epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2022-21-4-80-88epidemiology-1614Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESCorynebacterium spp.: недооцененные патогены с высоким потенциалом вирулентностиCorynebacterium spp.: Underestimated Pathogens with High Virulence Potentialhttps://orcid.org/0000-0001-6959-2540МангутовЭ. О.MangutovE. O.

Эрдем Очанович Мангутов – аспирант, кафедра микробиологии вирусологии № 2

+7 (863) 250-41-09

Erdem O. Mangutov – graduate student, Department of Microbiology and Virology No. 2

+7 (863) 250-41-09

mangutov-erdem@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6226-2183ХарсееваГ. Г.KharseevaG. G.

Галина Георгиевна Харсеева – д. м. н., профессор, заведующая кафедрой микробиологии и вирусологии № 2

+7 (863) 250-41-90

Gal’ina G. Kharseeva – Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Microbiology and Virology No. 2

+7 (863) 250-41-90

galinagh@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0473-7785ГерасимовВ. Н.GerasimovV. N.

Владимир Николаевич Герасимов – главный научный сотрудник отдела дезинфектоологии

п. Оболенск, г. о. Серпухов

Vladimir N. Gerasimov – Chief Researcher of the Department of Disinfectology

Obolensk

ilcvngerasimov@obolensk.orghttps://orcid.org/0000-0003-0795-5312АлиеваА. А.AlievaA. A.

Анна Александровна Алиева – ассистент, кафедра микробиологии вирусологии № 2

+7 (863) 250-41-09

Anna A. Alieva – assistant, Department of Microbiology of Virology No.

+7 (863) 250-41-09

anna1976rita@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9655-6876ВоронинаН. А.VoroninaN. A.

Наталья Александровна Воронина – ассистент, кафедра микробиологии вирусологии № 2

+7 (863) 250-41-09

Natalya А. Voronina – assistant, Department of Microbiology of Virology No. 2

+7 (863) 250-41-09

vvv.natali@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6968-0583АлутинаЭ. Л.AlutinaE. L.

Эльвира Львовна Алутина – доцент, кафедра микробиологии вирусологии № 2

+7 (863) 250-41-09

Elvira L. Alutina – associate professor, Department of Microbiology of Virology № 2

+7 (863) 250-41-09

galinagh@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4976-0145СлукинП. В.SlukinV. P.

Павел Владимирович Слукин – ведущий научный сотрудник лаборатории антимикробных препаратов отдела молекулярной микробиологии

п. Оболенск, г. о. Серпухов

Pavel V. Slukin – Leading Researcher, Laboratory of Antimicrobials, Department of Molecular Microbiology

Obolensk

https://orcid.org/0000-0002-2829-5117ХохловаО. Е.KhokhlovaO. E.

Ольга Евгеньевна Хохлова – ведущий научный сотрудник лаборатории антимикробных препаратов отдела молекулярной микробиологии

п. Оболенск, г. о. Серпухов

Olga E. Khokhlova – Leading Researcher, Laboratory of Antimicrobials, Department of Molecular Microbiology

Obolensk

https://orcid.org/0000-0002-9113-7322ГайтрафимоваА. Р.GaitrafimovaA. R.

Айгуль Равиловна Гайтрафимова – младший научный сотрудник отдела дезинфектологии

п. Оболенск, г. о. Серпухов

Aiygul R. Gaitrafimova – Junior Researcher, Disinfectology Department

Obolensk

https://orcid.org/0000-0001-6053-2621ФурсоваН. К.FursovaN. K.

Надежда Константиновна Фурсова – ведущий научный сотрудник лаборатории антимикробных препаратов отдела молекулярной микробиологии

п. Оболенск, г. о. Серпухов

Nadegda K. Fursova – Leading Researcher, Laboratory of Antimicrobials, Department of Molecular Microbiology

Obolensk

n-fursova@yandex.ruФГБОУ ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияRostov State Medical University, Ministry of Health of RussiaRussian FederationФБУН «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии» РоспотребнадзораРоссияState Scientific Center for Applied Microbiology and BiotechnologyRussian Federation2022150920222148088Copyright © Мангутов Э.О., Харсеева Г.Г., Герасимов В.Н., Алиева А.А., Воронина Н.А., Алутина Э.Л., Слукин П.В., Хохлова О.Е., Гайтрафимова А.Р., Фурсова Н.К., 20222022Мангутов Э.О., Харсеева Г.Г., Герасимов В.Н., Алиева А.А., Воронина Н.А., Алутина Э.Л., Слукин П.В., Хохлова О.Е., Гайтрафимова А.Р., Фурсова Н.К.Mangutov E.O., Kharseeva G.G., Gerasimov V.N., Alieva A.A., Voronina N.A., Alutina E.L., Slukin V.P., Khokhlova O.E., Gaitrafimova A.R., Fursova N.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/1614

Актуальность. Corynebacterium spp., являясь условно-патогенными микроорганизмами, играют роль в развитии воспалительных заболеваний различной локализации. Они могут вызывать инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи. Обладая множественной резистентностью к антимикробным препаратам и патогенными свойствами, они вызывают инфекции, не контролируемые средствами вакцинопрофилактики. Цель исследования – оценить частоту распространения и вирулентные свойства штаммов Corynebacterium spp., выделенных от больных с воспалительными заболеваниями респираторного тракта. Материалы и методы. Штаммы Corynebacterium spp. выделены из зева и носа от больных с воспалительными заболеваниями респираторного тракта (99 штаммов) и практически здоровых лиц (33 штамма) в 2017–2021 гг. в г. Ростове на-Дону. Исследовали ультраструктуру коринебактерий в трасмиссионном электронном микроскопе TecnaiG2 Spirit BioTWIN (FEI, Чехия); цитопатическое действие (ЦПД) на культуре клеток СНО-К1; вирулентность на модели личинок восковой моли Galleria mellonellа. Результаты и обсуждение. Видовое разнообразие штаммов Corynebacterium spp., выделенных от больных, значительно шире, чем при обследовании практически здоровых лиц (16 и 6 видов коринебактерий соответственно). При электронно-микроскопическом исследовании обнаружены морфологические особенности ультраструктуры клеток различных штаммов Corynebacterium spp., возможно, связанные с их способностью к повреждающему воздействию. Наиболее высоким уровнем ЦПД обладали штаммы С. striatum, C. aurimucosum, С. coyleae, C. falsenii, C. argentoratense, C. afermentans, C. amycolatum, C. reneyi, С. simulans, изолированные от больных. Штаммы Corynebacterium spp., выделенные от больных, имели различный уровень вирулентности в отношении личинок G. mellonellа. Это свидетельствовало о важности установления не столько видовой, сколько штаммовой принадлежности этих микроорганизмов. Заключение. Обнаружено широкое видовое разнообразие штаммов Corynebacterium spp., выделенных от больных с воспалительными заболеваниями респираторного тракта, преимущественно детского возраста. Наиболее часто изолированными видами явились С. рseudodiphtheriticum, С. рropinquum и C. accolens. Штаммы Corynebacterium spp., выделенные от больных, характеризовались в основном высоким уровнем цитотоксичности и вирулентности, что указывает на их роль в развитии инфекционного процесса.

Relevance. Corynebacterium spp., being opportunistic microorganisms, play a role in the development of inflammatory diseases of various localization, including HCAI. Possessing multiple resistance to AMP and pathogenic properties, they cause infections that are not controlled by means of vaccine prophylaxis. The aim of the study was to evaluate the prevalence and virulent properties of Corynebacterium spp. strains isolated from patients with inflammatory diseases of the respiratory tract. Materials and methods. Strains of Corynebacterium spp. isolated from the pharynx and nose of patients with inflammatory diseases of the respiratory tract (99 pcs.) and practically healthy individuals (33 pcs.) at 2017–2021 in Rostov-on-Don. The ultrastructure of corynebacteria was studied using a TecnaiG2 Spirit BioTWIN transmission electron microscope (FEI, Czech Republic); cytopathic effect (CPE) on CHO-K1 cell culture; virulence in the larval model of the wax moth Galleria mellonella. Results and discussion. The species diversity of Corynebacterium spp. strains isolated from patients is much wider than in the examination of practically healthy individuals (16 and 6 species of Corynebacterium, respectively). An electron microscopic study revealed morphological features of the cell ultrastructure of various strains of Corynebacterium spp., possibly associated with their ability to damage. The strains of C. striatum, C. aurimucosum, C. coyleae, C. falsenii, C. argentoratense, C. afermentans, C. amycolatum, C. freneyi, C. simulans isolated from patients had the highest level of CPЕ. Corynebacterium spp. strains isolated from patients had different levels of virulence against G. mellonella larvae. This testified to the importance of establishing not so much the species as the strain of these microorganisms. Conclusion. A wide species diversity of strains of Corynebacterium spp., isolated from patients with inflammatory diseases of the respiratory tract, mainly of childhood, was found. The most frequently isolated species were C. pseudodiphtheriticum, C. propinquum and C. accolens. Strains of Corynebacterium spp., isolated from patients, were mainly characterized by a high level of cytotoxicity and virulence, which indicates their role in the development of the infectious process.

Corynebacterium spp.вирулентностьцитотоксичностьреспираторный трактвоспалительные заболеванияCorynebacterium spp.virulencecytotoxicityrespiratory tractinflammatory diseasesИсследование проводилось за счет средств Федерального бюджета в рамках государственного задания «Маркеры патогенности и антибиотикорезистентности условно-патогенных микроорганизмов, связанных с воспалительными заболеваниями респираторного тракта» и Отраслевой программы Роспотребнадзора.ReferencesValdoleiros S.R., Neves C.S., Carvalho J.A., et al. Infection and colonization by Corynebacterium pseudodiphtheriticum: a 9-year observational study in a university central hospital. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2020. Vol. 39, N9. P. 1745–1752.Valdoleiros S.R., Neves C.S., Carvalho J.A., et al. Infection and colonization by Corynebacterium pseudodiphtheriticum: a 9-year observational study in a university central hospital. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2020 Sep;39(9):1745–1752. doi: 10.1007/s10096-020-03891-y.Chauvelot P., Ferry T., Tafani V. Bone and joint infection involving Corynebacterium spp.: from clinicalfeatures to pathophysiological pathways. Front Med (Lausanne). 2021; Vol. 7:539501.Chauvelot P., Ferry T., Tafani V. Bone and joint infection involving Corynebacterium spp.: from clinicalfeatures to pathophysiological pathways. Front Med (Lausanne). 2021 Jan 21;7:539501. doi: 10.3389/fmed.2020.539501.Burkovski A. Corynebacterium pseudodiphtheriticum: putative probiotic, opportunistic infector, emerging pathogen. Virulence. 2015. Vol. 6, N7. P. 673–674.Burkovski A. Corynebacterium pseudodiphtheriticum: putative probiotic, opportunistic infector, emerging pathogen. Virulence. 2015;6(7):673–4. doi: 10.1080/21505594.2015.1067747.Silva-Santana G., Silva C.M.F., Olivella J.G.B., et al. Worldwide survey of Corynebacterium striatum increasingly associated with human invasive infections, nosocomial outbreak, and antimicrobial multidrug-resistance, 1976–2020. Archives of Microbiology. 2021. Vol. 203, N5. P. 1863–1880.Silva-Santana G., Silva C.M.F., Olivella J.G.B., et al. Worldwide survey of Corynebacterium striatum increasingly associated with human invasive infections, nosocomial outbreak, and antimicrobial multidrug resistance, 1976–2020. Archives of Microbiology. 2021 Jul;203(5):1863–1880. doi: 10.1007/s00203-021-02246-1.Souza C., Faria Y.V., Sant’Anna L.O., et al. Bioflm production by multi-resistant Corynebacterium striatum associated with nosocomial outbreak. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2015. Vol. 110, N2. P. 242–248.Souza C., Faria Y.V., Sant’Anna L.O., et al. Bioflm production by multi-resistant Corynebacterium striatum associated with nosocomial outbreak. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2015 Apr;110(2):242–8. doi: 10.1590/0074-02760140373.Carvalho R.V., Lima F.F.S., Santos C.S.D., et al. Central venous catheter-related infections caused by Corynebacterium amycolatum and other multiresistant non-diphtherial corynebacteria in paediatric oncology patients . Braz. J. Infect. Dis. 2018. Vol.22, N4. P. 347–351.Carvalho R.V., Lima F.F.S., Santos C.S.D., et al. Central venous catheter-related infections caused by Corynebacterium amycolatum and other multiresistant non-diphtherial corynebacteria in paediatric oncology patients. Braz. J. Infect. Dis. 2018;22(4):347–351. doi: 10.1016/j.bjid.2018.07.004.Yoshihiko O., Hiroyuki O., Tatsuya A., et al. Corynebacterium pseudodiphtheriticum as a pathogen in bacterial co-infection in COVID-19 patients with mechanical ventilation . Japanese Journal of Infectious Diseases. 2022. Vol.75, N2. P. 202–204.Yoshihiko O., Hiroyuki O., Tatsuya A., et al. Corynebacterium pseudodiphtheriticum as a pathogen in bacterial co-infection in COVID-19 patients with mechanical ventilation. Japanese Journal of Infectious Diseases. 2022 Mar 24;75(2):202–204. doi: 10.7883/yoken.JJID.2021.481.Souza C., Mota H.F., Faria Y.V., et al. Resistance to Antiseptics and Disinfectants of Planktonic and Bioflm-Associated Forms of Corynebacterium striatum. Microb.Drug. Resist. 2020. Vol. 26, N 12. P. 1546–1558.Souza C., Mota H.F., Faria Y.V., et al. Resistance to Antiseptics and Disinfectants of Planktonic and Bioflm-Associated Forms of Corynebacterium striatum. Microb. Drug. Resist. 2020 Dec;26(12):1546– 1558. doi: 10.1089/mdr.2019.0124.Superti S.V., Martins D.S., Caierão J., et al. Corynebacterium striatum infecting a malignant cutaneous lesion: the emergence of an opportunistic pathogen. Rev. Inst. Med. Trop. S. Paulo. 2009. Vol. 51, N 2. P. 115–116.Superti S.V., Martins D.S., Caierão J., et al. Corynebacterium striatum infecting a malignant cutaneous lesion: the emergence of an opportunistic pathogen. Rev. Inst. Med. Trop. S. Paulo. 2009;51(2):115–6. doi: 10.1590/s0036-46652009000200011.Wang X.; Zhou H.; Du P., et al. Genomic epidemiology of Corynebacterium striatum from three regions of China: an emerging national nosocomial epidemic. J. Hosp. Infect. 2021. Vol. 110, P. 67–75.Wang X.; Zhou H.; Du P., et al. Genomic epidemiology of Corynebacterium striatum from three regions of China: an emerging national nosocomial epidemic. J. Hosp. Infect. 2021 Apr;110:67–75. doi: 10.1016/j.jhin.2020.10.005.de Souza C., Simpson-Louredo L., Mota H.F., et al. Virulence potential of Corynebacterium striatum towards Caenorhabditis elegans. Antonie Van Leeuwenhoek. 2019. Vol.112, N9. P.1331–1340.Cassius de Souza, Simpson-Louredo L., Mota H.F., et al. Virulence potential of Corynebacterium striatum towards Caenorhabditis elegans. Antonie Van Leeuwenhoek. 2019 Sep;112(9):1331–1340. doi: 10.1007/s10482-019-01265-9.Alibi, S., Ramos-Vivas J., Ben Selma W., et al. Virulence of clinically relevant multi-drug resistant Corynebacterium striatum strains and their ability to adhere to human epithelial cells and inert surfaces. Microb. Pathog. 2021, Vol. 155, 104887.Alibi, S., Ramos-Vivas J., Ben Selma W., et al. Virulence of clinically relevant multi-drug resistant Corynebacterium striatum strains and their ability to adhere to human epithelial cells and inert surfaces. Microb. Pathog. 2021 Jun;155:104887. doi: 10.1016/j.micpath.2021.104887.Kumar A., Baruah A., Tomioka M. Caenorhabditis elegans: a model to understand host-microbe interactions . Cell. Mol. Life Sci. 2020. Vol. 77, N7. P. 1229–1249.Kumar A., Baruah A., Tomioka M. Caenorhabditis elegans: a model to understand host-microbe interactions. Cell. Mol. Life Sci. 2020 Apr;77(7):1229–1249. doi: 10.1007/s00018-019-03319-7.МУК 4.2.3065-13. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Лабораторная диагностика дифтерийной инфекции: методические указания (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ Г. Г. Онищенко 14.07.2013г.). – М. - 2013. – 35 с.Guidelines 4.2.3065-13. Control methods. Biological and microbiological factors. Laboratory diagnosis of diphtheria infection: guidelines. М. - 2013. – 35 p. (In Russ).МР 4.2.00.20-11. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Фенотипическая идентификация бактерий рода Corynebacterium. Методические рекомендации; утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 11.05.2011. – М., 2011. – 55 с.Guidelines 4.2.00.20-11. Control methods. Biological and microbiological factors. Phenotypic identification of bacteria of the genus Corynebacterium. Guidelines. М., 2011. – 55 p. (In Russ).Tsai C.J.Y., Loh J. M. S., Proft T. Galleria mellonella infection models for the study of bacterial diseases and for antimicrobial drug testing . Virulence. 2016. Vol. 7, N 3. P. 214–229.Tsai C.J.Y., Loh J. M. S., Proft T. Galleria mellonella infection models for the study of bacterial diseases and for antimicrobial drug testing. Virulence. 2016 Apr 2;7(3):214–29. doi: 10.1080/21505594.2015.1135289.Слукин П. В., Асташкин Е. И., Асланян Е. М. и др. Характеристика вирулентных штаммов Escherichia coli, выделенных от пациентов с урологической инфекцией . Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021. Т. 98, №6. С. 671–684.Slukin PV, Astashkin EI, Aslanyan EM, et al. Characterization of virulent Escherichia coli strains isolated from patients with urological infection. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2021;98(6):671–684 (In Russ). https:.doi.org/10.36233/0372-9311-134Омельченко В. П., Демидова А. А. Информатика, медицинская информатика, статистика. М.:ГЭОТАР-Медиа. 2021.Omelchenko V.P., Demidova A.A. Informatics, medical informatics, statistics. GEOTAR-Media; 2021 (in Russ).Leyton B., Ramos J.N., Baio P.V.P.et al. Treat me well or will resist: uptake of mobile genetic elements determine the resistome of Corynebacterium striatum. International Journal of Molecular Sciences. 2021.Vol. 22, N14. P. 7499.Leyton B., Ramos J.N., Baio P.V.P., et al. Treat me well or will resist: uptake of mobile genetic elements determine the resistome of Corynebacterium striatum. International Journal of Molecular Sciences. 2021 Jul 13;22(14):7499. doi: 10.3390/ijms22147499.Möller J., Busch A., Berens C. Newly isolated animal pathogen Corynebacterium silvaticum is cytotoxic to human epithelial cells . Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol.22, N7. P. 3549.Möller J., Busch A., Berens C. Newly isolated animal pathogen Corynebacterium silvaticum is cytotoxic to human epithelial cells. Int. J. Mol. Sci. 2021 Mar 29;22(7):3549. doi: 10.3390/ijms22073549.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.