В настоящее время дифтерия вновь рассматривается как опасное эпидемическое заболевание человека. Одной из важных нерешенных проблем данной инфекции является недостаточная изученность биологии возбудителя заболевания, его генотипические и геномические особенности на разных этапах эпидемического процесса. Популяция коринебактерий гетерогенна, динамична и изменчива. Основными молекулярно-генетическими механизмами изменчивости, а возможно и динамической перестройки популяции являются мутации и генетические рекомбинации. Процесс лизогенизации популяции коринебактерий бета-бактериофагами обеспечивает горизонтальный трансфер генов вирулентности: в первую очередь tox-гена, а также, вероятно, ряда дополнительных генов, функции и роли которых еще не идентифицированы.

Цель работы — определение закономерностей изменений структуры популяции C. diphtheriae, включая нетоксигенные tox-несущие варианты, а также их генотипическая характеристика в период спада эпидемической заболеваемости и увеличения иммунной прослойки.

Изучены биотип и токсигенность в Elek-тесте 2 932 изолятов C. diphtheriae, выделенных во всех областях Республики Беларусь в период спада заболеваемости дифтерией в 1996–2003 гг. Были риботипированы 360 штаммов C. diphtheriae; 578 нетоксигенных в Elek-тесте штаммов исследованы методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) для выявления фрагмента А гена токсигенности.

Снижение заболеваемости дифтерией, отмечавшееся в Беларуси с 1996 г., сопровождалось сменой ведущих биотипов C. diphtheriae: в 1996–2000 гг. ведущим был биотип gravis (60,8%), в 2001–2003 гг. — биотип mitis (51,9%). Одновременно наблюдалось снижение уровня циркуляции токсигенных штаммов C. diphtheriae с 47,1% в 1996 г. до 7,5% в 2003 г. (p < 0,001) Снижение доли токсигенных штаммов наблюдалось среди C. diphtheriae обоих ведущих биотипов: среди штаммов биотипа gravis — c 65,8 до 18,2%, биотипа mitis — с 12,5 до 3,1%. Сравнительный анализ 19 риботипов C. diphtheriae, изолированных в 1996–2000 гг., и 11 риботипов, изолированных в 2001–2003 гг., показал, что во втором периоде произошла элиминация из популяции 8 редко встречавшихся в предыдущие годы токсигенных (Minsk, Gomel, Nan), и нетоксигенных (Ras-el-Ma, Thailand, Prahova, Dagestan, Gatchina) риботипов. Из двух эпидемических риботипов Sankt-Peterburg и Rossija в 2001–2003 гг. снизилась только доля C. diphtheriae риботипа Sankt-Peterburg с 24,9 до 2,7%, тогда как доля риботипа Rossija соответственно увеличилась с 26,1 до 45,1%. Изучение токсигенности C. diphtheriae различных риботипов показало, что, несмотря на резкое падение уровня циркуляции токсигенных штаммов, риботипы C. diphtheriae, характеризовавшиеся преобладанием токсигенных штаммов (Sankt-Peterburg, Otchakov, Lyon, Bangladesh), остались по-прежнему токсигенными. Несколько снизилась доля токсигенных штаммов среди C. diphtheriae риботипа Rossija (с 93,8 до 56,0%), а также доля токсигенных штаммов среди группы риботипов New 1–11 (с 100,0 до 40,0%).

Четкие закономерности в отношении распространенности C. diphtheriae различных риботипов наблюдались и среди нетоксигенных штаммов. Штаммы риботипа Cluj остались по-прежнему доминирующими, тогда как доля штаммов риботипа Moskva уменьшилась до 9,7%. Относительно возросла доля нетоксигенных штаммов среди риботипа Rossija, в результате чего в 2001–2003 гг. он стал вторым доминирущим риботипом после Cluj.

Среди 578 нетоксигенных в Elek-тесте штаммов C. diphtheriae (111 штаммов биотипа gravis, 459 — mitis, 8 — belfanti), исследованных методом ПЦР на наличие фрагмента A гена токсигенности, выявлен 51 нетоксигенный tox-несущий штамм (НТТН), что составило 8,8%. Частота выделения этих штаммов в разные годы была различной и коррелировала с уровнем циркуляции токсигенных штаммов в популяции C. diphtheriae. Все выявленные НТТН-штаммы относились к биотипу mitis, риботипу Moskva, не обладали токсинопродукцией в цитотоксическом тесте в культуре клеток Vero. НТТН-штаммы изолировались во всех регионах страны и были выделены от больных дифтерией (5,9%), ангинами (70,6%), контактных лиц (9,8%), здоровых носителей (13,7%). Для выявления мутации в гене токсигенности все НТТН-штаммы были анализированы методом блокирования ПЦР комплексом ПНК-ДНК. В гене токсигенности всех штаммов выявлена делеция одного из четырех нуклеотидов G в положении 52–55, приводящая к сдвигу открытой рамки считывания, и замена нуклеотида A на G в положении 60, не приводящая к замене аминокислот. Секвенирование фрагмента гена токсигенности одного из штаммов подтвердило характер мутации, выявленный методом блокирования ПЦР комплексом ПНК-ДНК.

Задачей наших последующих исследований является продолжение мониторинга циркуляции C. diphtheriae в Беларуси с использованием молекулярно-генетических методов.