Сравнительная оценка патогенного потенциала энтерококков, выделенных от здоровых людей и из сточных вод

Введение. Эффективная работа очистных сооружений — важнейший фактор защиты здоровья общества. При этом требования к очистке и обеззараживанию сточных вод предполагают снижение количества бактерий до нормативного уровня, не учитывая патогенного потенциала выживших бактерий в воде, попадающей после обеззараживания в поверхностные водоёмы. Представляется актуальным оценить влияние очистных сооружений именно на патогенный потенциал бактерий. В настоящей работе это выполняется на примере изолятов Enterococcus, так как энтерококки, имеющие патогенный потенциал, представляют собой серьёзную угрозу здоровью человека, вызывая инфекционно-воспалительные поражения клапанов сердца, мочеполовой системы и другие заболевания.

Материалы и методы. Патогенный потенциал энтерококков оценивали по детектированию в выделенной из изолятов ДНК потенциально патогенных генов методом ПЦР. Детектировали гены адгезивных белков (Esp, Asa1), лизирующих белков (цитолизина CylA, гиалуронидазы hyl и желатиназы gelE) и факторов устойчивости к антибиотикам (vanA, vanB). В работе проведена сравнительная оценка наличия патогенного потенциала у 366 изолятов бактерий рода Enterococcus, выделенных из образцов воды со станций очистки сточных вод Москвы и Московской области, и 168 изолятов, выделенных из кала людей из контрольной группы без колопроктологических заболеваний.

Результаты. Процент изолятов бактерий рода Enterococcus, обладающих патогенным потенциалом, различался для разных очистных станций (от 36 до 55%), причём этот показатель не зависел от объёма обрабатываемых сточных вод и схемы очистки. Видовой состав энтерококков, выделенных из сточных вод очистных сооружений, в целом сходен с видовым составом изолятов энтерококков, выделенных из кала, который представлен следующими видами: доминировали E. faecium (36 и 53% соответственно), E. faecalis (28 и 38%). Следующие по представленности виды, выделенные из сточных вод и кишечной микробиоты, отличались соответственно: E. hirae (24 и 1,2%) и E. casseliflavus (3 и 0,6%). E. durans, E. thailandicus, E. avium, E. mundtii представлены в порядке убывания от 2,5 до 1%, одинаково в обеих выборках. Минорные виды E. raffinosus, E. moraviensis, E. malodatus представлены единичными изолятами из очистных сооружений, E. canintеstini — из кала людей. По проценту наличия изолятов энтерококков, имеющих патогенный потенциал, в обеих выборках с большим отрывом лидирует E. faecalis (75–80%). Гены устойчивости к ванкомицину в данной выборке не выявлены. Из патогенных генов чаще остальных встречались gelE (30–33% из обоих источников) и asa1 (18–19%). Ген esp представлен различно (9% из очистных, 14% из кала), а ген cylA одинаково (4,4–4,8%). Ген гиалуронидазы hyl выявлялся только в изолятах из очистных сооружений (2,5%), причём у всех неминорных видов (E. faecium, E. faecalis, E. hirae, E. durans, E. thailandicus) и на разных стадиях очистки. Работа очистных сооружений не оказывала видимого влияния на процент изолятов энтерококков, имеющих патогенный потенциал и спектр генов патогенности. Из обследованных точек отбора (до очистки, после цикла очистки, активный ил, поверхностные воды) наибольший патогенный потенциал демонстрировали изоляты из активного ила.

Ограничения исследования. При изучении патогенного потенциала изолятов энтерококков из очистных сооружений Москвы и Московской области и кала практически здоровых людей проведено сравнение двух выборок, из 366 и 168 изолятов соответственно, что представляет собой достаточную референтную выборку. Выборка ограничена по географии, таким образом, выводы можно применять к очистным сооружениям Москвы и Московской области, где использовались сходные схемы очистки.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют, что патогенный потенциал энтерококков, выделенных из сточных вод очистных сооружений, несколько выше, чем у изолятов, выделенных из кишечной микробиоты пациентов из контрольной выборки группы практически здоровых людей. Установлено, что наибольшим патогенным потенциалом обладали изоляты, выделенные из активного ила, поступающего в аэротенк со сточными водами. При этом активный ил может выступать в роли резервуара накопления бактерий, обладающих патогенным потенциалом и потенциального распространения их в окружающую среду.

Соблюдение этических стандартов. Исследование биологического материала от людей одобрено Локальным независимым этическим комитетом (протокол № 98А заседания Локального независимого этического комитета ФГБУ «ГНЦК им. А.Н. Рыжих» Минздрава России от 16.07.2018 г.).

Участие авторов:
Пай Г.В. — концепция и дизайн исследования, выполнение экспериментальной работы, статистическая обработка, написание текста, редактирование;
Ракитина Д.В. — написание текста;
Панькова М.А. — сбор и обработка образцов, культивирование бактерий;
Федец З.Е. — сбор и обработка образцов, культивирование бактерий;
Мания Т.Р. — сбор материала, редактирование;
Загайнова А.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование проведено в рамках НИР «Разработка унифицированных методов, включающих отбор проб, для осуществления определения микробиологического и паразитологического загрязнения сточных вод» (шифр «Сточные воды»). Госконтракт 12.11.2021 г. № 2123388100152000000000000/145.001.216.

Поступила: 31.07.2023 / Принята к печати: 15.11.2023 / Опубликована: 28.12.2023