Бактериальные профили и фенотипические биомаркеры изолятов микробиоты среды обитания: факторы идентификации опасности

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2020-2-10.pdf
УДК: 
613.2+614.31+613.636
DOI: 
10.21668/health.risk/2020.2.10
Авторы: 

Н.В. Дудчик1, С.И Сычик1, О.Е. Нежвинская1, Н.Д. Коломиец2, Е.В. Федоренко1, Е.В. Дроздова1, О.В. Тонко2, О.А. Емельянова1

Организация: 

1Научно-практический центр гигиены, Республика Беларусь, 220012, г. Минск, ул. Академическая, 8
2Белорусская академия последипломного образования, 220013, г. Минск, Республика Беларусь, ул. П. Бровки, 3

Аннотация: 

Произведена оценка бактериальных профилей микробиоты технологического оборудования пищевых производств, объектов лечебно-профилактических учреждений и водных объектов в зонах рекреации, исследование фенотипических признаков изолятов условно-патогенных бактерий как факторов идентификации опасности в рамках концепции оценки риска.
Объектом исследования послужили штаммы родов Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Staphylococcus, Pseu-domonas, Citrobacter и Serratia, выделенные во время гигиенического мониторинга с 2013 по 2017 г.
Для взятия проб использовали методы смывов, прямого посева, мембранной фильтрации, инструментальный аспирационный метод. Микробный статус анализировали культуральными и биохимическими методами на пита-тельных и дифференциально-диагностических средах с последующим подтверждением методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Фенотипические особенности изучали in vitro стандартными биохимическими и микробиологическими методами в соответствии с требованиями надлежащей лабораторной практики.
Выявлены особенности микробных профилей условно-патогенной микробиоты разных объектов среды обитания. Наиболее многочисленными группами являются: в воздушной среде лечебных учреждений 1–4-го классов чистоты – стафилококки (44 %), в смывах с объектов производства и лечебно-профилактических учреждений – бактерии семей-ства Enterobacteriaceae (64 и 69 % соответственно), в водных объектах – бактерии рода Pseudomonas (46 %); 60 (36 %) изолятов из изученных 167 проявляли модифицированные морфологические и тинкториальные признаки в отношении типичных для рода. Большинство изолятов обладали комплексом модифицированных или атипичных метаболомических признаков, таких как гемолитическая и лецитиназная активность, выраженные факторы персистенции, способность образовывать биопленки. Наиболее потенциально агрессивны штаммы условно-патогенных бактерий, выделенные из смывов пищевых производств и лечебно-профилактических учреждений. Изоляты этих же родов, выделенные из водных объектов зон рекреации и воздушной среды лечебно-профилактических учреждений, демонстрировали менее выраженные фенотипические свойства, характеризующие потенциал патогенности. Полученные экспериментальные данные дают материал для изучения феномена модификации фенотипических свойств и использования на этапах выявления и составления профиля опасности и минимизации неопределенности в рамках концепции анализа микробиологического риска.

Ключевые слова: 
микроорганизмы, микробиота, микробный статус, загрязнение, биомаркеры, формирование биопленки, методы восстановления, анализ микробиологического риска
Бактериальные профили и фенотипические биомаркеры изолятов микробиоты среды обитания: факторы идентификации опасности / Н.В. Дудчик, С.И. Сычик, О.Е. Нежвинская, Н.Д. Коломиец, Е.В. Федоренко, Е.В. Дроздова, О.В. Тонко, О.А. Емельянова // Анализ риска здоровью. – 2020. – № 2. – С. 92–100. DOI: 10.21668/health.risk/2020.2.10
Список литературы: 
  1. Next generation of microbiological risk assessment: Potential of omics data for exposure assessment / H.M.W. Den Besten, A. Amézquita, S. Bover-Cid, S. Dagnas, M. Ellouze, S. Guillou, G. Nychas, C. O'Mahony [et al.] // Int. J. of Food Mi-crobiol. – 2018. – Vol. 20, № 287. – P. 18–27. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2017.10.006
  2. Next generation of microbiological risk assessment: Potential of omics data for hazard characterization / N. Haddad, N. Johnson, S. Kathariou, A. Métris, T. Phister, A. Pielaat, C. Tassou [et al.] // Int. J. of Food Microbiol. – 2018. – Vol. 20, № 287. – P. 28–39. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.04.015
  3. Vouga M., Greub G. Emerging bacterial pathogens: the past and beyond // Clin. Microbiol. Infect. – 2016. – Vol. 22, № 1. – P. 12–21. DOI: 10.1016/j.cmi.2015.10.010
  4. Fournier P.E., Drancourt M., Raoult D. New laboratory tools for emerging bacterial challenges // Clin. Infect. Dis. – 2017. – Vol. 15, № 65 (1). – P. S39–S49. DOI: 10.1093/cid/cix405
  5. Методы общей бактериологии / под ред. Ф. Герхардта [и др.]. – М.: Мир, 1984. – Т. 3. – 536 с.
  6. Методы оценки эпидемиологической значимости условно патогенной микрофлоры / О.Е. Нежвинская, Н.В. Дуд-чик, Н.Д. Коломиец, О.В. Тонко, Е.В. Дроздова // Здоровье и окружающая среда: сборник научных трудов / под ред. С.И. Сычика. – Минск: РНМБ, 2015. – Т. 1, № 25. – С. 69–71.
  7. Methods for recovering microorganisms from solid surfaces used in the food industry: a review of the literature / R. Ismail, F. Aviat, V. Michel, I. Le Bayon, P. Gay-Perret, M. Kutnik, M. Fédérighi // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2013. – Vol. 10, № 11. – P. 6169–6183. DOI: 10.3390/ijerph10116169
  8. Fungal and Bacterial Communities in Indoor Dust Follow Different Environmental Determinants / F. Weikl, C. Tischer, A.J. Probst, J. Heinrich, I. Markevych, S. Jochner, K. Pritsch // PLoS One. – 2016. – Vol. 21, № 11 (4). – P. e0154131. DOI: 10.1371/journal.pone.0154131
  9. Shift in the microbial community composition of surface water and sediment along an urban river / L. Wang, J. Zhang, H. Li, H. Yang, C. Peng, Z. Peng, L. Lu // Science of The Total Environ. – 2018. – Vol. 15, № 627. – P. 600–612. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.01.203
  10. The microbiota of recreational freshwaters and the implications for environmental and public health / C.S. Lee, M. Kim, C. Lee, Z. Yu, J. Lee // Front. Microbiol. – 2016. – Vol. 7. – P. 1826. DOI: 10.3389/fmicb.2016.01826
  11. Gorham T., Lee J. Pathogen loading from Canada geese faeces in freshwater: potential risks to human health through recreational water exposure // Zoonoses Public Health. – 2016. – Vol. 63, № 3. – P. 177–190. DOI: 10.1111/zph.12227
  12. Colonization and succession of hospital-associated microbiota / S. Lax, D. Smith, N. Sangwan, K. Handley, P. Larsen, M. Richardson, S. Taylor, E. Landon [et al.] // Sci. Transl. Med. – 2017. – Vol. 9, № 391. – P. eaah6500. DOI: 10.1126/scitranslmed.aah6500
  13. Assessment of bioaerosol particle characteristics at different hospital wards and operating theaters: A case study in Tehran / F. Bolookat, M.S. Hassanvand, S. Faridi, M. Hadei, M. Rahmatinia, M. Alimohammadi // MethodsX. – 2018. – Vol. 5. – P. 1588–1596. DOI: 10.1016/j.mex.2018.11.021
  14. Fujiyoshi S., Tanaka D., Maruyama F. Transmission of airborne bacteria across built environments and its measurement standards: a review // Front. Microbiol. – 2017. – Vol. 8. – P. 2336. DOI: 10.3389/fmicb.2017.02336
  15. Detection of alpha-toxin and other virulence factors in biofilms of Staphylococcus aureus on polystyrene and a human epidermal model / P.M. Den Reijer, E.M. Haisma, N.A. Lemmens-den Toom, J. Willemse, R.I. Koning, J.A. Demmers, D.H. Dekkers, E. Rijkers [et al.] // PLoS ONE. – 2016. – Vol. 11. – P. e0145722. DOI: 10.1371/journal.pone.0145722
  16. Identification and characterization of Staphylococcus aureus strains with an incomplete hemolytic phenotype / H. Zhang, Y. Zheng, H. Gao, P. Xu, M. Wang, A. Li, M. Miao, X. Xie [et al.] // Front. Cell Infect. Microbiol. – 2016. – Vol. 6. – P. 146. DOI: 10.3389/fcimb.2016.00146
  17. A new perspective on microbial landscapes within food production / N.A. Bokulich, Z.T. Lewis, K. Boundy-Mills, D.A. Mills // Curr. Opin. Biotechnol. – 2016. – Vol. 37. – P. 182–189. DOI: 10.1016/j.copbio.2015.12.008
  18. Environmental microbiota drives microbial succession and metabolic profiles during chinese liquor fermentation / X. Wang, H. Du, Y. Zhang, Y. Xu // Appl. Environ. Microbiol. – 2018. – Vol. 84, № 4. – P. e02369–e02417. DOI: 10.1128/AEM.02369-17
  19. Карташова О.Л., Уткина Т.М. Регуляция персистентных свойств микроорганизмов факторами различной при-роды (обзор) // Бюллетень Оренбургского науч. центра УрО РАН. – 2013. – С. 1–11.
  20. Distinguishing between resistance, tolerance and persistence to antibiotic treatment / A. Brauner, O. Fridman, O. Gefen, N.Q. Balaban // Nat. Rev. Microbiol. – 2016. – Vol. 14. – P. 320–330.
  21. Human pathogens in plant biofilms: formation, physiology, and detection / E. Ximenes, L. Hoagland, S. Ku, X. Li, M. Ladisch // Biotechnol. Bioeng. – 2017. – Vol. 114, № 7. – P. 1403–1418. DOI: 10.1002/bit.26247
  22. Дудчик Н.В. Изучение свойств консорциума почвенных микроорганизмов как тест-объектов для оценки инте-гральной токсичности // Гигиена и санитария. – 2012. – Т. 91, № 5. – С. 82–84.
Получена: 
17.05.2019
Принята: 
03.06.2020
Опубликована: 
30.06.2020

Вы здесь

Главная