sibvestСибирский вестник сельскохозяйственной наукиSiberian Herald of Agricultural Science0370-87992658-462XSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences10.26898/0370-8799-2024-8-8sibvest-2006Research ArticleЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРИЯZOOTECHNICS AND VETERINARY MEDICINEМикробиологическое и генетическое типирование атипичных микобактерий, выявленных на территории Новосибирской областиMicrobiological and genetic typing of atypical mycobacteria identified in the Novosibirsk regionИонинаС. В.IoninaS. V.

Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник 

630501, Новосибирская область, р.п. Краснообск, а/я 463 

Svetlana V. Ionina, Candidate of Science in Biology, Lead Researcher

PO Box 463, Krasnoobsk, Novosibirsk Region, 630501 

labtub@mail.ruДонченкоА. С.DonchenkoA. S.

Доктор ветеринарных наук, профессор, академик РАН, руководитель структурного подразделения

Новосибирская область, р.п. Краснообск 

Alexander S. Donchenko, Doctor of Science in Veterinary Medicine, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, Business Unit Supervisor

Krasnoobsk

ГусельниковаЕ. П.GuselnikovaE. P.

Заведующая бактериологической лабораторией, врач-бактериолог

Новосибирск

Elena P. Guselnikova, Head of the Bacteriological Laboratory, Bacteriologist

Novosibirsk

ГордееваЕ. И.GordeevaE. I.

Младший научный сотрудник, биолог

Новосибирск

Elizaveta I. Gordeeva, Junior Researcher, Biologist

Novosibirsk

Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наукРоссияSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian FederationНовосибирский научно-исследовательский институт туберкулеза Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияNovosibirsk Tuberculosis Research Institute of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation2024230920245487582Copyright © Ионина С.В., Донченко А.С., Гусельникова Е.П., Гордеева Е.И., 20242024Ионина С.В., Донченко А.С., Гусельникова Е.П., Гордеева Е.И.Ionina S.V., Donchenko A.S., Guselnikova E.P., Gordeeva E.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibvest.elpub.ru/jour/article/view/2006

Для изоляции возбудителя туберкулеза, микробиологического и генетического типирования выделенных культур атипичных микобактерий исследованы 219 проб биологического материала животных и 54 пробы объектов внешней среды с территории хозяйств Новосибирской области, благополучных по туберкулезу крупного рогатого скота. Микробиологическая диагностика включала культуральный метод, биохимические тесты и постановку биологической пробы. При обработке биоматериала животных выделено 50 культур, из объектов внешней среды – 20. Выделенные культуры на основе их культурально-морфологических свойств и бактериоскопии отнесены к микобактериям. По биохимическим характеристикам из 70 изученных культур 27 изолятов (38,6%) принадлежали к атипичным микобактериям различных видов. Из них 26 культур (96,3%) отнесены к III группе, 1 культура (3,7%) – к IV группе согласно классификации Раньона. Осуществлена постановка биологической пробы инфицированием нелинейных белых мышей суспензиями 27 идентифицированных культур атипичных микобактерий. При вскрытии и патолого-анатомическом изучении лабораторных животных характерные для туберкулеза изменения во внутренних органах не обнаружены, что подтверждает принадлежность исследуемых культур к атипичным микобактериям. В результате молекулярной систематизации изолированных культур установлено наличие Mycobacterium avium (20 культур, 74%), M. nonchromogenicum (5 культур, 18,5%), M. intracellulare (1 культура, 3,7%) и M. fortuitum (1 культура, 3,7%). Таким образом, по итогам комплексного изучения 70 культур атипичных микобактерий, изолированных из биоматериала животных и объектов внешней среды с территории хозяйств Новосибирской области, благополучных по туберкулезу крупного рогатого скота, выявили 27 изолятов, принадлежащих к атипичным микобактериям III и IV групп соглассно классификации Раньона. На основе типирования установлено, что ведущую роль среди идентифицированных патогенов занимают атипичные микобактерии III группы, в частности M. avium. Этиологию неспецифических туберкулиновых реакций в благополучных по туберкулезу стадах крупного рогатого скота можно объяснить изоляцией из объектов внешней среды и персистированием в организме здоровых животных атипичных микобактерий туберкулеза III и IV групп согласно классификации Раньона.

219 samples of biological material from animals and 54 samples of environmental objects from farms in the Novosibirsk region, which are free from bovine tuberculosis, were examined for isolation of the tuberculosis pathogen, microbiological and genetic typing of isolated cultures of atypical mycobacteria. Microbiologic diagnosis included culture method, biochemical tests and biological assay. During the treatment of animal biomaterial 50 cultures were isolated, and 20 cultures were isolated from the environmental objects. The isolated cultures were classified as mycobacteria on the basis of their culture and morphological properties and bacterioscopy. According to biochemical characteristics, out of 70 cultures studied, 27 isolates (38.6%) belonged to atypical mycobacteria of different species. Of these, 26 cultures (96.3%) were categorized as Group III and 1 culture (3.7%) as Group IV according to Runyon's classification. Next, a biological assay was performed by infecting nonlinear white mice with suspensions of 27 identified cultures of atypical mycobacteria. At autopsy and pathological-anatomical study of laboratory animals, changes in internal organs characteristic for tuberculosis were not found, which confirms that the cultures under study belong to atypical mycobacteria. Molecular systematization of the isolated cultures revealed the presence of Mycobacterium avium (20 cultures, 74%), M. nonchromogenicum (5 cultures, 18.5%), M. intracellulare (1 culture, 3.7%) and M. fortuitum (1 culture, 3.7%). Thus, based on the results of a comprehensive study of 70 cultures of atypical mycobacteria isolated from animal biomaterial and environmental objects from the territory of farms in the Novosibirsk region, free from bovine tuberculosis, 27 isolates belonging to atypical mycobacteria of groups III and IV were identified according to Runyon’s classification. On the basis of typing, it was found that the leading role among the identified pathogens is occupied by atypical mycobacteria of group III, in particular M. avium. The etiology of nonspecific tuberculin reactions in tuberculosis-free herds of cattle can be explained by the isolation of atypical Mycobacterium tuberculosis groups III and IV according to Runyon classification from environmental objects and their persistence in the organism of healthy animals.

туберкулезмикобактериимикробиологическая характеристикамолекулярно-биологическое типированиеtuberculosismycobacteriamicrobiological characteristicsmolecular biological typingReferencesParte A.C., Carbasse J.S., Kolthoff J.P.M., Reimer L.C., Göker M. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) moves to the DSMZ // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2020. Vol. 70. N 11. P. 5607–5612. DOI: 10.1099/ijsem.0.004332.Parte A.C., Carbasse J.S., Kolthoff J.P.M., Reimer L.C., Göker M. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) moves to the DSMZ. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2020, vol. 70, no. 11, pp. 5607–5612. DOI: 10.1099/ijsem.0.004332.Varela-Castro L., Barral M., Arnal M.C., de Luco D.F., Gortázar C., Garrido J.M., Sevilla I.A. Beyond tuberculosis: Diversity and implications of non-tuberculous mycobacteria at the wildlife-livestock interface // Transboundary and Emerging Diseases. 2022. Vol. 69. N 5. P. 2978–2993. DOI: 10.1111/tbed.14649.Varela-Castro L., Barral M., Arnal M.C., de Luco D.F., Gortázar C., Garrido J.M., Sevilla I.A. Beyond tuberculosis: Diversity and implications of non-tuberculous mycobacteria at the wildlife-livestock interface. Transboundary and Emerging Diseases, 2022, vol. 69, no. 5, pp. 2978–2993. DOI: 10.1111/tbed.14649.Макарова М.В., Гунтупова Л.Д. Нетуберкулезные микобактерии // Биопрепараты: профилактика, диагностика, лечение. 2020. Т. 20. № 2. С. 97–102.Makarova M.V., Guntupova L.D. Nontuberculous Mycobacteria. Biopreparaty: profilaktika, diagnostika, lechenie = BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment, 2020, vol. 20. no. 2, pp. 97–102. (In Russian).Pereira A.C., Ramos B., Reis A.C., Cunha M.V. Non-tuberculous Mycobacteria: molecular and physiological bases of virulence and adaptation to ecological niches // Microorganisms. 2020. Vol. 8. N 9. P. 13–80. DOI: 10.3390/microorganisms8091380.Pereira A.C., Ramos B., Reis A.C., Cunha M.V. Non-tuberculous Mycobacteria: molecular and physiological bases of virulence and adaptation to ecological niches. Microorganisms, 2020, vol. 8, no. 9, pp. 13–80. DOI: 10.3390/microorganisms8091380.Varela-Castro L., Torrontegi O., Sevilla I.A., Barral M. Detection of wood mice (Apodemus sylvaticus) carrying non-tuberculous mycobacteria able to infect cattle and interfere with the diagnosis of bovine tuberculosis // Microorganisms. 2020. Vol. 8. N 3. P. 3–74. DOI: 10.3390/microorganisms8030374.Varela-Castro L., Torrontegi O., Sevilla I.A., Barral M. Detection of wood mice (Apodemus sylvaticus) carrying non-tuberculous mycobacteria able to infect cattle and interfere with the diagnosis of bovine tuberculosis. Microorganisms, 2020, vol. 8, no. 3, pp. 3–74. DOI: 10.3390/microorganisms8030374.Saxena S., Spaink H.P., Forn-Cuní G. Drug resistance in non-tuberculous Mycobacteria: mechanisms and models // Biology (Basel). 2021. Vol. 10. N 2. p. 96. DOI: 10.3390/biology10020096.Saxena S., Spaink H.P., Forn-Cuní G. Drug resistance in non-tuberculous Mycobacteria: mechanisms and models. Biology (Basel), 2021, vol. 10, no. 2, p. 96. DOI: 10.3390/biology10020096.Buendia A.G., Alvarez J., Bezos J., Mourelo J., Amado J., Saez J.L., de Juan L., Romero B. Nontuberculous mycobacteria: occurrence in skin test cattle reactors from official tuberculosisfree herds // Frontierst in Veterinary Science. 2024. N 11. P. 1361–1788. DOI: 10.3389/fvets.2024.1361788.Buendia A.G., Alvarez J., Bezos J., Mourelo J., Amado J., Saez J.L., de Juan L., Romero B. Non-tuberculous mycobacteria: occurrence in skin test cattle reactors from official tuberculosis-free herds. Frontierst in Veterinary Science, 2024, no. 11, pp. 1361–1788. DOI: 10.3389/fvets.2024.1361788.Hernández-Jarguín A.M., Martínez-Burnes J., Molina-Salinas G.M., de la Cruz-Hernández N.I., Palomares-Rangel J.L., Mayagoitia A.L., Barrios-García H.B. Isolation and histopathological changes associated with non-tuberculous Mycobacteria in lymph nodes condemned at a bovine slaughterhouse // Veterinary Science. 2020. Vol. 7. N 4. P. 1–72. DOI: 10.3390/vetsci7040172.Hernández-Jarguín A.M., Martínez-Burnes J., Molina-Salinas G.M., de la Cruz-Hernández N.I., Palomares-Rangel J.L., Mayagoitia A.L., Barrios-García H.B. Isolation and histopathological changes associated with non-tuberculous Mycobacteria in lymph nodes condemned at a bovine slaughterhouse. Veterinary Science, 2020, vol. 7, no. 4, pp. 1–72. DOI: 10.3390/vetsci7040172.Slathia P., Narang D., Chandra M., Sharma A., Narang A. Detection of non-tuberculous mycobacterial species using PCR-RFLP analysis in trans-tracheal washes in cattle and buffaloes with respiratory distress // Iranian Journal of Veterinary Research. 2020. Vol. 21. N 2. P. 136–140.Slathia P., Narang D., Chandra M., Sharma A., Narang A. Detection of non-tuberculous mycobacterial species using PCR-RFLP analysis in trans-tracheal washes in cattle and buffaloes with respiratory distress. Iranian Journal of Veterinary Research, 2020, vol. 21, no. 2, pp. 136– 140.Камалиева Ю.Р., Мингалеев Д.Н., Равилов Р.Х. Идентификация микобактерий нетуберкулезного типа, изолированных с объектов внешней среды в Республике Татарстан // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2021. Т. 248. № 4. С. 100–105.Kamalieva Yu.R., Mingaleev D.N., Ravilov R.Kh. Identification of non-tuberculosis mycobacteria isolated from environmental objects in the Republic of Tatarstan. Uchyonye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny im. N.E. Baumana = Academic notes of Kazan state academy of veterinary medicine named after N.Е. Bauman, 2021, vol. 248, no. 4, pp. 100–105. (In Russian).Lorente-Leal V., Liandris E., Pacciarini M., Botelho A., Kenny K., Loyo B., Fernández R., Bezos J., Domínguez L., de Juan L., Romero B. Direct PCR on Tissue Samples To Detect Mycobacterium tuberculosis complex: an alternative to the bacteriological culture // Journal of Clinical Microbiology. 2021. Vol. 59. N 2. P. 1404–1420. DOI: 10.1128/JCM.01404-20.Lorente-Leal V., Liandris E., Pacciarini M., Botelho A., Kenny K., Loyo B., Fernández R., Bezos J., Domínguez L., de Juan L., Romero B. Direct PCR on Tissue Samples To Detect Mycobacterium tuberculosis complex: an alternative to the bacteriological culture. Journal of Clinical Microbiology, 2021, vol. 59, no. 2, pp. 1404–1420. DOI: 10.1128/JCM.01404-20.Суркова Л.К., Залуцкая О.М., Николенко Е.Н., Стринович А.Л., Богуш Л.С. Распространение разных видов нетуберкулезных микобактерий среди пациентов с заболеваниями легких за период 2014–2021 гг. // БГМУ в авангарде медицинской науки и практики. 2022. Вып. 12. Т. 1. С. 410–414.Surkova L.K., Zalutskaya O.M., Nikolenko E.N., Strinovich A.L., Bogush L.S. Spread of different species of non-tuberculosis mycobacteria among patients with lung diseases for the period 2014–2021. BGMU v avangarde meditsinskoy nauki i praktiki = BSMU аt the Forefront of Medical Science and Practice, 2022, is. 12, vol. 1, pp. 410–414. (In Russian).Ионина С.В., Донченко А.С. Идентификация микобактерий, изолированных из биоматериала животных и объектов внешней среды на территории Западной Сибири // Ветеринария и кормление. 2023. № 4. С. 35–38.Ionina S.V., Donchenko A.S. Identification of mycobacteria isolated from biomaterial of animals and environmental objects in Western Siberia. Veterinariya i kormlenie = Veterinaria i kormlenie, 2023, no. 4, pp. 35–38. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.