Штамм бактерий klebsiella pneumoniae № 24 мгавмиб-деп для производства вакцины против клебсиеллеза молодняка сельскохозяйственных животных

 

Изобретение относится к области ветеринарной микробиологии. Предложен новый штамм бактерий Klebsiella pneumoniae, который депонирован в ВГНКИ под 24 МГАВМиБ-ДЕП. Предложенный штамм был выделен в НИЛ инфекционной патологии и биотехнологии МГАВМиБ из органов новорожденного поросенка в 1987 году. Штамм является продуцентом α- и β- гемолизинов. Новый штамм характеризуется высокой урожайностью, 50-60 млрд. клеток в 1 мл по оптическому стандарту мутности ГИСК им. К.А.Тарасевича. Предложенный штамм может быть использован в ветеринарии для производства вакцин против клебсиеллеза молодняка сельскохозяйственных животных, а также для получения иммунных препаратов для профилактики и лечения острых кишечных заболеваний животных.

Изобретение относится к области ветеринарной микробиологии и биотехнологии, в частности к получению штаммов Klebsiella pneumoniae для получения вакцин против клебсиеллеза и иммунных препаратов для профилактики кишечных заболеваний сельскохозяйственных животных.

В настоящее время особое внимание уделяют диагностике малоизученных инфекционных заболеваний, характеризующихся тяжелым течением, а нередко и летальным исходом. К их числу относятся клебсиеллезные инфекции, которые обычно не распознаются и проходят под другими диагнозами. Клебсиеллы обнаруживаются при пневмонии, инфекциях мочеполовой системы, острых желудочно-кишечных заболеваниях, различных гнойно-септических осложнениях, а также при внутрибольничных инфекциях, менингите, глазных инфекциях, анкилозирующем спондилите, полиартрите и др.

Клебсиеллы вызывают интерес у специалистов ветеринарной службы, ботаников и гигиенистов, так как их обнаруживают и при заболеваниях животных (пневмонии, маститы, септицемии), выделяют из пищевых продуктов, с поверхности овощей и семян, цветов, из воды различных водоемов. Такое повсеместное распространение клебсиелл свидетельствует о значении этой проблемы не только для медицины, но и для народного хозяйства (1).

Известен Штамм бактерий Klebsiella pneumoniae ГИСК 233, используемый как референс-штамм при определении гемолизинов энтеробактерий. Штамм выделен из клинического материала больного ОКИ.

Штамм бактерий Klebsiella pneumoniae ГИСК 233 характеризуется следующими свойствами.

Морфологические признаки. Грамотрицательные короткие палочки, неподвижные, жгутиков и спор не образует. При окраске выявлена капсула, диаметр которой составляет 1/2 диаметра тела бактериальной клетки.

Культуральные свойства. На МПБ через 3 часа дает легкое гомогенное помутнение, через 18-24 ч - диффузный рост, с выраженными муаровыми волнами.

На МПА: светлые, полупрозрачные колонии, с ровными гладкими краями, легко снимаются, диаметр 1,0-1,5 мм, признаков диссоциации нет. На среде Эндо: колонии бледно-розового цвета с более яркой точкой в центре при просмотре на свет, куполообразные, маслянистые, диаметр колоний 1,5-2,0 мм. Признаков диссоциации нет. На среде К₂: светлые полупрозрачные колонии, с легким желтоватым оттенком, маслянистые, диаметр колоний 1,0-1,5 мм. Признаков диссоциации нет.

Физико-биологические свойства. Оптимум температурного роста 37±1^oС; рН среды 7,0-7,2. Оптимальные условия - аэробные. Активно расщепляет глюкозу и глицерин с образованием кислоты и газа, а также маннит, сахарозу, мальтозу, арабинозу, адонит, инозит, дульцит, ксилозу, сорбит, рамнозу, замедленно - лактозу. Декарбоксилирует лизин, утилизирует малонат натрия и цитрат Козара, а также Симонса, обладает замедленной уреазной активностью, дает положительную реакцию Фогес-Проскауэра, т.е. ферментирует глюкозу с образованием ацетил-метилкарбинола (ацетоина). Не образует сероводород и индол, в реакции метил-рот отрицательна. Орнигиндекарбоксилаза, эргининдегидролаза и фенилаланиндезаминаза отсутствует. Штамм неподвижен.

Антигенная структура штамма при серотипировании набором сывороток ЦНИИВиС им. Мечникова не установлена.

Чувствительность к антибактериальным препаратам. Исследованиями методом серийных разведений установлена чувствительность к следующим антибиотикам: неомицину (10 мг/мл), канамицину (5 мкг/мл), гентамицину 82,5 (мкг/мл), сизомицину (1 мкг/мл), кефзолу (5 мкг/мл), клафорану (25 мкг/мл), левомицетину (10 мкг/мм), полимиукину В (5 мкг/мл), налидиксовой кислоте (10 мкг/мм). Устойчив к бензилпенициллину (10 мкг/мм), ампициллину (1,5 мкг/мм), ампиоксу (1,5 мкг/мм), тетрациклину (50 мкг/мм), эритромицину (250 мкг/мм).

Биологические свойства. Штамм обладает способностью стабильно продуцировать α- и β-гемолизины.

Вирулентные свойства. ЛД₅₀ для белых мышей 2•10⁹ м.т. (2).

Известен также Штамм бактерий Klebsiella pneumoniae 140, обладающий комплексом факторов патогенности, имеющий регистрационный 245, штамм выделен от больного ребенка с кишечной инфекцией.

Штамм Klebsiella pneumoniae ГИСК 245, характеризуется следующими свойствами.

Морфологические признаки. При окраске по Граму - грамотрицательные палочки располагаются в мазке отдельно или попарно.

Культуральные свойства. При выращивании на 1,5%-ном МПА (рН 7,2) при температуре 35-37^oС штамм растет с образованием мутных слизистых, различных по структуре колоний. При выращивании в бульоне Хоттингера (рН 7,2), температура 33-36^oС в течение 20 ч дает интенсивное помутнение.

Способы определения активности ЛТ-энтеротоксина: - субпланарное введение мышам весом 15-16 г 0,05 мл центрифугата 20-часовой бульонной культуры вызывает отек лапки не менее 90 мг (Аксенова Е.В. 1980 г.); - интраназальное введение 0,05 мг 20-часовой бульонной культуры вызывает гибель 95% мышей-самцов весом 15-16 г в течение 18 мин при явлениях тонических судорог и асфиксии; - внутримышечное введение 300 млн. микробных клеток 20-часовой бульонной культуры вызывает некроз кожи кролика диаметром 3,5 см; - в опыте петля тонкой кишки кролика при введении 500 млн. м.т. 20-часовой бульонной культуры дает положительный результат (у/1=1,2); - гретый при 56^oС в течение 45 мин центрифугат 20-часовой бульонной культуры вызывает отек лапки мышей до 30 мг, не вызывает некрозы кожи кролика. Гретая при 100^oС 20-часовая бульонная культура не вызывает накопления жидкости в изолированной петле тонкого кишечника кролика (у/1=0,3).

Условия хранения культуры после леофильной сушки при выращенной в 0,3%-ном МПА (рН 7,2-7,4), залитым стерильным вазелиновым маслом, при температуре 4^oС.

Среды для размножения - бульон Хоттингера (рН 7,2-7,4), содержащий 5% эритроцитов кролика при 35-36^oС в течение 20 ч.

Генетические особенности. Устойчив к ампициллину, эритромицину, оксациллину, метициллину, карбенициллину, тетрациклину, стрептомицину (3).

В задачу наших исследований входило - получить штамм Klebsiella pneumoniae, пригодный для получения иммунных препаратов для профилактики и лечения клебсиеллеза сельскохозяйственных животных.

Предложенный штамм Klebsiella pneumoniae 24, возбудитель клебсиеллеза отнесен к семейству Enterobacteriaceae к роду Klebsiella, выделен в НИЛ инфекционной патологии и биотехнологии МГАВМиБ из органов новорожденного поросенка в свинокомплексе "Алексеевский", Самарской обл., в 1987 г.

Предложенный производственный штамм Klebsiella pneumoniae 24 депонирован 27 апреля 2001 г., регистрационный номер - "штамм Klebsiella pneumoniae 24 МГАВМиБ - ДЕП", во Всероссийской государственной коллекции штаммов микроорганизмов, используемых в ветеринарии и животноводстве (123022, Россия, Москва, Звенигородское шоссе, 5, ВГНКИ).

Местом хранения производственного штамма Klebsiella pneumoniae 24, возбудителя клебсиеллеза определена коллекция НИЛ инфекционной патологии и биотехнологии МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, 109472, Москва, ул. Ак. Скрябина, 23, дублирующее хранение НИИ микробиологии МО РФ (610024, Россия, г. Киров, Октябрьский пр., 121, в/ч 23727).

Предложенный производственный штамм Klebsiella pneumoniae 24 обладает следующими свойствами.

Морфологические признаки: Грамотрицательные короткие палочки, не образует спор, при окраске по Бурри установлено наличие капсул, не имеет жгутиков, неподвижен.

Культуральные свойства. На МПБ через 5-6 ч роста наблюдается равномерное помутнение среды с последующим образованием тонкой поверхностной пленки.

На МПА образует полупрозрачные, с ровными краями, крупные колонии слизистой консистенции.

На среде Эндо образует бледно-розовые колонии с красноватым центром.

На Плоскирева - розовые колонии с желтым центром. Признаков диссоциации не обнаружено.

На 5-%-ном кровяном агаре отмечают зоны лизиса, является продуцентом α- и β-гемолизинов.

Ферментативные свойства. Активно расщепляет глюкозу и глицерин с образованием кислоты и газа, а также сахарозу, лактозу, рамнозу, мальтозу, сорбит, маннит, инозит, не образует индол, сероводород, образует ацетилметилкарбинол в реакции Фогес-Проскауэра.

Антигенная структура. Серотипирован набором клебсиеллезных К-сывороток НИИВС им. Мечникова как Klebsiella pneumoniae К 2.

Генетические признаки.

Чувствительность к антибиотикам. По результатам исследования методом стандартных дисков штамм чувствителен к гентамицину, пефлоксацину, сисомицину и офлоксадину.

Устойчив к бензилпенициллину, эритромицину, стрептомицину, рокситромицину, клоритромицину, левомицитину.

Нуклеотидный состав. ДНК (% ГЦ) - 57,9.

Содержит плазмиду с м.в. 60 МД и 2 МД.

Патогенные свойства. Вирулентен для белых мышей. ЛД₅₀ при внутрибрюшинном введении составляет 3,1•10⁸ живых микроклеток.

При пероральном заражении новорожденных телят через 10-18 ч у животных наблюдали клинические признаки заболевания желудочно-кишечного тракта, что указывает на эпизоотическую значимость штамма Klebsiella pneumoniae 24 в развитии клинической картины острых кишечных заболеваний. При заражении в ассоциации с другими энтеропатогенными штаммами - вызывала гибель животных на 5-6 сутки. В опытах на белых мышах установлено наличие синергидного эффекта в воздействии факторов патогенности штамма Klebsiella pneumoniae 24 с другими возбудителями острых кишечных инфекций.

Периодичность пересева на питательных средах 15-20 суток.

Применяемый способ хранения и поддержания штамма. В лиофилизированном состоянии под вакуумом в герметично запаянных ампулах при минус 18-20^oС после пассажа через организм белых мышей.

Условия транспортировки. В лиофилизированном состоянии под вакуумом в герметично запаянных ампулах.

Срок хранения 10 лет.

Пример. Штамм Klebsiella pneumoniae 24 находится в лиофилизированном состоянии. Для культивирования ампулу вскрывают в асептических условиях, разводят МПБ и подращивают в течение 4 ч при 37^oС, затем переносят в 20-литровую бутыль с МПБ и выращивают при температуре 36-38^oС в течение 18-20 ч. при аэрации стерильным воздухом из расчета 4-5 объема на объем питательной среды в минуту. При глубинном культивировании микробную культуру, соблюдая требования стерильности, перекачивают в реакторы на казеиновый бульон. Плотность посева составляет 100-300 млн. микроклеток на 1 см³.

Глубинное культивирование проводят в реакторах при 37-38^oС при интенсивном перемешивании и аэрации стерильным воздухом из расчета объем стерильного воздуха на объем среды 1:2.

В процессе выращивания проводят корректировку рН среды в пределах 7,6-8,0 ед. рН.

Урожайность штамма в среднем составляет 55-60 млрд. микр. клеток в 1 мл по оптическому стандарту мутности ГИСК им. К.А. Тарасевича, что дало возможность использования штамма Klebsiella pneumoniae 24 в качестве антигена в инактивированной ассоциированной вакцине и обеспечило создание активного иммунитета против клебсиеллеза у молодняка сельскохозяйственных животных.

Вакцина с использованием производственного штамма Klebsiella pneumoniae 24 апробирована с положительным результатом с 1995 по 2001 гг. на территории России и стран СНГ: Беларусь, Кыргыстан, Узбекистан и др. на 11550 головах стельных коров, 7290 супоросных свиноматок, 4270 овцематок, 2290 пушных зверей.

Сохранность поголовья составляет 96-99%.

Предложенный штамм может быть использован при получении иммунных препаратов для профилактики и лечении острых кишечных заболеваний животных.

Источники информации 1. Кн. В. Н.Красноловеда и Б.С.Киселева "Клебсиеллезные инфекции", М.: Медицина, 1996 г., стр.3.

2. Патент РФ 2081168, 1997 г., кл. С 12 N 1/20.

3. Патент РФ 2105809, 1998 г., кл. С 12 N 1/20.

Формула изобретения

Штамм бактерий Klebsiella pneumoniae, депонированный в ВГНКИ под №24 МГАВМиБ-ДЕП, для производства вакцины против клебсиеллеза молодняка сельскохозяйственных животных.