tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.58838/2075-1230-2024-102-5-64-69tiblj-1841Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESФенотипическая устойчивость к рифампицину у Mycobacterium tuberculosis с мутацией rpoB Leu430ProPhenotypic Resistance to Rifampicin of Mycobacterium tuberculosis with the rpoB Leu430Pro MutationБеляевД. В.BelyaevD. V.

Беляев Данила Владимирович, младший научный сотрудник научно-исследовательского клинического отдела

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 Тел: + 7 (343) 333-44-59

Danila V. Belyaev, Junior Researcher of Research Clinical Department

50 XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039, Phone: + 7 (343) 333-44-59

d734698@yandex.ruУмпелеваТ. В.UmpelevaT. V.

Умпелева Татьяна Валерьевна, ведущий научный сотрудник научно-исследовательского отдела микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 Тел: + 7 (343) 333-44-59

Tatiana V. Umpeleva, Leading Researcher of Research Department of Microbiology and Preclinical Studies

50 XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039, Phone: + 7 (343) 333-44-59

tumpeleva@ya.ruДиановД. В.DianovD. V.

Дианов Дмитрий Владиславович, младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 Тел: + 7 (343) 333-44-59

Dmitriy V. Dianov, Junior Researcher of Research Department of Microbiology and Preclinical Studies

50 XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039, Phone: + 7 (343) 333-44-59

dima.dianov.99@mail.ruЛавренчукЛ. С.LavrenchukL. S.

Лавренчук Леонид Сергеевич, младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 Тел: + 7 (343) 333-44-59

Leonid S. Lavrenchuk, Junior Researcher of Research Department of Microbiology and Preclinical Studies

50 XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039, Phone: + 7 (343) 333-44-59

leon5d@list.ruБотеваТ. Ю.BotevaT. Yu.

Ботева Татьяна Юрьевна, врач-бактериолог отделения микробиологии и ПЦР-диагностики

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 Тел: + 7 (343) 333-44-59

Tatiana Yu. Boteva, Bacteriologist, Department of Microbiology

50 XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039, Phone: + 7 (343) 333-44-59

ВахрушеваД. В.VakhrushevaD. V.

Вахрушева Диана Владимировна, заведующая научно-исследовательским отделом микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50 Тел: + 7 (343) 333-44-59

Diana V. Vakhrusheva, Head of Research Department of Microbiology Preclinical Studies

50 XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039, Phone: + 7 (343) 333-44-59

Уральский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии – филиал ФГБУ «НМИЦ ФПИ» Минздрава РоссииРоссияUral Phthisiopulmonology Research Institute – a Branch of National Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious Diseases, Russian Ministry of HealthRussian Federation20241311202410256469Copyright © Беляев Д.В., Умпелева Т.В., Дианов Д.В., Лавренчук Л.С., Ботева Т.Ю., Вахрушева Д.В., 20242024Беляев Д.В., Умпелева Т.В., Дианов Д.В., Лавренчук Л.С., Ботева Т.Ю., Вахрушева Д.В.Belyaev D.V., Umpeleva T.V., Dianov D.V., Lavrenchuk L.S., Boteva T.Y., Vakhrusheva D.V.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/1841Цель исследования

Цель исследования: определить роль мутации rpoB Leu430Pro в степени фенотипической устойчивости микобактерий туберкулеза к рифампицину.

Материалы и методы

Материалы и методы. ВОЗ классифицирует мутации rpoB Leu430Pro микобактерий туберкулеза как мутацию «пограничной» резистентности, но имеющую клиническое значение. Мы отобрали из массива культур и проанализировали 14 изолятов M. tuberculosis с расхождениями результатов молекулярно-генетического и фенотипического тестирования, несущих в rpoB только эту мутацию. Для всех образцов было проведено определение степени фенотипической устойчивости (МИК) этих изолятов к рифампицину с использованием BACTEC MGIT 960 и среды Middlebrook 7H11.

Результаты

Результаты. Показано, что 12 из 14 изолятов имели МИК рифампицина ниже текущей критической концентрации при исследовании обоими методами, то есть были фенотипически чувствительными. Один изолят был устойчив на среде Middlebrook 7H11, но чувствителен на BACTEC MGIT 960. Только один изолят, который имел дополнительную мутацию rpoB F425L, при тех же исследованиях продемонстрировал фенотипическую устойчивость высокого уровня. Наши данные свидетельствуют, что клиническое значение данной мутации требует уточнения, поскольку даже снижение величины критической концентрации рифампицина не приведет к однозначности молекулярно-генетических и фенотипических тестов. Необходима стандартизация использования различных молекулярно-генетических тестов и принципов их клинической интерпретации для оптимизации стратегий ведения пациентов с туберкулезом, вызванным M. tuberculosis c мутацией rpoB Leu430Pro.

The objective

The objective: to determine the role of the rpoB Leu430Pro mutation in the degree of phenotypic resistance of Mycobacterium tuberculosis to rifampicin.

Subjects and Methods

Subjects and Methods. The WHO classifies the rpoB Leu430Pro mutation of Mycobacterium tuberculosis as a borderline resistance mutation but of clinical significance. From an array of cultures, we selected and analyzed 14 isolates of M. tuberculosis with discrepancies in the results of molecular genetic and phenotypic testing, carrying only this mutation in rpoB. For all samples, the phenotypic resistance level (MIC) of these isolates to rifampicin was determined using BACTEC MGIT 960 and Middlebrook 7H11 medium.

Results

Results. It was found out that 12 of 14 isolates had the rifampicin MIC below the current critical concentration when tested by both methods, thus they were phenotypically sensitive. One isolate was resistant when tested with Middlebrook 7H11 but susceptible when tested with BACTEC MGIT 960. Only one isolate which had the additional rpoB F425L mutation demonstrated high-level phenotypic resistance when tested by the same tests. Our data indicate that the clinical significance of this mutation requires clarification since even a decrease in the critical concentration of rifampicin does not lead to unambiguous results of molecular genetic and phenotypic tests. It is necessary to standardize the use of various molecular genetic tests and principles of their clinical interpretation to optimize strategies for managing patients with tuberculosis caused by M. tuberculosis with the rpoB Leu430Pro mutation.

M. tuberculosisмутации пограничной резистентностирифампицинrpoB Leu430Proлекарственная чувствительностьM. tuberculosisborderline resistance mutationsrifampicinrpoB Leu430Prodrug sensitivityReferencesАндреевская С.Н., Смирнова Т.Г., Ларионова Е.Е., Андриевская И.Ю., Севастьянова Э.В., Черноусова Л.Н., Эргешов А.Э. Мутации в геноме Mycobacterium tuberculosis, ассоциированные с генотипической МЛУ: доминирующие варианты в современной (2011-2018 гг.) популяции российских штаммов и метаанализ мировых данных // Уральский медицинский журнал. – 2018. – Т. 163, № 8. – С. 5-9. https://doi.org/10.25694/URMJ.2018.05.43Andreevskaya S.N., Smirnova T.G., Larionova E.E., Andrievskaya I.Yu., Sevastyanova E.V., Chernousova L.N., Ergeshov A.E. Mutations in the Mycobacterium tuberculosis genome associated with genotypic MDR: dominant variants in the current (2011-2018) population of Russian strains and meta-analysis of world data. Uralskiy Meditsinskiy Journal, 2018, vol. 163, no. 8, pp. 5-9. (In Russ.) https://doi.org/10.25694/URMJ.2018.05.43Краснова М.А., Белиловский Е.М., Борисов С.Е., Хахалина А.А., Михайлова Ю.Д., Носова Е.Ю. Мутации генов и лекарственная устойчивость M. tuberculosis у пациентов, находящихся под наблюдением в городе Москве // Туберкулез и болезни легких. – 2019. – Т. 97, № 12. – С. 34-44.Krasnova M.A., Belilovsky E.M., Borisov S.E., Khakhalina A.A., Mikhaylova Yu.D., Nosova E.Yu. Gene mutation and drug resistance of M. tuberculosis in the patients followed up in the city of Moscow. Tuberculosis and Lung Diseases, 2019, vol. 97, no. 12, pp. 34-44. (In Russ.)Манаенкова Е.В., Савин А.А. Опыт применения тест-системы «ТБ-Биочип» в Тамбовской области // Клиническая лабораторная диагностика. – 2015. – Т. 60, № 2. – С. 59-62.Manaenkova E.V., Savin A.A. Experience in using the TB-Biochip test system in Tambov Oblast. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika, 2015, vol. 60, no. 2, pp. 59-62. (In Russ.)Салина Т.Ю., Морозова Т.И. Распространенность мутаций в генах микобактерий туберкулеза, кодирующих лекарственную устойчивость к изониазиду и рифампицину, у больных туберкулезом в разных возрастных группах // Туберкулез и болезни легких. – 2019. – Т. 97, № 4. – С. 12-18. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-4-12-18Salina T.Yu., Morozova T.I. Prevalence of mutations in Mycobacterium tuberculosis genes coding resistance to isoniazid and rifampicin in tuberculosis patients from different age groups. Tuberculosis and Lung Diseases, 2019, vol. 97, no. 4, pp. 12-18. (In Russ.) https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-4-12-18Умпелева Т.В., Кравченко М.А., Еремеева Н.И., Вязовая А.А., Нарвская О.В. Молекулярно-генетическая характеристика штаммов Mycobacterium tuberculosis, циркулирующих на территории Уральского региона России // Инфекция и иммунитет. – 2013. – №1. – С. 21-28.Umpeleva T.V., Kravchenko M.A., Eremeeva N.I., Vyazovaya A.A., Narvskaya O.V. Molecular genetic characteristics of Mycobacterium tuberculosis strains circulating in the Ural region of Russia. Infektsiya I Immunitet, 2013, no. 1, pp. 21-28. (In Russ.)CRyPTIC Consortium. Quantitative measurement of antibiotic resistance in Mycobacterium tuberculosis reveals genetic determinants of resistance and susceptibility in a target gene approach // Nat. Commun. – 2024. – Vol. 15, № 1. – P. 1-13. https://doi.org/10.1038/s41467-023-44325-5CRyPTIC Consortium. Quantitative measurement of antibiotic resistance in Mycobacterium tuberculosis reveals genetic determinants of resistance and susceptibility in a target gene approach. Nat. Commun., 2024, vol. 15, no. 1, pp. 1-13. https://doi.org/10.1038/s41467-023-44325-5Deun A.V., Decroo T., Aung K.J.M., Anwar H.M., Mourad G., Rijk W.B.D., Tahseen S., Jong B.C., Rigouts L. Mycobacterium tuberculosis borderline rpoB mutations: emerging from the unknown // European Respiratory Journal. – 2021. – Т. 58, № 3. – Р. 2100783. https://doi.org/10.1183/13993003.00783-2021Deun A.V., Decroo T., Aung K.J.M., Anwar H.M., Mourad G., Rijk W.B.D., Tahseen S., Jong B.C., Rigouts L. Mycobacterium tuberculosis borderline rpoB mutations: emerging from the unknown. European Respiratory Journal, 2021, vol. 58, no. 3, pp. 2100783. https://doi.org/10.1183/13993003.00783-2021Eliseev P.I., Detjen А., Dacombe R., Phillips P., Squire B., Мaryandyshev А.O. The Use of Molecular Genetic Diagnostic Tests to Improve MDR TB Treatment Outcomes in Arkhangelsk Region // Tuberculosis and lung diseases. – 2021. – Vol. 99, № 8. – Р. 21-26.Eliseev P.I., Detjen А., Dacombe R., Phillips P., Squire B., Мaryandyshev А.O. The use of molecular genetic diagnostic tests to improve MDR TB treatment outcomes in Arkhangelsk Region. Tuberculosis and Lung Diseases, 2021, vol. 99, no. 8, pp. 21-26.Jeong D.H., Kang Y.W., Kim J.Y., Han J.S., Jo K.W., Shim T.S. Successful Treatment with a High-dose Rifampin-containing Regimen for Pulmonary Tuberculosis with a Disputed rpoB Mutation // Intern Med. – 2018. – Vol. 57, № 22. – Р. 3281-3284. https://doi.org/10.2169/internalmedicine.9571-17Jeong D.H., Kang Y.W., Kim J.Y., Han J.S., Jo K.W., Shim T.S. Successful treatment with a high-dose rifampin-containing regimen for pulmonary tuberculosis with a disputed rpoB mutation. Intern Med., 2018, vol. 57, no. 22, pp. 3281-3284. https://doi.org/10.2169/internalmedicine.9571-17Nurwidya F., Handayani D., Burhan E., Yunus F.. Molecular Diagnosis of Tuberculosis // Chonnam Med J. – 2018. – Vol. 54, № 1. – Р. 1-9. https://doi.org/10.4068/cmj.2018.54.1.1Nurwidya F., Handayani D., Burhan E., Yunus F. Molecular diagnosis of tuberculosis. Chonnam. Med. J., 2018, vol. 54, no. 1, pp. 1-9. https://doi.org/10.4068/cmj.2018.54.1.1Panova A.E., Vinokurov A.S., Shemetova A.A., et al. Molecular characteristics of Mycobacterium tuberculosis drug-resistant isolates from HIVand HIV+ tuberculosis patients in Russia // BMC Microbiol. – Vol. 22, № 1. – Р. 138. https://doi.org/10.1186/s12866-022-02553-7Panova A.E., Vinokurov A.S., Shemetova A.A. et al. Molecular characteristics of Mycobacterium tuberculosis drug-resistant isolates from HIV- and HIV+ tuberculosis patients in Russia. BMC Microbiol., vol. 22, no. 1, pp. 138. https://doi.org/10.1186/s12866-022-02553-7World Health Organization. Technical Report on critical concentrations for drug susceptibility testing of isoniazid and the rifamycins (rifampicin, rifabutin and rifapentine). 2021. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/9789240017283 [Accessed 10.09.2024].World Health Organization. Technical report on critical concentrations for drug susceptibility testing of isoniazid and the rifamycins (rifampicin, rifabutin and rifapentine). 2021. Available: https://www.who.int/publications/i/item/9789240017283 Accessed September 10, 2024World Health Organization. Catalogue of mutations in Mycobacterium tuberculosis complex and their association with drug resistance. Second edition. 2023. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/9789240082410 [Accessed 10.09.2024].World Health Organization. Catalogue of mutations in Mycobacterium tuberculosis complex and their association with drug resistance. Second edition. 2023. Available: https://www.who.int/publications/i/item/9789240082410 Accessed September 10, 2024.World Health Organization, Optimized broth microdilution plate methodology for drug susceptibility testing of Mycobacterium tuberculosis complex. 2022. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/9789240047419 [Accessed 10.09.2024].World Health Organization, Optimized broth microdilution plate methodology for drug susceptibility testing of Mycobacterium tuberculosis complex. 2022. Available: https://www.who.int/publications/i/item/9789240047419 Accessed September 10, 2024World Health Organization, Technical manual for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of tuberculosis. 2018. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/9789241514842 [Accessed 10.09.2024].World Health Organization, Technical manual for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of tuberculosis. 2018. Available: https://www.who.int/publications/i/item/9789241514842 Accessed September 10, 2024Zimenkov D.V., Kulagina E.V., Antonova O.V., Zhuravlev V.Y., Gryadunov D.A. Simultaneous drug resistance detection and genotyping of Mycobacterium tuberculosis using a low-density hydrogel microarray // J Antimicrob Chemother. – 2016. – Vol. 71, № 6. – Р. 1520–1531.Zimenkov D.V., Kulagina E.V., Antonova O.V., Zhuravlev V.Y., Gryadunov D.A. Simultaneous drug resistance detection and genotyping of Mycobacterium tuberculosis using a low-density hydrogel microarray. J. Antimicrob. Chemother., 2016, vol. 71, no. 6, pp. 1520-1531.Zhdanova S., Heysell S.K., Ogarkov O., Boyarinova G., Alexeeva G., Pholwat S., Zorkaltseva E., Houpt E.R., Savilov E. Primary multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis in 2 regions, Eastern Siberia, Russian Federation // Emerg Infect Dis. – 2013. – Vol. 19, № 10. – Р.1649-1652. 10.3201/eid1910.121108Zhdanova S., Heysell S.K., Ogarkov O., Boyarinova G., Alexeeva G., Pholwat S., Zorkaltseva E., Houpt E.R., Savilov E. Primary multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis in 2 regions, Eastern Siberia, Russian Federation. Emerg. Infect. Dis., 2013, vol. 19, no. 10, pp. 1649-1652. 10.3201/eid1910.121108

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