Значение межвидовых и внутривидовых взаимодействий микроорганизмов как суборганизменного уровня в иерархии эпидемического процесса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В современный период эпидемический процесс рассматривают как сложную многоуровневую систему, включающую в себя суборганизменный (тканевой, клеточный, молекулярный), организменный и соцэкосистемный (популяционный) уровни. В человеческой популяции одновременно циркулируют и вызывают заболевания у людей множество патогенных микроорганизмов. Как правило, они существуют в ассоциированном состоянии ― универсальном явлении для подавляющего большинства представителей микромира. Тем не менее возможность взаимосвязей между ними и их отражения в развитии эпидемического процесса и его проявлениях, как правило, не учитывается. В представленной работе на основании анализа публикаций по результатам собственных исследований авторов и данных мировой литературы показано, что на суборганизменном уровне эпидемического процесса идёт активное меж- и внутривидовое взаимодействие между представителями разных видов микроорганизмов, реализуемое через интеграционно-конкурентные механизмы. Это взаимодействие находит отражение как на организменном, так и популяционном уровне эпидемического процесса. Именно поэтому эпидемиологические исследования требуют интеграционного подхода, учитывающего все процессы, проходящие на суборганизменном уровне. Понимание того обстоятельства, что микроорганизмы активно взаимодействуют между собой, существенно повысит наши возможности по разработке новых подходов к защите организма от инфекций, а также адекватному прогнозированию эпидемий и времени их развития.

Об авторах

Анатолий Александрович Яковлев

Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова; Тихоокеанский государственный медицинский университет

Email: yakovlev-epid@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7008-3804
SPIN-код: 8049-7571
Scopus Author ID: 57211917335

заведующий лабораторией молекулярной эпидемиологии и экологии патогенных бактерий; д.м.н., профессор, профессор кафедры эпидемиологии и военной эпидемиологии

Россия, Владивосток

Алексей Владимирович Раков

Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexeyrakov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1917-9189
SPIN-код: 5819-3561
Scopus Author ID: 54792230300
ResearcherId: A-2584-2012

к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии и экологии патогенных бактерий

Россия, Владивосток

Екатерина Сергеевна Поздеева

Тихоокеанский государственный медицинский университет

Email: ka1383@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5507-9751
SPIN-код: 6872-5720
Scopus Author ID: 57201197327

к.м.н., доцент кафедры эпидемиологии и военной эпидемиологии

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Fernandez L., Mercader J.M., Planas-Fèlix M., Torrents D. Adaptation to environmental factors shapes the organization of regulatory regions in microbial communities // BMC Genomics. 2014. Vol. 15, N 1. P. 877. doi: 10.1186/1471-2164-15-877
  2. Comolli L.R. Intra- and inter-species interactions in microbial communities // Front Microbiol. 2014. N 5. Р. 629. doi: 10.3389/fmicb.2014.00629
  3. Almand E.A., Moore M.D., Jaykus L.A. Virus-bacteria interactions: an emerging topic in human infection // Viruses. 2017. Vol. 9, N 3. P. 58. doi: 10.3390/v9030058
  4. Giaouris E., Heir E., Desvaux M., et al. Intra- and inter-species interactions within biofilms of important foodborne bacterial pathogens // Front Microbiol. 2015. N 6. Р. 841. doi: 10.3389/fmicb.2015.00841
  5. Миллер Г.Г. Биологическое значение ассоциаций микроорганизмов // Вестник РАМН. 2000. № 1. С. 45–51.
  6. Селиванов А.А. Экология аденовирусов человека // Вестник Академии медицинских наук СССР. 1983. № 5. С. 40–44.
  7. Белов А.Б. Соотношение заноса инфекций и внутренних резервуаров возбудителей в эпидемическом процессе // Материалы научно-практ. конференции «Теоретические и практические аспекты современной эпидемиологии»; Январь 28, 2009. Москва, 2009. С. 32–44.
  8. Надарая Г.П. Проблема одновременного распространения различных инфекций (интеграционная эпидемиология). Тбилиси, 1980.
  9. Андреев И.А. Человек и бактериальный мир: проблемы взаимодействия // Вестник РАН. 2009. Т. 79, № 1. С. 41–49.
  10. Ларин Ф.И., Жукова Л.И., Лебедев В.В., Рафеенко Г.К. Интерферирующее взаимодействие вирусов в регуляции эпидемического процесса // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2012. № 1. C. 25–29.
  11. Поздеева Е.С., Яковлев А.А. Интеграционный метод в эпидемиологической диагностике гепатитов В и С на модели Приморского края. Saarbrucken : Lambert, 2012.
  12. Чекунина С.Н., Яковлев А.А., Колпаков С.Л. Эпидемиологическая оценка влияния интеграционно-конкурентных взаимоотношений между гепатитом А и шигеллезами на развитие эпидемического процесса указанных инфекций // Тихоокеанский медицинский журнал. 2015. № 3. С. 35–38.
  13. Яковлев А.А., Колпаков С.Л. Стрептококковая инфекция у моряков (морская эпидемиология). Владивосток : Медицина ДВ, 2013.
  14. Яковлев А.А., Лаптева Н.И. Интеграционная эпидемиология инфекций с гемоконтактным механизмом передачи (ВИЧ, гепатиты В и С) на модели Республики Саха (Якутия). Владивосток : Медицина ДВ, 2016.
  15. Яковлев А.А., Бурнашева Л.С., Жданова С.Н. Интеграционная эпидемиология туберкулеза и ВИЧ-инфекции (на модели республики Саха (Якутия). Владивосток : Медицина ДВ; 2017.
  16. Черкасский Б.Л. Системный подход в эпидемиологии. Москва : Медицина, 1988.
  17. Яковлев А.А., Поздеева Е.С. О необходимости системного подхода к изучению сочетанных форм вирусных гепатитов // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2010. Т. 15, № 4. С. 54–56. doi: https://doi.org/10.17816/EID40509
  18. Яковлев А.А. Концепция интеграционно-конкурентного развития эпидемического процесса // Тихоокеанский медицинский журнал. 2006. № 3. С. 10–14.
  19. Яковлев А.А., Поздеева Е.С. О возможных механизмах саморегуляции паразитарных систем в биогеоценозе // Вестник РАМН. 2018. T. 73, № 3. С. 184–194. doi: 10.15690/vramn880
  20. Шмальгаузен И.И. Кибернетические вопросы биологии. Новосибирск : Наука, 1968.
  21. Громашевский Л.В. Общая эпидемиология. Москва : Медицина, 1965.
  22. Беляков В.Д., Яфаев Р.Х. Эпидемиология. Москва : Медицина, 1989.
  23. Литвин В.Ю., Гинзбург А.Л. Интегративные процессы в современной эпидемиологии // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2002. № 4. С. 63–72.
  24. Бароян О.В., Портер Д.Р. Проблема смешанных инфекций // Бароян О.В., Портер Д.Р. Международные и национальные аспекты современной эпидемиологии и микробиологии. Москва : Медицина, 1975.
  25. Белая О.Б., Белая Ю.Б. Проблема смешанных инфекций и их диагностика // Белая О.Б., Белая Ю.Б. Смешанные инфекции. Москва, 1986.
  26. Нечаев В.В., Иванов А.К., Пантелеев А.М. Социально-значимые инфекции. Монография в 2-х частях. Ч. II. Санкт-Петербург : Береста, 2011.
  27. Савилов Е.Д., Колесников С.И., Брико Н.И. Коморбидность в эпидемиологии ― новый тренд в исследованиях общественного здоровья // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2016. № 4. C. 66–75. doi: 10.36233/0372-9311-2016-4-66-75
  28. Шкарин В.В., Благонравова А.С. Эпидемиологические особенности сочетанных инфекций. Нижний Новгород, 2017.
  29. Бухарин О.В. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов при инфекции // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2013. № 1. С. 93–97.
  30. Паньков А.С. Особенности межбактериальных взаимодействий при гриппе // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 2. С. 278–281.
  31. Бухарин О.В., Лобакова Е.С., Немцева Н.В., Черкасов С.В. Ассоциативный симбиоз. Екатеринбург : УрО РАН, 2007.
  32. Бельский В.В., Шаталова Е.В. Взаимное влияние возбудителей при смешанной инфекции ожоговой травмы // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 1999. № 4. С. 3–7.
  33. Гинцбург А.Л., Ильина Т.О., Романова Ю.М. «QUORUM SENSING» или социальное поведение бактерий // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 2003. № 5. С. 86–93.
  34. Николаев Ю.А. Дистантные информационные взаимодействия у бактерий // Вестник РАН. 2000. № 5. С. 597–605.
  35. Smillie C.S., Smith M.B., Friedman J., et al. Ecology drives a global network of gene exchange connecting the human microbiome. Nature. 2011. Vol. 480, N 7376. Р. 241–244. doi: 10.1038/nature10571
  36. Романова Ю.М., Ильина Т.С., Гинцбург А.Л. Мобильные генетические элементы и их роль в эволюции патогенных бактерий // Вестник РАМН. 2001. № 11. С. 15–20.
  37. Christensen B.B., Sternberg C., Andersen J.B., et al. Establishment of new genetic traits in a microbial biofilm community. Appl Environ Microbiol. 1998. Vol. 64, N 6. P. 2247–2255. doi: 10.1128/AEM.64.6.2247-2255.1998
  38. Горбаков В.В., Хазанов А.И., Блохина И.П., и др. Естественное течение сочетанных гепатитов В и С // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2003. Т. 3, № 3. С. 209–214.
  39. Яковлев А.А., Савилов Е.Д. Проблемные вопросы общей эпидемиологии. Новосибирск : Наука, 2015.
  40. Bai L., Zhao Y., Dong J., et al. Co-infection of influenza A virus enhances SARS-CoV-2 infectivity. bioRxiv. 2020. N 2020. S. 10.14.335893. doi: 10.1101/2020.10.14.335893
  41. Mancini D.A., Alves R.C., Mendonça R.M., et al. Influenza virus and proteolytic bacteria co-infection in respiratory tract from individuals presenting respiratory manifestations. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2008. Vol. 50, N 1. Р. 41–46. doi: 10.1590/s0036-46652008000100009
  42. Дубровина Т.Я., Грабовская К.Б., Иванова И.А. Летальный синергизм вирус-бактериальных инфекций (модель: грипп-стрептококк) // Вестник Академии медицинских наук СССР. 1989. № 11. С. 17–22.
  43. Hahm B., Arbour N., Oldstone M.B. Measles virus interacts with human SLAM receptor on dendritic cells to cause immunosuppression. Virology. 2004. Vol. 323, N 2. P. 292–302. doi: 10.1016/j.virol.2004.03.011
  44. Servet-Delprat C., Vidalain P.O., Bausinger H., et al. Measles virus induces abnormal differentiation of CD40 ligand-activated human dendritic cells. J Immunol. 2000. Vol. 164, N 4. P. 1753–1760. doi: 10.4049/jimmunol.164.4.1753
  45. Slifka M.K., Homann D., Tishon A., et al. Measles virus infection results in suppression of both innate and adaptive immune responses to secondary bacterial infection. J Clin Invest. 2003. Vol. 111, N 6. P. 805–810. doi: 10.1172/JCI13603
  46. Barton E.S., White D.W., Cathelyn J.S., et al. Herpesvirus latency confers symbiotic protection from bacterial infection. Nature. 2007. Vol. 447, N 7142. P. 326−329. doi: 10.1038/nature05762
  47. Kuss S.K., Best G.T., Etheredge C.A., et al. Intestinal microbiota promote enteric virus replication and systemic pathogenesis. Science. 2011. Vol. 334, N 6053. P. 249–252. doi: 10.1126/science.1211057
  48. Ichinohe T., Pang I.K., Kumamoto Y., et al. Microbiota regulates immune defense against respiratory tract influenza A virus infection. Proc Natl Acad Sci USA. 2011. Vol. 108, N 13. P. 5354–5359. doi: 10.1073/pnas.1019378108
  49. Wilks J., Golovkina T. Influence of microbiota on viral infections. PLOS Pathog. 2012. Vol. 8, N 5. e1002681. doi: 10.1371/journal.ppat.1002681
  50. Кузьмин А.В. Микробиологические и эпидемиологические особенности псевдотуберкулеза в Приморском крае в современный период: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Владивосток, 1997. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000048905. Дата обращения: 12.06.2020.
  51. Раков А.В., Яковлев А.А, Кузнецова Н.А. Взаимодействие Salmonella enteritidis и Salmonella typhimurium в формируемой ими микробной ассоциации в эксперименте in vitro // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019. № 7. С. 80–82. doi: 10.1007/s10517-019-04649-z
  52. Faruque S.M., Mekalanos J.J. Phage-bacterial interactions in the evolution of toxigenic Vibrio cholerae. Virulence. 2012. Vol. 3, N 7. P. 556–565. doi: 10.4161/viru.22351
  53. Høiby N. A short history of microbial biofilms and biofilm infections. APMIS. 2017. Vol. 125, N 4. P. 272–275. doi: 10.1111/apm.12686
  54. Yang L., Liu Y., Wu H., et al. Current understanding of multi-species biofilms. Int J Oral Sci. 2011. Vol. 3, N 2. P. 74–81. doi: 10.4248/IJOS11027
  55. Elias S., Banin E. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors. FEMS Microbiol Rev. 2012. Vol. 36, N 5. P. 990–1004. doi: 10.1111/j.1574-6976.2012.00325.x
  56. Burmølle M., Ren D., Bjarnsholt T., Sorensen S.J. Interactions in multispecies biofilms: do they actually matter? Trends Microbiol. 2014. Vol. 22, N 2. P. 84–91. doi: 10.1016/j.tim.2013.12.004
  57. Nadell C.D., Xavier J.B., Foster K.R. The sociobiology of biofilms. FEMS Microbiol Rev. 2009. Vol. 33, N 1. P. 206–224. doi: 10.1111/j.1574-6976.2008.00150.x
  58. Moons P., Michiels C.W., Aertsen A. Bacterial interactions in biofilms. Crit Rev Microbiol. 2009. Vol. 35, N 3. P. 157–168. doi: 10.1080/10408410902809431
  59. Тимченко Н.Ф., Раков А.В., Терентьева Н.А., Яковлев А.А. Характеристика смешанных биопленок бактерий семейства Enterobacteriaceae Yersinia pseudotuberculosis и Salmonella Enteritidis in vitro // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2019. № 1. С. 19–22.
  60. Peters B.M., Jabra-Rizk M.A., O’May G.A., et al. Polymicrobial interactions: impact on pathogenesis and human disease. Clin Microbiol Rev. 2012. Vol. 25, N 1. P. 193–213. doi: 10.1128/CMR.00013-11
  61. Giaouris E., Chorianopoulos N., Doulgeraki A., Nychas G.J. Co-culture with Listeria monocytogenes within a dual-species biofilm community strongly increases resistance of Pseudomonas putida to benzalkonium chloride. PLoS One. 2013. Vol. 8, N 10. e77276. doi: 10.1371/journal.pone.0077276
  62. Lee K.W., Periasamy S., Mukherjee M., et al. Biofilm development and enhanced stress resistance of a model, mixed-species community biofilm. ISME J. 2014. Vol. 8, N 4. P. 894–907. doi: 10.1038/ismej.2013.194

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ООО "Эко-вектор", 2020


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».