На след возбудителя брюшного тифа указывают его бактериофаги

Брюшной тиф — инфекционное заболевание, вызываемое бактерией Salmonella Typhi. Возбудитель передается через загрязненные воду или продукты, наиболее распространен в странах с плохой санитарной обстановкой, в перенаселенных городах с отсутствием доступа к чистой питьевой воде. По оценкам ВОЗ, в мире ежегодно брюшным тифом заболевают около 9 млн человек, 110 тысяч из них умирают.

Для профилактики заболевания существуют конъюгированные вакцины, эффективность которых составляет 80–85% согласно результатам крупномасштабных клинических испытаний в Непале, Пакистане и Малави. Решения об их внедрении в эндемичных странах принимаются на основе данных о распространенности брюшного тифа. Однако немногие из этих стран способны регулярно проводить исследования для получения такой информации. В качестве альтернативных недорогих и точных методов наблюдения был предложен мониторинг распространения Salmonella Typhi в источниках водоснабжения. Районы, где Salmonella Typhi обнаружена в водопроводной воде, совпадают с районами распространения заболевания. Однако культивировать саму бактерию из воды удается не всегда, а определять ее ДНК методом ПЦР-РВ не удается «из-за отсутствия инфраструктуры и высоких затрат», отмечают авторы. Сотрудники Исследовательского фонда охраны здоровья детей в Бангладеш вместе с коллегами из США предложили выявлять бактериофаги в пробах воды из окружающей среды в качестве косвенного показателя для оценки распространенности Salmonella Typhi.

Бактериофаги — это вирусы бактерий. Они очень специфичны, часто способны различать субпопуляции бактерий-хозяев на основе незначительных отличий в рецепторах и поверхностных эпитопах. Фаги возбудителя брюшного тифа использовались для типирования бактерий в 1940-1980-х годах, до появления молекулярных методов диагностики. В современной литературе отсутствуют данные о брюшнотифозных фагах из эндемичных стран. Ученые провели пилотные эксперименты по обнаружению фагов, специфичных для Salmonella Typhi, в водных объектах двух регионов Бангладеш: Дакке (город, 9 млн человек, высокий уровень заболеваемости брюшным тифом) и Мирзапуре (сельский район, 340 тыс. человек, низкий уровень заболеваемости брюшным тифом). Результаты сопоставили с имеющимися данными о нагрузке брюшного тифа.

С 2012 года авторы работы вели эпиднадзор за вакциноуправляемыми бактериальными инфекциями в двух больницах в Дакке и в одной больнице в Мирзапуре. В 2021 году они выполнили 4620 посевов образцов крови из больниц Дакки, в 4,7% образцов подтвердилось наличие Salmonella Typhi. Количество случаев брюшного тифа, подтвержденных культурально, в Мирзапуре было в 100 раз меньше.

С августа по декабрь 2021 года ученые собрали образцы воды из окружающей среды в районе Дакки (211 образцов) и Мирзапура (92 образца, из них 3 положительных). Фаги определяли классическим методом: аликвоту образца инкубировали вместе со штаммом Salmonella Typhi BRD948, затем высевали на агар, наблюдали появление бляшек, рассчитывали титр. Разнообразие фагов изучали, оценивая их способность заражать различные бангладешские изоляты Salmonella Typhi, а также потенциальных хозяев из других родов бактерий. (Фаги инфицировали только Salmonella Typhi, что говорит об их высокой специфичности.) Для некоторых фагов исследовали полиморфизм длин рестрикционных фрагментов ДНК (RFLP).

В Дакке было обнаружено 66 положительных образцов, из них 16 содержали минимум два фага с различной морфологией бляшек, таким образом, было найдено 82 фага. В Мирзапуре — три положительных образца и в одном два фага, следовательно, всего четыре фага. В целом распространенность фагов в водоемах Дакки (31 %) была в 10 раз выше, чем в водоемах Мирзапура (3 %), что коррелирует с количеством культурально подтвержденных случаев брюшного тифа в крупнейших больницах того и другого региона.

Данные по активности фагов против разных штаммов Salmonella Typhi и RFLP позволили сгруппировать фаги в кластеры; интересно, что некоторые пары фагов из одного образца продемонстрировали различные спектры активности.

Фаги в воде весьма стабильны, что позволяет собирать и тестировать их по всей стране без потери качества результатов. Фаговый эпиднадзор брюшного тифа требует минимальных затрат и может быть легко внедрен как дополнение к существующим стратегиям. В перспективе метод может применяться и для картирования путей передачи заболевания, оценки мероприятий по улучшению качества воды, системы санитарии и гигиены.

Авторы отмечают, что исследование имеет ограничения. Пробы отобраны не из всех водоемов, а пробы сточных вод в Мирзапуре были недостаточно представлены из-за отсутствия канализации во многих районах, отбор прерывался на несколько месяцев из-за наводнений, связанных с муссонами. Наконец, так как на первом этапе фаги выращивали с одним и тем же штаммом Salmonella Typhi, могли быть упущены фаги, не инфицирующие этот штамм. В будущем его можно заменить на специальный «тестовый» штамм, не имеющим никакой защиты против фагов.

Все больше бактерий рода Shigella становятся устойчивыми к антибиотикам