Анализ геномов Coxiella burnetii при изучении эпидемии лихорадки Ку

Лихорадка Ку – зоонозная инфекция, вызываемая Coxiella burnetii. Основными источниками заражения человека является больной скот (козы, овцы и коровы), сырье и мясомолочное продукты переработки, предметы ухода за животными и другие объекты, инфицированные коксиеллами. Особое значение при лихорадке Ку, с учетом высокой устойчивости возбудителя, имеет «пылевая инфекция». C. burnetii считается агентом биологического оружия, применение его в виде аэрозоля вызывает острые заболевания с дальнейшей инвалидизацией. Хронизация инфекции может вызывать эндокардит, приводящий к фатальным последствиям, или синдрому хронической усталости. В Нидерландах с 2007 по 2010 гг. был выявлен высокий рост заболеваемости лихорадкой Ку у людей (более 4000 случаев острой формы). Большинство случаев заболевания было связано с козьими фермами. Анализ десяти полноразмерных аннотированных геномов штаммов C. burnetii позволил провести молекулярно-эпидемиологический скрининг кодирующих и некодирующих структур этих геномов с целью изучить возможное происхождение штаммов, вызвавших заболевания. Использование формального анализа строя помогло более углубленно проанализировать геномы штаммов коксиелл и дифференцировать их на шесть групп. Было показано, что штаммы Z3055 (абортированная плацента овцы, Германия) и NL3262 (абортированная плацента козы, Нидерланды) являются наиболее близкими и содержат 84,9% компонентов хромосом с полной гомологией. Ведущим мотивом в реорганизации генома C. burnetii является адаптация штамма этого микроорганизма к «новому» виду хозяина. Самая крупная из известных эпидемий лихорадки Ку могла произойти при снижении качества ветеринарного надзора, в результате чего возникли условия для реализации эпизоотологического процесса, что способствовало появлению очагов коксиеллёза с дальнейшей реализацией эпидемического процесса в отношении персонала, обслуживающего фермы по производству козьего сыра. Переход «овечьего» (Z3055-подобного) штамма к «козьему» (NL3262) при «смене» хозяина в результате эпизоотологического процесса мог поспособствовать осложнению эпидемической ситуации при лихорадке Ку.

1. Рудаков Н.В., Егембердиева Р.А., Дуйсенова А.К., Сейдулаева Л.Б. Клещевые трансмиссивные инфекции человека. Омск : ООО ИЦ «Омский научный вестник»; 2016.

2. Рудаков Н.В., Фетисова Н.Ф., Сыскова Т.Г. Коксиеллез в Российской Федерации. Здоровье населения и среда обитания – ЗНИСО. 1994;2:10-12.

3. Kuley R, Kuijt E, Smits MA, Roest HIJ, Smith HE, Bossers A. Genome Plasticity and Polymorphisms in Critical Genes Correlate with Increased Virulence of Dutch Outbreak-Related Coxiella burnetii Strains. Front Microbiol. 2017;8:1526. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01526

4. Mori M, Boarbi S, Michel P, Bakinahe R, Rits K, Wattiau P, Fretin D. In vitro and in vivo infectious potential of coxiella burnetii: a study on Belgian livestock isolates. PLoS One. 2013;8(6):e67622. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0067622

5. Roest HI, Ruuls RC, Tilburg JJ, Nabuurs-Franssen MH, Klaassen CH, Vellema P, van den Brom R, Dercksen D, Wouda W, Spierenburg MA, van der Spek AN, Buijs R, de Boer AG, Willemsen PT, van Zijderveld FG. Molecular epidemiology of Coxiella burnetii from ruminants in Q fever outbreak, the Netherlands. Emerg Infect Dis. 2011;17(4):668- 675. https://doi.org/10.3201/eid1704.101562

6. Tilburg JJ, Roest HJ, Buffet S, Nabuurs-Franssen MH, Horrevorts AM, Raoult D, Klaassen CH. Epidemic genotype of Coxiella burnetii among goats, sheep, and humans in the Netherlands. Emerg Infect Dis. 2012;18(5):887-889. https://doi.org/10.3201/eid1805.111907

7. Кучерук В.В. Природная очаговость инфекций – основные термины и понятия. В кн.: Избранные труды по природной очаговости болезней. Москва: РУСАКИ; 2006:272-281.

8. Дайтер А.Б., Рыбакова Н.А., Токаревич Н.К., Самитова В.И., Лимин Б.В. Эпидемиологическая проекция внутристадных очагов лихорадки Ку. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1988:65(11):51-56.

9. Madariaga MG, Rezai K, Trenholme GM, Weinstein RA. Q fever: a biological weapon in your backyard. Lancet Infect Dis. 2003;3(11):709- 721. https://doi.org/10.1016/s1473-3099(03)00804-1.

10. Maurin M, Raoult D. Q fever. Clin Microbiol Rev. 1999;12(4):518- 553. https://doi.org/10.1128/CMR.12.4.518

11. Tissot-Dupont H, Raoult D. Q fever. Infect Dis Clin North Am. 2008;22(3):505-514. https://doi.org/10.1016/j.idc.2008.03.002

12. Davis GE, Cox HR. A flter-passing Infectious Agent isolated from Ticks. I. Isolation from Dermacentor andersoni, Reactions in Animals, and Filtration Experiments. Public Health Reports. 1938;53:2259.

13. Здродовский П.Ф., Голиневич Е.М. Учение о риккетсиях и риккетсиозах. Москва: Медицина; 1972.

14. Kuley R, Smith HE, Janse I, Harders FL, Baas F, Schijlen E, NabuursFranssen MH, Smits MA, Roest HI, Bossers A. First Complete Genome Sequence of the Dutch Veterinary Coxiella burnetii Strain NL3262, Originating from the Largest Global Q Fever Outbreak, and Draft Genome Sequence of Its Epidemiologically Linked Chronic Human Isolate NLhu3345937. Genome Announc. 2016;4(2):e00245. https://doi.org/16.10.1128/genomeA.00245-16

15. Ladbury GA, Van Leuken JP, Swart A, Vellema P, Schimmer B, Ter Schegget R, Van der Hoek W. Integrating interdisciplinary methodologies for One Health: goat farm re-implicated as the probable source of an urban Q fever outbreak, the Netherlands, 2009. BMC Infect Dis. 2015;15:372. https://doi.org/10.1186/s12879-015-1083-9

16. Roest HJ, van Gelderen B, Dinkla A, Frangoulidis D, van Zijderveld F, Rebel J, van Keulen L. Q fever in pregnant goats: pathogenesis and excretion of Coxiella burnetii. PLoS One. 2012;7(11):e48949. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0048949

17. D'Amato F, Rouli L, Edouard S, Tyczka J, Million M, Robert C, Nguyen TT, Raoult D. The genome of Coxiella burnetii Z3055, a clone linked to the Netherlands Q fever outbreaks, provides evidence for the role of drift in the emergence of epidemic clones. Comp Immunol Microbiol Infect Dis. 2014;37(5-6):281-288. https://doi.org/10.1016/j.cimid.2014.08.003

18. Kuley R, Smith HE, Frangoulidis D, Smits MA, Jan Roest HI, Bossers A. Cell-free propagation of Coxiella burnetii does not affect its relative virulence. PLoS One. 2015;10(3):e0121661. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0121661

19. Гуменюк А.С., Поздниченко Н.Н., Родионов И.Н., Шпынов С.Н. О средствах формального анализа строя нуклеотидных цепей. Математическая биология и биоинформатика. 2013;8(1):373-397. https://doi.org/10.17537/2013.8.373

20. Shpynov SN, Tarasevich IV, Skiba AA, Pozdnichenko NN, Gumenuk AS. Comparison of genomes of Coxiella burnetii strains using formal order analysis. New Microbes New Infect. 2018;23:86-92. https://doi.org/10.1016/j.nmni.2018.02.011

21. Fournier P-E. European Society for Coxiellosis, Chlamydioses, Anaplasmoses and Rickettsioses - American Society for Rickettsiology joint meeting 2017. New Microbes New Infect. 2018;23:6. https://doi.org/10.1016/j.nmni.2018.02.001.