RU2299908C1 - Method for differentiating bordetella pertussis strains - Google Patents

Method for differentiating bordetella pertussis strains Download PDF

Info

Publication number
RU2299908C1
RU2299908C1 RU2005140623/13A RU2005140623A RU2299908C1 RU 2299908 C1 RU2299908 C1 RU 2299908C1 RU 2005140623/13 A RU2005140623/13 A RU 2005140623/13A RU 2005140623 A RU2005140623 A RU 2005140623A RU 2299908 C1 RU2299908 C1 RU 2299908C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strains
pertussis
gene
ptxs1
amplicons
Prior art date
Application number
RU2005140623/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Юрьевна Борисова (RU)
Ольга Юрьевна Борисова
Светлана Юрьевна Комбарова (RU)
Светлана Юрьевна Комбарова
Изабелла Константиновна Мазурова (RU)
Изабелла Константиновна Мазурова
Владимир Андрианович Алешкин (RU)
Владимир Андрианович Алешкин
Original Assignee
Федеральное Государственное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека filed Critical Федеральное Государственное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Priority to RU2005140623/13A priority Critical patent/RU2299908C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2299908C1 publication Critical patent/RU2299908C1/en

Links

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

FIELD: medicinal microbiology, molecular biology.
SUBSTANCE: invention relates to molecular-genetic typing of pathogen strains of infectious diseases, detection of epidemic strains and creature perspective vaccine preparation on their base. Invention describes a method for differentiation of strains of B. pertussis by ptxS1 gene that involves isolation of DNA from strains of B. pertussis. Then isolated DNA is subjected for polymerase chain reaction with simultaneous isolation of primers S1-F2 5'-CCCCCTGCCATGGTGTGATC-3' and S1-R2 5'-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3' and preparing amplicons from gene fragment encoding S1 subunit of whooping cough (ptxS1). These amplicons are subjected for successive restriction with site-specific endonucleases Ehe I and Bfu I followed by electrophoresis of restriction fragments in agarose gel and differentiation by comparison of gene ptxS1 DNA fragment amplicons size of analyzed strains of B. pertussis with control DNA samples of strains of B. pertussis comprising alleles of gene ptxS1A, ptxS1B, ptxS1D and ptxS1E. Proposed method provides precision and accelerated procedure in its carrying out in combination with economy profit. Using the method provides detection epidemic strains showing specific features of genetic structure of ptxS1 gene and to create effective vaccine preparations on their base possessing high protective activity with respect to circulating strains of B. pertussis causing the whooping cough disease.
EFFECT: improved method of differentiation of strains.
1 ex

Description

Изобретение относится к области медицинской микробиологии, в частности к молекулярно-генетическому типированию штаммов возбудителей инфекционных заболеваний, выявлению эпидемических штаммов и созданию на их основе перспективных вакцинных препаратов.The invention relates to the field of medical microbiology, in particular to molecular genetic typing of strains of pathogens of infectious diseases, the identification of epidemic strains and the creation of promising vaccine preparations on their basis.

Основная задача молекулярно-генетического типирования штаммов возбудителей инфекционных заболеваний, в частности в отношении возбудителей инфекций, управляемых средствами специфической иммунопрофилактики, - это выявление эпидемических штаммов с особенностями генетической структуры, которая отличается от структуры штаммов, используемых для производства вакцинных препаратов. Данные эпидемические штаммы могут способствовать сохранению возбудителя заболевания в иммунной популяции и вызывать рост заболеваемости этой инфекцией не только среди непривитых, но привитых против данной инфекции лиц. На основе таких штаммов могут быть созданы перспективные эффективные вакцинные препараты.The main task of molecular genetic typing of strains of pathogens of infectious diseases, in particular with respect to pathogens controlled by specific immunoprophylaxis, is the identification of epidemic strains with peculiarities of the genetic structure, which differs from the structure of the strains used for the production of vaccines. These epidemic strains can contribute to the preservation of the causative agent of the disease in the immune population and cause an increase in the incidence of this infection not only among unvaccinated but vaccinated against this infection. On the basis of such strains, promising effective vaccine preparations can be created.

В последние годы в различных странах мира отмечается рост заболеваемости коклюшем среди детей школьного возраста, несмотря на высокий охват прививками детей раннего возраста. Одной из причин роста заболеваемости коклюшем является изменение генетической структуры возбудителя заболевания под влиянием массовой иммунизации (1, 2, 3, 5, 7). В настоящее время во многих странах мира проводятся исследования по изучению особенностей генетической структуры различных генов у штаммов Bordetella pertussis (В.pertussis). В первую очередь внимание обращено на изучение одного из основных протективных антигенов коклюшного микроба - коклюшный токсин и ген, кодирующий его ферментоактивную субъединицу S1 (ptxS1) (8). Для молекулярно-генетического типирования штаммов В.pertussis используется большое количество методов, таких как секвенирование, пульс-электрофорез, мультилокусное секвенирование, полимеразная цепная реакция с универсальными праймерами и др. (1, 3, 5, 8). В результате многочисленных исследований выявлен полиморфизм в гене, кодирующем S1 субъединицу коклюшного токсина (ptxS1). У штаммов B.pertussis обнаружены четыре аллели этого гена - ptxS1А, ptxS1В, ptxS1D и ptxS1Е. Показано, что в организме детей, вакцинированных цельноклеточной вакциной, происходит селекция антигенно измененных аллелей, отличающихся по антигенной специфичности от вакцинных штаммов B.pertussis. Невакцинная аллель ptxS1 гена (ptxS1A аллель) постепенно вытесняет ранее циркулировавшие «вакцинные» аллели гена - ptxS1В и ptxS1D (3, 4, 5, 6, 7,9).In recent years, there has been an increase in the incidence of pertussis among school-age children in various countries of the world, despite the high vaccination coverage for young children. One of the reasons for the increase in the incidence of pertussis is a change in the genetic structure of the causative agent of the disease under the influence of mass immunization (1, 2, 3, 5, 7). Currently, studies are being conducted in many countries of the world to study the features of the genetic structure of various genes in strains of Bordetella pertussis (B.pertussis). First of all, attention was paid to the study of one of the main protective antigens of pertussis microbe - pertussis toxin and the gene encoding its enzyme-active subunit S1 (ptxS1) (8). A large number of methods are used for molecular genetic typing of B.pertussis strains, such as sequencing, pulse electrophoresis, multilocus sequencing, polymerase chain reaction with universal primers, etc. (1, 3, 5, 8). As a result of numerous studies, polymorphism was detected in the gene encoding the S1 subunit of pertussis toxin (ptxS1). Four alleles of this gene, ptxS1A, ptxS1B, ptxS1D and ptxS1E, were found in B.pertussis strains. It has been shown that in the body of children vaccinated with the whole-cell vaccine, selection of antigenically altered alleles that differ in antigenic specificity from vaccine strains of B.pertussis occurs. The non-vaccine allele of the ptxS1 gene (ptxS1A allele) gradually replaces the previously circulating “vaccine" gene alleles, ptxS1B and ptxS1D (3, 4, 5, 6, 7.9).

Недостатками данных методов типирования является то, что они трудоемкие и дорогостоящие, требуют наличия специального и дорогого оборудования и не могут быть использованы для изучения генетического полиморфизма большого числа штаммов B.pertussis и быстрого создания на их основе новых вакцинных препаратов, эффективных в отношении циркулирующих штаммов B.pertussis, вызывающих заболевание коклюшем.The disadvantages of these typing methods are that they are laborious and expensive, require special and expensive equipment, and cannot be used to study the genetic polymorphism of a large number of B.pertussis strains and quickly create new vaccines based on them that are effective against circulating strains of B .pertussis causing pertussis disease.

Принимая во внимание, что в настоящее время иммунизация детей в нашей стране и в других странах мира осуществляется на основе «старых» вакцинных штаммов, выделенных еще в 50-60-е годы, обсуждается вопрос о необходимости создания системы слежения за генетической структурой («антигенным дрейфом») возбудителя коклюша с использованием ускоренных и доступных методов молекулярно-генетического типирования для выявления эпидемических штаммов, вызывающих заболевание коклюшем, и создания на их основе перспективных вакцинных препаратов (1, 2).Taking into account that at present, immunization of children in our country and in other countries of the world is carried out on the basis of “old” vaccine strains isolated in the 1950s and 1960s, the question of the need to create a system for tracking the genetic structure (“antigenic” drift ”) of the pertussis pathogen using accelerated and accessible methods of molecular genetic typing to identify epidemic strains that cause pertussis disease and create promising vaccine preparations on their basis (1, 2).

Задачей настоящего изобретения является разработка точного, ускоренного, простого и экономически выгодного способа дифференциации штаммов B.pertussis с различной структурой ptxS1 гена для выявления эпидемических штаммов B.pertussis и создания на их основе перспективных вакцинных препаратов, обладающих высокой протективной активностью в отношении современных циркулирующих штаммов B.pertussis, вызывающих заболевание коклюшем.The objective of the present invention is to develop an accurate, accelerated, simple and cost-effective way of differentiating B.pertussis strains with different structure of the ptxS1 gene to identify epidemic B.pertussis strains and create promising vaccines based on them that have high protective activity against modern circulating B strains .pertussis causing pertussis disease.

В соответствии с поставленной задачей был разработан способ дифференциации штаммов B.pertussis по ptxS1 гену, предусматривающий выделение ДНК из штаммов B.pertussis, затем выделенную ДНК подвергают полимеразной цепной реакции с одновременным введением праймеров S1-F2 5′-CCCCCTGCCATGGTGTGATC-3′ и S1-R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3′ и получением ампликонов фрагмента гена, кодирующего S1 субъединицу коклюшного токсина (ptxS1), которые подвергают последовательно рестрикции эндонуклеазами Ehe I и Bfu I и электрофорезу продуктов рестрикции в агарозном геле, после чего проводят дифференциацию путем сравнения размера ампликонов фрагментов ДНК ptxS1 гена исследуемых штаммов B.pertussis с контрольными образцами ДНК штаммов B.pertussis, имеющими ptxS1А, ptxS1В, ptxS1D и ptxS1E аллели гена.In accordance with the task, a method was developed for differentiating B.pertussis strains by the ptxS1 gene, which provides for the isolation of DNA from B.pertussis strains, then the isolated DNA is subjected to polymerase chain reaction with the simultaneous introduction of S1-F2 5′-ConverterCTGCCATGGTGTGATC-3 ′ and S1- primers R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3 ′ and obtaining amplicons of a gene fragment encoding the S1 subunit of pertussis toxin (ptxS1), which are subjected to sequential restriction with Ehe I and Bfu I endonuclease and electrophoresis of restriction products by agarose gel, after which differentiation is carried out by comparing the size of amplicons of the DNA fragments of the ptxS1 gene of the studied B.pertussis strains with the control DNA samples of B.pertussis strains having ptxS1A, ptxS1B, ptxS1D and ptxS1E alleles of the gene.

При анализе нуклеотидных последовательностей ptxS1 гена штаммов B.pertussis, принадлежащих к ptxS1А аллели, выявлена мутация - замена нуклеотида в положении 684 (гуанин на аденин), которая создает сайт рестрикции для фермента-эндонуклеазы Ehe I, способной расщеплять в данном месте молекулу ДНК. Обнаружение этого факта явилось основанием для использования фермента-эндонуклеазы Ehe I с целью дифференциации штаммов B.pertussis, имеющих ptxS1А аллель гена (тип 1 (EheI)), от штаммов B.pertussis, имеющих ptxS1В, D и Е аллели этого гена (тип 2 (EheI)). При анализе нуклеотидных последовательностей ptxS1 гена штаммов B.pertussis, принадлежащих к ptxS1Е аллели, выявлена мутация - замена нуклеотида в положении 586 (тимин на цитозин), которая создает сайт рестрикции для фермента-эндонуклеазы Bfu I. Это также явилось основанием для использования фермента-эндонуклеазы Bfu I с целью дифференциации штаммов B.pertussis, имеющих ptxS1Е аллель гена (тип I (BfuI)), от штаммов B.pertussis, имеющих ptxS1В и D аллели этого гена (тип II (BfuI)).When analyzing the nucleotide sequences of the ptxS1 gene of B.pertussis strains belonging to the ptxS1A allele, a mutation was revealed - a nucleotide substitution at position 684 (guanine to adenine), which creates a restriction site for the Ehe I endonuclease enzyme, which can cleave a DNA molecule at this location. The discovery of this fact was the basis for the use of the Ehe I endonuclease enzyme to differentiate B.pertussis strains having the ptxS1A allele of the gene (type 1 (EheI)) from B.pertussis strains having the ptxS1B, D and E alleles of this gene (type 2 (EheI)). When analyzing the nucleotide sequences of the ptxS1 gene of B.pertussis strains belonging to the ptxS1E allele, a mutation was revealed - a nucleotide substitution at position 586 (thymine to cytosine), which creates a restriction site for the Bfu I endonuclease enzyme. This also served as the basis for the use of the endonuclease enzyme Bfu I in order to differentiate B.pertussis strains having the ptxS1E allele of the gene (type I (BfuI)) from B.pertussis strains having the ptxS1B and D alleles of this gene (type II (BfuI)).

Для постановки ПЦР были использованы праймеры S1-F2 5′-CCCCCTGCCATGGTGTGATC-3′ и S1-R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3′, которые фланкируют участок ptxS1 гена размером 930 пар оснований (п.о.) Продукты ПЦР были подвергнуты последовательной рестрикции эндонуклеазой Ehe I и Bfu I с последующем электрофоретическим разделением образовавшихся продуктов в агарозном геле и дифференциацией полученных ампликонов путем сравнения размера ампликонов ДНК исследуемого образца с тремя контрольными образцами ДНК штаммов B.pertussis, имеющих ptxS1A, ptxS1B, D и ptxS1E аллели гена. При обработке эндонуклеазой EheI ПЦР-ампликонов, полученных на матрице ptxS1 гена, в электрофорезе определяли два типа рестрикционных профилей с разным набором фрагментов ДНК. Для одной группы штаммов характерным было появление полос в областях 500 п.о., 320 п.о. и 130 п.о., что соответствовало молекулярному весу ампликонов контрольного образца ДНК штамма B.pertussis, имеющему ptxS1A аллель гена. Данный тип рестрикционного профиля обозначен как тип 1 (EheI). Для второй группы штаммов характерным было наличие другого набора фрагментов ДНК - 320 п.о., 300 п.о., 200 п.о. и 130 п.о., что соответствовало молекулярному весу ампликонов контрольного образца ДНК штамма B.pertussis, имеющему ptxS1B, D или Е аллели гена. Данный тип рестрикционного профиля обозначен как тип 2 (EheI). Таким образом, при электрофоретическом разделении продуктов рестрикции можно точно разделить штаммы B.pertussis, имеющие ptxS1А аллель гена (тип 1 (EheI)), от штаммов, имеющих ptxS1В, D и Е аллели этого гена (тип 2 (EheI)). Далее ампликоны последних штаммов B.pertussis были подвергнуты следующей рестрикции с эндонуклеазой Bfu I с последующим электрофоретическим разделением образовавшихся продуктов в агарозном геле. При обработке эндонуклеазой BfuI ПЦР-ампликонов в электрофорезе также определяли два типа рестрикционных профилей с разным набором фрагментов ДНК. Для одной группы штаммов характерным было появление полос в областях 650 п.о., 550 п.о. и 300 п.о., что соответствовало молекулярному весу ампликонов контрольного образца ДНК штамма В.pertussis, имеющему ptxS1E аллель гена. Данный тип рестрикционного профиля обозначен как тип I (BfuI), в то время как для других штаммов характерным было наличие другого набора фрагментов ДНК - 650 п.о., 550 п.о. и 400 п.о., что соответствовало молекулярному весу ампликонов контрольного образца ДНК штамма B.pertussis, имеющему ptxS1B или D аллели гена. Данный тип рестрикционного профиля обозначен как тип II (BfuI). Таким образом, при электрофоретическом разделении продуктов данной рестрикции можно точно разделить штаммы B.pertussis, имеющие ptxS1E аллель гена, от штаммов, имеющих ptxS1В и D аллели этого гена.For PCR, primers S1-F2 5′-UDPCTGCCATGGTGTGATC-3 ′ and S1-R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3 ′ were used, which flank the ptxS1 gene region with a size of 930 base pairs (bp). The PCR products were subjected to sequential restriction Ehe I and Bfu I, followed by electrophoretic separation of the formed products on an agarose gel and differentiation of the resulting amplicons by comparing the size of the DNA amplicons of the test sample with three control DNA samples of B.pertussis strains having ptxS1A, ptxS1B, D and ptxS1E gene alleles. When EheI endonuclease treated PCR amplicons obtained on the ptxS1 matrix of the gene, two types of restriction profiles with a different set of DNA fragments were determined by electrophoresis. For one group of strains, the appearance of bands in the regions of 500 bp and 320 bp was characteristic. and 130 bp, which corresponded to the molecular weight of the amplicons of the control DNA sample of the strain B.pertussis having the ptxS1A allele of the gene. This type of restriction profile is designated as type 1 (EheI). For the second group of strains, the presence of another set of DNA fragments was characteristic - 320 bp, 300 bp, 200 bp and 130 bp, which corresponded to the molecular weight of the amplicons of the control DNA sample of the strain B.pertussis having ptxS1B, D or E alleles of the gene. This type of restriction profile is designated as type 2 (EheI). Thus, in the electrophoretic separation of restriction products, B.pertussis strains having the ptxS1A allele of the gene (type 1 (EheI)) can be precisely separated from strains having the ptxS1B, D and E alleles of this gene (type 2 (EheI)). Next, the amplicons of the last B.pertussis strains were subjected to the following restriction with Bfu I endonuclease, followed by electrophoretic separation of the resulting products on an agarose gel. Two types of restriction profiles with a different set of DNA fragments were also determined by electrophoresis when BfuI treated with BfuI endonuclease. For one group of strains, the appearance of bands in the areas of 650 bp, 550 bp was characteristic. and 300 bp, which corresponded to the molecular weight of the amplicons of the control DNA sample of strain B.pertussis having the ptxS1E allele of the gene. This type of restriction profile is designated as type I (BfuI), while other strains were characterized by the presence of another set of DNA fragments - 650 bp, 550 bp and 400 bp, which corresponded to the molecular weight of the amplicons of the control DNA sample of the strain B.pertussis having ptxS1B or D gene alleles. This type of restriction profile is designated as type II (BfuI). Thus, by electrophoretic separation of the products of this restriction, B. pertussis strains having the ptxS1E allele of the gene can be precisely separated from strains having the ptxS1B and D alleles of this gene.

Апробация данного способа молекулярно-генетического типирования штаммов B.pertussis была проведена на 234 штаммах B.pertussis различных по серотиповой принадлежности, выделенных в 1948-2004 г.г. Из них 13 штаммов выделены в 1948-59 г.г., 31 штамм - в первые 10 проведения массовой иммунизации (1960-69 г.г.), 42 штамма - в 1970-79 г.г., 32 штамма - в 1980-89 г.г., 31 штамм - в 1990-95 г.г. и 84 штамма выделены в 2002-2004 г.г. В результате проведенного исследования удалось охарактеризовать все изученные штаммы В.pertussis. Оказалось, что для 161 штамма В.pertussis характерным был тип 1 (EheI) рестрикционного профиля и соответственно данные штаммы имели ptxS1А аллель гена, для 72 штаммов B.pertussis характерным был тип 2 (EheI) и тип II (BfuI) рестрикционных профилей и соответственно данные штаммы имели ptxS1В или D аллели гена; для 1 штамма характерным был тип 2 (EheI) и тип I (BfuI) рестрикционных профилей и соответственно данный штамм имел ptxS1E аллель гена.The testing of this method of molecular genetic typing of B.pertussis strains was carried out on 234 B.pertussis strains of various serotypes belonging to the species isolated in 1948-2004. Of these, 13 strains were isolated in 1948-59, 31 strains in the first 10 mass immunization (1960-69), 42 strains in 1970-79, 32 strains in 1980 -89, 31 strain - in 1990-95 and 84 strains isolated in 2002-2004 As a result of the study, it was possible to characterize all the studied strains of B.pertussis. It turned out that type 16 (EheI) restriction profile was characteristic of 161 strains of B. pertussis and, accordingly, these strains had the ptxS1A allele of the gene, type 72 (EheI) and type II (BfuI) of restriction profiles were characteristic of 72 strains of B. pertussis, respectively these strains had ptxS1B or D gene alleles; for strain 1, type 2 (EheI) and type I (BfuI) restriction profiles were characteristic and, accordingly, this strain had the ptxS1E allele of the gene.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что применение данного способа дифференцирования штаммов B.pertussis, основанного на использовании феномена эндонуклеазной рестрикции, позволяет различать штаммы B.pertussis, имеющие различную структуру гена, кодирующего S1 субъединицу коклюшного токсина.Studies have shown that the use of this method of differentiation of B.pertussis strains, based on the use of the phenomenon of endonuclease restriction, makes it possible to distinguish between B.pertussis strains having different structures of the gene encoding the S1 subunit of pertussis toxin.

Техническим результатом заявленного изобретения является точный, ускоренный, удобный и экономически выгодный способ молекулярно-генетического типирования штаммов B.pertussis, с целью выявления эпидемических штаммов с особенностями генетической структуры ptxS1 гена, что позволит создавать на их основе эффективные вакцинные препараты, обладающие высокой протективной активностью в отношении циркулирующих штаммов B.pertussis вызывающих заболевание коклюшем.The technical result of the claimed invention is an accurate, accelerated, convenient and cost-effective method of molecular genetic typing of B.pertussis strains, with the aim of identifying epidemic strains with features of the genetic structure of the ptxS1 gene, which will make it possible to create effective vaccines based on them with high protective activity in against circulating B.pertussis strains causing pertussis disease.

Пример.Example.

Штаммы B.pertussis выращивали на казеиново-угольном агаре, без добавления крови. Через 72 часа, после появления роста изолированных колоний, отбирали 1 колонию, переносили в пробирку с 300 мкл деионизованной воды, выдерживали 15 мин при 95°С, центрифугировали при 13000 оборотов 1 мин, 1 мкл супернатанта добавляли к 49 мкл реакционной смеси. Использовали по 2 мкл каждого из праймеров S1-F2 5′-CCCCCTGCCATGGTGTGATC-3′ и S1-R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3′. Условия амплификации - реакционная смесь прогрета при 95°С 3 мин, 30 циклов: 95°С - 15 сек, 59°С - 15 сек, 72°С - 1 мин. Полученные в ПЦР ампликоны подвергали рестрикции эндонуклеазой Ehel в течение 1 часа при 37°С, а затем - электрофорезу в 1,8% агарозном геле при 160 V в течение 1 часа. Гель окрашивали стандартным раствором этидия бромида и результат реакции учитывали с помощью УФ-трансиллюминатора и фотографировали. Определяли тип рестрикционного профиля путем сравнения размера ампликонов ДНК исследуемых образцов штаммов В.pertussis с контрольными образцами ДНК штаммов В.pertussis ptxS1A, ptxS1B, ptxS1D и ptxS1E аллелей гена. Если он соответствовал типу 1 (EheI), то данные штаммы были охарактеризованы как имеющие ptxS1А аллель гена, если как тип 2 (EheI), то данные штаммы рассматривались как имеющие ptxS1В, D или Е аллели. Далее ампликоны, которые после первой рестрикции были отнесены к типу 2 (EheI), подвергали следующей рестрикции эндонуклеазой ВМ в течение 1 часа при 37°С, а затем - электрофорезу в 1,8% агарозном геле при 160 V в течение 1 часа. Учет результатов реакции осуществляли путем определения типов рестрикционных профилей при сравнении с контрольными образцами ДНК штаммов B.pertussis ptxS1B, D и ptxS1E аллелей гена. Так, если он соответствовал типу I (BfuI), то данные штаммы были охарактеризованы как имеющие ptxS1E аллель гена, если как тип II (BfuI), то данные штаммы рассматривались как имеющие ptxS1В или D аллели гена. Результат данного исследования - дифференциация штаммов В.pertussis, имеющих различную структуру гена, кодирующего S1 субъединицу коклюшного токсина.B.pertussis strains were grown on casein-coal agar, without the addition of blood. After 72 hours, after the growth of isolated colonies appeared, 1 colony was selected, transferred to a test tube with 300 μl of deionized water, kept for 15 min at 95 ° С, centrifuged at 13000 rpm for 1 min, 1 μl of supernatant was added to 49 μl of the reaction mixture. Used 2 μl of each of the primers S1-F2 5′-ConverterCTGCCATGGTGTGATC-3 ′ and S1-R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3 ′. Amplification conditions — the reaction mixture was heated at 95 ° C for 3 min, 30 cycles: 95 ° C for 15 sec, 59 ° C for 15 sec, 72 ° C for 1 min. The amplicons obtained in PCR were subjected to restriction with Ehel endonuclease for 1 hour at 37 ° C, and then electrophoresis in 1.8% agarose gel at 160 V for 1 hour. The gel was stained with a standard ethidium bromide solution and the reaction result was taken into account using a UV transilluminator and photographed. The type of restriction profile was determined by comparing the size of the DNA amplicons of the studied samples of B. pertussis strains with the control DNA samples of B. pertussis strains ptxS1A, ptxS1B, ptxS1D and ptxS1E alleles of the gene. If it corresponded to type 1 (EheI), then these strains were characterized as having the ptxS1A allele of the gene, if as type 2 (EheI), then these strains were considered as having the ptxS1B, D or E alleles. Next, the amplicons, which after the first restriction were classified as type 2 (EheI), were subjected to the following restriction with BM endonuclease for 1 hour at 37 ° C, and then electrophoresis in 1.8% agarose gel at 160 V for 1 hour. The reaction results were taken into account by determining the types of restriction profiles when compared with the control DNA samples of the B. pertussis ptxS1B, D and ptxS1E strains of the gene alleles. So, if it corresponded to type I (BfuI), then these strains were characterized as having the ptxS1E gene allele; if as type II (BfuI), then these strains were considered as having the ptxS1B or D alleles of the gene. The result of this study is the differentiation of B. pertussis strains having different structures of the gene encoding the S1 subunit of pertussis toxin.

ЛитератураLiterature

1. Семенов Б.Ф., Захарова Н.С., Мазурова И.К. Подъем заболеваемости коклюшем на фоне массовой вакцинации. Гипотезы, объясняющие этот феномен. ЖМЭИ. - 2003. - №6. - стр.70-73.1. Semenov B.F., Zakharova N.S., Mazurova I.K. The rise in the incidence of whooping cough on the background of mass vaccination. Hypotheses explaining this phenomenon. ZhMEI. - 2003. - No. 6. - p. 70-73.

2. Чистякова Г.Г., Борисова О.Ю., Лыткина И.Н., Мазурова И.К., Комбарова С.Ю., Петрова М.С. Особенности эпидемического процесса коклюшной инфекции в Москве на современном этапе. ЖМЭИ. - 2005. - №52. Chistyakova G.G., Borisova O.Yu., Lytkina I.N., Mazurova I.K., Kombarova S.Yu., Petrova M.S. Features of the epidemic process of pertussis infection in Moscow at the present stage. ZhMEI. - 2005. - No. 5

3. Cassiday P.K., Sanden G., Heuvelman К., Popovic Т. Polymorphism in Bordetella pertussis pertactin and pertusis toxin virulence factors in the United States, 1935-1999. - J.Infec.Dis. - 2000. - 182:1402-1408.3. Cassiday P.K., Sanden G., Heuvelman K., Popovic T. Polymorphism in Bordetella pertussis pertactin and pertusis toxin virulence factors in the United States, 1935-1999. - J. Infec.Dis. - 2000. - 182: 1402-1408.

4. Fry N., Neal S., Harrison Т.G., Miller E., Matthews R., George R. Genotypic variation in the Bordetella pertussis virulence factors pertactin and pertussis toxin in historical and recent clinical isolates in the United Kindom // J. Infection and immunity. - 2001. - 69:5520-5528.4. Fry N., Neal S., Harrison T.G., Miller E., Matthews R., George R. Genotypic variation in the Bordetella pertussis virulence factors pertactin and pertussis toxin in historical and recent clinical isolates in the United Kindom / / J. Infection and immunity. - 2001 .-- 69: 5520-5528.

5. Kourova N., Caro V., Weber C., Thiberge S., Chuprinina R., Tseneva G., Guiso N. Comparison of the Bordetella pertussis and Bordetella parapertussis isolates circulating in Saint Petersburg between 1998 and 2000 with Russian vaccine strains // J.Clinical Microbiology. - 2003-41:3 706-3711.5. Kourova N., Caro V., Weber C., Thiberge S., Chuprinina R., Tseneva G., Guiso N. Comparison of the Bordetella pertussis and Bordetella parapertussis isolates circulating in Saint Petersburg between 1998 and 2000 with Russian vaccine strains // J. Clinical Microbiology. - 2003-41: 3 706-3711.

6. Mastrantonio P., Spigaglia P., van Oirschot H., van der Heide H J G, Heuvelman K., Stefanelli P, Mooi FR. Antigenic variants in Bordetella pertussis strains isolated from vaccinated and unvaccinated children // Microbiology, 1999. - Vol.145. - P.2069-2075.6. Mastrantonio P., Spigaglia P., van Oirschot H., van der Heide H J G, Heuvelman K., Stefanelli P, Mooi FR. Antigenic variants in Bordetella pertussis strains isolated from vaccinated and unvaccinated children // Microbiology, 1999 .-- Vol. 145. - P.2069-2075.

7. Mooi F.R., Qiushui He, Hans van Oirschot, Mertsola J. Variation in the Bordetella pertussis virulence factor pertussis toxin and pertactin in vaccine strains and clinical isolates in Finland // J. Infection and Immunity. - 1999. - 67:3133-3134.7. Mooi F.R., Qiushui He, Hans van Oirschot, Mertsola J. Variation in the Bordetella pertussis virulence factor pertussis toxin and pertactin in vaccine strains and clinical isolates in Finland // J. Infection and Immunity. - 1999 .-- 67: 3133-3134.

8. Mooi F., Hallandef H., Wirsing C.H., Hoet В., Guiso N. Epidemiological typing of Bordetella pertussis isolates: recommehdations for a standard methodology. - Eur.J. Clin. Microbiol. Infect. Diseases. - 2000. - 19:174-181.8. Mooi F., Hallandef H., Wirsing C.H., Hoet B., Guiso N. Epidemiological typing of Bordetella pertussis isolates: recommehdations for a standard methodology. - Eur.J. Clin. Microbiol. Infect. Diseases. - 2000 .-- 19: 174-181.

9. Weber C., Boursaux-Eude C., Coralie G., Caro V., Guiso N. Polymorphism of Bordetella pertussis isolates circuling for the last 10 years in France, where a single effective whole-cell vaccine has been used for more than 30 years // J/Clinical Microbiology. - 2001. - 39:4396-4403.9. Weber C., Boursaux-Eude C., Coralie G., Caro V., Guiso N. Polymorphism of Bordetella pertussis isolates circuling for the last 10 years in France, where a single effective whole-cell vaccine has been used for more than 30 years // J / Clinical Microbiology. - 2001 .-- 39: 4396-4403.

Claims (1)

Способ дифференциации штаммов В. pertussis no ptxS1 гену, предусматривающий выделение ДНК из штаммов В. pertussis, затем выделенную ДНК подвергают полимеразной цепной реакции с одновременным введением праймеров S1-F2 5′-CCCCCTGCCATGGTGTGATC-3′ и S1-R2 5′-AGAGCGTCTTGCGGTCGATC-3′ с получением ампликонов фрагмента гена, кодирующего S1 субъединицу коклюшного токсина (ptxS1), которые подвергают последовательно рестрикции эндонуклеазами Ehe I и Bfu I и электрофорезу продуктов рестрикции в агарозном геле, после чего проводят дифференциацию путем сравнения размера ампликонов фрагментов ДНК ptxS1 гена исследуемых штаммов В. pertussis с контрольными образцами ДНК штаммов В. pertussis ptxS1А, ptxS1В, ptxS1D и ptxS1Е аллелей гена.A method for differentiating B. pertussis no ptxS1 strains to a gene comprising isolating DNA from B. pertussis strains, then the isolated DNA is subjected to polymerase chain reaction with simultaneous introduction of S1-F2 5′-ConverterCTGCCATGGTGTGATC-3 ′ and S1-R2 5′-AGAGCGGTCTTG primers ′ To obtain amplicons of a fragment of a gene encoding the S1 subunit of pertussis toxin (ptxS1), which are subjected to sequential restriction by endonuclease Ehe I and Bfu I and agarose gel electrophoresis of restriction products, after which differentiation is carried out by comparing the size of the amplicons of the fragments NK ptxS1 gene studied strains of B. pertussis with DNA reference samples strains of B. pertussis ptxS1A, ptxS1V, ptxS1D and ptxS1E alleles.
RU2005140623/13A 2005-12-26 2005-12-26 Method for differentiating bordetella pertussis strains RU2299908C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140623/13A RU2299908C1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Method for differentiating bordetella pertussis strains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140623/13A RU2299908C1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Method for differentiating bordetella pertussis strains

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2299908C1 true RU2299908C1 (en) 2007-05-27

Family

ID=38310684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005140623/13A RU2299908C1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Method for differentiating bordetella pertussis strains

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2299908C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495132C1 (en) * 2012-09-26 2013-10-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека METHOD FOR MOLECULAR-GENETIC GROUPING OF STRAINS Bordetella pertussis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495132C1 (en) * 2012-09-26 2013-10-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека METHOD FOR MOLECULAR-GENETIC GROUPING OF STRAINS Bordetella pertussis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McClelland et al. Length polymorphisms in tRNA intergenic spacers detected by using the polymerase chain reaction can distinguish streptococcal strains and species
Joblet et al. Identification of Bartonella (Rochalimaea) species among fastidious gram-negative bacteria on the basis of the partial sequence of the citrate-synthase gene
Mikhailovich et al. Application of PCR for detection of toxigenic Corynebacterium diphtheriae strains isolated during the Russian diphtheria epidemic, 1990 through 1994
Cave et al. Differentiation of Escherichia coli strains using randomly amplified polymorphic DNA analysis
Kiss et al. Detection and identification of avian mycoplasmas by polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism assay
Czajka et al. Verification of causal relationships between Listeria monocytogenes isolates implicated in food-borne outbreaks of listeriosis by randomly amplified polymorphic DNA patterns
Khalifa et al. Sequencing analysis of Mycoplasma gallisepticum wild strains in vaccinated chicken breeder flocks
Diene et al. Comparative genomics of Neisseria meningitidis strains: new targets for molecular diagnostics
Suhan et al. Cloning and characterization of an autonomous replication sequence from Coxiella burnetii
Marsh et al. Deletion of an mmpL gene and multiple associated genes from the genome of the S strain of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis identified by representational difference analysis and in silico analysis
Pilet et al. A new typing technique for the Rickettsiales Ehrlichia ruminantium: multiple-locus variable number tandem repeat analysis
RU2299908C1 (en) Method for differentiating bordetella pertussis strains
Picha et al. PCR in lyme neuroborreliosis: a prospective study
Holochová et al. Genomic diversity of two lineages of exfoliative toxin A-converting phages predominating in Staphylococcus aureus strains in the Czech Republic
JP4176837B2 (en) M.M. A fragment of a nucleic acid that is specific for mycobacteria that are members of the tuberculosis complex; Detection of members of the tuberculosis complex and their application for differential diagnosis
Dilworth et al. Comparison of polymerase chain reaction for IS6110 and Amplicor in the diagnosis of tuberculosis.
US20050130168A1 (en) Method of determining a bacterium species
RU2739333C1 (en) Bacterial strain escherichia coli jm 109 4-162, producer of recombinant plasmid pwnv4protc, carrying sequence of polyprotein gene segment of west nile virus genotype 4 encoding capsid protein
RU2736649C1 (en) Method for genetic differentiation of yersinia pseudotuberculosis strains by molecular-genetic typing
Haroon et al. Identification of Legionella pneumophila serogroups and other Legionella species by mip gene sequencing
Choi et al. First molecular detection of Borrelia afzelii in clinical samples in Korea
Eissa et al. molecular comparative analysis of mycoplasma gallisepticum field and vaccine strains in Egypt
Habibi In silico analysis of Ta9 gene polymorphism in an Iranian Theileria annulata schizont-infected cell line S15 vaccine strain and native isolates
RU2709174C1 (en) Method for differentiating legionella pneumophila strains by molecular-genetic typing
Tahamtan et al. Characterization, ribotyping and capsular PCR typing of Pasteurella multocida isolated from Iranian sheep and goats

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081227

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20100720