CC BY
8
на территории Самарской области // Карельский научный журнал. 2016. № 3 (16). С. 63-65.
3. Нехаев С.Г., Мельник Л.В. Актуальные аспекты геморрагической лихорадки с почечным синдромом (обзор литературы) // Вестник новых медицинских технологий. 2018. № 1. С. 151-158.
4. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Самарской области в 2020 году. Государственный доклад. Самара, 2021. С. 130-133.
5. Ткаченко Е.А., Дзагурова Т.К., Бернштейн
A.Д., Коротина Н.А., Окулова Н.М., Мутных Е.С., Иванов А.П., Ишмухаметов А.А., Юничева Ю.В., Пиликова О.М., Морозов В.Г., Транквилевский Д.В., Городин В.Н., Бахтина В.А., Соцкова С.Е. Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (история, проблемы и перспективы изучения) // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016. № 15 (3). С. 23-34.
6. Транквилевский Д.В., Царенко В.А., Жуков
B.И. Современное состояние эпизоотологического мониторинга за природными очагами инфекций в Российской Федерации // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2016. № 2. C. 19-24.
7. Транквилевский Д.В. Об инфицированно-сти мелких млекопитающих возбудителями зоонозов в Российской Федерации // Здоровье населения и среда обитания. 2016. № 10 (283). C. 53-56.
na territorii Samarskoj oblasti // Karel'skij nauchnyj zhurnal. 2016. № 3 (16). S. 63-65.
3. Nekhaev S.G., Mel'nik L.V. Aktual'nye aspekty gemorragicheskoj lihoradki s pochechnym sindromom (obzor literatury) // Vestnik novyh medicinskih tekhnologij. 2018. № 1. S. 151-158.
4. O sostoyanii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya v S amarskoj oblasti v 2020 godu. Gosudarstvennyj doklad. Samara, 2021. S. 130-133.
5. Tkachenko E.A., Dzagurova T.K., Bernshtejn A.D., Korotina N.A., Okulova N.M., Mutnyh E.S., Ivanov A.P., Ishmuhametov A.A., Yunicheva Yu.V., Pilikova O.M., Morozov V.G., Trankvilevskij D.V., Gorodin V.N., Bahtina V.A., Sockova S.E. Gemorragicheskaya lihoradka s pochechnym sindromom (istoriya, problemy i perspektivy izucheniya) // Epidemiologiya i vakcinoprofilaktika. 2016. № 15 (3). S. 23-34.
6. Trankvilevskij D.V., Carenko V.A., Zhukov V.I. Sovremennoe sostoyanie epizootologicheskogo monitoringa za prirodnymi ochagami infekcij v Rossijskoj Federacii // Medicinskaya parazitologiya i parazitarnye bolezni. 2016. № 2. C. 19-24.
7. Trankvilevskij D.V. Ob inficirovannosti melkih mlekopitayushchih vozbuditelyami zoonozov v Rossijskoj Federacii // Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya. 2016. № 10 (283). S. 53-56.
Архипова Светлана Валерьевна - руководитель Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; Аржанова Вера Владимировна - начальник отдела эпидемиологического надзора Управления Роспотребнадзора по Самарской области.
Чупахина Людмила Владимировна - главный врач; Вандышева Татьяна Владимировна - заместитель главного врача по эпидемиологическим вопросам; ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Самарской области».
УДК 576.775
Базанова Л.П., Токмакова Е.Г., Воронова Г.А.
ФКУЗ «Иркутский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора, Иркутск, Россия
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ЧУМНОГО МИКРОБА НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ИНФИЦИРОВАННЫХ БЛОХ FRONTOPSYLLA HETERA И ФОРМИРОВАНИЕ У НИХ БИОПЛЕНКИ
Проведено сравнительное исследование жизнеспособности блох Frontopsylla hetera, незараженных (контроль) и инфицированных культурами возбудителя чумы, выращенными при температурах 28 и 37 °С, а также формирования биопленки в их организме. Инфицировали насекомых четырехплазмидным штаммом И-3618, типичным для Тувинского природного очага чумы. Различий в показателях смертности и алиментарной активности блох не обнаружено. Формирование биопленки почти в шесть раз чаще происходило у F. hetera, инфицированных культурой, выращенной при 28 °С (F = 27,39; P < 0,001). В этой связи существует
© Базанова Л.П., Токмакова Е.Г., Воронова Г.А., 2021
ISSN2221-7711 Национальные приоритеты России. 2021. № 3 (42)
вероятность большей активизации F. hetera как переносчика при инфицировании возбудителем от зимоспя-щих хозяев в состоянии спячки.
Ключевые слова: чумной микроб, температура культивирования, блоха, биопленка.
BazanovaL.P., TokmakovaE.G., Voronova G.A.
Irkutsk Antiplague Research Institute of Siberia and Far East, Irkutsk, Russia
THE TEMPERATURE EFFECT OF PLAGUE MICROBE CULTIVATION ON THE INFECTED FRONTOPSYLLA HETERA FLEAS VIABILITY AND BIOFILM PRODUCTION
Conducted a research study of the Frontopsylla hetera viability, uninfected (control) in comparison with infected by plague causative agent cultures, grown at 28 °С and 37 °С respectively, and also a process of biofilm production in their organisms was studied. All insects have been infected by Y-3618 four-plasmid strain, which is typical for Tuva natural focus of plague. There were no differences between death rate and trophic activity. Biofilm production was at six times more frequently to F. hetera, infected by culture grown at 28 °С (F =27,39; P < 0,001). Achieve that, it is high possibility of F. Hetera being a vector of disease from a hibernator host.
Keywords: plague microbe, incubation temperature, flea, biofilm.
Жизнеспособность имаго блох (алиментарная активность и смертность) - немаловажный показатель возможности эктопаразитов заражаться возбудителем чумы при кровосо-сании, сохранять и передавать микроб. По современным представлениям, чумной микроб, размножаясь в пищеварительном тракте блохи, способен образовывать массивную биопленку - блок, что обеспечило становление трансмиссивного пути передачи возбудителя [12]. В Тувинском природном очаге чумы блоха Frontopsylla hetera относится к мало специфичным видам, способна паразитировать на широком круге прокормителей. В четырех из восьми популяций длиннохвостого суслика входит в число массовых видов его блох [6]. Блохи рода Frontopsylla отнесены по активности передачи Yersinia pestis в эксперименте к малоактивным (F. elatoides) или неспособным к передаче чумного микроба (F. elata caucasica) видам [4]. В Тувинском очаге чумы с блохами F. hetera проведены три опыта: первый на белых мышах, второй на длиннохвостых сусликах [7], третий на монгольских пищухах [3]. Всего использовано 659 блох. В опытах с F. hetera не наблюдали блокообразо-вания и не регистрировали передачи ими чумного микроба, но при этом выявляли формирование у блох бактериальных «глыбок» [3], что свидетельствует о возможности чумного микроба размножаться и накапливаться в организме блох рода Frontopsylla. В работе Г.А.
Вороновой [7] отмечена также способность F. hetera сохранять возбудитель чумы до 78 суток после заражения (срок наблюдения) при паразитировании на длиннохвостом суслике.
Цель работы - изучение влияния температуры культивирования (28 и 37 °С) возбудителя чумы на алиментарную активность и смертность зараженных им F. hetera, а также частоту формирования бактериальных конгломератов (биопленки) в организме блох.
Материалы и методы. Для заражения F. hetera использовали четырехплазмидный штамм И-3618, выделенный от длиннохвостого суслика в Тувинском природном очаге, который выращивали на пластинках агара Хот-тингера с добавлением 5 % крови морской свинки при двух температурных режимах: 28 и 37 °С в течение 48 час. Полученные культуры использовали для приготовления заражающей смеси из равных объемов бактериальной взвеси концентрацией 2 млрд клеток и дефибрини-рованной крови морской свинки. Одновременно были поставлены опыты с тремя группами эктопаразитов. Две группы заражали на биомембране культурой Y. pestis:
1) выращенной при 28 °С - 95 особей с исходной зараженностью 78,6 %;
2) инкубированной при 37 °С - 77 особей с исходной зараженностью 53,8 %.
Одновременно на биомембране смесью крови и изотонического раствора хлорида натрия накормили контрольную группу насе-
комых, 57 пивших блох взяли в опыт. Подкормки блох проводили через двое-трое суток, между подкормками содержали в прокаленном песке при температуре 18-20 °С. В качестве показателя алиментарной активности и смертности принимали долю пивших и мертвых блох, учитываемых после каждой подкормки. Формирование биопленки чумного микроба в виде бактериальных «глыбок» регистрировали при просмотре под микроскопом напившихся блох после подкормки. По всем трем исследуемым показателям в анализ взяты средние за подкормку доли блох.
Статистическую обработку провели общепринятыми методами [9] с применением программы «Excel». Влияние фактора «температура культивирования» на изучаемые показатели оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа.
Результаты и обсуждение. После заражения F. hetera проведено по 8 подкормок каждой группы блох. Опыт продолжался с 15 июня по 12 июля. Результаты опыта приведены в таблице.
Таблица
Результаты заражения F. hetera Y. pestis, культивированной при разной температуре
Условия опыта Группы блох Доля блох за подкормку, %
пивших погибших с «глыбками»
37 °С I 82,6±3,79 5,0±1,81 2,4±0,81
28 °С II 84,2±2,22 5,3±0,99 13,9±2,05
Контроль 84,0±2,74 5,4±1,35 0
Средние за подкормку показатели смертности и алиментарной активности блох между группами F. hetera близки по значению. Кровососание зараженных и интактных имаго происходило с одинаковой активностью, то есть чумной микроб не вызывал у особей этого вида блох повышения алиментарной активности, как это отмечено у специфичных паразитов длиннохвостого суслика - блох Citel-lophilus tesquorum altaicus [10].
В.С. Ващенком с соавт. [5] установлена зависимость между смертностью блох Cal-lopsylla caspia и способом их заражения: на животном с бактериемией, на биомембране культурой, выращенной при 37 или при 28 °С. В первых двух случаях смертность зараженных блох была выше, чем контрольных. Но в экспериментах, проведенных в Тувинском природном очаге, эта закономерность не подтвердилась: сравнение средней доли погибших за подкормку блох Paradoxopsyllus scorodu-movi и Paramonopsyllus scalonae, зараженных штаммами алтайского и основного подвидов разными способами: на бактериемийном зверьке и на биомембране культурой, инкубированной при 28 °С, не выявило каких-либо различий [11], а при инфицировании Citellophilus tesquorum местными четырех-плазмидными штаммами на длиннохвостых сусликах [1], отмечена очень высокая выжива-
емость эктопаразитов. Все самки, взятые в опыт, оставались живыми до 8, а в некоторых случаях и до 13 суток. Контрольную группу не вели, но 100 %-ная выживаемость свыше недели ожидаема скорее у незаражённых насекомых. К 26-28 суткам сохранились живыми 70-72 % самок. В то же время, другие авторы приводят данные о повышенной гибели блох X. cheopis после искусственного заражения дикими штаммами Y. pestis, предварительно выращенными при 26-28 °С, в сравнении с незаражёнными [13]. У блох F. hetera в этом опыте влияния культуры Y. pestis на гибель подопытных насекомых не выявлено. Средняя за подкормку доля погибших блох среди контрольной группы была даже несколько выше, чем у зараженных эктопаразитов (табл.). Предполагается, что смертность инфицированных чумой блох, кроме способа заражения, определяется их видовой, вернее даже, попу-ляционной принадлежностью, особенностями штаммов возбудителя и их взаимной адаптацией [11].
При этом формирование бактериальных глыбок значительно активнее (почти в шесть раз) происходило у особей F. hetera, инфицированных культурой, выращенной при 28 °С (см. табл.). Влияние температуры инкубирования чумного микроба на формирование биопленки в организме инфицированных им блох
ISSN2221-7711 Национальные приоритеты Pоссии. 2021. № 3 (42)
достоверно в высокой степени (F = 27,39; P < 0,001). Полученные данные подтверждают выводы ряда исследователей о том, что темпе-ратурозависимая (до 26 °С) регуляция образования биопленки играет важную роль в биологии возбудителя на стадии существования в беспозвоночных животных и во внешней среде [8]. Хотя недавними исследованиями установлено, что максимальная продукция основного компонента биопленки поли-Ы-ацетилглюко-замина (PNAG) у вирулентных штаммов Y. pestis дикого типа имеет место при 37 °C и признак пигментсорбции не всегда соотносится с производством PNAG, несмотря на широко распространенное использование в качестве индикатора производства биопленки [14].
Результаты опыта позволяют предположить, что роль отдельных видов блох в перси-стенции чумы недооценена. Экстраполируя на ситуацию, происходящую в природе, можно считать, что некоторые блохи, в частности
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Базанова Л.П., Вержуцкий Д.Б., Токмакова Е.Г. Влияние прокормителя на частоту блокообра-зования у самок и самцов Citellophilus tesquorum al-taicus Ioff, 1936 ( Siphonaptera: Ceratophyllidae) и передачу ими чумного микроба // Паразитология. 2012. Т. 46, № 2. С. 91-97.
2. Базанова Л.П., Воронова Г.А., Токмакова Е.Г. Трансмиссия возбудителя чумы блохами Fron-topsylla luculenta luculenta (Jordan et Rothschild, 1923), их алиментарная активность и смертность // Проблемы особо опасных инфекций. 2007. Вып. 94, № 2. С. 16-20.
3. Базанова Л.П., Климов В.Т. Взаимоотношения блох монгольской пищухи Тувы с возбудителем чумы основного и алтайского подвидов // Успехи медицинской энтомологии и акарологии в СССР : материалы X съезда Всесоюзн. энтомол. общества. Л. : Изд-во Зоол. ин-та АН СССР, 1990. С. 3-4.
4. Ващенок В.С. Блохи (Siphonaptera) - переносчики возбудителей болезней человека и животных. Л. : Наука, 1988. 163 с.
5. Ващенок В.С., Дегтярёва Л.В., Щедрин В.И. Влияние чумного микроба полёвочьего подвида на жизнеспособность блох Callopsylla caspia // Паразитология. 1992. Т. 26, № 2. С. 105-113.
6. Вержуцкий Д.Б. Пространственная организация населения хозяина и его эктопаразитов: теоретические и прикладные аспекты (на примере длиннохвостого суслика и его блох) : дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.16: утв. 03.02.2006. Иркутск, 2005. 354 с.
7. Воронова Г.А. Взаимоотношения возбудителя чумы с блохами грызунов и зайцеобразных в Тувинском природном очаге чумы : автореф. дис. ...
F. hetera, вовлекаются в процесс циркуляции возбудителя, питаясь на носителях с пониженной температурой тела, находящихся в состоянии спячки.
Заключение. Таким образом, экспериментально установлено, что влияние температуры инкубирования чумного микроба на формирование биопленки в организме блох высоко достоверно (F = 27,39; P < 0,001). B этой связи существует вероятность большей активизации F. hetera как переносчика при инфицировании штаммом возбудителя, культивировавшимся в условиях пониженной температуры. Показано, что у другого представителя рода Frontopsylla из Забайкальского природного очага чумы - F. luculenta - при повторном заражении возбудитель формировал блоки преджелудка [2]. Bозможен ли такой же исход и для блохи F. hetera, что, естественно, определит ее более активную роль как переносчика, еще предстоит выяснить.
REFERENCES
1. Bazanova L.P., Verzhuckij D.B., Tokmako-va E.G. Vliyanie prokormitelya na chastotu blokoobra-zovaniya u s amok i samcov Citellophilus tesquorum al-taicus Ioff, 1936 (Siphonaptera: Ceratophyllidae) i peredachu imi chumnogo mikroba // Parazitologiya. 2012. T. 46, № 2. S. 91-97.
2. Bazanova L.P., Voronova G.A., Tokmakova E.G. Transmissiya vozbuditelya chumy blohami Fron-topsylla luculenta luculenta (Jordan et Rothschild, 1923), ih alimentarnaya aktivnost' i smertnost' // Problemy osobo opasnyh infekcij. 2007. Vyp. 94, № 2. S. 16-20.
3. Bazanova L.P., Klimov V.T. Vzaimoot-nosheniya bloh mongol'skoj pishchuhi Tuvy s vozbudite-lem chumy osnovnogo i altajskogo podvidov // Uspekhi medicinskoj entomologii i akarologii v SSSR : materialy X s"ezda Vsesoyuzn. entomol. obshchestva. L. : Izd-vo Zool. in-ta AN SSSR, 1990. S. 3-4.
4. Vashchenok V.S. Blohi (Siphonaptera) -perenoschiki vozbuditelej boleznej cheloveka i zhivotnyh. L. : Nauka, 19ВВ. 163 s.
5. Vashchenok V.S., Degtyaryova L.V., SHCHedrin V.I. Vliyanie chumnogo mikroba poly-ovoch'ego podvida na zhiznesposobnost' bloh Callopsyl-la caspia // Parazitologiya. 1992. T. 26, № 2. S. 105-113.
6. Verzhuckij D.B. Prostranstvennaya organi-zaciya naseleniya hozyaina i ego ektoparazitov: teoret-icheskie i prikladnye aspekty (na primere dlinnohvostogo suslika i ego bloh) : dis. ... d-ra biol. nauk : 03.00.16: utv. 03.02.2006. Irkutsk, 2005. 354 s.
7. Voronova G.A. Vzaimootnosheniya vozbuditelya chumy s blohami gryzunov i zajceobraznyh v Tuvinskom prirodnom ochage chumy : avtoref. dis. .
канд. мед. наук : 14.00.30 - эпидемиология. Саратов, 1984. 14 с.
8. Куклева Л.М., Ерошенко Г.А., Видяе-ва Н.А., Кутырев В.В. Бактериальная биопленка и особенности ее образования у возбудителя чумы и других патогенных иерсиний // Проблемы особо опасных инфекций. 2011. Вып. 110, № 4. С. 5-11.
9.Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск : Вышэйш. школа, 1967. 328 с.
10. Токмакова Е.Г., Базанова Л.П., Воронова Г.А. Влияние зараженности чумным микробом блох Citellophilus tesquorum altaicus (Siphonaptera: Ceratohyllidae) на их алиментарную активность, смертность и формирование биопленки // Паразитология. 2018. Т. 52, № 3. С. 224-232.
11. Токмакова Е.Г., Базанова Л.П., Воронова Г.А., Климов В.Т. Влияние температуры культивирования возбудителя чумы на смертность блох трех видов // Актуальные проблемы болезней, общих для человека и животных : материалы III Всероссийской науч.-практ. конф. (г. Ставрополь, 24-25 апреля 2019 г.). Ставрополь, 2019. С. 193-194.
12. Jarrett C.O., Deak E., Isherwood K.E., Oyston P.S., Fischer E.R., Whitney A.R., Koba-yashi S.D., DeLeo F.R., Hinnebusch B.J. Transmission of Yersinia pestis from an infectious biofilm in the flea vector // J. Inf. Dis. 2004. Vol. 190. P. 783-792.
13. Robinson J.B., Telepnev M.V., Zudi-na I.V., Bouyer D. [et al.]. Evaluation of a Yersinia pestis mutant impaired in a thermoregulated type VI-like secretion system in flea, macrophage and murine models // Microbial Pathogenesis. 2009. Vol. 47. P. 243-251.
14. Yoong P., Cywes-Bentley C., Pier G.B. 2012. Poly-N-acetylglucosamine expression by wild-type Yersinia pestis is maximal at mammalian, not flea, temperatures. mBio 3(4): e00217-12. D0I:10.1128/mBio.00217-12.
kand. med. nauk : 14.00.30 - epidemiologiya. Saratov, 1984. 14 s.
8. Kukleva L.M., Eroshenko G.A., Vidyaeva N.A., Kutyrev V.V. Bakterial'naya bioplenka i osoben-nosti ee obrazovaniya u vozbuditelya chumy i drugih pa-togennyh iersinij // Problemy osobo opasnyh infekcij.
2011. Vyp. 110, № 4. S. 5-11.
9. Rokickij P.F. Biologicheskaya statistika. Minsk : Vyshejsh. shkola, 1967. 328 s.
10. Tokmakova E.G., Bazanova L.P., Vo-ronova G.A. Vliyanie zarazhennosti chumnym mikrobom bloh Citellophilus tesquorum altaicus (Siphonaptera: Ceratohyllidae) na ih alimentarnuyu aktivnost', smertnost' i formirovanie bioplenki // Parazitologiya. 2018. T. 52, № 3. S. 224-232.
11. Tokmakova E.G., Bazanova L.P., Vorono-va G.A., Klimov V.T. Vliyanie temperatury kul'tiviro-vaniya vozbuditelya chumy na smertnost' bloh trekh vidov // Aktual'nye problemy boleznej, obshchih dlya cheloveka i zhivotnyh : materialy III Vserossijskoj nauch.-prakt. konf. (g. Stavropol', 24-25 aprelya 2019 g.). Stavropol', 2019. S. 193-194.
12. Jarrett C.O., Deak E., Isherwood K.E., Oys-ton P.S., Fischer E.R., Whitney A.R., Kobayashi S.D., DeLeo F.R., Hinnebusch B.J. Transmission of Yersinia pestis from an infectious biofilm in the flea vector // J. Inf. Dis. 2004. Vol. 190. P. 783-792.
13. Robinson J.B., Telepnev M.V., Zudina I.V., Bouyer D. [et al.]. Evaluation of a Yersinia pestis mutant impaired in a thermoregulated type VI-like secretion system in flea, macrophage and murine models // Microbial Pathogenesis. 2009. Vol. 47. P. 243-251.
14. Yoong P., Cywes-Bentley C., Pier G.B.
2012. Poly-N-acetylglucosamine expression by wild-type Yersinia pestis is maximal at mammalian, not flea, temperatures. mBio 3(4): e00217-12. D0I:10.1128/mBio.00217-12.
Базанова Любовь Петровна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник зоолого-паразитологического отдела; Токмакова Елена Геннадьевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела микробиологии чумы; Воронова Галина Александровна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела эпидемиологии; ФКУЗ Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Роспотребнадзора.
