1. Список сокращений…………………………………………………………………
2. Введение ……………………………………………………………………………......
3. Обзор научной литературы «Водные микобактерии, потенциально опасные для здоровья людей и гидробионтов»…………………………………………….
3.1. Нетуберкулезные микобактерии водопроводной воды, вызывающие заболевания у людей…………………….................................................................
3.2. Нетуберкулезные микобактерии и проблемы профессиональной аквариумистики…………………………………………………………………….
3.2.1. Санация воды, используемой в профессиональной аквариумистике, и ее особенности, влияющие на микробиологический состав ………………
3.2.2. Нетуберкулезные микобактерии, вызывающие заболевания у рыб…......
3.2.3. Профессиональные заболевания работников аквариумистики, вызванные нетуберкулезными микобактериями…………………………..
3.3. Биологические свойства микобактерий ………………………………………..
3.3.1. Таксономическое положение и классификация……………………….......
3.3.2. Структура оболочки нетуберкулезных микобактерий …………………
3.3.3. Физиологические особенности нетуберкулезных микобактерий………..
4. Материалы и методы исследования……………………………………………….
4.1. Объект исследования………………………………………………………………
4.2. Питательные среды для выделения и культивирования микобактерий…….....
4.3. Окраска бактериальных мазков на кислото-спиртоустойчивость………………
4.4. Методики проведения идентификационных тестов…………………………......
5. Результаты и их обсуждение………………………………………………………….
5.1. Подбор твердой питательной среды для выявления микобактерий из аквариумной воды методом прямого высева……………………………………..
5.2. Выявление кислото-спиртоустойчивых клонов бактерий на неселективных питательных средах…………………………………………………………….......
5.3. Идентификация выделенных бактериальных штаммов…………………………
5.3.1. Внешний вид колоний, особенности роста, отношение к свету…………
5.3.2. Кислото- спиртоустойчивость, морфология клеток……………………....
5.3.3. Идентификация штаммов 14, 40 и 48 по последовательностям гена 16s рРНК…………………………………………………………………………....
5.3.4. Фенотипические свойства штаммов 14, 40 и 48, постановка заключительного идентификационного диагноза………………………….
5.3.5. Заключение…………………………………………………………..............
6. Выводы…………………………………………………………………………………
7. Список литературы…………………………………………………………………..
8. Приложение……………………………………………………………………………
Проблема микробиологической безопасности воды является актуальной как для слаборазвитых, так и для индустриальных стран. Особенно остро эта проблема стоит в крупных городах, где распределение воды осуществляется посредством централизованной системы водоснабжения. Вода центральной системы водоснабжения используется в бытовых целях, для приготовления пищи, доставляется в медицинские и общеобразовательные учреждения.
В профессиональной аквариумистике вода центральной системы водоснабжения используется для приготовления аквариумной воды. Патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, содержащиеся в воде, могут стать причиной заболеваний гидробионтов и персонала, обслуживающего работу аквариумов.
Особое внимание при рассмотрении проблем безопасности воды уделяется микобактериям. В настоящее время описан ряд условно-патогенных микобактерий, относящихся к группе нетуберкулезных, способных вызывать заболевания у человека и животных. Статистические данные регистрируют ежегодный рост количества случаев заболеваний кожи, лимфатических сосудов, легочных и генирализованных инфекций, вызванных у людей нетуберкулезными микобактериями. Сельское хозяйство, рыбная промышленность, владельцы животных и держатели аквариумов терпят убытки в связи с высокой заболеваемостью животных нетуберкулезными микобактериями.
В крупнотоннажной аквариумистике используется система замкнутой очистки воды, которая обеспечивает рециркуляцию и может стать источником накопления патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Широкому распространению и накоплению микобактерий в системах очистки воды способствует специфическое строение оболочки микобактерий. В ней содержатся гидрофобные миколовые кислоты, снижающие чувствительность микобактерий к дезинфекции, облегчающие их прикрепление к твердым поверхностям и образование биопленок.
В научной литературе практически отсутствуют данные о выявлении микобактерий в воде крупнотоннажных аквариумов, оснащенных системой замкнутой очистки воды. Данная работа явилась одним из этапов сотрудничества кафедры микробиологии с Санкт-Петербургским океанариумом. Изучение разнообразия микобактерий, содержащихся в воде аквариумов необходимо для оценки рисков заражения нетуберкулезными микобактериями гидробионтов и персонала океанариума, а также постоянного совершенствования методов очистки аквариумной воды, проводимого Санкт-Петербургским океанариумом.
В связи с этим целью данного исследования стало выявление микобактерий в аквариумной воде, находящейся в замкнутой системе очистки, на примере аквариума № 19 Санкт-Петербургского океанариума.
Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Подобрать питательную среду для выделения микобактерий из аквариумной воды.
2. Разработать алгоритм выделения микобактерий из аквариумной воды.
3. Выделить и очистить изоляты микобактерий, оценить их численность в исследуемой воде.
4. Провести идентификацию выделенных штаммов микобактерий.
1. В воде океанариума, находящейся в замкнутой системе очистки с использованием озонирования и облучения УФ, присутствуют условно-патогенные микобактерии видов M.chelonae M.abscessus M.porcinum.
2. Малахитовый зеленый в составе питательных сред снижает эффективность выявления микобактерий из аквариумной воды.
1. Akbari S., Mosavari N., Tadayon K., Rahmati-Holasoo H. Isolation of Mycobacterium fortuitum from fish tanks in Alborz, Iran// Iran. J. Microbiol. – 2014 – Vol. 6 – P.234 - 239.
2. Aronson J.D. Spontaneous tuberculosis in salt water fish// J. Infect. Dis. – 1926 - Vol. 39 - P. 315-320
3. Astrofsky K.M., Schrenzel M.D., Bullis R.A. et al. Diagnosis and management of atypical Mycobacterium spp. infections in established laboratory zebrafish (Brachydanio rerio) facilities// Comparative Medicine – 2000 - Vol 50 – P. 666-672.
4. Bailey R.K., Wyles S., Dingley M. et al. The isolation of high catalase Mycobacterium kansasii from tap water//Am. Rev. Respir. Dis. – 1970 – Vol. 101 – P. 430 - 1.
5. Barksdale L., Kim K.S. Mycobacterium// Bacteriol. Rev. – 1977 – Vol.41 – P. 217-372.
6. Beran V., MatlovaL., Dvorska L. et al. Distribution of mycobacteria in clinically healthy ornamental fish and their aquarium environment//J. Fish Dis. – 2006 – Vol. 29 - P. 383–393
7. Brennan P.J. Structure, function, and biogenesis of the cell wall of Mycobacterium tuberculosis// Tuberculosis – 2003 – Vol. 83 – P. 91–97
8. Broutin V., Bañuls A.L., Aubry A. et al. Genetic diversity and population structure of Mycobacterium marinum: new insights into host and environmental specificities// Journal of Clinical Microbiology - 2012 – Vol. 50 - P. 3627–3634.
9. Brown-Elliott B. A., Wallace R. J. et al. Five-year outbreak of community- and hospital-acquired Mycobacterium porcinum infections related to public water supplies// J. Clin. Microbiol. – 2011 - Vol. 49 - P. 4231–4238.
10. Brown-Elliott B.A., Wallace R.J. Jr. Clinical and taxonomic status of pathogenic nonpigmented or late-pigmenting rapidly growing mycobacteria//Clin. Microbiol. Rev. – 2002 –Vol. 15 – P. 716-46.
11. Bullin C.H., Tanner E.I., Collins C.H. Isolation of Mycobacterium xenopei from water taps//J. Hyg. (Lond) – 1970 – Vol. 68 – P. 97-100.
12. Caputo V., Fiorella S., Orlando E. Sporotrichoid cases of Mycobacterium marinum skin infection// Clinical Medicine Insights: Dermatology – 2010 – Vol.3 – P.25–29.
13. Carson L.A., Petersen N.J., Faero M.S., Aguero S.M. Growth characteristics of atypical mycobacteria in water and their comparative resistance to disinfectants// Appl. Environm. Microbiol. – 1978 – Vol.36 - P. 839-846
14. Carter G., Wu M., Drummond D.C. et al. Characterization of biofilm formation by clinical isolates of Mycobacterium avium // J. of Med. Microbiol. - 2003 - Vol. 52 - P.747–752.
15. Castillo-Rodal A.L., Mazari-Hiriart M., Lloret-Sánchez L.T. et al. Potentially pathogenic nontuberculous mycobacteria found in aquatic systems. Analysis from a reclaimed water and water distribution system in Mexico City// Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. – 2012 – Vol. 31 – P. 683-94.
16. Chang T.C., Hsieh C.Y., Chang C.D.et al. Pathological and molecular studies on mycobacteriosis of milkfish Chanos chanos in Taiwan// Dis. Aquat. Org.- 2006- Vol. 72 – P. 147–151.
17. Cheung J.P., Fung B.K., Ip W.Y. Mycobacterium marinum infection of the deep structures of the hand and wrist: 25 years of experience// Hand Surg. – 2010 – Vol. 15- P. 211-6.
18. Covert T.C., Rodgers M.R., Reyes A.L., Stelma G.N. Occurrence of nontuberculous mycobacteria in environmental samples//Appl. Environ. Microbiol. – 1999 - Vol. 65 - P. 2492 – 2496.
19. Dailloux M., Albert M., Laurain C., et al. Mycobacterium xenopi and drinking water biofilms//Appl. Environ. Microbiol. - 2003 - Vol.69 - P.6946–6948
20. De Groote M.A. Pulmonary infection in non-HIV infected individuals. World Health Organization. Pathogenic Mycobacteria in Water: A Guide to Public Health Consequences, Monitoring and Management//IWA Publishing, 2004.
21. De Lima C.T., Magalhães V., Abscess resulting from Mycobacterium kansasii in the left thigh of AIDS patient// An Bras. Dermatol. - 2014 – Vol. 89 – P. 478–480.
22. Decostere A., Hermans K., Haesebrouck F. Piscine mycobacteriosis: a literature review covering the agent and the disease it causes in fish and humans// Vet. Microbiol. – 2004 – Vol. 99 – P. 159-66.
23. Dubrou S., Konjek J., Macheras E. et al. Diversity, Community Composition, and Dynamics of Nonpigmented and Late-Pigmenting Rapidly Growing Mycobacteria in an Urban Tap Water Production and Distribution System//Appl. Environ. Microbiol. – Vol. 79 - P. 5498 –5508.
24. Ellis R.C., Zabrowarny L.A. Safer staining method for acid fast bacilli// J. Clin. Pathol. – 1993 – Vol 46 – P.559-60.
25. Engelhardt H., Heinz C., Niederweis M. A tetrameric porin limits the cell wall permeability of Mycobacterium smegmatis //J. Biol. Chem. – 2002 - Vol. 277 - P. 37567–37572.
26. EPA (United States Environmental Protection Agency). Mycobacteria: drinking water fact sheet – 2002.
27. Eun-Sook Lee, Tae-Ho Yoon, Mok-Young Lee et al. Inactivation of environmental mycobacteria by free chlorine and UV// Water research - 2010 - Vol.44 - P.1329–1334
28. Euzebu J.P., http://www.bacterio.net/
29. Falkinham J.O. 3rd, Iseman M.D., de Haas P., van Soolingen D. Mycobacterium avium in a shower linked to pulmonary disease// J. Water. Health. – 2008 - Vol 6 – P. 209-13
30. Falkinham J.O. 3rd, Norton C.D., LeChevallier M.W. Factors Influencing Numbers of Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare, and Other Mycobacteria in Drinking Water Distribution Systems// Appl. Environ. Microbiol. – 2001 – Vol. 67 – P. 1225-1231
31. Falkinham J.O. 3rd, Surrounded by mycobacteria// J. App. Microbiol. – 2009 – Vol. 107 – P. 356–367
32. Falkinham J.O. 3rd. Mycobacterial aerosols and respiratory disease// Emerg. Infect. Dis. – 2003 – Vol. 9 – P.763-7
33. Falkinham J.O. 3rd. Nontuberculous mycobacteria from household plumbing of patients with nontuberculous mycobacteria disease//Emerg. Infect. Dis. – 2011 – Vol. 17 - P. 419 - 24.
34. Falkinham JO 3rd, George KL, Parker BC, Gruft H. In vitro susceptibility of human and environmental isolates of Mycobacterium avium, M. intracellulare, and M. scrofulaceum to heavy-metal salts and oxyanions.// Antimicrob. Agents. Chemother. - 1984 – Vol.25 – P.137-9
35. Falkinham J.O. 3rd. Epidemiology of infection by nontuberculous mycobacteria// Clin. Microbiol. Rev. – 1996 - Vol. 9 - P.177 - 215.
36. Fuminao Kamijoa, Hisashi Uharaa, Hitomi Kubo et al. A case of mycobacterial skin disease caused by Mycobacterium peregrinum, and a review of cutaneous Infection// Case Rep. Dermatol. – 2012 – Vol. 4 – P. 76–79.
37. Gauthier D.T, Rhodes M.W. Mycobacteriosis in fishes: A review// The Veterinary Journal – 2009 - Vol. 180 - P.33–47.
38. Goodfellow M., Kampfer P., Busse H.J. et al. Bergey’s manual of systematic bacteriology. Second edition. Volume Five. The Actinobacteria. Part A. – Springer, 2012 – P 312-375.
39. Griffith D.E., Girard W.M., Wallace R.J. Jr. Clinical features of pulmonary disease caused by rapidly growing mycobacteria. An analysis of 154 patients// Am. Rev. Respir. Dis. – 1993 – Vol. 147 – P. 1271-8.
40. Hall-Stoodley L., Lappin-Scott H.M. Biofilm formation by the rapidly growing mycobacterial species Mycobacterium fortuitum//FEMS Microbiol. Lett. - 1998 - Vol 168 - P.77-84.
41. Herbst L.H., Costa S.F., Weiss L.M. et al. Granulomatous skin lesions in Moray Eels caused by a novel Mycobacterium species related to Mycobacterium triplex //Inf. and immun. – 2001 – Vol. 69 - P. 4639–4646.
42. Hilborn E.D., Covert T.C., Yakrus M.A. et al. Persistence of nontuberculous mycobacteria in a drinking water system after addition of filtration treatment// Appl. Environ. Microbiol. – 2006 - Vol. 72 - P. 5864–5869
43. Iivanainen E.K., Martikainen P. J., Katila M.L. Effect of freezing of water samples on viable counts of enviromental mycobacteria //Lett. Appl. Microbiol – 1995 - Vol. 21 - P.257-260.
44. Jacobs J., Rhodes M., Sturgis B., Wood B. Influence of environmental gradients on the abundance and distribution of Mycobacterium spp. in a coastal lagoon estuary//Appl. Environ. Microbiol.- 2009 – Vol. 75 – P. 7378-84.
45. Jones J. J., Falkinham III J. O. Decolorization of malachite green and crystal violet by waterborne pathogenic Mycobacteria //Antimicrob. Agents. Chemother. – 2003 - Vol. 47 - P. 2323–2326.
46. Jones J.J., Falkinham J.O. 3rd. Decolorization of malachite green and crystal violet by waterborne pathogenic mycobacteria//Antimicrob. Agents. Chemother. - 2003 – Vol. 47 – P. 2323-6.