Annals of the Russian academy of medical sciencesAnnals of the Russian academy of medical sciencesВестник Российской академии медицинских наук0869-60472414-3545"Paediatrician" Publishers LLC7410.15690/vramn.v70i1.1234MICROBIOLOGY: CURRENT ISSUESАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ МИКРОБИОЛОГИИMOLECULAR-GENETIC CHARACTERIZATION OF SHIGA-TOXIN PRODUCING ESCHERICHIA COLI ISOLATED DURING A FOOD-BORNE OUTBREAK IN ST. PETERSBURG IN 2013МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШИГА-ТОКСИН-ПРОДУЦИРУЮЩИХ ESCHERICHIA COLI, ВЫДЕЛЕННЫХ ПРИ ВСПЫШКЕ ПИЩЕВОЙ ИНФЕКЦИИ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ В 2013 ГОДУOnishchenkoG. G.ОнищенкоГ. Г.
Russian Federation

доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, помощник Председателя Правительства Российской Федерации Адрес: 103274, Москва, Краснопресненская наб., д. 2, стр. 2, тел.: +7 (495) 985-54-86

onishchenko_gg@aprf.gov.ruDyatlovI. A.ДятловИ. А.
Russian Federation

доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, директор ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: + 7 (4967) 36-00-03

dyatlov@obolensk.orgSvetochE. A.СветочЭ. А.
Russian Federation

доктор ветеринарных наук, профессор, заведующий отделом молекулярной микробио-логии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-79

svetoch@obolensk.orgVolozhantsevN. V.ВоложанцевН. В.
Russian Federation

кандидат биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной диагностики и генно-инженерных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-01-47

nikvol@obolensk.orgBannovV. A.БанновВ. А.
Russian Federation

старший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики и генно-инже-нерных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-79

bannov@online.stack.netKartsevN. N.КарцевН. Н.
Russian Federation

научный сотрудник лаборатории антимикробных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: + 7 (4967) 36-00-79

karcev.nikoay@mail.ruBorzenkovV. N.БорзенковВ. Н.
Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории анти-микробных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-79

vbn5314@mail.ruFursovaN. K.ФурсоваН. К.
Russian Federation

кандидат биологических наук, заведующая лабораторией антимикробных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-79

fursova@obolensk.orgShemyakinI. G.ШемякинИ. Г.
Russian Federation

доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-60

shemyakin@obolensk.orgBogunA. G.БогунА. Г.
Russian Federation

кандидат биологических наук, заведующий отделом коллекционных культур ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-00

bogun@obolensk.orgKislichkinaA. A.КисличкинаА. А.
Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела коллекционных культур ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-00

angelinakislichkina@yandex.ruPopovaA. V.ПоповаА. В.
Russian Federation

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики и генно-инженерных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-01-47

popova_nastya86@mail.ruMyakininaV. P.МякининаВ. П.
Russian Federation

научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики и генно-инженерных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-01-47

verpalmak@mail.ruTeimurazovM. G.ТеймуразовМ. Г.
Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории анти-микробных препаратов отдела молекулярной микробиологии ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-79

marat_teimurazov@mail.ruPolosenkoO. V.ПолосенкоО. В.
Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физико-химических и микробиологических методов анализа ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии Адрес: 142279, Московская обл., Серпуховский р-н, п. Оболенск, тел.: +7 (4967) 36-00-20

polosenko.olga@yandex.ruKaftyrevaL. A.КафтыреваЛ. А.
Russian Federation

доктор медицинских наук, заведующая лабораторией кишечных инфекций НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Адрес: 197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14, тел.: +7 (812) 313-69-88

pasteur@lk14290.spb.eduMakarovaM. A.МакароваМ. А.
Russian Federation

кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории кишечных инфекций НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Адрес: 197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14, тел.: +7 (812) 313-69-88

makmaria@mail.ruMatveevaZ. N.МатвееваЗ. Н.
Russian Federation

кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории кишечных инфекций НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Адрес: 197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14, тел.: +7 (812) 313-69-88

pasteur@lk14290.spb.eduGrechaninovaT. A.ГречаниноваТ. А.
Russian Federation

врач-бактериолог, заместитель главного врача Центра гигиены и эпидемио- логии в городе Санкт-Петербурге по организации лабораторного дела Адрес: 191023, Санкт-Петербург, ул. Малая Садовая, д. 1, тел.: +7 (812) 570-60-78

tatyana_grechani@mail.ruGrogor'evaN. S.ГригорьеваН. С.
Russian Federation

врач-бактериолог, заведующая бактериологической лабораторией Центра гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге Адрес: 192102, Санкт-Петербург, Волковский проспект, д. 77, тел.: +7 (812) 490-57-76

fguz_labback_spb@mail.ruKichaE. V.КичаЕ. В.
Russian Federation

врач-бактериолог бактериологической лаборатории Центра гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге Адрес: 192102, Санкт-Петербург, Волковский проспект, д. 77, тел.: +7 (812) 405-75-14

fguz_labback_spb@mail.ruZabaluevaG. V.ЗабалуеваГ. В.
Russian Federation

врач-бактериолог, заведующая лабораторией особо опасных и вирусологических исследований Центра гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге Адрес: 198099, Санкт-Петербург, ул. Оборонная, д. 35, лит. А, тел.: +7 (812) 786-87-00

fguzlaboovir_spb@mail.ruKutasovaT. B.КутасоваТ. Б.
Russian Federation

врач-эпидемиолог, заведующая отделом эпидемиологии инфекционных и особо опасных заболеваний Центра гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге Адрес: 191023, Санкт-Петербург, ул. Малая Садовая, д. 1, тел.: +7 (812) 570-60-87

epid@78cge.ruKorzhaevYu. N.КоржаевЮ. Н.
Russian Federation

главный врач Центра гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге Адрес: 191023, Санкт-Петербург, ул. Малая Садовая, д. 1, тел.: +7 (812) 570-38-11

centr@78cge.ruBashketovaN. S.БашкетоваН. С.
Russian Federation

заместитель руководителя Управления Роспотребнадзора по городу Санкт- Петербургу Адрес: 191025, Санкт-Петербург, ул. Стремянная, д. 19, тел.: +7 (812) 764-54-38

uprav@78rospotrebnadzor.ruBushmanovaO. N.БушмановаО. Н.
Russian Federation

главный специалист-эксперт Управления Роспотребнадзора по городу Санкт- Петербургу Адрес: 191025, Санкт-Петербург, ул. Стремянная, д. 19, тел.: +7 (812) 764-55-87

uprav@78rospotrebnadzor.ruStalevskayaA. V.СталевскаяА. В.
Russian Federation

кандидат медицинских наук, заместитель руководителя Управления Роспотребнад- зора по городу Санкт-Петербургу Адрес: 191025, Санкт-Петербург, ул. Стремянная, д. 19, тел.: +7 (812) 764-58-77

uprav@78rospotrebnadzor.ruChkhindzheriyaI. G.ЧхинджерияИ. Г.
Russian Federation

начальник отдела эпидемиологического надзора Управления Роспотребнадзора по городу Санкт-Петербургу Адрес: 191025, Санкт-Петербург, ул. Стремянная, д. 19, тел.: +7 (812) 575-81-04

uprav@78rospotrebnadzor.ruZhebrunA. B.ЖебрунА. Б.
Russian Federation

доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, директор НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Адрес: 197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14, тел.: +7 (812) 313-69-88

pasteurdnt@yandex.ruGovernment of the Russian Federation, MoscowПравительство Российской Федерации, МосквState Research Center for Applied Microbiology and Biotechnology, Obolensk, Russian FederationГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии, Оболенск, Российская ФедерацияPasteur Research Institute of Epidemiology and Microbiology, St. Petersburg, Russian FederationНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера, Санкт-Петербург, Российская ФедерацияSt. Petersburg Centre for Hygiene and Epidemiology, Russian FederationЦентр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге, Российская ФедерацияSt. Petersburg Rospotrebnadzor Department, Russian FederationУправление Роспотребнадзора по городу Санкт-Петербургу, Российская Федерация28012015701Vestnik Rossiiskoi akademii medetsinskikh nauk / Annals of the Russian academy of medical sciencesВестник Российской академии медицинских наук708107082015Copyright ©; 2015, "Paediatrician" Publishers LLCCopyright ©; 2015, Издательство "Педиатръ"2015"Paediatrician" Publishers LLCИздательство "Педиатръ"https://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/about/submissionshttps://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/article/view/74

Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) food-borne infections are reported worldwide and represent a serious problem for public healthcare. In the Russian Federation there is little information on epidemiology and etiology of STEC-infections as well as on molecular-genetic peculiarities of STEC pathogens. Objective: Our aim was to describe a food-borne outbreak as hemorrhagic colitis (HC) along with hemolytic uremic syndrome (HUS), enterocolitis, and acute gastroenteritis in children in St.-Petersburg in 2013. Methods: Epidemiological, microbiological, molecular-genetic and bioinformatiс methods were applied. Results: Objects to study were clinical specimens, milk and food samples, as well as STEC strains isolated during the outbreak. The outbreak of food-borne infection was found to be caused by STEC-contaminated raw milk as confirmed by epidemiological analysis, detection of STEC DNA and isolation of relevant pathogens in milk and sick children fecal specimens. The whole-genome sequencing revealed two groups of pathogens, E. coli O157:H7 and E. coli О101:H33 among collected strains. Group I strains were attributed to the previously known sequence type ST24, while group II strains belonged to the previously non-described sequence type ST145. In strain genomes of both groups there were identified nucleotide sequences of VT2-like prophage carrying stx2с gene, plasmid enterohemolysin gene, and gene of the STEC main adhesion factor intimin. Gene of intimin gamma was identified in E. coli O157:H7 strains and intimin iota 2 in E. coli O101:H33 strains. The latter previously was identified only in enteropathogenic E. coli (EPEC) strains.Conclusion: The additional knowledge of epidemiology and biology of STEC pathogens would assist clinicians and epidemiologists in diagnosing, treating and preventing hemorrhagic colitis.

Пищевые инфекции, вызываемые шига-токсин-продуцирующими штаммами Escherichia coli (STEC), регистрируются во многих странах мира и представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения. Сведений об эпидемиологии, этиологической структуре STEC-инфекций и молекулярно-генетических особенностях STEC-патогенов в Российской Федерации крайне недостаточно. Цель исследования: изучить вспышку пищевой инфекции в форме геморрагического колита (ГК) с гемолитико-уремическим синдромом (ГУС), энтероколита и острого гастроэнтерита среди детей в г. Санкт-Петербурге в 2013 г. Методы: в работе использованы эпидемиологические, микробиологические, молекулярно-генетические и биоинформационные методы анализа. Результаты: объектами исследования послужили образцы клинического материала, пробы молока и пищевых продуктов, а также штаммы STEC, выделенные во время вспышки пищевой инфекции. Установлено, что вспышка пищевой инфекции была вызвана потреблением сырого молока, обсемененного STEC, что подтверждено данными эпидемиологического анализа, выявлением в пробах молока ДНК STEC и выделением возбудителей из испражнений больных детей и из проб молока. Данные полногеномного секвенирования показали, что описываемая вспышка была вызвана двумя группами патогенов: E. coli O157:H7 и E. coli О101:H33. Штаммы первой группы отнесены к ранее известному сиквенс-типу — ST24, второй группы — к ранее не описанному ST145, зарегистрированному нами в базе данных shigatox.net. В геномах штаммов обеих групп присутствуют нуклеотидные последовательности VT2-подобных профагов с интегрированными в них генами stx2с и нуклеотидные последовательности плазмид с генами энтерогемолизинов, а также гены синтеза основного фактора адгезии EHEC интимина: в группе E. coli O157:H7 — интимина гамма, а в группе E. coli O101:H33 — интимина йота 2, до настоящей работы обнаруженного только в группе энтеропатогенных эшерихий (EPEC). Заключение: пополнение знаний по эпидемиологии и биологии возбудителей STEC-инфекций позволит усовершенствовать диагностику, лечении и профилактике геморрагического колита.

enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC)Shiga-toxin-producing Escherichia coli (STEC)Shiga-toxin genes stx2 and stx1intimin gene eaeserotypingMultiLocus Sequence Typing (MLST)whole-genome sequencingэнтерогеморрагические Escherichia coli (EHEC)шига-токсин продуцирующие Escherichia coli (STEC)гены шига-токсиновген интиминасеротипированиемультилокусное сиквенс-типирование (MLST)полногеномное секвенирование1. Svetoch E.A., Stepanshin Yu.G., Manzenyuk I.N., Stepanov A.V., Khramov M.V., Rudnitskii S.Yu., Borzenkov V.N., Eruslanov B.V., Shobukhova T.S., Lobkovskii A.G., Bezobrazova S.V., Popova T.A. Sensitivity of Escherichia coli O157: H7, the causative agent of hemorrhagic colitis, antimicrobial. Antibiotiki i khimioterapiya = Antibiotics and chemotherapy. 1998; 43 (11): 16–20.2. Kaftyreva L.A., Makarova M.A., Konovalova T.A., Matveeva Z.N. Characteristics of enterohaemorrhagic Escherichia coli O145: H28 isolated from patients with hemolytic-uremic syndrome. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunologii = Journal of microbiology, epidemiology and immunology. 2013; 5: 100 104.3. Padhye N.V., Doyle M.P. Escherichia coli O157:H7 epidemiology, pathogenesis and methods for detection in food. J. Food Protect. 1992; 55: 555–565.4. Garg A.X., Suri R.S., Barrowman N., Rehman F., Matsell D., Rosas-Arellano M.P., Salvadori M., Haynes R.B., Clark W.F. Long-term renal prognosis of diarrhea-associated hemolytic uremic syndrome: a systematic review, meta-analysis, and meta-regression. JAMA. 2003; 290 (10): 1360–1370.5. Karch H., Tarr P.I., Bielaszewska M. Enterohaemorrhagic Escherichia coli in human medicine. Int. J. Med. Microbiol. 2005; 295 (6–7): 405–418.6. Soon J.M., Seaman P., Baines R.N. Escherichia coli O104:H4 outbreak from sprouted seeds. Int. J. Hyg. Environ. Health. 2012; 216 (3): 346–354.7. Brooks J.T., Sowers E.G., Wells J.G., Greene K.D., Griffin P.M., Hoekstra R.M., Strockbine N.A. Non-O157 Shiga toxin-producing Escherichia coli infections in the United States, 1983–2002. J. Infect. Dis. 2005; 192 (8): 1422–1429.8. Manning S.D., Motiwala A.S., Springman A.C. Variation in virulence among clades of Escherichia coli O157:H7 associated with disease outbreaks. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2008; 105: 4868–4873.9. Tilden J., Jr., Young W., McNamara A.M., Custer C., Boesel B., Lambert-Fair M.A., Majkowski J., Vugia D., Werner S.B., Hollingsworth J., Morris J.G., Jr. A new route of transmission for Escherichia coli: infection from dry fermented salami. Am. J. Public. Health. 1996; 86 (8): 1142–1145.10. Machado J., Grimont F., Grimont P.A. Identification of Escherichia coli flagellar types by restriction of the amplified fliC gene. Res Microbiol. 2000; 151 (7): 535–546.11. Verevkin V.V., Volozhantsev N.V., Stepanshin Yu.G., Svetoch E.A, Myakinina V.P. Shtamm bakteriofaga Escherichia coli V32 dlya identifikatsii bakterii Escherichia coli serogruppy O157. Patent RU № 2425877. Zayavka: 2010106806/10, 26.02.2010, opubl. 10.08.2011. Byull. № 22 [Bacteriophage strain Escherichia coli V32 for identifying bacteria Escherichia coli O157 serogroup. Patent RU № 2425877. Application: 2010106806/10, 26.02.2010, publ. 10.08.2011. Bull. Number 22].12. Friedrich A.W., Bielaszewska M., Zhang W.L., Pulz M., Kuczius T., Ammon A., Karch H. Escherichia coli harboring Shiga toxin 2 gene variants: frequency and association with clinical symptoms. J. Infect. Dis. 2002; 185 (1): 74–84.13. Zhang W.L., Kohler B., Oswald E., Beutin L., Karch H., Morabito S., Caprioli A., Suerbaum S., Schmidt H. Genetic diversity of intimin genes of attaching and effacing Escherichia coli strains. J. Clin. Microbiol. 2002; 40: 4486–4492.14. Ramachandran V., Brett K., Hornitzky M.A., Dowton M., Bet-telheim K.A., Walker M.J., Djordjevic S.P. Distribution of intimin subtypes among Escherichia coli isolates from ruminant and human sources. J. Clin. Microbiol. 2003; 41: 5022–5032.15. Cookson A.L., Cao M., Bennett J., Nicol C., Thomson-Carter F., Attwood G.T. Relationship between virulence gene profiles of atypical enteropathogenic Escherichia coli and Shiga toxin-producing E. coli isolates from cattle and sheep in New Zealand. Appl. Environ. Microbiol. 2010; 76 (11): 3744–3747.16. Centers for Disease Control and Prevention. 2002–2003 Foodnet population survey. URL: http://www.cdc.gov/foodnet/surveys/ pop/2002/2002Atlas.pdf Accessed 15 December 2009.17. Perelle S., Dilasser F., Grout J., Fach P. Screening food raw materials for the presence of the world’s most frequent clinical cases of Shiga toxin-encoding Escherichia coli O26, O103, O111, O145 and O157. Int. J. Food Microbiol. 2007; 113 (3): 284–288.18. Nyholm O., Heinikainen S., Pelkonen S., Hallanvuo S., Haukka K., Siitonen A. Hybrids of Shigatoxigenic and Enterotoxigenic Escherichia coli (STEC/ETEC) Among Human and Animal Isolates in Finland. Zoonoses Public Health. 2015. Doi: 10.1111/zph.12177 [Epub ahead of print].19. Weisbecker A. A legal history of raw milk in the United States. J. Environ. Health. 2007; 69 (8): 62–63.