Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesVestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук0869-7698The Russian Academy of Sciences67605110.31857/S0869769824020089lddwqtBiological SciencesБиологические наукиResearch ArticleINDEL-typing of strains of parahemolytic vibrions in vitro and in silicoINDEL-типирование штаммов парагемолитических вибрионов in vitro и in silicohttps://orcid.org/0000-0002-4059-2878ChemisovaOlga S.ЧемисоваОльга Сергеевна
Russian Federation

Candidate of Sciences in Biology, Associate Professor

кандидат биологических наук, доцент

chemisova@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6176-2605TsyrulinaOksana A.ЦырулинаОксана Алексеевна
Russian Federation

Candidate of Sciences in Biology, Senior Researcher

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

rykowskaya.oxana@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9056-3231VodopyanovAleksey S.ВодопьяновАлексей Сергеевич
Russian Federation

Candidate of Sciences in Medicine, Senior Researcher

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник

alexvod@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4336-0439VodopyanovSergey O.ВодопьяновСергей Олегович
Russian Federation

Doctor of Sciences in Medicine, Leading Researcher

доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник

serge100v@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8235-3288SagakyantsMargarita M.СагакянцМаргарита Мардиросовна
Russian Federation

Researcher

научный сотрудник

margsagak@rambler.ruDon State Technical UniversityДонской государственный технический университетThe Federal Government Health Institution Rostov-on-Don Plague Control Research Institute of the Federal Service for Surveillance in the Sphere of Consumers RightsФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт РоспотребнадзораThe Federal Government Health Institution Rostov-on-Don Plague Control Researsh Institute of the Federal Service for Surveillance in the Sphere of Consumers RightsФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора150420242808928022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-7698/article/view/676051

The article presents the results of studying the distribution of Vibrio parahaemolyticus INDEL genotypes in the world and in Russia in vitro and in silico using the previously developed INDEL typing method based on the distribution of alleles of six loci (Vp967, Vp08, Vp619, Vp2256, VpA472, and Vp506). Among 2105 strains of V. parahaemolyticus taken in the study, 30 unique INDEL genotypes were identified, seven of which were identified as major. At the same time, geographical attachment between the genotype of parahaemolytic vibrions and the place of their isolation was revealed. The circulation of 17 INDEL genotypes was detected on the territory of the Russian Federation, the predominant of which was D2, found only in the Russian Federation. As a result, it was found that the proposed INDEL-typing method is a useful tool in conducting epidemiological investigations, which makes it possible to identify phylogenetic relationships between different isolates, which in turn makes it possible to draw conclusions about the sources of splinters of the pathogen to a specific territory.

В статье представлены результаты изучения распределения INDEL-генотипов Vibrio рarahaemolyticus в мире и Российской Федерации in vitro и in silico с использованием ранее разработанного способа INDEL-типирования на основании распределения аллелей шести локусов (Vp967, Vp08, Vp619, Vp2256, VpA472 и Vp506). Среди 2105 штаммов V. parahaemolyticus, взятых в исследование, было выявлено 30 уникальных INDEL-генотипов, семь из которых определены как мажорные. При этом выявлена географическая привязанность генотипа парагемолитических вибрионов к месту их выделения. На территории Российской Федерации выявлена циркуляция 17 INDEL-генотипов, преобладающим из которых оказался D2, обнаруженный только в Российской Федерации. Установлено, что предложенный метод INDEL-типирования является полезным инструментом при проведении эпидемиологических расследований, дающим возможность выявлять филогенетические связи между различными изолятами, что в свою очередь позволяет делать выводы об источниках заносов возбудителя на конкретную территорию.

INDEL-typingINDEL-lociVibrio parahaemolyticusparahemolytic vibrionsgenotypeINDEL-типированиеINDEL-локусыVibrio parahaemolyticusпарагемолитические вибрионыгенотипWang R.Z., Huang J.D., Zhang W. et al. Detection and identification of Vibrio parahaemolyticus by multiplex PCR and DNA-DNA hybridization on a microarray. Journal of Genetics and Genomics. 2011;38:129-135. DOI: 10.1016/j.jgg.2011.02.002.Wang R. Z., Huang J. D., Zhang W. et al. Detection and identification of Vibrio parahaemolyticus by multiplex PCR and DNA-DNA hybridization on a microarray // J. Genet. Genomics. 2011. Vol. 38. P. 129–135. DOI: 10.1016/j.jgg.2011.02.002.Broberg C.A., Calder T.J., Orth K. Vibrio parahaemolyticus cell biology and pathogenicity determinants. Microbes and Infection. 2011;13:992-1001. DOI: 10.1016/j.micinf.2011.06.013.Broberg C. A., Calder T. J., Orth K. Vibrio parahaemolyticus cell biology and pathogenicity determinants // Microbes Infect. 2011. Vol. 13. P. 992–1001. DOI: 10.1016/j.micinf.2011.06.013.Zhang L., Orth K. Virulence determinants for Vibrio parahaemolyticus infection. Current Opinion in Microbiology. 2013;16(1):70-77. DOI: 10.1016/j.mib.2013.02.002.Zhang L., Orth K. Virulence determinants for Vibrio parahaemolyticus infection // Curr. Opin. Microbiol. 2013. Vol. 16 (1). P. 70–77. DOI: 10.1016/j.mib.2013.02.002.Nair G.B., Ramamurthy T., Bhattacharya S.K. et al. Global dissemination of Vibrio parahaemolyticus serotype O3:K6 and its serovariants. Clinical Microbiology Reviews. 2007;20(1):39-48. DOI: 10.1128/CMR.00025-06.Nair G. B., Ramamurthy T., Bhattacharya S. K. et al. Global dissemination of Vibrio parahaemolyticus serotype O3: K6 and its serovariants // Сlin. Microbiol. Rev. 2007. Vol. 20, N1. P. 39–48. DOI: 10.1128/CMR.00025–06.Yeung P.S., Boor K.J. Epidemiology, pathogenesis, and prevention of foodborne Vibrio parahaemolyticus infections. Foodborne Pathogens and Disease. 2004;1:74-88. DOI: 10.1089/153531404323143594.Yeung P. S., Boor K. J. Epidemiology, pathogenesis, and prevention of foodborne Vibrio parahaemolyticus infections // Foodborne Pathog. Dis. 2004. Vol. 1. P. 74–88. DOI: 10.1089/153531404323143594.Velazquez-Roman J., Leоn-Sicairos N., Hernаndez-Diaz L., Canizalez-Roman A. Pandemic Vibrio parahaemolyticus O3:K6 on the American continent. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2013;3:110. DOI: 10.3389/fcimb.2013.00110.Velazquez-Roman J., Leоn-Sicairos N., Hernаndez-Diaz L., Canizalez-Roman A. Pandemic Vibrio parahaemolyticus O3: K6 on the American continent // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2013. Vol. 3. P. 110. DOI: 10.3389/fcimb.2013.00110.Maslov D.V. Vspyshka galofileza sredi naseleniya goroda Vladivostoka Primorskogo kraya = [An outbreak of halophilosis among the population of the city of Vladivostok, Primorsky Krai]. Public Health and Life Environment. 1997;57(12):17-21. (In Russ.).Маслов Д. В. Вспышка галофилеза среди населения города Владивостока Приморского края // Здоровье населения и среда обитания. 1997. № 12 (57). С. 17–21.Lomov Yu.M., Kudryakova T.A., Makedonova L.D. et al. Galofil’nye vibriony, obuslovivshie vspyshku pishchevoj toksikoinfekcii vo Vladivostoke = [Halophilic vibrions that caused the outbreak of food toxicoinfection in Vladivostok]. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2001;(6):3-7. (In Russ.).Ломов Ю. М., Кудрякова Т. А., Македонова Л. Д. и др. Галофильные вибрионы, обусловившие вспышку пищевой токсикоинфекции во Владивостоке // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2001. № 6. С. 3–7.Rykovskaya O.A., Mazruho A.B., Smolikova L.M., Monahova E.V., Chemisova O.S., Podojnicyna O.A. et al. Vibrio parahaemolyticus serogruppy O3:K6 – vozbuditel’ vspyshek pishchevoj toksikoinfekcii v Primorskom krae Rossijskoj Federacii = [Vibrio parahaemolyticus of serogroup O3:K6 is the causative agent of outbreaks of food toxicoinfection in the Primorsky Territory of the Russian Federation]. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunology. 2013;(4):57-61. (In Russ.).Рыковская О. А., Мазрухо А. Б., Смоликова Л. М., Монахова Е. В., Чемисова О. С., Подойницына О. А. и др. Vibrio parahaemolyticus серогруппы О3: К6 – возбудитель вспышек пищевой токсикоинфекции в Приморском крае Российской Федерации // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2013. № 4. С. 57–61.Vodopyanov A.S., Vodopyanov S.O., Olejnikov I.P., Mishankin B.N. INDEL-genotyping of vibrio cholerae strains. Epidemiology and Infectious Diseases. 2017;22(4):195-200. (In Russ.). DOI: 10.18821/1560-9529-2017-22-4-195-200.Водопьянов А. С., Водопьянов С. О., Олейников И. П., Мишанькин Б. Н. INDEL-типирование штаммов Vibrio cholerae // Эпидемиол. и инфекцион. болезни. 2017. Т. 22 (4). С. 195–200. DOI: 10.18821/1560-9529-2017-22-4-195-200.Liu F., Hu Y., Wang Q. et al. Comparative genomic analysis of Mycobacterium tuberculosis clinical isolates. BMC Genomics. 2014;15(1):469. DOI: 10.1186/1471-2164-15-469.Liu F., Hu Y., Wang Q. et al. Comparative genomic analysis of Mycobacterium tuberculosis clinical isolates // BMC Genomics. 2014. Vol. 15, N1. Р. 469. DOI: 10.1186/1471-2164-15-469.Larsson P., Svensson K., Karlsson L. Canonical Insertion-Deletion markers for rapid DNA typing of Francisella tularensis. Emerging Infectious Diseases. 2007;13(11):1725-1732. DOI: 10.3201/eid1311.070603.Larsson P., Svensson K., Karlsson L. Canonical Insertion-Deletion markers for rapid DNA typing of Francisella tularensis // Emerg. Infect. Diseases. 2007. Vol. 13, N11. Р. 1725–1732. DOI: 10.3201/eid1311.070603.Chemisova O.S., Vodopyanov A.S., Rykovskaya O.A. et al. Molecular typing of the Vibrio parahaemolyticus strains by INDEL markers. Infectious Diseases. 2018;7(3):26-30. (In Russ.). DOI: 10.24411/2305-3496-2018-13004.Чемисова О. С., Водопьянов А. С. Рыковская О. А. и др. Молекулярное типирование штаммов Vibrio parahaemolyticus на основе INDEL-маркеров // Инфекцион. болезни. 2018. № 7 (3). С. 26–30. DOI: 10.24411/2305-3496-2018-13004.Mishan’kin B.N., Vodop’yanov A.S., LomovYu.M. Mul’tilokusnoe VNTR-tipirovanie kul’tur holernyh vibrionov, vydelennyh v g. Kazan’ vo vremya vspyshki holery letom 2001 goda = [Multilocus VNTRgenotyping of the cultures of Vibrio cholerae isolated in Kazan the outbreak of cholera in summer of 2001]. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunology. 2003;(6):11-15. (In Russ.).Мишанькин Б. Н., Водопьянов А. С., ЛомовЮ.М. Мультилокусное VNTR-типирование культур холерных вибрионов, выделенных в г. Казань во время вспышки холеры летом 2001 года // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2003. № 6. С. 11–15.Tamura K., Peterson D., Peterson N., Stecher G., Nei M., Kumar S. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Molecular Biology and Evolution. 2011;28:2731-2739.Tamura K., Peterson D., Peterson N., Stecher G., Nei M., Kumar S. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods // Mol. Biol. Evol. 2011.Vol. 28. Р. 2731–2739.Xiao Chen, Qiaoyun Zhu, Fei Yu, Wen Zhang et al. Serology, virulence and molecular characteristics of Vibrio parahaemolyticus isolated from seafood in Zhejiang province. PLOS One. 2018;13(10). e0204892. DOI: 10.1371/journal.pone.0204892.Xiao Chen, Qiaoyun Zhu, Fei Yu, Wen Zhang et al. Serology, virulence and molecular characteristics of Vibrio parahaemolyticus isolated from seafood in Zhejiang province // PLOS One. 2018. Vol. 13, N 10. e0204892. DOI: 10.1371/journal.pone.0204892.Scallan E., Hoekstra R.M., Angulo F.J. et al. Foodborne Illness Acquired in the United States-Major Pathogens. Emerging Infectious Dieseases. 2011;17:7-15. DOI: 10.3201/eid1701.P11101.Scallan E., Hoekstra R.M., Angulo F.J. et al. Foodborne Illness Acquired in the United States-Major Pathogens // Emerg. Infect. Diseas. 2011. Vol. 17. Р. 7–15. DOI: 10.3201/eid1701.P11101.Martinez-Urtaza J., Huapaya B., Gavilan R.G. et al. Emergence of Asiatic Vibrio diseases in South America in phase with El Niño. Epidemiology. 2008;19(6):829-837. DOI: 10.1097/EDE.0b013e3181883d43.Martinez-Urtaza J., Huapaya B., Gavilan R.G. et al. Emergence of Asiatic Vibrio diseases in South America in phase with El Niño // Epidemiology. 2008. Vol. 19, N 6. Р. 829–837. DOI: 10.1097/EDE.0b013e3181883d43.Martinez-Urtaza J., Baker-Austin C., Jones J.L. et al. Spread of Pacific Northwest Vibrio parahaemolyticus. New England Journal of Medicine. 2013;369:1573-1574. DOI: 10.1056 /NEJMc1305535.Martinez-Urtaza J., Baker-Austin C., Jones J.L. et al. Spread of Pacific Northwest Vibrio parahaemolyticus // N. Engl. J. Med. 2013. Vol. 369. Р. 1573–1574. DOI: 10.1056 /NEJMc1305535.Kaneko T., Colwell R.R. Ecology of Vibrio parahaemolyticus in Chesapeake Bay. Journal of Bacteriology. 1973;113(1):24-32. DOI: 10.1128/jb.113.1.24-32.1973.Kaneko T., Colwell R.R. Ecology of Vibrio parahaemolyticus in Chesapeake Bay // J. Bacteriol. 1973. Vol. 113, N 1. Р. 24–32. DOI: 10.1128/jb.113.1.24-32.1973.Buzoleva L.S., Letyagina A.V., Zvyagincev A.Yu., Kashin I.A. Investigation of microorganisms entering the port of Vladivostok with ballast waters of ships. Russian Journal of Biological Invasions. 2012;5(1):19-31. (In Russ.).Бузолева Л.С., Летягина А.В., Звягинцев А.Ю., Кашин И.А. Исследование микроорганизмов, поступающих в порт Владивостока с балластными водами судов // Рос. журн. биол. инвазий. 2٠12. № 5 (1). С. 19–31.Vodyanitskaya S.Yu., Prometnoy V.I., Telesmanich N.R., Ryzhkov Yu.V., Lyakh O.V., Trut I.V., Ivanova N.G., Kruglikov V.D., Chemisova O.S. Results of the triennial monitoring over the ship’s ballast water at the ports of the Rostov Region. Problems of Particularly Dangerous Infections. 2014;(2):108-110. (In Russ.). DOI.: 10.21055/0370-1069-2014-2-108-110.Водяницкая С.Ю., Прометной В.И., Телесманич Н.Р., Рыжков Ю.В., Лях О.В., Трут И.В., Иванова Н.Г., Кругликов В.Д., Чемисова О.С. Результаты трехлетнего мониторинга судовых балластных вод в портах Ростовской области // Пробл. особо опасных инфекций. 2014. № 2. С. 108–110. DOI: 10.21055/0370-1069-2014-2-108-110.