Лаборатория занимается совершенствованием микробиологической диагностики заболеваний, обусловленных иерсиниями, коринебактериями, бордетеллами и другими микроорганизмами, имеющими медицинское значение
Краева Людмила Александровна – заведующая лабораторией, д.м.н.,
член-корреспондент Петровской академии наук и искусств
телефон: (812) 644-63-15, каб. 243
еmail: kraeva@pasteurorg.ru
Воскресенская Екатерина Александровна – ведущий научный сотрудник, к.б.н.,
руководитель Российского Референс-центра по мониторингу иерсиниозов
телефон: (812) 644-63-15, voskresenskaia@pasteurorg.ru
Кокорина Галина Ивановна – старший научный сотрудник, к.м.н.
телефон: (812) 644-63-15, kokorina@pasteurorg.ru
Курова Наталия Николаевна – старший научный сотрудник, к.м.н.
телефон: (812) 644-63-15, kurova@pasteurorg.ru
Богумильчик Елена Александровна – научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, bogumilchik@pasteurorg.ru
Гончаров Никита Евгеньевич – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, goncharov@pasteurorg.ru
Конькова Лидия Сергеевна – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, konkova@pasteurorg.ru
Кунилова Елена Сергеевна – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, kunilova@pasteurorg.ru
Панин Александр Леонидович – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, panin@pasteurorg.ru
Рогачёва Елизавета Владимировна – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, elizvla@yandex.ru
Сайнес Татьяна Валерьевна – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, saines@pasteurorg.ru
Хамдулаева Галина Николаевна – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-15, khamdulaeva@pasteurorg.ru
Лаборатория медицинской бактериологии начала свою работу в 2016 г. на базе лаборатории бактериальных капельных инфекций, созданной в апреле 1993 г. в связи с возникшей масштабной эпидемией дифтерии.
Часть сотрудников, во главе с руководителем д.м.н. Галиной Яковлевной Ценевой, возглавлявшей лабораторию в течение 22 лет, выделились из состава лаборатории зооантропонозных инфекций. В это же время были начаты первые работы по изучению патогенных свойств иерсиний псевдотуберкулеза, кишечного иерсиниоза, клебсиелл, коринебактерий и бордетелл, моделированию инфекционных процессов, разработке и созданию новых средств диагностики. Многолетние исследования ученых лаборатории были направлены на получение современных представлений об основных биологических свойствах бактерий, о механизмах их взаимодействия с макроорганизмом, иммуногенезе, диагностике и профилактике заболеваний.
Изучение биологических свойств иерсиний различных видов, прежде всего возбудителей псевдотуберкулеза и кишечного иерсиниоза, – традиционное направление научной деятельности лаборатории. Выполняются исследования штаммов Y. pseudotuberculosis, Y. enterocolitica и других представителей рода Yersinia молекулярно-генетическими методами. Сотрудниками лаборатории проведен анализ геномного полиморфизма штаммов Y. pseudotuberculosis различного географического распространения (IS-RFLP-типирование, риботипирование), выделенных из разных источников, определены различия генетических характеристик зарубежных и российских штаммов Y. pseudotuberculosis. Использование полученных сведений о структуре популяции Y. pseudotuberculosis в России перспективно в целях повышения эффективности контроля за циркуляцией возбудителя.
Получена молекулярно-генетическая характеристика штаммов Y. pseudotuberculosis по наличию основных генетических детерминант вирулентности плазмидной и хромосомной природы, определено клинико-диагностическое значение штаммов различных генотипов. Показана потенциальная способность представителей видов иерсиний, считающихся непатогенными (Y. enterocolitica биотипа 1А, Y. kristensenii), содержащих в составе хромосомы ген термостабильного энтеротоксина, вызывать патологический процесс. Для углубленного исследования иерсиний различных видов используется секвенирование.
Важной составляющей деятельности лаборатории являются диагностические исследования. Для повышения эффективности выявления иерсиниозов без типичных проявлений обоснованы показания к обследованию методами этиологической диагностики больных с поражениями суставов, больных с длительными абдоминальными болями, больных с симптомами острого аппендицита, острого панкреатита, обострения хронического панкреатита.
Разработана и запатентована тест-система для дифференциации видов и биотипов бактерий рода Yersinia, позволяющая корректно и полноценно осуществлять внутриродовую и внутривидовую дифференциацию бактерий рода Yersinia по биохимическим свойствам.
Применение метода MALDI TOF масс спектрометрии (в том числе с использованием созданной проектной библиотеки спектров штаммов вида Y. Kristensenii) позволило повысить качество идентификации близкородственных Y. enterocolitica представителей рода Yersinia. Научными сотрудниками лаборатории предложены методологические подходы к микробиологическому мониторингу циркуляции иерсиний на основе применения комплекса информативных молекулярных маркеров, диагностических препаратов и оригинальных тест-штаммов, изложенные в методических документах федерального уровня.
С 2008 г. на базе лаборатории приказом Роспотребнадзора создан Референс-центр (РЦ) по мониторнгу иерсиниозов. Его деятельность определяется несколькими направлениями:
- В целях совершенствования эпидемиологического надзора и профилактики псевдотуберкулеза и кишечного иерсиниоза проводится организационно-методическая работа по разработке методических документов федерального, регионального уровней. Регулярно проводятся методические семинары для специалистов эпидемиологов и бактериологов по стандартизации методов мониторинговых исследований иерсиниозов.
- В рамках информационно-методической работы при поддержке опорных баз РЦ в каждом федеральном округе РФ издан первый выпуск информационного бюллетеня «Иерсиниозы в Российской Федерации».
- Практическая работа включает организацию и проведение контроля качества диагностики иерсиниозов, оказание консультативно-методической и практической помощи учреждениям Роспотребнадзора и здравоохранения, депонирование тест-штаммов иерсиний с типовыми видовыми биохимическими признаками, используемых при идентификации иерсиний и др.
Спустя 20 лет после эпидемии дифтерии в России, пик которой пришелся на 90-е гг. XX в., на фоне снизившейся заболеваемости все более утрачивается настороженность врачей-клиницистов в отношении этой инфекции. Однако циркуляция штаммов возбудителей дифтерии продолжается, особенно в закрытых учреждениях специального назначения. Миграционные процессы в Санкт-Петербурге и Ленинградской области очень активны, учету не подлежат большие группы необследованного населения с неизвестным прививочным анамнезом. Поэтому наряду со своевременным выявлением штаммов возбудителя дифтерии необходим постоянный контроль напряженности иммунитета к дифтерии, как среди местного населения города, так и среди приезжих.
На основе десятилетнего мониторинга индивидуального и коллективного противодифтерийного антитоксического иммунитета в крупных регионах СЗФО РФ научно обоснована определяющая роль высокоавидных антитоксических антител в защите от дифтерии у привитых. Разработаны новые методические подходы, критерии и способы оценки защищенности от дифтерии. На основе комплекса данных об уровнях антитоксических (в т.ч., высокоавидных) антител и прививочного статуса разработан способ прогнозирования заболеваемости контактных в очагах инфекции. Предложен алгоритм контроля индивидульного и коллективного иммунитета для определения сроков ревакцинации с учетом динамики антитоксических (в т.ч., высокоавидных) антител. Разработан простой и экономичный тест для измерения авидности противодифтерийных антитоксических антител на основе иммуноферментного анализа, позволяющий определять истинные протективные антитела.
Для ускоренного выявления токсигенных штаммов C. diphtheriae в лаборатории предложен способ определения потенциально токсигенных штаммов возбудителя дифтерии с помощью низкоинтенсивного лазерного излучения. С целью регистрации таких штаммов разработан диагностический набор и микроридер на основе микро- и нанотехнологий. Использование современных способов диагностики токсигенных штаммов и объективной оценки защищенности от дифтерии позволяют осуществлять мониторинг заболеваемости дифтерией и циркуляции штаммов C. diphtheriae в Северо-Западном регионе России.
Несмотря на проводимую более 50 лет массовую вакцинопрофилактику инфекции, серьезной проблемой здравоохранения остается коклюш. В лаборатории проводятся исследования штаммов Bordetella pertussis и B. parapertussis молекулярно-генетическими методами (электрофорез в пульсовом поле, секвенирование) для контроля изменчивости циркулирующей популяции возбудителя. Результаты исследований показали, что штаммы, циркулирующие в постэпидемический период (с 1998 г. по настоящее время) отличаются от штаммов, используемых при производстве вакцины (по ДНК-профилю и структуре генов S1-субъединицы коклюшного токсина, пертактина, фимбрий). Также для циркулирующих штаммов выявлена утрата части хромосомного материала – RD (Regions of Difference) 2 и 4.
Другая изучаемая лабораторией проблема – формирование поствакцинального противококлюшного иммунитета, его напряженность и длительность. Было установлено, что спектр антител зависит от типа вакцины: иммунизация цельноклеточными коклюшными вакцинами приводит преимущественно к выработке агглютинирующих антител; антитела к коклюшному токсину вырабатываются далеко не у всех детей и в небольшом количестве. При иммунизации бесклеточными вакцинами у детей вырабатываются антитела к антигенам, входящим в состав вакцины (в частности, к коклюшному токсину); при этом агглютинирующие антитела не выявляются. При обследовании детей и подростков в возрасте 3-17 лет было показано, что доля детей с высокими титрами антител значительно снижается к 6-7 годам, а затем снова возрастает, что свидетельствует об утрате иммунитета к школьному возрасту и высоком уровне заболеваемости (частично скрытой) у школьников.
В последние годы отмечается увеличение частоты выделения Moraxella catarrhalis при острых воспалительных процессах дыхательных путей, особенно при развитии осложнений после перенесенной вирусной инфекции. В структуре бактериальных осложнений гриппа M.catarrhalis составляет 22% от всей микробной флоры. Изучение генетических и фенотипических маркеров вирулентности позволило выявить высокую адгезивную активность штаммов: ген mcaP выявлен у 90% штаммов M.catarrhalis, выделенных от больных с осложнениями гриппозной инфекции и у всех лиц с тяжелым течением и осложнениями в виде пневмоний. В то же время 70% штаммов моракселл, выделенных при бактериальных осложнениях гриппа и ОРВИ, обладают высокой адгезивностью в фентотипических тестах. Поэтому был разработан алгоритм бактериологического исследования материала от больных с целью совершенствования тактики терапии острых воспалительных заболеваний респираторного тракта, обусловленных Moraxella catarrhalis.
Наибольшую трудность при работе с условно-патогенными бактериями представляет определение этиологической роли выделенных микроорганизмов. Возможность глубокого изучения патогенного потенциала бактерий позволяет своевременно выявлять вирулентные особи и определять их роль в развитии инфекционного процесса. В исследованиях проведено изучение наличия следующих генов вирулентности у штаммов S. epidermidis: гена icaA, который способствует образованию биопленок, гена sdrF, ответственного за прикрепление микроорганизмов к поверхности слизистого слоя и проникновение вглубь его, гена sepA, способствующего уклонению от действия макрофагов. У лиц, страдающих ринитами и синуситами, от 3 до 12 раз чаще выделялись штаммы S. epidermidis, имеющие указанные гены вирулентности. У лиц с воспалительными процессами в верхних дыхательных путях чаще обнаруживали стрептококки (S. oralis, S. anginosus, S. mitis) с наличием генов вирулентности (lmb, fap1, ply, lytA). Так, штаммы S. mitis, выделенные от больных имели в 3 раза больше генов вирулентности, чем штаммы, выделенные от здоровых лиц. С помощью фенотипического теста на клетках буккального эпителия подтверждено этиопатогенетическое значение гена вирулентности lmb у выделенных штаммов стрептококков. Сочетание генетических и фенотипических методов выявления патогенных свойств бактерий позволяет повысить достоверность лабораторных исследований и улучшить качество назначаемой терапии.
Актуальность листериозной инфекции обусловлена тяжелым течением, возможностью внутриутробного заражения плода от инфицированной беременной женщины, а также частым выделением этих микроорганизмов из продуктов питания, в том числе готовых к употреблению, и смывов с оборудования и инвентаря для их производства. Специфика Северо-Западного региона состоит в широком распространении не только L.monocytogenes, но и других видов Listeria. В стоящий момент изучаются причины наблюдаемого процесса как с эпидемиологической, так и микробиологической точек зрения.
С целью значительного сокращения времени бактериологического исследования без потери его качества в лаборатории разрабатывается миниатюрный вариант классического бактериологического метода «лаборатория-на-чипе». Для реализации этого проекта используются современные достижения нано- и микротехнологий, методы математической обработки больших массивов цифровых и описательных данных. В лаборатории разработана универсальная питательная среда для выращивания различных бактерий на чипах, позволяющая регистрировать рост колоний через 3 часа. При этом достигнуто сочетание роста бактерий, подсчет их количества и получение «чистой» культуры с последующей идентификацией по визуальному образу. База данных визуальных образов включает более 3000 изображений 45-ти видов бактерий. При выявлении этиологически значимых бактерий осуществляется определение их чувствительности к антибиотикам в фенотипических тестах. Полный цикл бактериологического исследования, включая время на определение отношения к антибиотикам, составляет не более 6-7 часов.
При разработке экспрессных методов выявления бактерий необходимы знания о влиянии различных физико-химических факторов на биологические свойства микроорганизмов. В лаборатории выполнен ряд научно-исследовательских работ, посвященных изучению физических (лазерное излучение, электромагнитные поля) и химических факторов (коллоидное серебро, готовые и специально синтезированные химические субстанции жидкой и газообразной формы) на протекание биологических процессов в бактериальной клетке. Установлена высокая восприимчивость бактерий к внешнему воздействию, что может иметь большое прикладное значение в диагностике и терапии.