Мистерии сибирской язвы (учебник)

Раздел IV • 31. Скрытая угроза

званной употреблением в пищу купленного в магазине салата< 1 >. Причиной последнего стало применение при выращивании овощей биопестицида на осно-

ве штамма B. thuringiensis subsp. aizawai

ABTS-1857 (обнаружен во всех образцах салата, отобранных из разных

партий данного производителя). Последующее исследование штамма выявило присутствие хромосомных генов cytK2 и nhe/hbe, которые, как мы помним, ответственны за синтез компонентов «диарейных» токсинов (гемолизина BL, негемолитического энтеротоксина и цитотоксина К). Плазмидный ген ces, ответственный за синтез «рвотного» токсина (цереулида), обнаружен не был, однако рвотный синдром у пострадавших присутствовал. В результате в 2016 году Европейское агентство по безопасности продуктов пита-

ния (European Food Safety Authority) призвало регулировать ис-

пользование биопестицидов на основе B. thuringiensis, но до законодательного регулирования дело так и не дошло.

которые на рентгенограмме визуализированы как линейная металлическая плотность кпереди от дистального вала левой малоберцовой кости, предположительно фрагмент иглы для инъекций (Рис. 31.4). Поскольку в анамнезе имеются эпизоды употребления инъекционных наркотиков, а симптомы указывают на развитие инфекционного процесса, осуществлён посев крови, однако пациент покинул отделение вопреки рекомендациям врача. Спустя 4 дня выросшая культура была идентифицирована как B. thuringiensis, ввиду чего пациент был повторно госпитализирован для проведения 7-дневного курса антибиотикотерапии (ванкомицин). Компьютерная томография подтвердила наличие иглы в нижних конечностях, ввиду чего пациенту предложена операция, от которой после совещания с семьёй он отказался из-за опасения, что необходимая пересадка кожи может оказаться неудачной, если продолжить внутривенное употребление наркотиков. Повторные посевы крови дали отрицательный результат, и ввиду улучшения состояния пациент выписался, отка-

завшись от психиатрической помощи (см. Barakat S., Kim H., et al. Bacillus thuringiensis bacteremia in a 30-year-old Intravenous drug user: a report of a rare case. Cureus. 2024; 16(10):e71704; DOI:

10.7759/cureus.71704).

1 EFSA BIOHAZ Panel. Risks for public health related to the presence of Bacillus cereus and other Bacillus spp. including Bacillus thuringiensis in foodstuffs. EFSA J. 2016; 14:4524; DOI: 10.2903/j.efsa.2016.4524.

410

Мистерии сибирской язвы

Рис. 31.4. Рентгенограмма, на которой обнаруживается инородное тело (белые стрелки), впоследствии оказавшееся иглой для инъекций

Тем не менее исследование<1> различных штаммов B. thuringiensis показывает присутствие в их геноме генов «диарейных» и «рвотных» токсинов, функциональность которых, как и в случае B. cereus ss, доказывается на биопробных животных. Таким образом, можно заключить, что существующий на сегодняшний день протокол исследования патогенности штамма, заключающийся в подкожном (внутрибрюшинном) заражении биопробного животного, не всегда подходит, поэтому требуется создание новых методик и чёткий контроль за приобретением бактериями новых генов. Конечно, скорее всего «диарейные» штаммы B. thuringiensis существовали и раньше (напомним, что эти токсины кодируются хромосомными генами), но их просто считали контаминантами, а отравление относили к «неясной этиологии». Однако, как Вы уже могли убедиться, мы живём в уникальное время, вероятно, нового эволюционного витка B. cereus complex, сопровождающегося обменом генов между его представителями, и переосмысления ролей их всех. Сибиреяз-

1 Хлопова К. В., Горшков-Кантакузен В. А., и др. Токсичные штаммы Bacillus thuringiensis, в

Эпидемиология-2025: сборник тезисов Конгресса с международным участием (Москва, 15–16 октября 2025

года), под ред. акад. РАН В. Г. Акимкина, М.: ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора.

С. 174–175.

411

Раздел IV • 31. Скрытая угроза

венный микроб долгие годы был главным представителем этой «семьи», но теперь его место постепенно вытесняет B. cereus ss с рХО-подобными плазмидами. Поэтому кто знает, какие ещё сюрпризы в будущем нам преподнесёт постепенно выходящий на

«арену» B. thuringiensis.

412

Раздел V

Иные представители

Bacillus cereus complex

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

414

Мистерии сибирской язвы

К настоящему моменту мы познакомились с основными пред-

B. cytotoxicus. Теперь же настало время обсудить остальных представителей группы. Конечно, из Главы 4 мы помним, что существуют различные подходы к тому, кого считать представителем («членом комплекса»), поэтому рассмотрим только тех, на ком сходятся все исследователи.

В 1886 году Карл Флюгге́ 1 описал<2> бактерию, образующую на плотных питательных средах волокнистые колонии в виде закрученных нитей (ризоидов), напоминающих грибной мицелий, из-за чего дал ей название грибовидная палочка или Bacillus mycoides. Такой характерный тип колоний обусловлен особенностями деления неподвижных бактериальных клеток. Изначально они делятся линейно в обе стороны, однако затем на одном из концов деление происходит под углом, ввиду чего цепочка начинает загибаться и в конечном итоге замыкается в круг. Затем некоторые клетки цепочки, именуемые точками ветвления, формируют дочерние клетки, от которых берут своё начало боковые цепочки так же, как и материнская, замыкающиеся в круг. От каждой боковой цепочки происходят ещё боковые цепочки и так далее (Рис. 32.1). Таким образом, формируется колония, захватывающая большие пространства в поисках питательных веществ. Интересно, что в ответ на сжатие среды ветвление продолжается перпендикулярно силе сжатия, а при растяжении – параллельно. При наличии изгиба (лунки в питательной среде) колония растёт спиралевидно, а при возникновении препятствия как бы обволакивает его (Рис. 32.2).

Вместе с тем всё это относится исключительно к диким штаммам, поскольку при последовательных пассажах клетка, являющая-

1Carl Georg Friedrich Wilhelm Flügge, 1847–1923; германский врач, бактериолог,

гигиенист. Автор теории воздушно-капельной передачи туберкулёза. Ректор Университета Бреслау (1900–1901).

2Flügge C. Die Mikroorganismen: mit besonderer Berücksichtigung der Ätiologie der Infektionskrankheiten, Leipzig, 1886, 692 p.

415

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

Рис. 32.1. Процесс формирования колоний B. mycoides. Можно видеть, как в процессе деления клеток образуется нить (1), которая постепенно изгибается за счёт углового деления концевых клеток (3 и 4), что к 5-му часу инкубирования приводит к заметному изгибу нити (4). Далее происходит первое боковое разветвление (5 и 7) нити, повторяющее уже описанный сценарий, а основная нить замыкается в круг (6). К 12-му часу появляется множество боковых нитей, также стремящихся к закруглению (8), что в конечном счёте приводит к формированию колонии (9) с характерным узором (по Di Franco C., 2002)

416

Мистерии сибирской язвы

ся точкой ветвления, уже не формирует дочернюю клетку (боковую ветвь), а «выбивается» из цепочки и продолжает расти параллельно основной цепочке. В результате формируются дефектные колонии: от ватообразной до круглой в зависимости от количества пассажей

(Рис. 32.3).

B. mycoides распространён повсеместно. В почве он подавляет рост фитопатогенных бактерий и грибов, способствуя росту растений. В частности, штамм B. mycoides b12.3, выделенный<1> из почвы острова Ольхон, расположенного на озере Байкал (Россия), спосо-

бен подавлять рост бактерий Xanthomonas campestris, Clavibacter michiganensis и Pectobacterium atrospecticum, а также гриба Alternaria solani. Примечательно, что в геноме штамма были также обнаружены гены, кодирующие инсектицидные токсины App4Aa1, Tpp78Ba1

иSpp1Aa1, то есть те самые кристаллические токсины, свойствен-

1Romanenko M. N., Shikov A. E., et al. Genomic insights into the bactericidal and fungicidal potential of Bacillus mycoides b12.3 isolated in the Soil of Olkhon Island in Lake Baikal, Russia. Microorganisms 2024; 12(12):2450; DOI: 10.3390/microorganisms12122450.

417

Раздел V • 32. В мире B. cereus complex

ные штаммам B. thuringiensis. Они встречаются и у других штаммов B. mycoides, ввиду чего, как мы помним из Главы 4, штаммы относят к биовару Thuringiensis, однако считается<1>, что эти гены не стабильный признак, а приобретаются путём горизонтального переноса.

Штаммы, обитающие в воде, чаще всего выступают в качестве патогена рыб, вызывая различные поражения (Рис. 32.4), в частности, гниение жабр у обыкновенных карпов (Cyprinus carpio), язвы кожи у большеротого окуня (Micropterus salmoides), некроз мышц у канального сомика (Ictalurus punctatus) и повреждения пищевода у сибирского осетра (Acipenser baeri). При этом выделенные от рыб изоляты часто оказываются резистентными к действию антибиотиков. Однако это не единственные организмы, с которыми взаимодействует бактерия. Так, штамм B. mycoides BS2–15, выделенный<2> из донных отложений озера Байкал, проявляет альгицидные свойства по отношению к произрастающим там диатомовым водорослям

1Méric G., Mageiros L., et al. Lineage-specific plasmid acquisition and the evolution of specialized pathogens in Bacillus thuringiensis and the Bacillus cereus group. Mol Ecol. 2018; 27(7):1524–1540; DOI: 10.1111/mec.14546.

2Bedoshvili Y., Bayramova E., et al. Impact of algicidal Bacillus mycoides on diatom Ulnaria acus from Lake Baikal. Diversity. 2021; 13(10):469; DOI: 10.3390/d13100469.

418

Мистерии сибирской язвы

ний человека. Тем не менее сообщается<1> о его выделении из крови 65-летнего мужчины, госпитализированного в Медицинский центр Телгрои (Tergooi MC) в Хилверсуме, Нидерланды, в связи с гипоксической остановкой сердца, вызванной гриппом А. Конечно, эта находка отличается от тех, которые нам встретились в Главе 27, поскольку в данном случае отсутствовали признаки бактериемии, а проникновение в кровоток, скорее всего, произошло с колонизированной кожи во время установки катетера (что само по себе тоже опасно), однако этот случай наглядно показывает потенциальную способность B. mycoides выживать в организме человека. И это особенно важно ввиду наличия некоторых хромосомных генов, кодирующих компоненты «диарейных» токсинов, поскольку бактерия ещё и выступает контаминантом продуктов питания.

Изначально вид B. mycoides подразделялся на sensu stricto (в узком смысле) и неклассифицированный таксон, выделенный<2> в 1998 году в самостоятельный вид B. pseudomycoides с типовым штаммом NRRL B-617Т. Как и ближайший родственник, этот вид способствует росту растений. В частности, выделяемые во время образования биоплёнки летучие соединения 2,6-дитретбутилциклогекса-2,5- диен-1,4-дион и 3,5-дитретбутилфенол подавляют ген MYB пшеницы летней (Triticum aestivum), сверхэкспрессия которого снижает устойчивость к засухе, то есть присутствие бактерии стимулирует засухоустойчивость растения. При этом экспериментально было показано< 3 >, что обработка семян B. pseudomycoides увеличивает всхожесть на 20 %.

С другой стороны, бактерия способна влиять на рост растений и путём повышения биодоступности микроэлементов в почве. Так, недавно выделенный<4> из богатой селеном почвы штамм SA14 демонстрирует способность восстанавливать SeIV до Se0, тем самым

1Heidt J., Papaloukas N., et al. A rare bloodstream infection: Bacillus mycoides. Neth J Med. 2019; 77(6):227–230.

2Nakamura L. K. Bacillus pseudomycoides sp. nov. Int J Syst Bacteriol. 1998; 48(3):1031–5; DOI: 10.1099/00207713–48–3–10.

3Paul G. K., Mahmud S., et al. Volatile compounds of Bacillus pseudomycoides induce growth and drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.). Sci Rep. 2022; 12(1):19137; DOI: 10.1038/s41598–022–22354–2.

4Huang X., Wang Y., et al. A novel selenite-reducing bacterium Bacillus pseudomycoides SA14 isolated from Se-enriched soil and its potential Se biofortification on Brassica chinensis L. J Earth Sci. 2025; 36:1756–1765; DOI: 10.1007/s12583–022–1676–3.

419