tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.21292/2075-1230-2020-98-11-27-31tiblj-1480Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESГенетический полиморфизм и фенотипическая устойчивость Mycobacterium tuberculosis к офлоксацину и моксифлоксацинуGenetic polymorphism and phenotypic resistance of Mycobacterium tuberculosis to ofloxacin and moxifloxacinВахрушеваД. В.VаkhrushevаD. V.

Вахрушева Диана Владимировна - кандидат биологических наук, заведующая научным отделом микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел.: +7 (343) 333-44-59

Diana V. Vakhrusheva - Candidate of Biological Sciences, Head of Research Department of Microbiology and Pre-Clinical Trials 

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: +7 (343) 333-44-59

vakhrusheva@urniif.ruУмпелеваТ. В.UmpelevаT. V.

Умпелева Татьяна Валерьевна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 

Тел.: +7 (343) 333-44-66 

Tatiana V. Umpeleva - Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039 

Phone: +7 (343) 333-44-66 

tumpeleva@ya.ruЕремееваН. И.EremeevаN. I.

Еремеева Наталья Ивановна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 

Тел.: +7 (343) 333-44-66

Natalya I. Eremeeva - Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039 

Phone: +7 (343) 333-44-66 

eremeevani@ya.ruЛавренчукЛ. С.LаvrenchukL. S.

Лавренчук Леонид Сергеевич - младший научный сотрудник

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 

Тел.: +7 (343) 333-44-66

Leonid S. Lavrenchuk - Junior Researcher 

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039 

Phone: +7 (343) 333-44-66

leon5d@list.ruКраснобороваС. Ю.KrаsnoborovаS. Yu.

Красноборова Светлана Юрьевна - кандидат медицинских наук, и.о. директора 

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 

Тел.: +7 (343) 333-44-63

Svetlana Yu. Krasnoborova - Candidate of Medical Sciences, Acting Director 

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039 

Phone: +7 (343) 333-44-63

krasnoborova@urniif.ruПановаА. Е.PanovaА. E.

Панова Анна Евгеньевна - кандидат медицинских наук, заведующая отделением лабораторной диагностики

1127423, Москва, ул. Достоевского, д. 4, кор. 2

Тел.: +7 (495) 681-11-66

Anna E. Panova - Candidate of Medical Sciences, Head of Laboratory Diagnostics Department

Build. 2, 4, Dostoevskiy St., Moscow, 1127423

Phone: +7 (495) 681-11-66

panovaae@nmrs.ruУральский НИИ фтизиопульмонологии ‒ филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний» МЗ РФРоссияUral Research Institute of Phthisiopulmonology- the Branch of National Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious DiseasesRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний» МЗ РФРоссияNational Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious DiseasesRussian Federation20200412202098112731Copyright © Вахрушева Д.В., Умпелева Т.В., Еремеева Н.И., Лавренчук Л.С., Красноборова С.Ю., Панова А.Е., 20202020Вахрушева Д.В., Умпелева Т.В., Еремеева Н.И., Лавренчук Л.С., Красноборова С.Ю., Панова А.Е.Vаkhrushevа D.V., Umpelevа T.V., Eremeevа N.I., Lаvrenchuk L.S., Krаsnoborovа S.Y., Panova А.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/1480Цель исследования

Цель исследования: изучить фенотипическую чувствительность микобактерий туберкулеза (МБТ) к фторхинолонам офлоксацину и моксифлоксацину и сопоставить ее с наличием в геноме МБТ мутаций, ассоциированных с устойчивостью к фторхинолонам, для определения возможности использования этих данных при формировании IV и V режимов химиотерапии.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование включено 108 культур Mycobacterium tuberculosis с множественной лекарственной устойчивостью, полученных в 2018-2019 гг. из клинического материала пациентов, больных туберкулезом, в трех областях России.

Определение лекарственной чувствительности выделенных культур выполняли по стандартным методикам модифицированным методом пропорций на жидкой питательной среде в системе Bactec MGIT 960. Выявление генетических детерминант множественной и широкой лекарственной устойчивости возбудителя туберкулеза проводили с использованием тест-системы «ТБ-ТЕСТ», ООО «Биочип-ИМБ».

Результаты

Результаты. Установлено, что из 66 культур, устойчивых к офлоксацину, 26 (39,4%) были чувствительны к моксифлоксацину, 40 (60,6%) ‒ устойчивы. Таким образом, интерполяция данных теста лекарственной устойчивости МБТ к офлоксацину на моксифлоксацин является неоправданной, а использование метода абсолютных концентраций в качестве единственного фенотипического метода тестирования лекарственной чувствительности в современных лабораториях недопустимо. Показано, что высокий уровень устойчивости к моксифлоксацину (0,5 мкг/мл) обусловлен главным образом наличием в геноме замен gyrAD94G, gyrAD94N и gyrAD94H. Поставлен вопрос о пересмотре существующих концентраций для моксифлоксацина при проведении фенотипического тестирования лекарственной чувствительности.

The objective

The objective: to study the phenotypic sensitivity of Mycobacterium tuberculosis (MTB) to fluoroquinolones, ofloxacin and moxifloxacin and correlate it with MTB genome mutations associated with resistance to fluoroquinolones to determine the possibility to use these data when compiling chemotherapy regimens IV and V.

Subjects and methods

Subjects and methods. The study included 108 multiple drug resistant Mycobacterium tuberculosis cultures obtained in 2018-2019 from specimens of tuberculosis patients from three regions of Russia.

To test drug susceptibility of the isolated cultures, standard methods of the modified method of proportions on a liquid medium by Bactec MGIT 960 were used. Genetic determinants of multiple and extensive drug resistance of tuberculosis mycobacteria were detected using the test system of TB-TEST, OOO Biochip-IMB.

Results

Results. Of 66 cultures resistant to ofloxacin, 26 (39.4%) were found to be sensitive to moxifloxacin, while 40 (60.6%) were resistant. Thus, the interpolation of data of ofloxacin drug susceptibility testing to moxifloxacin is unjustified, and using the absolute concentration method as the only phenotypic drug susceptibility testing method in modern laboratories is unacceptable. It was demonstrated that the high level of resistance to moxifloxacin (0.5 μg/ml) was mainly due to the presence of the gyrAD94G, gyrAD94N, and gyrAD94H substitutions in the genome. It was suggested to revise the existing concentrations for moxifloxacin during phenotypic drug susceptibility testing.

Mycobacterium tuberculosisтестирование лекарственной устойчивостифторхинолоныкритическая концентрациямутацииgyrAgyrBMycobacterium tuberculosisdrug susceptibility testingfluoroquinolonescritical concentrationmutationsgyrAgyrBАвторы выражают благодарность И. Н. Горшковой и Л. П. Гавриловой за предоставленные для анализа культуры МБТ.The authors express their deepest gratitude to I.N. Gorshkova and L.P. Gavrilova for provision of MBT cultures for this analysis.ReferencesГолубчиков П. Н., Крук Е. А., Мишустин С. П., Павлова В. Е., Щегерцов Д. Ю., Аллилуев А. С. Исследование перекрестной чувствительности МБТ к некоторым противотуберкулезным препаратам у больных туберкулезом в Томской области // Туб. и болезни легких. ‒ 2019. ‒ Т. 97, № 12. ‒ С. 7-12. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-12-7-12.Golubchikov P.N., Kruk E.А., Mishustin S.P., Pavlova V.E., Schegertsov D.Yu., Аlliluev А.S. The study of cross resistance of MTB to certain anti-tuberculosis drugs among tuberculosis patients in Tomsk Region. Tuberculosis and Lung Diseases, 2019, vol. 97, no. 12, pp. 7-12. (In Russ.) https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-12-7-12.Приказ МЗ РФ от 21.03.2003 г. № 109 «О совершенствовании противотуберкулезных мероприятий в Российской Федерации».Edict no. 109 by RF MoH as of 21.03.2003 On Improvement of TB Control Measures in the Russian Federation. (In Russ.)Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза органов дыхания с множественной и широкой лекарственной устойчивостью возбудителя. ‒ М., 2015. – 68 с.Federalnye klinicheskiye rekomendatsii po diagnostike i lecheniyu tuberkuleza organov dykhaniya s mnozhestvennoy i shirokoy lekarstennoy ustoichivostyu vozbuditelya. [Federal clinical recommendations for diagnosis and treatment of respiratory tuberculosis with multiple and extensive drug resistance]. Moscow, 2015, 68 p.Федеральные клинические рекомендации по организации и проведению микробиологической и молекулярно-генетической диагностики туберкулеза. ‒ М., 2015. – 35 с.Federalnye klinicheskie rekomendatsii po organizatsii i provedeniyu mikrobiologicheskoy i molekulyarno-geneticheskoy diagnostiki tuberkuleza. [Federal clinical recommendations in organization and implementation of microbiological and molecular-genetic diagnostics of tuberculosis]. Moscow, 2015, 35 p.Федеральные клинические рекомендации «Туберкулез у взрослых». ‒ М., 2020. – 121 с.Federalnye klinicheskie rekomendatsii Tuberkulez u vzroslykh. [Federal clinical guidelines on tuberculosis in adults]. Moscow, 2020, 121 p.Farhat M. R., Jacobson K. R., Franke M. F., Kaur D., Sloutsky A., Mitnick C. D., Murray M. Gyrase Mutations Are Associated with Variable Levels of Fluoroquinolone Resistance in Mycobacterium tuberculosis // J. Clin. Microbiol. ‒ 2016. ‒ Vol. 54, № 3. ‒ Р. 727-733. DOI: 10.1128/JCM.02775-15.Farhat M.R., Jacobson K.R., Franke M.F., Kaur D., Sloutsky A., Mitnick C.D., Murray M. Gyrase Mutations Are Associated with Variable Levels of Fluoroquinolone Resistance in Mycobacterium tuberculosis. J. Clin. Microbiol., 2016, vol. 54, no. 3, pp. 727-733. doi: 10.1128/JCM.02775-15.Jing Li, Xu Gao, Tao Luo, Jie Wu, Gang Sun, Qingyun Liu, Yuan Jiang, Yangyi Zhang, Jian Mei & Qian Gao Association of gyrA/B mutations and resistance levels to fluoroquinolones in clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis // Emerg. Microb. Infect. ‒ 2014. ‒ Vol. 3, № 1. ‒ Р. 1-5. DOI: 10.1038/emi.2014.21.Jing Li, Xu Gao, Tao Luo, Jie Wu, Gang Sun, Qingyun Liu, Yuan Jiang, Yangyi Zhang, Jian Mei & Qian Gao Association of gyrA/B mutations and resistance levels to fluoroquinolones in clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis. Emerg. Microb. Infect., 2014, vol. 3, no. 1, pp. 1-5. doi: 10.1038/emi.2014.21.Rigouts L., Coeck N., Gumusboga M., de Rijk W. B., Aung K. J. M., Hossain M. A., Fissette K., Rieder H. L., Meehan C. J., de Jong B. C., Van Deun A. Specific gyrA gene mutations predict poor treatment outcome in MDR-TB // J. Antimicrob. Chemother. ‒ 2016. ‒ Vol. 71. Issue 2. ‒ P. 314-323.https://doi.org/10.1093/jac/dkv360.Rigouts L., Coeck N., Gumusboga M., de Rijk W.B., Aung K.J.M., Hossain M.A., Fissette K., Rieder H.L., Meehan C.J., de Jong B.C., Van Deun A. Specific gyrA gene mutations predict poor treatment outcome in MDR-TB. J. Antimicrob. Chemother., 2016, vol. 71, issue 2, pp. 314-323. https://doi.org/10.1093/jac/dkv360.Technical manual for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of tuberculosis. ‒ World Health Organization 2018. ‒ URL: https://www.who.int/tb/publications/2018/WHO_technical_drug_susceptibility_testing/en/Technical manual for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of tuberculosis. World Health Organization, 2018. Available: https://www.who.int/tb/publications/2018/WHO_technical_drug_susceptibility_testing/en/Technical Report on critical concentrations for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of drug-resistant tuberculosis. ‒ World Health Organization 2018. – URL:https://www.who.int/tb/publications/2018/WHO_technical_report_concentrations_TB_drug_susceptibility/en/(дата обращения 03.11.2019).Technical Report on critical concentrations for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of drug-resistant tuberculosis. World Health Organization, 2018. Available: https://www.who.int/tb/publications/2018/WHO_technical_report_concentrations_TB_drug_susceptibility/en/ (Accessed 03.11.2019).Willby M., Sikes R. D., Malik S., Metchock B., Posey J. E. Correlation between GyrA Substitutions and Ofloxacin, Levofloxacin, and Moxifloxacin Cross-Resistance in Mycobacterium tuberculosis // Antimicrob. Agents Chemother. ‒ 2015. ‒ 59, № 9. ‒ Р. 5427-5434. DOI: 10.1128/AAC.00662-15.Willby M., Sikes R.D., Malik S., Metchock B., Posey J.E. Correlation between GyrA Substitutions and Ofloxacin, Levofloxacin, and Moxifloxacin Cross-Resistance in Mycobacterium tuberculosis. Antimicrob. Agents Chemother., 2015, vol. 59, no. 9, pp. 5427-5434. doi: 10.1128/AAC.00662-15.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.