Introduction. Despite vaccination, whooping cough caused by Bordetella pertussis remains prevalent both in the Russian Federation and in many countries worldwide, often resulting in outbreaks and severe cases in infants. The surge in whooping cough cases may be associated with genetic changes in the major protective antigens of circulating B. pertussis strains. However, current typing methods, which require bacterial culture, complicate the study of B. pertussis genotypes, necessitating a transition to direct genotyping from clinical samples.
Aim. Determination of genotypes of circulating B. pertussis in 2023–2025 in the Russian Federation.
Materials and methods. Clinical samples from patients with whooping cough, obtained from various regions of the Russian Federation, were used. Real-time PCR, nested PCR, and Sanger sequencing were used for the molecular genetic characterization of B. pertussis.
Results. The PCR analysis yielded target fragments of the ptxP, fim3, and prn genes. Sequencing identified ptxP in 97.9% (419/428), fim3 in 31.1% (133/428), and prn in 27.6% (118/428) of the samples. The ptxP3 allele was detected in 99.5% (418/420), ptxP2 in 0.5% (2/420), fim3-1 in 82.7% (110/133), fim3-2 in 16.5% (22/133), fim3-3 in 0.8% (1/133), prn2 in 94.1% (111/118), prn3 in 2.5% (3/118), prn1 and prn9 in 1.7% each (2/118). Seventy-nine samples yielded a complete allelic profile, with ptxP3-fim3-1-prn2 being predominant nationwide (75.9%). The prevalence and distribution of this genotype indicates the presence of biological features possibly caused by the ptxP3 allele, such as high colonization of the respiratory tract or increased production of pertussis toxin, which could potentially contribute to more active spread and worsening of the disease.
Conclusion. During this study, six genotypes of B. pertussis were identified at the ptxP, fim3, and prn loci, circulating in the Russian Federation from 2023 to 2025: ptxP3-fim3-1-prn2 (75.9%), ptxP3-fim3-2-prn2 (16.5%), ptxP3-fim3-1-prn3 (2.5%), ptxP3-fim3-1-prn9 (2.5%), ptxP3-fim3-1-prn1 (1.3%), ptxP3-fim3-3-prn2 (1.3%).
Введение. Несмотря на вакцинацию, коклюш, вызываемый Bordetella pertussis, по-прежнему распространён во многих странах, в том числе в России, часто приводя к вспышкам заболевания и тяжёлым случаям у младенцев. Всплеск заболеваемости коклюшем может быть связан с генетическими изменениями в основных протективных антигенах циркулирующих штаммов B. pertussis. Однако современные методы типирования требуют выделения бактериальной культуры, что затрудняет изучение генотипов B. pertussis и диктует необходимость перехода к прямому генотипированию из клинических образцов.
Цель работы — определение генетических вариантов B. pertussis по промотору коклюшного токсина ptxP, гену fim3, гену пертактина prn в клинических образцах, полученных в 2023–2025 гг. с использованием nested-ПЦР и секвенирования по Сэнгеру.
Материалы и методы. Использованы клинические образцы от больных коклюшем, полученные из разных регионов РФ. Для молекулярно-генетической характеристики B. pertussis использованы методы ПЦР в реальном времени, nested-ПЦР, секвенирование по Сэнгеру.
Результаты. В результате ПЦР были наработаны целевые фрагменты исследуемых генов ptxP, fim3 и prn. Секвенированием были определены ptxP в 97,9% (419/428) образцов, fim3 — в 31,1% (133/428), prn — в 27,6% (118/428). Аллель ptxP3 был обнаружен в 99,5% (418/420) образцах, ptxP2 — в 0,5% (2/420), fim3-1 — в 82,7% (110/133), fim3-2 — в 16,5% (22/133), fim3-3 — в 0,8% (1/133), prn2 — в 94,1% (111/118), prn3 — в 2,5% (3/118), prn1 и prn9 — по 1,7% (2/118). Семьдесят девять образцов дали полный аллельный профиль, при этом ptxP3/fim3-1/prn2 преобладал по всей стране (75,9%). Преобладание и распространение данного генотипа указывает на наличие биологических особенностей, возможно, обусловленных аллелем ptxP3, таких как высокая колонизация дыхательных путей или повышенная выработка коклюшного токсина, которые потенциально могут способствовать более активному распространению возбудителя коклюша.
Заключение. В ходе исследования были выявлены 6 генотипов B. pertussis по локусам ptxP, fim3, prn, циркулировавшие в России в 2023–2025 гг.: ptxP3-fim3-1-prn2 (75,9%), ptxP3-fim3-2-prn2 (16,5%), ptxP3-fim3-1-prn3 (2,5%), ptxP3-fim3-1-prn9 (2,5%), ptxP3-fim3-1-prn1 (1,3%), ptxP3-fim3-3-prn2 (1,3%).