violet solution. The following antibiotics were used in experiments: penicillins (ampicillin), cephalosporins (ceftriaxone), aminoglycosides (gentamicin), macrolides (erythromycin).

Results. The highest resistance to antibiotics was demonstrated by the vaccine strain No. 305 and freshly isolated strain No. 211, sensitive only to erythromycin. Vaccine strain No. 703 was sensitive to gentamicin and ampicillin and showed resistance to erythromycin and ceftriaxone. Vaccine strain No. 475 was sensitive to all tested

Поступила 22.10.2019 Принята в печать 30.06.2020

ORIGINAL RESEARCHES

antibiotics. The Tohama 1 strain was resistant to ampicillin and sensitive to other antibiotics. Freshly isolated strains No. 178 and No. 162 were resistant to ceftriaxone and sensitive to gentamicin, erythromycin and penicillin. Minimal inhibitory concentrations of tested antibiotics ranged from 0.2 pg/ml to 5.0 pg/ml. Conclusion. These data indicate the heterogeneity of vaccine and freshly isolated strains of B. pertussis in sensitivity to antibiotics. The greatest activity was shown by erythromycin, which suppressed the growth of biofilms of 6 out of 7 strains. The least effective was ceftriaxone, which suppressed the growth of biofilms of only 2 strains.

Keywords: Bordetella pertussis strains; biofilms; antibiotic sensitivity. Acknowledgments. The study had no sponsorship.

Conflict of interest. The authors declare no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.

For citation: Zaytsev E.M., Britsina M.V., Ozeretskovskaya M.N., Mertsalova N.U., Bazhanova I.G. Sensitivity of biofilms of vaccine and freshly isolated Bordetella pertussis strains to antibiotics. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology = Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2020; 97(6): 529-534. (In Russ.).

DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-3

Received 22 October 2019 Accepted 30 June 2020

Введение

Эпидемический процесс коклюшной инфекции, несмотря на высокий уровень противококлюш-ной вакцинации, продолжается во многих странах мира. Ежегодно в мире регистрируется около 50 млн случаев заболевания коклюшем, около 300 тыс. детей погибает от него [1, 2]. Одной из вероятных причин роста заболеваемости коклюшем являются мутации в генах возбудителя, кодирующих основные факторы вирулентности Bordetella pertussis, что привело к появлению циркулирующих штаммов, отличающихся повышенной вирулентностью [3].

Фармакотерапия больных коклюшем остается актуальной проблемой и включает назначение этио-тропных, патогенетических и симптоматических препаратов. Ведущую роль в этиотропном лечении играют антибактериальные средства, прежде всего антибиотики. Наиболее эффективными принято считать антибиотики макролидного ряда: эритромицин, азитромицин, кларитромицин. Вместе с тем для лечения коклюша, в частности при неэффективности эритромицина, с успехом использовались и другие антибиотики (тетрациклинового ряда, пени-циллины, аминогликозиды, цефалоспорины и др.) [4]. Главными условиями эффективности антибио-тикотерапии коклюша являются правильный выбор антибиотика, его дозировка и длительность лечения. Чувствительность коклюшного микроба к антибиотикам в настоящее время оценивают в бульонных или агаровых культурах методами серийных разведений или с помощью диско-диффузионных методов. Однако в последние годы было установлено, что B. pertussis, как и другие виды бактерий, функционируют в виде биопленок на биотических и абиотических субстратах [5, 6]. Биопленочные формы бактерий отличаются от планктонных измененным спектром экспрессии генов и обладают повышенной устойчивостью к факторам внешней среды, в частности к антибиотикам. Установлено, что биопленки разных микроорганизмов могут быть в

100-1000 раз более устойчивы к антибиотикам, чем планктонные культуры [7]. Чувствительность биопленок B. pertussis к антибиотикам пока изучена недостаточно, по данной проблеме имеются лишь единичные публикации [8].

Цель работы заключалась в изучении чувствительности биопленок вакцинных и свежевыделен-ных штаммов B. pertussis к антибиотикам разных групп.

Материалы и методы

В опытах использовали две группы штаммов В. pertussis. Первую группу составили вакцинные штаммы, выделенные от больных коклюшем в 1950-1960-е гг., использующиеся в России для изготовления корпускулярных коклюшных вакцин: штамм № 475 (серовар 1.2.3), штамм № 305 (серовар 1.2.0), штамм № 703 (серовар 1.0.3), а также штамм Tohama 1 (серовар 1.2.0), выделенный в 1950-е гг. в Японии и широко использующийся в ряде стран при проведении генетических исследований и производстве коклюшных вакцин. Во вторую группу были включены штаммы, выделенные в РФ от больных коклюшем в 2001-2010 гг.: штамм № 178 (серовар 1.2.0), штамм № 162 (серовар 1.0.3) и штамм № 211 (серовар 1.2.3) [9]. В опытах использовали антибиотики групп пенициллинов (ампициллин), цефалоспоринов (цефтриаксон), аминогликозидов (гентамицин), макролидов (эритромицин).

В качестве инокулята для получения биопленок применяли ночные культуры штаммов, выращенных на плотной питательной среде «Бордетел-агар» (Питательная среда для культивирования и выделения коклюшного микроба сухая, ФБУН ГНЦ ПМБ). Для получения биопленок суспензию бактерий культивировали в 96-луночных пластиковых планшетах («Nunc») в жидкой синтетической питательной среде в соответствии с ранее описанным методом [9]. Культуры штаммов в жидкой синтетической питательной среде в концентрации 1,25, 2,5

ЖУРНАЛ МИКРОБИОЛОГИИ, ЭПИДЕМИОЛОГИИ И ИММУНОБИОЛОГИИ. 2020; 97(6)

DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-3

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

и 5,0 международных оптических единиц (МОЕ) в объеме 100 мкл вносили в лунки планшетов. После этого в лунки вносили по 100 мкл питательной среды, содержащей испытуемые антибиотики в концентрации 0,2, 1 и 5 мкг/мл. В контрольные пробы антибиотики не добавляли.

После окрашивания биопленок в планшетах 0,1% раствором генцианвиолета оценивали их интенсивность по отношению оптической плотности (ОП) окрашенного растворителя биопленки к негативному контролю (ОП питательной среды = 0,048 ± 0,003). Выделяли следующие группы: плотные (ОП > 0,192), умеренные (0,096 < ОП < 0,192) биопленки, слабые/отсутствие биопленок (ОП < 0,096) [9].

Результаты оценивали по значениям минимальной подавляющей концентрации (МПК, мкг/мл), которую определяли как минимальную концентрацию антибиотиков, подавляющую рост биопленочных культур. Для достоверного обсчета результатов использовали 4 лунки на один опытный образец и рассчитывали среднюю величину ОП опытного образца и удвоенную ошибку. Сравнения проводили по критерию Стьюдента [10].

Результаты

Результаты исследования чувствительности вакцинных и свежевыделенных штаммов B. pertussis к антибиотикам приведены в таблице. Для определения МПК антибиотиков необходимо было выбрать оптимальную стартовую посевную дозу микробных клеток.

Контрольные культуры исследованных штаммов различались по интенсивности образования биопленок в зависимости от посевной дозы. При посевной дозе 5 МОЕ 5 из 7 штаммов формировали плотные биопленки, а 2 штамма — умеренные. При посевной дозе 2,5 МОЕ плотные биопленки формировали 2 штамма, а 5 штаммов — умеренные. При дозе 1,25 МОЕ только 1 штамм формировал плотную биопленку, а остальные 6 — умеренные или слабые. В связи с этим чувствительность штаммов к антибиотикам оценивали при посевной дозе 5 МОЕ/мл. Вакцинный штамм Tohama 1 проявлял чувствительность к гентамицину и эритромицину с МПК 5 мкг/мл и цефтриаксону с МПК 1 мкг/мл. По отношению к ампициллину этот штамм был устойчивым с ростом умеренных биопленок с МПК 0,2 и 1 мкг/мл и слабых биопленок — с 5 мкг/мл. Вакцинный штамм № 475 был чувствительным к гентамицину с МПК 0,2 мкг/мл, а также к эритромицину, цефтриаксону и ампициллину с МПК 5 мкг/мл. Вакцинный штамм № 305 был чувствителен только к эритромицину с МПК 5 мкг/мл и устойчив к остальным трем антибиотикам. Вакцинный штамм № 703 был чувствительным к гентамицину и ампициллину с МПК 5 мкг/мл и устойчивым к эритромицину и цефтриаксону. Свежевыделенный штамм № 162 проявлял

чувствительность к гентамицину c МПК 1 мкг/мл, а к эритромицину и ампициллину — с МПК 5 мкг/мл. Свежевыделенный штамм № 178 был чувствителен к гентамицину, эритромицину и ампициллину с МПК 5 мкг/мл. К цефриаксону штаммы № 162 и № 178 были устойчивы и формировали биопленки различной интенсивности — от умеренных до плотных — при всех использованных концентрациях антибиотика. Свежевыделенный штамм № 211 был чувствительным только к эритромицину с МПК 5 мкг/мл и проявлял устойчивость к гентамицину, цефтриаксону и ампициллину.

Обсуждение

Нами исследована чувствительность биопленок основных сероваров вакцинных и свежевыделенных штаммов коклюшного микроба к различным антибиотикам. В результате проведенных исследований были разработаны оптимальные условия оценки чувствительности биопленочных форм B. pertussis к антибиотикам разных групп. Интенсивность образования биопленок штаммами зависела от стартовой посевной дозы микробных клеток и концентрации антибиотиков. В качестве оптимальной посевной дозы микробных клеток была выбрана доза 5 МОЕ/мл, при использовании которой большинство штаммов формировали плотные биопленки при отсутствии в питательной среде антибиотиков.

Выявлены определенные различия между биопленками исследованных штаммов по чувствительности к антибиотикам. Наиболее высокой устойчивостью к антибиотикам отличались вакцинный штамм № 305 и свежевыделенный штамм № 211, проявлявшие чувствительность только к эритромицину. Вакцинный штамм № 703 был чувствителен к гентамицину и ампициллину и проявлял резистентность к эритромицину и цефтриаксону. Вакцинный штамм № 475 был чувствителен ко всем испытанным антибиотикам. Штамм Tohama 1 был резистентен к ампициллину и чувствителен к остальным антибиотикам. Свежевыделенные штаммы № 178 и № 162 были устойчивы к цефтриаксону и чувствительны к гентамицину, эритромицину и ампициллину. В доступной литературе имеются отдельные указания на возможность более высокой антибиотикоре-зистентности биопленок свежевыделенных штаммов коклюшного микроба по сравнению с вакцинными [8]. Полученные нами результаты указывают на отсутствие существенных различий между исследованными вакцинными и свежевыделенными штаммами по чувствительности к антибиотикам.

Полученные результаты указывают на гетерогенность исследованных нами вакцинных и свеже-выделенных штаммов B. pertussis по чувствительности к антибиотикам. При этом высокая чувствительность штаммов к определенным антибиотикам сочеталась с резистентностью к антибиотикам дру-

ORIGINAL RESEARCHES

Влияние антибиотиков на рост биопленок (ОП) разных штаммов B. pertussis при посевной дозе 5 МОЕ (M ± m) Effect of antibiotics on the growth of biofilms (OD values) of different of B. pertussis strains at a seeding dose of 5 IOU (M ± m)

Штаммы B. pertussis / Strains of B. pertussis

Доза антибиотика Dose of antibiotic вакцинные / vaccine свежевыделенные / freshly isolated

Tohama 1 475 305 703 162 211 178

Контроль Control

Умеренная Moderate 0,097 ± 0,015

Гентамицин / Gentamicin

5 мкг/мл 5 pg/ml

1 мкг/мл 1 pg/ml

0,2 мкг/мл 0.2 pg/ml

Нет No

0,096 ± 0,003

Умеренная Moderate 0,173 ± 0,008

Плотная Dense 0,224 ± 0,020

Эритромицин / Erythromycin

5 мкг/мл 5 pg/ml

1 мкг/мл 1 pg/ml

0,2 мкг/мл 0.2 pg/ml

Цефтриаксон / Сeftriaxone

5 мкг/мл 5 pg/ml

1 мкг/мл 1 pg/ml

0,2 мкг/мл 0.2 pg/ml

Ампицилин / Аmpicillin

5 мкг/мл 5 pg/ml

1 мкг/мл 1 pg/ml

0,2 мкг/мл 0.2 pg/ml

Плотная Dense 0,337 ± 0,96

Нет No

Плотная Dense 0,248 ± 0,013

Слабая Weak

0,064 ± 0,002 0,108 ± 0,004

Нет No

Умеренная Moderate

0,073 ± 0,005 0,172 ± 0,026

Нет No

Умеренная Moderate

0,086 ± 0,003 0,180 ± 0,021

Нет No

0,058 ± 0,006

Умеренная Moderate 0,117 ± 0,006

Умеренная Moderate 0,152 ± 0,003

Нет No

0,089 ± 0,012

Нет No

0,096 ± 0,026

Умеренная Moderate 0,159 ± 0,026

Слабая Weak 0,100 ± 0,007

Умеренная Moderate 0,112 ± 0,004

Умеренная Moderate 0,180 ± 0,021

Нет No

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,095 ± 0,004

Умеренная Moderate 0,134 ± 0,007

Умеренная Moderate 0,135 ± 0,003

Нет No

0,081 ± 0,012

Умеренная Moderate 0,158 ± 0,025

Умеренная Moderate 0,171 ± 0,029

Нет No

0,051 ± 0,001

Умеренная Moderate 0,185 ± 0,020

Плотная Dense 0,219 ± 0,028

Нет No

0,091 ± 0,003

Плотная Dense 0,216 ± 0,011

Плотная Dense 0,256 ± 0,031

Умеренная Moderate 0,154 ± 0,012

Умеренная Moderate 0,154 ± 0,012

Умеренная Moderate 0,171 ± 0,027

Умеренная Moderate 0,112 ± 0,026

Умеренная Moderate 0,162 ± 0,009

Плотная Dense 0,219 ± 0,023

Умеренная Moderate 0,120 ± 0,010

Нет No

0,074 ± 0,005

Умеренная Moderate 0,116 ± 0,009

Умеренная Moderate 0,151 ± 0,003

Слабая Weak 0,100 ± 0,010

Слабая Weak 0,100 ± 0,004

Умеренная Moderate 0,180 ± 0,009

Слабая Weak 0,101 ± 0,008

Умеренная Moderate 0,154 ± 0,023

Плотная Dense 0,214 ± 0,018

Нет No

0,055 ± 0,003

Плотная Dense 0,202 ± 0,028

Плотная Dense 0,228 ± 0,015

Плотная Dense

Плотная Dense

0,257 ± 0,064 0,345 ± 0,082

Нет No

Умеренная Moderate

0,067 ± 0,001 0,112 ± 0,002

Нет No

Умеренная Moderate

0,078 ± 0,004 0,140 ± 0,015

Умеренная Moderate

Умеренная Moderate

0,112 ± 0,016 0,147 ± 0,017

Нет No

0,071 ± 0,005

Умеренная Moderate 0,154 ± 0,011

Умеренная Moderate 0,175 ± 0,011

Умеренная Moderate 0,112 ± 0,002

Плотная Dense 0,189 ± 0,025

Плотная Dense 0,240 ± 0,041

Нет No

0,056 ± 0,003

Умеренная Moderate 0,151 ± 0,049

Плотная Dense 0,197 ± 0,039

Нет No

0,057 ± 0,004

Умеренная Moderate 0,162 ± 0,005

Умеренная Moderate 0,130 ± 0,010

Слабая Weak 0,101 ± 0,009

Умеренная Moderate 0,127 ± 0,014

Умеренная Moderate 0,126 ± 0,020

Умеренная Moderate 0,184 ± 0,060

Умеренная Moderate 0,170 ± 0,039

Умеренная Moderate 0,187 ± 0,056

Плотная Dense 0,222 ± 0,011

Нет No

0,095 ± 0,007

Умеренная Moderate 0,120 ± 0,012

Умеренная Moderate 0,131 ± 0,013

Нет No

0,081 ± 0,002

Умеренная Moderate 0,174 ± 0,022

Умеренная Moderate 0,144 ± 0,009

Умеренная Moderate 0,124 ± 0,014

Умеренная Moderate 0,132 ± 0,002

Умеренная Moderate 0,150 ± 0,010

Нет No

0,065 ± 0,002

Умеренная Moderate 0,133 ± 0,017

Умеренная Moderate 0,126 ± 0,026

Примечание. Различия между значениями ОП культур с отсутствием, слабыми, умеренными и плотными биопленками статистически достоверны (р < 0,001).

Note. Differences between the OD values for cultures with no, weak, moderate and dense biofilms are statistically significant (p < 0.001).

гих групп. Необходимо отметить высокие МПК антибиотиков для биопленок. МПК гентамицина составляла 0,2 мкг/мл для штамма № 475, 1 мкг/мл для штамма № 162 и 5 мкг/мл для штаммов Tohama 1, № 703 и № 178. МПК эритромицина и ампициллина составляли 5 мкг/мл для всех чувстви-

тельных к этим антибиотикам штаммов. МПК цефтриаксона для штаммов Tohama 1 и № 475 составляли 1 и 5 мкг/мл соответственно. В целом МПК использованных антибиотиков составляли от 0,2 до 5 мкг/мл. По данным литературы, МПК для планктонных культур коклюшного

ЖУРНАЛ МИКРОБИОЛОГИИ, ЭПИДЕМИОЛОГИИ И ИММУНОБИОЛОГИИ. 2020; 97(6)

DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-3

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

микроба, определенные традиционными методами, составляют: эритромицин — 0,1-0,125 мкг/мл, ампициллин — 0,12-0,5 мкг/мл, гентамицин — 0,06-0,5 мкг/мл, цефтриаксон — 0,19 мкг/мл [11, 12]. Таким образом, биопленочные культуры B. pertussis отличаются более высокой устойчивостью к антибиотикам по сравнению с планктонными культурами.

Результаты проведенных исследований позволяют также сделать определенные выводы об эффективности исследованных антибиотиков по отношению к биопленочным культурам. Наибольшую активность проявлял эритромицин, подавлявший рост биопленок большинства исследованных штаммов. Только вакцинный штамм № 703 проявлял устойчивость к этому препарату. Эти результаты согласуются с данными других авторов о том, что эритромицин проявляет наиболее высокую активность in vitro по отношению к возбудителю коклюша [11, 13, 14]. К гентамицину были чувствительны 5 штаммов, а к ампициллину — 4 штамма. Наименее эффективным был цефтриаксон, подавлявший рост биопленок только 2 штаммов.

Механизмы повышенной устойчивости биопленок B. pertussis к антибиотикам до конца не изучены и могут быть связаны с рядом факторов, среди которых можно отметить особенности строения ма-трикса [5]. Полученные нами результаты указывают на целесообразность дальнейшего исследования чувствительности биопленок B. pertussis к антибиотикам и выяснения механизмов их высокой анти-биотикорезистентности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Kapil P., Merkel T.J. Pertussis vaccines and protective immunity. Curr. Opin. Immunol. 2019; 59: 72-8. https://doi.org/10.1016/jxoi.2019.03.006

2. Barkoff A.M., He Q. Molecular epidemiology of Bordetella pertussis. Adv. Exp. Med. Biol. 2019; 1183: 19-33. https://doi.org/10.1007/5584_2019_402

3. Борисова О.Ю., Гадуа Н.Т., Пименова А.С., Петрова М.С., Попова О.П., Алешкин В.А. и др. Структура популяции штаммов возбудителя коклюша на территории России. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016; 15(4): 22-8.

4. Kilgore P.E., Salim A.M., Zervos M.J., Schmitt H.J. Pertussis: microbiology, disease, treatment, and prevention. Clin. Microbiol. Rev. 2016; 29(3): 449-86. https://doi.org/10.1128/CMR.00083-15

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Cattelan N., Dubey P., Arnal L., Yantorno O.M., Deora R. Bordetella biofilms: a lifestyle leading to persistent infections. Pa-thog. Dis. 2016; 74(1): ftv108. https://doi.org/10.1093/femspd/ftv108

6. Dorji D., Ross M.G., Singh A.K., Ramsay J.P., Price P., Lee S. Immunogenicity and protective potential of Bordetella pertussis biofilm and its associated antigens in a murine model. Cell Immunol. 2019; 337: 42-7. https://doi.org/10.1016/j.cellimm.2019.01.006

7. Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Бактериальные биопленки как естественная форма существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011; 88(3): 99-109.

8. Dorji D., Graham R.M., Richmond P., Keil A., Mukkur T.K. Biofilm forming potential and antimicrobial susceptibility of newly emerged Western Australian Bordetella pertussis clinical isolates. Biofouling. 2016; 32(9): 1141-52. https://doi.org/10.1080/08927014.2016.1232715

9. Зайцев Е.М., Брицина М.В., Озерецковская М.Н., Мерцалова Н.У., Бажанова И.Г. Образование биопленок свежевы-деленными и вакцинными штаммами Bordetella pertussis разных сероваров. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 96(5): 47-50. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-5-47-50

10. Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Ленинград; 1962.

11. Борисова О.Ю., Алёшкин А.В., Ивашинникова Г.А., Донских Е.Е., Постникова Е.А., Алёшкин В.А. Чувствительность штаммов Bordetella pertussis к антибактериальным препаратам. Детские инфекции. 2013; 12(2): 46-50.

12. Lonnqvist E., Barkoff A.M., Mertsola J. Antimicrobial susceptibility testing of Finnish Bordetella pertussis isolates collected during 2006-2017. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2018; 14: 12-6. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2018.02.012

13. Hua C.Z., Wang H.J., Zhang Z., Tao X.F., Li J.P., Mi Y.M., et al. In vitro activity and clinical efficacy of macrolides, cefope-razone-sulbactam and piperacillin/piperacillin-tazobactam against Bordetella pertussis and the clinical manifestations in pertussis patients due to these isolates: A single-centre study in Zhejiang Province, China. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2019; 18: 47-51. https://doi.org/10.1016/jjgar.2019.01.029

14. Jakubü V., Zavadilova J., Fabianova K., Urbaskova P. Minimum inhibitory concentrations of erythromycin and other antibiotics for Czech strains of Bordetella pertussis. Epidemiol. Mikrobiol. Imunol. 2015; 64(1): 12-5.

REFERENCES

1. Kapil P., Merkel T.J. Pertussis vaccines and protective immunity. Curr. Opin. Immunol. 2019; 59: 72-8. https://doi.org/10.1016/j.coi.2019.03.006

2. Barkoff A.M., He Q. Molecular epidemiology of Bordetella pertussis. Adv. Exp. Med. Biol. 2019; 1183: 19-33. https://doi.org/10.1007/5584_2019_402

3. Borisova O.Yu., Gadua N.T., Pimenova A.S., Petrova M.S., Popova O.P., Aleshkin V.A., et al. Structure of population of strains of the Bordetella pertussis in the Russia. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2016; 15(4): 22-8. (in Russian)

4. Kilgore P.E., Salim A.M., Zervos M.J., Schmitt H.J. Pertussis: microbiology, disease, treatment, and prevention. Clin. Microbiol. Rev. 2016; 29(3): 449-86. https://doi.org/10.1128/CMR.00083-15

5. Cattelan N., Dubey P., Arnal L., Yantorno O.M., Deora R. Bor-detella biofilms: a lifestyle leading to persistent infections. Pa-thog. Dis. 2016; 74(1): ftv108. https://doi.org/10.1093/femspd/ftv108

6. Dorji D., Ross M.G., Singh A.K., Ramsay J.P., Price P., Lee S. Immunogenicity and protective potential of Bordetella pertussis biofilm and its associated antigens in a murine model. Cell Immunol. 2019; 337: 42-7. https://doi.org/10.1016/j.cellimm.2019.01.006

7. Romanova Yu.M., Gintsburg A.L. Bacterial biofilms as a natural form of existence of bacteria in the environment and host organism. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobi-ologii. 2011; 88(3): 99-109. (in Russian)

8. Dorji D., Graham R.M., Richmond P., Keil A., Mukkur T.K. Biofilm forming potential and antimicrobial susceptibility of newly emerged Western Australian Bordetella pertussis clinical isolates. Biofouling. 2016; 32(9): 1141-52. https://doi.org/10.1080/08927014.2016.1232715

9. Zaytsev E.M., Britsina M.V., Ozeretskovskaya M.N., Mertsa-lova N.U., Bazhanova I.G. The biofilm formation of freshly

ORIGINAL RESEARCHES

isolated and vaccine strains of Bordetella pertussis of different serotypes. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobio-logii. 2019; 96(5): 47-50.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-5-47-50 (in Russian)

10. Ashmarin I.P., Vorob'ev A.A. Statistical Methods in Microbiological Research [Statisticheskie metody v mikrobiologicheskikh issledovaniyakh]. Leningrad; 1962. (in Russian)

11. Borisova O.Yu., Aleshkin A.V., Ivashinnikova G.A., Dons-kikh E.E., Postnikova E.A., Aleshkin V.A. Susceptibility of Bordetella pertussis strains to antibacterial preparations. Det-skie infektsii. 2013; 12(2): 46-50. (in Russian)

12. Lonnqvist E., Barkoff A.M., Mertsola J. Antimicrobial susceptibility testing of Finnish Bordetella pertussis isolates collected

Информация об авторах

Зайцев Евгений Михайлович — д.м.н., зав. лаб. иммуномодуляторов ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, Москва, Россия.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0002-4813-9074. E-mail: pertussis@yandex.ru Брицина Марина Васильевна — к.б.н., в.н.с. лаб. иммуномодуляторов ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, Москва, Россия.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0002-3044-0790.

Озерецковская Мария Николаевна — к.м.н., в.н.с. лаб. иммуномодуляторов ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, Москва, Россия.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0001-9809-4217.

Мерцалова Наталья Устиновна — к.б.н., в.н.с. лаб. иммуномодуляторов ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, Москва, Россия.

ORCID ID: http://www.orcid.org/ 0000-0002-9072-2538. Бажанова Ирина Глебовна — к.б.н., в.н.с. лаб. иммуномодуляторов ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, Москва. Россия.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0003-1404-1498. Участие авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.

during 2006-2017. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2018; 14: 12-6. https://doi.oig/10.1016/jjgar.2018.02.012

13. Hua C.Z., Wang H.J., Zhang Z., Tao X.F., Li J.P., Mi Y.M., et al. In vitro activity and clinical efficacy of macrolides, cefop-erazone-sulbactam and piperacillin/piperacillin-tazobactam against Bordetella pertussis and the clinical manifestations in pertussis patients due to these isolates: A single-centre study in Zhejiang Province, China. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2019; 18: 47-51. https://doi.org/10.1016/jjgar.2019.01.029

14. Jakubu V., Zavadilova J., Fabianova K., Urbaskova P. Minimum inhibitory concentrations of erythromycin and other antibiotics for Czech strains of Bordetella pertussis. Epidemiol. Mikrobiol. Imunol. 2015; 64(1): 12-5.

Information about the authors

Eugene M. Zaytse^ — D. Sci. (Med.), Head, Laboratory of immunomodulators, I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0002-4813-9074. E-mail: pertussis@yandex.ru

Marina V. Britsina — PhD (Biol.), leading researcher, Laboratory of immunomodulators, I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia.

ORCID ID: http://www.orcid.org/ORCID 0000-0002-3044-0790.

Maria N. Ozeretskovskaya — PhD (Med.), leading researcher, Laboratory of immunomodulators, I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia. ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0001-9809-4217.

Natalia U. Mertsalova — PhD (Biol.), leading researcher, Laboratory of immunomodulators, I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0002-9072-2538. Irina G. Bazhanova — PhD (Biol.), senior researcher, Laboratory of immunomodulators, I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera, Moscow, Russia.

ORCID ID: http://www.orcid.org/0000-0003-1404-1498. Contribution: the authors contributed equally to this article.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.