Legionella spp. izplatība, ģenētiskā daudzveidība un virulences potenciāls. Promocijas darbs

Abstract

Legionella spp. ir viens no nozīmīgākajiem ar ūdeni saistītajiem patogēniem, kas var izraisīt gan novēršamus uzliesmojumus, gan sporādiskus gadījumus. Leģionellu izplatīšanās notiek ar baktērijas saturošiem ūdens aerosoliem. Aerosolu veidā baktērijas var izplatīties vairāku kilometru attālumā no primārā infekcijas avota, vienlaikus saglabājot dzīvotspēju. Leģioneloze ir novēršama slimība un atipiskas pneimonijas forma, ko izraisa Legionella pneumophila un radniecīgās baktērijas. Slimības klīniskās izpausmes variē no vieglas, pašlimitējošas gripai līdzīgas slimības (Pontiakas drudzis) līdz potenciāli letālai pneimonijai (leģionāru slimība). Pētījuma mērķis bija izpētīt Legionella spp. izplatības tendences, ģenētisko daudzveidību un virulences potenciālu leģionelozes diagnostikai un profilaksei Latvijā. Materiāli un metodes. Lai noteiktu L. pneumophila seroprevalenci vispārējā veselā populācijā un identificētu asociētos riska faktorus, tika paņemti 2007 asins paraugi no veseliem asins donoriem. Lai novērtētu Legionella spp. izplatību ūdensapgādes sistēmās, tika paņemti 1467 ūdens paraugi dažāda tipa ēkās. Ģenētiskās daudzveidības izpētei izvēlēti 137 Legionella pneumophila izolāti, un 58 izolātiem tika veikta virulences gēnu noteikšana. Visiem asins paraugiem veikta imūnfermentatīvā reakcija, lai noteiktu IgG antivielas pret L. pneumophila SG 1-6. Leģionellu noteikšana ūdenī un bioplēvēs veikta ar standartizētu metodi. Brīvi dzīvojošie vienšūņi noteikti morfoloģiski un ar trīs dažādiem PĶR protokoliem. Atdzīvinātiem L. pneumophila izolātiem veikta pilna genoma sekvencēšana ar Illumina MiSeq. Sekvencē bāzētā tipēšana veikta atbilstoši ESCMID izstrādātajai shēmai. cgMLST tipēšana veikta, izmantojot iepriekš aprakstītu protokolu. Virulences gēnu noteikšanai izmantota virulences faktoru datu bāze. Rezultāti. L. pneumophila SG 1-6 seroprevalence asins donoriem bija 4,8 %, un 0,2 % donoru bija seropozitīvi pret L. pneumophila SG1. Seroprevalence bija augstāka sievietēm (5,9 %) nekā vīriešiem (3,3 %) un reģionos ar lielāku iedzīvotāju skaitu, sākot no 3,5 % lauku reģionos līdz 6,8 % galvaspilsētā Rīgā. Legionella spp. prevalence ūdensapgādes sistēmās variēja no vidēji 25 % aukstā ūdens paraugos līdz 35 % karstā ūdens paraugos. Dominējošā L. pneumophila serogrupa (SG) bija SG 3, kas tika identificēta 208 no 482 gadījumiem (43,2 %). Vismaz viena brīvi dzīvojoša amēbu ģints konstatēta 77,2 % paraugu. Vidējā karstā ūdens temperatūra bija 47,8 ± 0,7 °C. Temperatūras mērījumi parādīja, ka tikai 249 no 1275 karstā ūdens paraugiem temperatūra pārsniedza 55 °C. Pētījumā iekļautie 137 L. pneumophila celmi sadalās 46 sekvenču tipos, turklāt 10 sekvenču tipi ir jauni, iepriekš pasaulē nereģistrēti. Izmantojot cgMLST tipēšanu, iegūti 116 genotipi. Kopumā 58 dzīvojamo māju izolātiem tika identificēti 420 virulences gēni, no kuriem 260 gēni tika atrasti visos sekvencētajos L. pneumophila izolātos. Visos izolātos tika atklāti virulences gēni enhC, htpB, omp28 un mip, kas liecina, ka visiem izolātiem ir iespējota adhēzija, piesaiste un iekļūšana saimniekšūnā. Virulences gēnu relatīvais biežums starp L. pneumophila izolātiem bija augsts. Secinājumi. Daudzdzīvokļu māju iedzīvotāji ir pakļauti lielākam leģionelozes riskam nekā privātmājās dzīvojošie (OR = 2,23; p = 0,011); augstākais seropozitivitātes risks bija to ēku iedzīvotājiem, kas centralizēti saņēma karsto ūdeni (OR = 3,16; p = 0,001); augstā Legionella spp. prevalence ūdensapgādes sistēmās ir saistīta ar zemo karstā ūdens temperatūru (vid. 47,8 ± 0,7 °C) un augsto brīvi dzīvojošo amēbu klātbūtni (84,2 %); L. pneumophila vides izolātiem bija liela SBT un cgMLST sekvenču tipu daudzveidība, un tika novērotas reģionālās klonālās ekspansijas pazīmes ar mūsu reģionam raksturīgo dominējošo sekvenču tipu grupu ST-338, ST-366 un ST-1104. Virulences gēnu relatīvais biežums liecina, ka L. pneumophila izolātiem piemīt augsts virulences potenciāls un plaša virulences faktoru klātbūtne.