Антибиотикорезистентность. Обычно изоляты Y. pestis в равной степени чувствительны ко всем антимикробным препаратам, эффективным против грамотрицательных бактерий. В 1995 г. у клинического изолята Y. pestis обнаружена высокая резистентность к антимикробным средствам, включая все лекарственные препараты, рекомендованные для профилактики и лечения чумы. Штамм (17/95) выделен в районе Амболавау в Мадагаскаре у 16-летнего юноши с симптомами бубонной чумы. Второй штамм (16/95) с высокой резистентностью к стрептомицину выделен в том же году в Мадагаскаре в районе Ампитана от 14-летнего больного бубонной чумой. Оба больных выздоровели после антибиотикотерапии, включающей внутримышечные инъекции стрептомицина (2 г/сут в течение 4 сут) и пероральное применение триметоприм-сульфаметоксазола (2 г/сут в течение 10 сут). Более подробно свойства этих штаммов рассмотрим по обобщающей работе М. Galimand et al. (2006).
Штамм 17/95 обнаружил высокую резистентность к восьми антимикробным препаратам, включая не только рекомендованные для лечения (стрептомицин, хлорамфеникол и тетрациклин) и профилактики (сульфонамид и тетрациклин) чумы, но также и возможные альтернативные средства, такие как ампициллин, канамицин и спектиномицин.
Резистентность к ампициллину, хлорамфениколу, канамицину, сульфонамиду и стрептомицин-спектиномицину носила детоксикационный характер[34]. Она была обусловлена продуцированием Y. pestis пенициллиназы ТЕМ-1, хлорамфеникол-ацетилтрансферазы типа I, аминогликозид-фосфотрансферазы типа I, резистентной к лекарственным препаратам дигидроптероат-синтазы и аминогликозид-аденилтрансферазы соответственно. Резистентность к тетрациклину у штамма 17/95 связана со способностью бактерии выкачивать тетрациклин из клетки быстрее, чем антибиотик поразит свои мишени. Изолят сохранил чувствительность к цефалоспоринам, другим аминогликозидам, хинолонам и триметоприму. Скорее всего, именно активность три-метоприма, несмотря на отсутствие синергизма с сульфонамидом, и обеспечила выздоровление больного.
Все гены резистентности штамма 17/95 содержались в конъюгативной плазмиде, обозначенной рIР1202 (примерно 150 т. п. о.). В эксперименте она могла быть перенесена с высокой частотой путем конъюгации от Y. pestis 17/95 к другим штаммам Y. pestis и Е. coli; и в обратном направлении. Плазмида рIР1202 принадлежит к группе несовместимости 1псб-С и содержит структуру, аналогичную таковой интегронов Тп21-подобных элементов. Содержавшиеся в ней гены резистентности близкородственны по структуре переносимым плазмидами детерминантам, обычно обнаруживаемым у энтеробактерий.
Штамм 16/95 обладает устойчивостью детоксикациоиного типа к стрептомицину, но сохраняет чувствительность к спектиномицину и другим антимикробным средствам, включая рекомендованные для лечения и профилактики чумы. Гены резистентности к стрептомицину переносились между бактериями плазмидой рIР1203 (примерно 40 т. п. о.), способной конъюгировать с другими изолятами Y. pestis. Они являются частью кластера tnpR-strA-strB-IR, характерного для Тп5393-группы транспозонов. Перенос резистентности к стрептомицину от Y. pestis 16/95 к Y. pestis и Y. pseudotuberculosis происходил с высокой частотой, к Е. coli с более низкой частотой, а перенос к Y. enterocolitica вообще не удалось обнаружить. Повторный перенос рIР1203 от трансконъюгантов Y. pestis и Y. pseudotuberculosis к Y. pestis и Y. pseudotuberculosis также происходил с высокой частотой.
Антибиотико-резистентные штаммы Y. pestis имеют несколько отличий. Они были выделены в двух разных районах, расположенных на расстоянии 80 миль друг от друга. Штамм 17/95 относится к типичному риботипу В, тогда как штамм 16/95 относится к недавно описанному, Мадагаскар-специфическому риботипу Q. Плазмида рIР1202 несет гены множественной резистентности к антимикробным препаратам, принадлежит к группе 1псб-С, тогда как рIР1203 несет только детерминанты резистентности к стрептомицину, принадлежит к группе IncP. Наконец, резистентность к стрептомицину у штамма 17/95 обусловлена аденилированием препарата, а у штамма 16/95 — фосфорилированием. Эти данные свидетельствуют о том, что антибиотикорезистентные штаммы Y. pestis возникли независимо друг от друга.
Обнаружение генетически измененных штаммов К pestis. Подходы к обнаружению генетически измененных штаммов возбудителя чумы те же, что и для обнаружения генетически-измененных штаммов В. anthracis (см. разд. 3.1). Однако необходимо учитывать, что генетика Y. pestis изучена не хуже, чем кишечной палочки. Методы генетического переноса для возбудителя чумы стали отрабатываться сразу же после обнаружения у него собственных плазмид. Для Y. pestis могут быть использованы методы генетической модификации и векторы клонирования, разработанные для Е. coli и многих других грамотрицательных микроорганизмов. В Y. pestis в условиях in vitro легко переносятся плазмиды вирулентности близкородственных микроорганизмов, и наоборот (см., например, работу Wolf-Watz Н. et al., 1985). Поэтому генетическая модификация чумного микроба, ставшего причиной намеренного заражения людей, может оказаться значительно более изощренной, чем у возбудителя сибирской язвы.
34
См. в разд. 2.2.2 «Механизмы развития резистентности к антибактериальным препаратам у бактерий».