Штамм — понятие в биологии и медицине¶
Штамм — это популяция микроорганизмов (бактерий, вирусов, грибов) или клеточной культуры, происходящая от одного общего предка и обладающая набором устойчивых, наследуемых признаков, отличающих её от других представителей того же вида. Термин широко используется в микробиологии, вирусологии, генетике и медицине для обозначения конкретного изолята с известными свойствами, происхождением и историей лабораторного культивирования.
¶Происхождение термина
Слово «штамм» (от нем. Stamm — род, племя, ствол) пришло в русский научный язык из немецкой бактериологии XIX века. В ботанике и зоологии аналогичное понятие передаётся словом «линия» или «порода», а в вирусологии и бактериологии закрепился именно термин «штамм».
¶Определение и сущность
Штамм рассматривается как подвидовая категория: он включает изоляты одного вида, различающиеся по фенотипическим или генотипическим признакам — вирулентности, антигенной структуре, устойчивости к антибиотикам, спектру ферментов, морфологии колоний и другим свойствам. Штамм не имеет строгого таксономического статуса в систематике, но является рабочей единицей в лабораторной и клинической практике.
Ключевые признаки, определяющие штамм:
- Происхождение — изолирован из определённого источника (пациент, животное, почва, пищевой продукт);
- Устойчивость признаков — сохранение свойств при пассажировании (многократном пересеве или заражении);
- Идентифицируемость — возможность отличить от других штаммов вида по характерным маркерам.
¶Классификация штаммов
По области применения штаммы делят на несколько групп:
| Группа | Примеры | Особенности |
|---|---|---|
| Клинические | Изоляты из больных людей | Определяют тактику лечения |
| Вакцинные | Ослабленные (аттенуированные) штаммы | Используются для создания вакцин |
| Лабораторные (референсные) | Стандартные штаммы коллекций | Служат эталонами для идентификации |
| Промышленные | Штаммы продуцентов антибиотиков, ферментов | Обладают высокой продуктивностью |
| Дикие (дикого типа) | Изоляты из природных очагов | Сохраняют естественные свойства |
¶Штамм в вирусологии
В вирусологии штамм — это конкретный изолят вируса, выделенный от определённого больного или носителя в определённый период и в определённой местности. Штаммы вирусов различаются по патогенности, тропизму (избирательности к тканям), антигенной структуре и способности к мутациям.
Пример: вирус гриппа A(H1N1) включает множество штаммов, различающихся по антигенным свойствам поверхностных белков гемагглютинина (H) и нейраминидазы (N). Именно штаммовый состав определяет состав сезонных вакцин против гриппа, которые пересматриваются ежегодно под наблюдением Всемирной организации здравоохранения.
Пандемические штаммы — это варианты вирусов, приобретшие способность к эффективной передаче между людьми и вызывающие массовые заболевания. Так, пандемия гриппа 2009 года была вызвана новым штаммом A(H1N1)pdm09.
¶Штамм в бактериологии
В бактериологии штамм — это культура, выделенная из одного источника и обладающая определённым набором свойств. Различия между штаммами одного вида могут затрагивать:
- вирулентность (способность вызывать заболевание);
- устойчивость к антибиотикам и дезинфицирующим средствам;
- биохимические свойства (ферментативную активность);
- антигенную структуру (состав поверхностных антигенов);
- способность образовывать споры, капсулы, биоплёнки.
Коллекционные (референсные) штаммы хранятся в специализированных биобанках — например, в Государственной коллекции патогенных бактерий «Микроб» (Российский центр безопасности биологических исследований) или в международных коллекциях ATCC, DSMZ, NCTC. Такие штаммы служат эталонами при идентификации неизвестных изолятов.
¶Штамм в генетике и клеточной биологии
В генетике лабораторных организмов (дрожжи, нематода C. elegans, Drosophila, мыши) термин «штамм» обозначает линию с известным генотипом, происходящую от определённых родительских особей. Штаммы лабораторных животных стандартизированы: инбредные штаммы мышей (C57BL/6, BALB/c, CBA и др.) имеют гомозиготный генотип по большинству локусов, что обеспечивает воспроизводимость экспериментов.
¶Применение
Понятие штамма используется в медицине для подбора терапии (определение чувствительности бактериального изолята к антибиотикам), в эпидемиологии для отслеживания циркуляции патогенов, в биотехнологии для создания промышленных продуцентов, в ветеринарии и пищевой промышленности. Штаммовый анализ лежит в основе молекулярной эпидемиологии и позволяет устанавливать источники вспышек инфекционных заболеваний.
Источники:
- Биологический энциклопедический словарь (Гл. ред. М. С. Гиляров). — М.: Большая российская энциклопедия, 1986.
- Микробиология: учебник / под ред. В. И. Королёва. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
- Практическая вирусология: руководство / под ред. А. А. Сомова. — СПб.: СПбМАПО.
- Толковый словарь биологических терминов / под ред. И. М. Сисакяна. — М.: Наука.