Молекулярно-генетические особенности структуры генов патогенности возбудителей коклюша и дифтерии; совершенствование лабораторной диагностики этих инфекций
Скачать 0.83 Mb.
|
                            На правах рукописиБОРИСОВА ОЛЬГА ЮРЬЕВНА МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ГЕНОВ ПАТОГЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ КОКЛЮША И ДИФТЕРИИ; СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭТИХ ИНФЕКЦИЙ 03.00.07 – микробиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва - 2008 Работа выполнена в Федеральном Государственном учреждении науки «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека» Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Мазурова Изабелла Константиновна Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Меньшиков Дмитрий Дмитриевич доктор медицинских наук Грубер Ирина Мироновна доктор медицинских наук, профессор Далин Михаил Викторович Ведущая организация: ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН Защита диссертации состоится «_____» ___________________ 2009 г. в ____ час. на заседании диссертационного совета Д 208.046.01 в Федеральном Государственном учреждении науки «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека» по адресу: 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека» Автореферат разослан «______» _________________ 2009 г. Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор биологических наук С.Ю. Комбарова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы Коклюш и дифтерия являются воздушно-капельными инфекциями, управляемыми средствами специфической вакцинопрофилактики. Массовая иммунизация детского населения АКДС-вакциной против коклюша и дифтерии, осуществляемая в России с 1959 года, позволила достигнуть значительных успехов в борьбе с этими заболеваниями и коренным образом изменила характер течения эпидемических процессов коклюшной и дифтерийной инфекций (Герасимова А.Г. и др., 2004; Лыткина И.Н. и др., 2004; Максимова Н.М. и др., 2002, 2003, 2008; Маркина С.С. и др., 2002, 2005, 2006; Петрова М.С. и др., 2000; Селезнева Т.С. и др., 2002, 2004; Чистякова Г.Г. и др., 2001, 2005). Несмотря на очевидные успехи проводимой массовой иммунизации детского населения, коклюш и дифтерия по-прежнему остаются актуальными инфекциями, как для детского, так и для взрослого населения. До настоящего времени сохраняются основные эпидемиологические особенности поддержания эпидпроцессов этих инфекций. Однако, в настоящее время в г. Москве на фоне высокого охвата профилактическими прививками (до 95,0%) отмечается относительная стабилизация заболеваемости коклюшем (показатель заболеваемости на 100000 населения (ПЗ) 2006 г. – 13,28; 2007 г. – 12,87), регистрируется заболеваемость среди привитых детей, наметились изменения в возрастной структуре заболеваемости (увеличилась доля детей школьного возраста при сохраняющейся высокой заболеваемости детей раннего возраста) и тяжесть клинического течения коклюша (регистрируются тяжелые формы не только среди детей раннего возраста, но и у детей школьного возраста) (Лыткина И.Н. и др., 2004; Чистякова Г.Г. и др., 2005). Аналогичные тенденции развития эпидпроцесса коклюшной инфекции отмечаются в России (Герасимова А.Г. и др., 2004; Селезнева Т.С. и др., 2002). При дифтерии в настоящее время в России отмечается заболеваемость на спорадическом уровне (ПЗ – 0,48 – 0,35 в 2005 – 2007 гг.), однако, продолжают регистрировать тяжелые формы заболевания, летальные исходы, заболеваемость среди привитых лиц, а также бактерионосительство, которое имеет место на фоне высокого уровня антитоксического иммунитета (Максимова Н.М. и др., 2002, 2003; Маркина С.С. и др., 2002, 2005, 2006). Все это свидетельствует о продолжающейся циркуляции и сохранении возбудителей коклюша и дифтерии в окружающей среде, а значит, существует риск возникновения заболеваний, особенно среди неиммунных и/или лиц с ослабленным иммунитетом. Таким образом, в настоящее время сохранились все условия для поддержания эпидемических процессов коклюшной и дифтерийной инфекций, что определяет необходимость борьбы с ними на современном этапе и невозможность иррадикации возбудителей дифтерии и коклюша как биологических видов с помощью существующих средств вакцинопрофилактики (Мазурова И.К., 1993, 2002, 2006, 2008). Одной из причин поддержания эпидпроцессов является изменчивость возбудителей, лежащая в основе их адаптации в меняющихся условиях существования. В последнее десятилетие появилось значительное число работ отечественных и зарубежных исследователей, рассматривающих природные и антропогенные факторы, в том числе иммунизацию, как мощный селективный фактор отбора (Борисова И.Э. и др., 2008; Селезнева Т.С., 2002; Семенов Б.Ф. и др., 2002, 2003; Cassiday P. et all, 2000; de Melker H.E. et all, 2000; Gandon S. et all, 2003, 2007; Packard E.R. et all, 2004; Preston A. et all, 2005). Поэтому, в сложившихся условиях необходимо проводить постоянный мониторинг циркулирующих штаммов возбудителей коклюша и дифтерии с использованием молекулярно-генетических методов исследования, позволяющих выявлять самые незначительные изменения в геномах, в первую очередь, в генах, ответственных за проявление патогенных свойств микробов. Эти мутации могут привести к достаточно серьезным изменениям фенотипа и появлению новых клонов возбудителя, что, в свою очередь, может оказать влияние на течение эпидемических и инфекционных процессов и требует разработки новых технологий диагностики и наблюдения за возбудителями, как дифтерии, так и коклюша. Цель исследования: выявление молекулярно-генетических особенностей структуры основных генов патогенности B. pertussis и С. diphtheriae, циркулирующих на современном этапе развития эпидемических процессов этих инфекций, и разработка принципиально новых подходов к совершенствованию лабораторной диагностики и средств вакцинопрофилактики коклюша и дифтерии. Задачи исследования
Научная новизна Впервые проведен молекулярно-генетический мониторинг штаммов B. pertussis, циркулирующих в различные периоды эпидемического процесса коклюшной инфекции, и показано, что происходит вытеснение штаммов, содержащих «вакцинные» аллели, штаммами с «невакцинными» аллелями генов, кодирующих S1 субъединицу коклюшного токсина, пертактина и фимбриальных белков. Получены новые данные об особенностях структуры пяти основных генов патогенности штаммов B. pertussis. Установлено, что в настоящее время штаммы B. pertussis с новым «невакцинным» ptxА1 аллелем гена коклюшного токсина распространились и полностью вытеснили штаммы B. pertussis с «вакцинными» ptxА4 и ptxА2 аллелями; новые «невакцинные» prn2 и prn3 аллели гена пертактина встречаются у 76,0% и 21,9% штаммов, соответственно. В тоже время формирование и распространение штаммов с «невакцинными» fim2-2 и fim3В аллелями фимбриальных генов происходит медленнее и встречается в 53,3% и в 83,4% случаев, соответственно. Изменений в структуре гена, кодирующего фактор колонизации трахеи (tcfA) не выявлено. Обнаружено, что современная популяция штаммов B. pertussis, характеризующаяся новыми «невакцинными» аллелями основных генов патогенности, обладает высокой патогенностью и высокой лейкоцитозстимулирующей активностью, что влияет на тяжесть клинического течения коклюша. Получены новые данные о несоответствии структуры основных генов патогенности, ответственных за коклюшный токсин, пертактин, фимбриальные белки, штаммов B. pertussis, которые используют в нашей стране для производства АКДС-вакцины, и штаммов B. pertussis, вызывающих заболевание коклюшем в настоящее время, что является обоснованием совершенствования средств вакцинопрофилактики при коклюше. Показано, что сохраняется циркуляция штаммов C. diphtheriae (в 60,0% случаев) с незначительными множественными единичными мутациями в tox гене, которые не сказываются на первичной структуре белка дифтерийного токсина, что формирует генетическую вариабельность вида. В последние годы не произошло распространения штаммов C. diphtheriae с измененной структурой tox гена (в положении 1252), приводящей к изменению аминокислотного состава белка дифтерийного токсина. Выявлено, что в геноме штаммов C. diphtheriae биовара gravis имеется нуклеотидная последовательность (amy ген), являющаяся генетической детерминантой, кодирующей амилазную активность, в то время как штаммы С. diphtheriae биовара mitis имеют делецию этого фрагмента генома. Сформированы новые подходы в системе мониторинга коклюшной инфекции и лабораторной диагностики коклюша и дифтерии, основанные на современных амплификационных технологиях, использующих выбранные «мишени» (нуклеотидные последовательности ДНК). Впервые разработан новый метод мониторинга штаммов B. pertussis на основе молекулярно-генетического изучения полиморфизма длин рестрикционных фрагментов амплифицированных продуктов (ПЦР-ПДРФ) и получен патент на изобретение № 2299908, зарегистрированный в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27 мая 2007 г. Впервые разработан прямой ускоренный, высокочувствительный, специфичный и эффективный метод лабораторной диагностики коклюша – LAMP-вариант; получено положительное решение о выдаче патента от 16.09.2008 г. по заявке № 2007147797/13 (52390). Впервые разработан молекулярно-генетический способ дифференцирования штаммов C. diphtheriae по принадлежности к биовару; получено положительное решение о выдаче патента от 13.11.2008 г. по заявке № 2007140879/13(044745). Теоретическая значимость Новые знания о генетической структуре возбудителей коклюшной и дифтерийной инфекций, об измененных нуклеотидных последовательностях и мутациях в генетических детерминантах факторов патогенности штаммов B. pertussis и C. diphtheriae являются обоснованием для создания новых вакцинных препаратов, в первую очередь, при коклюшной инфекции, на основе современных штаммов B. pertussis. Установленные факты имеют значение для формирования новых подходов в системе мониторинга и ускоренной лабораторной диагностики возбудителей коклюша и дифтерии, основанных на выборе генетических «мишеней» и на современных амплификационных технологиях. Данные о генетической гетерогенности штаммов свидетельствуют о резерве изменчивости, лежащем в основе механизмов формирования адаптаций микроорганизмов к меняющимся условиям существования и сохранению B. pertussis и C. diphtheriae как биологических видов. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Совершенствование диагностики возбудителей периимплантитов с использованием... Оформление. Портрет писателя; плакат "Приходите в Остер-класс, как-нибудь поучат вас"; книжная выставка "Веселые уроки Григория Остера";... | | Тема: патогенные кокки Овладеть основными методами лабораторной диагностики, терапии и профилактики кокковых инфекций |
 | Молекулярно-генетические и клинико-генотипические особенности муковисцидоза... Работа выполнена в лаборатории генетической эпидемиологии Государственного учреждения Медико-генетического научного центра рамн,... | | Отдел лабораторной диагностики иркутск, 2004 Медицинские услуги. Часть VII. Отдел лабораторной диагностики (пособие для врачей) / Составитель д б н., профессор Р. Г. Скворцова... |
| Образовательное учреждение высшего профессионального образования Днк-технологий для выявления генов высокой продуктивности и устойчивости к заболеваниям; диагностики болезней животных посредством... | | Программа XVIII всероссийской научно-практической конференции «Аналитическая... В. В. Долгов профессор, кафедра клинической лабораторной диагностики Российской медицинской академии последипомного образования |
| Рефераты на конференцию не принимаются Физиология, генетика, биохимия, микробиология: молекулярно-генетические, биохимические и физиологические процессы у растений, животных... | | Программа рекомендуется для направления подготовки (специальности)... Цель: ознакомление студентов с современными методами лабораторной диагностики и путями повышения качества исследований на базе внедрения... |
| Вопросы к экзамену физика и научный метод познания Молекулярно – кинетическая теория. Основные положения молекулярно – кинетической теории. Основная задача молекулярно-кинетической... | | Конспект Тема урока: «Москва центр борьбы с ордынским владычеством.... Тип урока: формирование и совершенствование знаний и умений с элементами лабораторной работы |
| Некоторые аспекты диагностики tоrch-инфекций в акушерстве Коханского ул., д. 7, г. Чита, 672038, тел. 31-43-23, факс. (302-2) 31-43-24 | | Краевая паразитология с элементами лабораторной диагностики паразитарных заболеваний |
| 18. "Основы эпидемиологии и карантинных инфекций" Инфекционные заболевания, источники, причины, пути распространения. Возбудители инфекционных заболеваний. Пути заражения: контактный,... | | Грамотрицательные неферментирующие бактерии алгоритмы лабораторной... Тема: Грамотрицательные неферментирующие бактерии – алгоритмы лабораторной диагностики. Значение в патологии человека и санитарной... |
| Микробиология, вирусология микробиология полости рта Структуры внутрибольничных инфекций, вызываемых условно-патогенными микробами и оппортунистами | | Клинические рекомендации для врачей общей практики острая почечная недостаточность Принципы и алгоритм клинико-лабораторной и инструментальной диагностики заболевания |
