Сравнительный анализ патогенного потенциала бактериальных изолятов семейства Enterobacteriaceae, выделенных из сточных и поверхностных вод Москвы после очистных сооружений

Введение. Недоочищенные сточные воды несут большую угрозу здоровью людей и окружающей среде. Не все очистные сооружения эффективно справляются со своей задачей.

Цель работы – сравнение патогенного потенциала бактериальных изолятов семейства Enterobacteriaceae, выделенных из сточных и поверхностных вод Москвы после очистных сооружений (ОС).

Материалы и методы. Отбор образцов воды проводили на ОС на этапах очистки (вход, после цикла очистки, сбросовый канал) и из поверхностных вод (выше и ниже по течению от точки сброса с ОС). Исследования проводили на ОС Москвы: Зеленоградских очистных сооружениях (ЗОС), очистных сооружениях «Южное Бутово» (ЮБОС), Люберецких очистных сооружениях (ЛОС) и Курьяновских очистных сооружениях (КОС). Для детекции потенциально патогенных детерминант использовали метод ПЦР.

Результаты. Установлено, что изоляты, выделенные из исследованных образцов воды ОС, имеют более высокий патогенный потенциал, чем изоляты, выделенные из кала. Гены устойчивости к антибиотикам встречаются у 7,5% изолятов E. coli, выделенных только из образцов воды ОС. Патогенные детерминанты достоверно чаще встречались в изолятах из образцов воды ОС (mrkD и kfu – для Klebsiella, aggR и ipaH – для E. coli). Все станции снижали количество изолятов после цикла очистки (для E. coli – в 2–11 раз, для клебсиелл – в 2–4 раза), кроме ЮБОС, где количество изолятов клебсиелл снижалось всего на 15%, а E. coli даже возрастало на 14%.

Ограничения исследования. Изучали изоляты семейства Enterobacteriaceae из ОС Москвы и кала людей (К), из рода Klebsiella (157 СВ и 117 К-изолятов) и Escherichia coli (100 СВ и 80 К-изолятов) изолятов. Выборка ограничена по географии, поэтому выводы можно применять к ОС Москвы и Московской области (или сходных географических и экологических условий), где используют сходные схемы очистки.

Заключение. В целом в сточных водах (в том числе неочищенных) из ОС Москвы выделены бактериальные изоляты семейства Enterobacteriaceae, имеющие больший патогенный потенциал, чем у изолятов, выделенных из кала людей. При этом установлено, что в результате очистки воды на очистных сооружениях Москвы (кроме ЮБОС) снижается на четыре порядка уровень бактериального загрязнения сточных вод представителями бактерий семейства Enterobacteriaceae, однако у жизнеспособных изолятов, выделенных в сбросном канале и в поверхностных водах ниже спуска сточных вод из ОС, снижение патогенного потенциала не зафиксировано.

Соблюдение этических стандартов. Исследование биологического материала от людей было одобрено Локальным независимым этическим комитетом (протокол № 98А заседания Локального независимого этического комитета ФГБУ «ГНЦК им. А.Н. Рыжих» Минздрава России от 16.07.2018 г.).

Участие авторов:
Пай Г.В. – концепция и дизайн исследования, выполнение экспериментальной работы молекулярно-генетическим методом, статистическая обработка, написание текста, редактирование;
Новожилов К.А. – выделение бактериальных изолятов, идентификация бактерий;
Курбатова И.В. – культивирование и изучение биологических свойств бактерий;
Мания Т.Р. – сбор материала, редактирование;
Юдин С.М. – редактирование, утверждение окончательного варианта статьи;
Загайнова А.В. – концепция и дизайн исследования, редактирование, сохранение бактериальных изолятов.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование проведено в рамках НИР «Разработка унифицированных методов, включающих отбор проб, для осуществления определения микробиологического и паразитологического загрязнения сточных вод». Госконтракт 12.11.2021 № 2123388100152000000000000/145.001.216 (шифр «Сточные воды»).

Поступила: 18.02.2025 / Поступила после доработки: 25.04.2025 / Принята к печати: 26.06.2025 / Опубликована: 19.12.2025

1. Трухина Г.М., Ярославцева М.А., Дмитриева Н.А. Современные тенденции санитарной микробиологии в реализации санитарно-эпидемиологического надзора за безопасностью водных объектов. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2022; 30(10): 16–24. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2022-30-10-16-24 https://elibrary.ru/jtlysk

2. Bagley S.T. Habitat association of Klebsiella species. Infect. Control. 1985; 6(2): 52–8. https://doi.org/10.1017/S0195941700062603

3. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Панькова М.Н., Федец З.Е., Мания Т.Р., Загайнова А.В. Сравнительная оценка патогенного потенциала энтерококков, выделенных от здоровых людей и из сточных вод. Гигиена и санитария. 2023; 102(12): 1272–80. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-12-1272-1280 https://elibrary.ru/ksnjpx

4. Ёдгорова Н.Т., Бердимуродов Б.П., Ахранова С.Т. Резистентность к антибиотикам бактерий рода Klebsiella встречающихся в открытых водоёмах. Биология и интегративная медицина. 2018; (9): 5–16. https://elibrary.ru/yjiytk

5. Хмелевцова Л.Е., Сазыкин И.С., Селиверстова Е.Ю., Сазыкина М.А., Мирина Е.А. Выявление генов антибиотикорезистентности в сточных водах г. Ростова-на-Дону метод ПЦР-анализа. В кн.: Экологические проблемы промышленных городов. Сборник научных трудов по материалам 7-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Часть 2. Cаратов; 2015: 219–21. https://elibrary.ru/xgegir

6. Журавлёв П.В., Панасовец О.П., Алешня В.В., Казачок И.П., Черногорова Т.Н., Деревякина Е.И. Антибиотикорезистентность бактерий, выделенных из воды открытых водоемов. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2015; (5): 24–6. https://elibrary.ru/uchpkp

7. Рахманин Ю.А., Иванова Л.В., Артемова Т.З., Гипп Е.К., Загайнова А.В., Максимкина Т.Н. и др. Распространение бактерий рода Klebsiella в водных объектах и их значение в возникновении водообусловленных острых кишечных инфекций. Гигиена и санитария. 2016; 95(4): 397–406. https://elibrary.ru/vzvzql

8. Загайнова А.В., Журавлёв П.В., Морозова М.А., Седова Д.А., Грицюк О.В., Панькова М.Н. и др. Барьерная роль очистных сооружений в обеззараживании сточных вод в отношении E. coli, обобщённых и общих колиформных бактерий. Гигиена и санитария. 2022; 101(5): 479–86. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-5-479-486 https://elibrary.ru/nwxqec

9. Попова А.Ю., Зайцева Н.В., ред. Санитарно-микробиологическая характеристика воды Нижнего Дона как показатель потенциального эпидемического риска. Состояние, тенденции и прогноз. В кн.: Анализ риска здоровью – 2024. Материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. В 2 томах. Пермь; 2024: 278–91. https://elibrary.ru/lnvtll

10. Сазыкин И.С., Селивёрстова Е.Ю., Хмелевцова Л.Е., Ажогина Т.Н., Кудеевская Е.М., Хаммами М.И. и др. Гены устойчивости к антибиотикам в сточных водах г. Ростова-на-дону и нижнем течении р. Дон. Теоретическая и прикладная экология. 2019; (4): 76–82. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-4-076-082 https://elibrary.ru/iepdfd

11. Журавлёв П.В., Алешня В.В., Панасовец О.П. Ферменты патогенности у бактерий, выделенных из воды открытых водоёмов. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2018; (1): 11–4. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-298-1-11-14 https://elibrary.ru/ytzsrt

12. Сергевнин В.И., Трясолобова М.А., Кудреватых Е.В., Кузовникова Е.Ж. Частота обнаружения неполиомиелитных энтеровирусов в хозяйственно-фекальных стоках, воде и некоторых пищевых продуктах. Гигиена и санитария. 2016; 95(6): 525–8. https://elibrary.ru/whpwhb

13. Анганова Е.В., Савченков М.Ф., Степаненко Л.А., Савилов Е.Д. Микробиологический мониторинг условно-патогенных энтеробактерий в реке Лене. Гигиена и санитария. 2016; 95(12): 1124–8. https://elibrary.ru/xqrznp

14. Сагдуллаева Б.О., Расулова В.Б., Мирзакаримова М.А. Особенности количественного и качественного микробного состава проб воды реки Сырдарьи. Наука и инновации. 2023; (2): 1533–8. https://doi.org/10.5281/zenodo.8372709

15. Чукалова Н.Н., Кирилюк Н.Ю., Шендерюк В.В. Оценка загрязнения российской части Вислинского (Калининградского) залива по микробиологическим показателям. Известия КГТУ. 2020; (58): 62–72. https://elibrary.ru/ouvaah

16. Колычев Н.М., Петрова М.И., Егорова А.С. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды из разводящей сети децентрализованных водоисточников животноводческих ферм Омской области. Вестник Омского государственного аграрного университета. 2011; (3): 72–5. https://elibrary.ru/synpop

17. Бегматов Ш.А., Дорофеев А.Г., Пименов Н.В., Марданов А.В., Равин Н.В. Высокая эффективность удаления патогенных микроорганизмов при очистке коммунальных сточных вод города Москвы. Микробиология. 2023; 92(5): 521–6. https://doi.org/10.31857/S0026365623600153 https://elibrary.ru/bhxilr

18. Paton A.W., Paton J.C. Detection and characterization of Shiga toxigenic Escherichia coli by using multiplex PCR assays for STX1, STX2, eaeA, enterohemorrhagic E. coli hlyA, RFBO111, and RFBO157. J. Clin. Microbiol. 1998; 36(2): 598–602. https://doi.org/10.1128/jcm.36.2.598-602.1998

19. Pass M.A., Odedra R., Batt R.M. Multiplex PCRs for identification of Escherichia coli virulence genes. J. Clin. Microbiol. 2000; 38(5): 2001–4. https://doi.org/10.1128/jcm.38.5.2001-2004.2000

20. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Панькова М.Н., Федец З.Е., Мания Т.Р., Загайнова А.В. и др. ПЦР-анализ присутствия вирулентных генов в изолятах E. coli из внешней среды в сравнении с изолятами из кала здоровых и больных воспалительными заболеваниями кишечника людей. Гигиена и санитария. 2022; 101(5): 503–10. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-5-503-510 https://elibrary.ru/wbacqo

21. Compain F., Babosan A., Brisse S., Genel N., Audo J., Ailloud F., et al. Multiplex PCR for detection of seven virulence factors and K1/K2 capsular serotypes of Klebsiella pneumoniae. J. Clin. Microbiol. 2014; 52(12): 4377–80. https://doi.org/10.1128/jcm.02316-14

22. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Панькова М.Н., Юдин С.М., Загайнова А.В. Сравнение патогенного потенциала изолятов Klebsiella pneumonia, выделенных из кишечной микробиоты человека, из поверхностных и сточных вод. Гигиена и санитария. 2020; 99(12): 1360–4. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-12-1360-1364 https://elibrary.ru/bcaier

23. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в городе Москве в 2021 году». Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Управление Роспотребнадзора по г. Москве). М.; 2022.