Штамм — разновидность микроорганизма¶

Штамм — это чистая культура микроорганизма (бактерии, вируса, гриба, дрожжей), выделенная из природного образца и обладающая набором устойчивых, передаваемых по наследству признаков. Термин широко используется в микробиологии, вирусологии, медицине и биотехнологии. Штамм отличается от вида тем, что представляет собой конкретную линию внутри вида, а не весь вид в целом: один вид может включать множество штаммов, различающихся по патогенности, антигенным свойствам, чувствительности к лекарствам и другим характеристикам.

¶Происхождение термина

Слово «штамм» происходит от немецкого Stamm, что означает «род, ствол, линия». В микробиологии термин закрепился в конце XIX века, когда учёные научились выделять чистые культуры бактерий на плотных питательных средах. Работы Роберта Коха и его школы показали, что из одного образца (например, крови больного) можно изолировать множество разных микроорганизмов, и каждый из них представляет собой отдельную линию со своими свойствами.

¶Отличие штамма от вида и расы

В биологической классификации штамм занимает уровень ниже вида. Вид объединяет организмы по совокупности признаков, а штамм — это конкретная выделенная линия, обладающая определённым набором свойств. Понятие «раса» (для бактерий) или «вариант» (для вирусов) близко к понятию штамма, но акцентирует внимание на различии в патогенности или антигенных свойствах. Например, вирус гриппа имеет множество штаммов, различающихся комбинациями поверхностных белков гемагглютинина и нейраминидазы.

¶Как получают штаммы

Для выделения штамма из природного материала (кровь, мокрота, почва, вода, образцы тканей) используют последовательное разведение и посев на питательные среды. На агаровых чашках вырастают отдельные колонии, каждая из которых предположительно происходит от одной клетки. Колонию пересеивают повторно, подтверждая чистоту культуры и стабильность признаков. Полученный штамм характеризуют по морфологии колоний, микроскопической картине, биохимическим свойствам, антигенной структуре и генотипу.

Выделенные штаммы хранят в коллекциях. В России крупнейшей является Государственная коллекция патогенных бактерий «Микроб» при НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи. Штаммы замораживают при минус 70 °C или лиофилизируют (высушивают в вакууме), что позволяет сохранять их жизнеспособность годами и десятилетиями.

¶Классификация штаммов

По назначению и свойствам штаммы можно разделить на несколько групп:

• Патогенные — вызывают заболевания у людей, животных или растений (например, штаммы Mycobacterium tuberculosis, вызывающие туберкулёз).
• Условно-патогенные — способны вызывать болезнь только при определённых условиях (снижение иммунитета, нарушение микрофлоры).
• Непатогенные (сапрофиты) — обитают в окружающей среде и не вызывают заболеваний; часто используются в лабораториях как безопасные модели.
• Вакцинные — ослабленные или убитые штаммы, применяемые для создания вакцин.
• Промышленные — штаммы бактерий и дрожжей, используемые для производства антибиотиков, ферментов, спирта, кормовых добавок.

¶Штаммы вирусов

В вирусологии понятие штамма особенно важно. Штамм вируса — это вариант вируса, отличающийся набором антигенов, тропизмом (избирательностью к определённым тканям), вирулентностью и другими свойствами. Например, вирус гриппа A(H1N1) включает множество штаммов, эволюционирующих со временем. Мутации в генах поверхностных белков приводят к появлению новых штаммов, к которым у населения нет иммунитета, что и вызывает сезонные эпидемии и пандемии.

Для гриппа ВОЗ дважды в год (в феврале и сентябре) рекомендует штаммы для включаемых в сезонную вакцину, учитывая циркулирующие варианты вируса в Северном и Южном полушариях.

¶Штаммы бактерий: примеры

Среди бактериальных штаммов известны примеры, демонстрирующие широкий диапазон свойств внутри одного вида:

• Escherichia coli K-12 — непатогенный лабораторный штамм, один из основных модельных организмов молекулярной биологии.
• Escherichia coli O157:H7 — патогенный штамм, вызывающий тяжёлые пищевые отравления и гемолитико-уремический синдром.
• Mycobacterium bovis BCG — ослабленный штамм бычьего туберкулёза, используемый для производства вакцины против туберкулёза.

¶Применение штаммов

Штаммы используются в медицине (диагностика, вакцины, производство антибиотиков), сельском хозяйстве (пробиотики, биопрепараты для защиты растений), пищевой промышленности (закваски, дрожжи) и научных исследованиях. Каждый штамм, используемый в лаборатории или производстве, сопровождается паспортом с описанием свойств, условий культивирования и происхождения.

Источники:

• Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — М.: Медицина.
• Кутсар К. А. Основы вирусологии. — Тарту.
• Практическое руководство по работе с коллекционными штаммами микроорганизмов. — СПб.: ВНИИСКМП.
• Материалы Всемирной организации здравоохранения по штаммовому составу вакцин против гриппа.