epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2016-15-4-22-28epidemiology-176Research ArticleИНФОРМАЦИЯ ВОЗWHO INFORMATIONСтруктура популяции штаммов возбудителя коклюша на территории РоссииStructure of Population of Strains of the Bordetella pertussis in the RussiaБорисоваО. Ю.BorisovaO. Yu.olgborisova@mail.ruГадуаН. Т.GadyaN. T.8nati@mail.ruПименоваА. С.PimenovaA. S.alena85@mail.ruПетроваМ. С.PetrovaM. S.gabrich@mail.ruПоповаО. П.PopovaO. P.gabrich@mail.ruАлешкинВ. А.AleshkinV. A.gabrich@mail.ruКафарскаяЛ. И.KafarskiaL. I.likmed@mail.ruДонскихЕ. Е.DonskikhE. E.k531005@yandex.ruЮсуфЕ. В.UsufE. V.Epid_fgu3@xmao.suОстапенкоН. А.OstapenkoN. A.noemail@neicon.ruМосквинаТ. И.MoskvinaT. I.sane@chel.surnet.ruЩербаковаТ. А.TcherbakovaT. A.noemail@neicon.ruФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н.Габричевского» РоспотребнадзораRussian FederationГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова»Russian FederationФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ханты-Мансийском автономном округе-Югре»Russian FederationФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области»Russian Federation2016200820161542228Copyright © Борисова О.Ю., Гадуа Н.Т., Пименова А.С., Петрова М.С., Попова О.П., Алешкин В.А., Кафарская Л.И., Донских Е.Е., Юсуф Е.В., Остапенко Н.А., Москвина Т.И., Щербакова Т.А., 20162016Борисова О.Ю., Гадуа Н.Т., Пименова А.С., Петрова М.С., Попова О.П., Алешкин В.А., Кафарская Л.И., Донских Е.Е., Юсуф Е.В., Остапенко Н.А., Москвина Т.И., Щербакова Т.А.Borisova O.Y., Gadya N.T., Pimenova A.S., Petrova M.S., Popova O.P., Aleshkin V.A., Kafarskia L.I., Donskikh E.E., Usuf E.V., Ostapenko N.A., Moskvina T.I., Tcherbakova T.A.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/176

Цель исследования - изучение с помощью мультилокусного антигенного сиквенс-типирования особенностей состава популяции B. pertussis, циркулирующей на территории России, в динамике эпидемического процесса коклюшной инфекции. Материалы и методы. В работе изучено 573 штамма B. pertussis, выделенных от больных коклюшем в 1948 - 2015 годах. Генотипирование штаммов проводили по схеме MAST2 на основе секвенирования фрагментов генов ptxP-fim3-prn. Результаты секвенирования обрабатывали в программе CromasLite, идентификацию аллелей и сиквенс-типов осуществляли по EMBL/ GenBank. Результаты. Показано, что за более чем 50-летней период плановой иммунизации детского населения в клональном составе популяции штаммов возбудителя коклюша произошли существенные изменения. Формирование популяции штаммов B. pertussis шло по пути последовательной смены штаммов вакцинных генотипов на штаммы новых невакцинных генотипов. Современная популяция возбудителя коклюша представлена штаммами генотипа 322 и 329, обладающими высокой вирулентностью и вызывающими тяжелое клиническое течение болезни.

Relevance. Despite more than 50 years of successful experience with pertussis immunization, pertussis remains an important public health problem. WHO estimated 16 million people worldwide are infected per year, a significant number of whom are children under 1 year of age. In the last 10 years a significant increase in the incidence of whooping cough has been observed in many countries with a high immunization coverage level. In Russia, specific prevention of whooping cough, is held since 1959. Specific prevention of whooping cough has led to considerable improvement of an epidemiological situation and has shown its social and economic importance for maintenance of sanitary and epidemiologic wellbeing on this infection in Russia. Goal. Study the structure of population B. pertussis circulating in Russia in dynamics of whooping cough epidemic process. Materials and methods Studied 573 B. pertussis strains allocated from patients with whooping cough in 1948 - 2015 used multilocus sequence typing (MAST). Isolates divided in five groups: 1948 - 1969 - 37 strains, isolated in the vaccination period and the first ten years of mass childhood immunization; 1970 - 1989 - 63 strains; 1990 - 2005 - 203 strains (from G.N. Gabrichevsky Institute of Epidemiology and Microbiology collection); 2006 - 2012 - 185 strains; 2013 - 2015 - 85 strains. Genotyping of strains was carried out according to the scheme MAST2 on the basis of a sequence of fragments of genes of ptxP-fim3-prn. Results of sequencing-typing were computed in the CromasLite program, identification of alleles and sequencing types carried out on EMBL/GenBank. Results. Formation of population of B.pertussis strains during more than 50 years went on the way of consecutive change of vaccinal genotype strains with strains of new nonvaccinal genotypes. Conclusions. Modern population of the causative agent of whooping cough is presented by the strains of genotype 322 and 329 possessing high virulence and causing heavier clinical course of disease.

Bordetella pertussisмультилокусное сиквенс-типированиегенотиппопуляция Structure of Population of Strains of the Bordetella pertussis in the RussiaBordetella pertussismultilocus sequence typinggenotypepopulationReferencesAdvani A., Van der Heide H.G.J., Hallander H.O., Mooi F.R. Analysis of Swedish Bordetella pertussis isolates with three typing methods: characterization of an epidemic lineage. J. of Microbiological Methods. 2009; 78: 297 - 301.Advani A., Van der Heide H.G.J., Hallander H.O., Mooi F.R. Analysis of Swedish Bordetella pertussis isolates with three typing methods: characterization of an epidemic lineage. J. of Microbiological Methods. 2009; 78: 297 – 301.Brinig M.M., Cummings C.A., Sanden G.N. Significant gene order and expression differences in B. pertussis despite limited gene content variation. J. of Bacteriology. 2006; 188 (7): 2375 - 2382.Brinig M.M., Cummings C.A., Sanden G.N. Significant gene order and expression differences in B. pertussis despite limited gene content variation. J. of Bacteriology. 2006; 188 (7): 2375 – 2382.Cassiday P, Sanden G., Heuvelman K., Mooi F., Bisgard K. M., Popovic T. Polymorphism in Bordetella pertussis pertactin and pertussis toxin virulence factors in the United States, 1935 - 1999. J. Infect. Dis. 2000; 182: 1402 - 1408.Cassiday P., Sanden G., Heuvelman K., Mooi F., Bisgard K. M., Popovic T. Polymorphism in Bordetella pertussis pertactin and pertussis toxin virulence factors in the United States, 1935 – 1999. J. Infect. Dis. 2000; 182: 1402 – 1408.King A., van Gorkom T., van der Heide H., Advani A., van der Lee S. Changes in the genomic content of circulating B. pertussis strains isolated from the Netherlands, Sweden, Japan and Australia: adaptive evolution or drift? BMC Genomics. 2010; 11: 64.King A., van Gorkom T., van der Heide H., Advani A., van der Lee S. Changes in the genomic content of circulating B. pertussis strains isolated from the Netherlands, Sweden, Japan and Australia: adaptive evolution or drift? BMC Genomics. 2010; 11: 64.Mooi F.R., van Loo I.H.M., van Gent M., He Q., Heuvelman C.J., Bart M.J. et al. Bordetella pertussis with increased pertussis toxin production associated with pertussis resurgence. Emerg. Infect. Dis. 2009; 15: 1206 - 1213.Mooi F.R., van Loo I.H.M., van Gent M., He Q., Heuvelman C.J., Bart M.J. et al. Bordetella pertussis with increased pertussis toxin production associated with pertussis resurgence. Emerg. Infect. Dis. 2009; 15: 1206 – 1213.Mooi F.R. Bordetella pertussis and vaccination: The persistence of a genetically monomorphic pathogen. J. Infection, genetics and evolution. 2009; 2: 1 - 14.Mooi F.R. Bordetella pertussis and vaccination: The persistence of a genetically monomorphic pathogen. J. Infection, genetics and evolution. 2009; 2: 1 – 14.Schmidtke A., Boney K.O., Martin S.W., Skoff T.H., Tondella M.L., Tatti K.M. Population diversity among Bordetella pertussis isolates, United States, 1935 -2009. J. Emerg. Infect. Dis. 2012; 18 (8): 1248 - 1255.Schmidtke A., Boney K.O., Martin S.W., Skoff T.H., Tondella M.L., Tatti K.M. Population diversity among Bordetella pertussis isolates, United States, 1935 –2009. J. Emerg. Infect. Dis. 2012; 18 (8): 1248 – 1255.Xu Y., Grondahl-Yli-Hannuksila K., Tan Y., Felg L., Kallonen T. et all. Whole-genome sequencing reveal the effect of vaccination on the evolution of Bordetella pertussis. Sci. Rep. 2015; 5: 12888.Xu Y., Grondahl-Yli-Hannuksila K., Tan Y., Felg L., Kallonen T. et all. Whole-genome sequencing reveal the effect of vaccination on the evolution of Bordetella pertussis. Sci. Rep. 2015; 5: 12888.Онищенко Г.Г. Эпидемиологическое благополучие населения России. Журн. микробиол. 2012; 1: 42 - 51.Onishchenko G.G. Epidemiological welfare of the population of Russia. Zhurnal mikrobiologii. [J. Microbiology]. 2012; 1: 42 – 51 (in Russian).Селезнева Т.С., Титова Н.С., Заргарьянц А.И., Максимова Н.М., Маркина С.С. Влияние вакцинопрофилактики на эпидемический процесс управляемых инфекций в Российской Федерации. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2002; 2: 6 - 11.Selezneva T.S., Titova N.S., Zargaryants A.I., Maksimova N.M., Markina S.S. Effect of vaccination on the epidemic process of vaccine-preventable diseases in the Russian Federation. Epidemiologiya i infektsionnyye bolezni. [Epidemiology and Infectious Diseases]. 2002; 2: 6 – 11 (in Russian).Чистякова Г.Г., Борисова О.Ю., Лыткина И.Н., Мазурова И.К., Комбарова С.Ю., Петрова М.С. и др. Особенности эпидемического процесса коклюшной инфекции в Москве на современном этапе. Журн. микробиол. 2005; 5: 35 - 40.Chistyakova G.G., Borisova O.Yu., Lytkina I.N., Mazurova I.K., Kombarova S.Yu., Petrova M.S. et al. Features of epidemic process of pertussis infection in Moscow at the present stage Zhurn. mikrobiol. [J. Microbiology]. 2005; 5: 35 – 40 (in Russian).Алешкин В.А, Борисова О.Ю., Гадуа Н.Т., Мазурова И.К. Особенности генотипической изменчивости штаммов B. pertussis, выделенных от больных коклюшем в России. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2012; 5 (87): 177 - 183.Aleshkin V.A, Borisova O.Yu., Gadua N.T., Mazurova I.K. Features of genotypic variability of strains of B. pertussis, isolated from patients with pertussis in Russia. Byulleten VSNTs SO RAMN. [Bulletin of the East-Siberian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences]. 2012; 5 (87): 177 – 183 (in Russian).Борисова О.Ю., Мазурова И.К., Ивашинникова Г.А., Гадуа Н.Т., Рудакова И.А., Салова Н.Я. и др. Характеристика штаммов Bordetella pertussis, выделенных от больных коклюшем в г. Москве, с помощью мультилокусного секвенирования. Журнал микробиол. 2012; 2: 28 - 34.Borisova O.Yu., Mazurova I.K., Ivashinnikova G.A., Gadua N.T., Rudakova I.A., Salova N.Ya. et al. Feature strains Bordetella pertussis, isolated from patients with pertussis in Moscow, using multilocus sequencing. Zhurnal mikrobiol. [J. Microbiology]. 2012; 2: 28 – 34 (in Russian).Борисова О.Ю., Мазурова И.К., Ивашинникова Г.А., Гадуа Н.Т., Рудакова И.А., Салова Н.Я. и др. Генетическая характеристика штаммов Bordetella pertussis, выделенных от больных коклюшем в России. Медицинский альманах. 2012; 2 (21): 30 - 34.Borisova O.Yu., Mazurova I.K., Ivashinnikova G.A., Gadua N.T., Rudakova I.A., Salova N.Ya. et al. Genetic characterization of strains of Bordetella pertussis, isolated from patients with pertussis in Russia. Meditsinskiy almanakh. [Medical almanac]. 2012; 2 (21): 30 – 34 (in Russian).Курова Н.Н. Молекулярно-биологическая характеристика Bordetella pertussis, циркулирующих в период подъема заболеваемости, и совершенствование лабораторной диагностики коклюша: Автореф. дис.. к-та мед. наук. С.-Петербург; 2004.Kurova N.N. Molecular-biological characteristic Bordetella pertussis, circulating between the incidence of recovery and the improvement of laboratory diagnosis of pertussis:: Doctorate of med. sci. diss.. Sankt Petersburg; 2004 (in Russian).Шинкарев А.С, Мерцалова Н.У, Мазурова И.К., Борисова О.Ю., Захарова Н.С., Озерецковская М.Н. и др. Современные штаммы Bordetella pertussis: молекулярная и иммунобиологическая характеристика. Журн. микробиол. 2007; 4: 20 - 25.Shinkarev A.S, Mertsalova N.U., Mazurova I.K., Borisova O.Yu., Zakharova N.S., Ozeretskovskaya M.N. et al. Modern strains of Bordetella pertussis: molecular and immunological characteristics. Zhurn. mikrobiol. [J. Microbiology]. 2007; 4: 20 – 25 (in Russian).Ивашинникова Г.А., Борисова О.Ю., Гадуа Н.Т., Рудакова И.А., Мазурова И.К. Применение метода мультилокусного секвенирования для наблюдения за циркулирующими штаммами B. pertussis. Здоровье населения и среда обитания. 2012; 9: 28 - 30.Ivashinnikova G.A., Borisova O.Yu., Gadua N.T., Rudakova I.A., Mazurova I.K.. Application of multilocus sequencing to monitor the circulating strains of B. pertussis. Zdorovye naseleniya i sreda obitaniya. [Public health and environment]. 2012; 9: 28 – 30 (in Russian).Kourova N., Njamkepo E, Brun D. Monitoring of Bordetella isolates circulating in Saint Petersburg, Russia between 2001 and 2009. Res. Microbiol. 2010; 161 (10): 810 - 815.Kourova N., Njamkepo E, Brun D, et al. Monitoring of Bordetella isolates circulating in Saint Petersburg, Russia between 2001 and 2009. Res. Microbiol. 2010; 161 (10): 810 – 815.Litt D.J., Neal S.E., Fry N.K. Changes in Genetic Diversity of the Bordetella parapertussis Population in the United Kingdom between 1920 and 2006 reflect vaccination coverage and emergence of a single dominant clonal type. J. Clin. Microbiol. 2009; 47 (3): 680 - 688.Litt D.J., Neal S.E., Fry N.K. Changes in Genetic Diversity of the Bordetella parapertussis Population in the United Kingdom between 1920 and 2006 reflect vaccination coverage and emergence of a single dominant clonal type. J. Clin. Microbiol. 2009; 47 (3): 680 – 688.van Amersfoorth S.C.M., Schouls L.M., van der Heide H.G.J., Advani A., Hallander H.O., Bondeson K. et al. Analysis of Bordetella pertussis populations in european countries with different vaccination policies. J. Clin. Microbiol. 2005; 43: 2837 - 2843.van Amersfoorth S.C.M., Schouls L.M., van der Heide H.G.J., Advani A., Hallander H.O., Bondeson K. et all. Analysis of Bordetella pertussis Populations in European countries with different vaccination policies. J. Clin. Microbiol. 2005; 43: 2837 – 2843.van Loo I.H.M., Heuvelman K.J., King A.J., Mooi F.R. Multilocus sequence typing of Bordetella pertussis based on surface protein genes. J. Clin. Microbiology. 2002; 40: 1994 - 2001.van Loo I.H.M., Heuvelman K.J., King A.J., Mooi F.R. Multilocus sequence typing of Bordetella pertussis based on surface protein genes. J. Clin. Microbiology. 2002; 40: 1994 – 2001.Попова О.П., Борисова О.Ю., Петрова М.С., Грачева Н.М., Абрамова Е.Н., Пименова А.С., Гадуа Н.Т. Клинико-микробиологические сопоставления при коклюше у детей в современных условиях. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2014; 19 (5): 13 - 18.Popova O.P., Borisova O.Y., Petrova M.S., Gracheva N.M., Abramova E.N., Pimenova A.S., Gadua N.T The clinical and microbiological comparison of whooping cough in children today.Epidemiologia I infectious bolezni. [Epidemiology and Infectious Diseases]. 2014; 19 (5): 13 – 18.Emsley P., Charles I.G., Fairweather N.F., Isaacs of the N.W. Structure Bordetella pertussis virulence factor P 69 pertactin. Nature. 1996; 381: 90 - 92.Emsley P., Charles I.G., Fairweather N.F., Isaacs of the N.W. Structure Bordetella pertussis virulence factor P. 69 pertactin. Nature. 1996; 381: 90 – 92.Hellwing S.M., Rodriguez M.E., Berbers G.A., van de Wilkel J.G, Mooi F.R. Crucial role of antibodies to pertactin in Bordetella pertussis immunity. J. Infect. Dis. 2004; 189 (2): 354.Hellwing S.M., Rodriguez M.E., Berbers G.A., van de Wilkel J.G, Mooi F.R. Crucial role of antibodies to pertactin in Bordetella pertussis immunity. J. Infect. Dis. 2004; 189 (2): 354.Leininger E., Ewanowich C.A., Bhargava A., Peppler M.S., Kenimer J.G., Brennan M.J. Comparative roles of the Arg-Gly-Asp sequence present in the Bordetella pertussis adhesions pertactin and filamentous hemagglutinin. J. Infect. Immunity. 1992; 60: 2380 - 2385.Leininger E., Ewanowich C.A., Bhargava A., Peppler M.S., Kenimer J.G., Brennan M.J. Comparative roles of the Arg-Gly-Asp sequence present in the Bordetella pertussis adhesions pertactin and filamentous hemagglutinin. J. Infect. Immunity. 1992; 60: 2380 – 2385.Mkinen J., Berbers G., Mooi F.R., Viljanen M.K., Arvilommi H., Mertsola J. Bordetella pertussis protein pertactin induces type-specific antibodies: one possible explanation for the emergence of antigenic variants? J. Infect. Dis. 2003; 187 (8): 1200 - 1205.Mäkinen J., Berbers G., Mooi F.R., Viljanen M.K., Arvilommi H., Mertsola J. Bordetella pertussis protein pertactin induces type-specific antibodies: one possible explanation for the emergence of antigenic variants? J. Infect. Dis. 2003; 187 (8): 1200 – 1205.Martin S.W., Pawloski L., Williams M., Weening K., DeBolt C., Qin X. et al. Pertactin-negative Bordetella pertussis strains: evidence for a possible selective advantage. Clin. Infectious Dis. 2015; 60: 223 - 227.Martin S.W., Pawloski L., Williams M., Weening K., DeBolt C., Qin X. et all Pertactin-negative Bordetella pertussis strains: evidence for a possible selective advantage. Clin. Infectious Dis. 2015; 60: 223 – 227.Pawloski L.C., Queenan A.M., Cassiday P.K., Lynch A.S., Harrison M.J., Shang W. et all Prevalence and molecular characterization of pertactin-deficient Bordetella pertussis in United States. Clin. And Vaccine Immunology: CVI. 2014; 21: 119 - 125.Pawloski L.C., Queenan A.M., Cassiday P.K., Lynch A.S., Harrison M.J., Shang W. et all Prevalence and molecular characterization of pertactin-deficient Bordetella pertussis in United States. Clin. And Vaccine Immunology: CVI. 2014; 21: 119 – 125.

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