tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.58838/2075-1230-2025-1031-45-53tiblj-1865Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESМониторинг мутаций, ассоциированных с устойчивостью Mycobacterium tuberculosis к противотуберкулезным препаратамMonitoring of Mutations Associated with Drug Resistance of Mycobacterium tuberculosisЕлисеевП. И.EliseevP. I.Елисеев Платон Иванович - К. м. н., ведущий научный сотрудник лаборатории микробиологии, вирусологии  и молекулярно-биологических методов исследования, доцент кафедры фтизиопульмонологии 

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4, к. 2 Тел.+7 (495) 631-15-15

Platon I. Eliseev - Candidate of Medical Sciences, Leading Researcher of Scientific Laboratory of Microbiology, Virology and Molecular Biological Research Methods, Associate Professor of Phthisiopulmonology Department

4 Build. 2 Dostoevsky St., Moscow, 127473 Phone: +7 (495) 631-15-15

pediatrics@yandex.ruБайраковаА. Л.BayrakovaA. L.Байракова Александра Львовна - К. м. н., научный сотрудник лаборатории микробиологии, вирусологии и молекулярно-биологических методов исследования

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4, к. 2 Тел.+7 (495) 631-15-15

Aleksandra L. Bayrakova - Candidate of Medical Sciences, Researcher of Scientific Laboratory of Microbiology, Virology and Molecular Biological Research Methods 

4 Build. 2 Dostoevsky St., Moscow, 127473 Phone: +7 (495) 631-15-15

alexandrabl@mail.ruГанджалянТ. А.GandzhalyanT. A.Ганджалян Татьяна Андреевна - Ассистент кафедры фтизиопульмонологии 

163069, г. Архангельск, проспект Троицкий, д. 51 Тел.: + 7 (8182) 66-05-64

Tatiana A. Gandzhalyan - Assistant of Phthisiopulmonology Department  

51 Troitsky Ave., Arkhangelsk, 163069 Phone: + 7 (8182) 66-05-64

t.deryagina2018@yandex.ruЗоринаВ. В.ZorinaV. V.Зорина Виктория Викторовна - Ассистент кафедры фтизиопульмонологии  

163069, г. Архангельск, проспект Троицкий, д. 51 Тел.: + 7 (8182) 66-05-64

Viktoria V. Zorina - Assistant of Phthisiopulmonology Department  

51 Troitsky Ave., Arkhangelsk, 163069 Phone: + 7 (8182) 66-05-64

vikakuklina@yandex.ruБаланцевГ. А.BalantsevG. A.Баланцев Григорий Андреевич - К. т. н., специалист

163002, г. Архангельск, пр. Новгородский, д. 28

Grigory A. Balantsev - Candidate of Technical Sciences, Specialist

28 Novgorodsky Ave., Arkhangelsk, 163002

limenda@mail.ruМарьяндышевА. О.MaryandyshevА. O.Марьяндышев Андрей Олегович - Член-корренспондент РАН, д. м. н., профессор,  заведующий кафедрой фтизиопульмонологии, ведущий научный сотрудник департамента научных исследований

163069, г. Архангельск, проспект Троицкий, д. 51 Тел.: + 7 (8182) 66-05-64

Andrey O. Maryandyshev - Correspondent Member of RAS,  Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of Phthisiopulmonology Department, Leading Researcher of Research Department

51 Troitsky Ave., Arkhangelsk, 163069 Phone: + 7 (8182) 66-05-64

maryandyshev@mail.ruФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний» МЗ РФ; ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» МЗ РФРоссияNational Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious Diseases, Russian Ministry of Health; Northern State Medical UniversityRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных заболеваний» МЗ РФРоссияNational Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious Diseases, Russian Ministry of HealthRussian FederationФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» МЗ РФРоссияNorthern State Medical UniversityRussian FederationГБУЗ АО «Архангельский областной клинический противотуберкулезный диспансер»РоссияArkhangelsk Regional Clinical TB DispensaryRussian FederationФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» МЗ РФ; ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»РоссияNorthern State Medical University; Northern (Arctic) Federal UniversityRussian Federation20251203202510314553Copyright © Елисеев П.И., Байракова А.Л., Ганджалян Т.А., Зорина В.В., Баланцев Г.А., Марьяндышев А.О., 20252025Елисеев П.И., Байракова А.Л., Ганджалян Т.А., Зорина В.В., Баланцев Г.А., Марьяндышев А.О.Eliseev P.I., Bayrakova A.L., Gandzhalyan T.A., Zorina V.V., Balantsev G.A., Maryandyshev А.O.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/1865Цель исследования

Цель исследования: определить виды и распространенность мутаций ДНК МБТ, ассоциированных с лекарственной устойчивостью к рифампицину, изониазиду, этамбутолу, фторхинолонам и инъекционным препаратам у больных МЛУ ТБ в Архангельской области.

Материалы и методы

Материалы и методы. В Архангельской области всем больным для тестирования лекарственной чувствительности выполнялись МГМ и фенотипические методы. В 2010–2017 гг. в Архангельской области было зарегистрировано 1064 случая первого эпизода МЛУ ТБ. Всего за указанный период было зарегистрировано 1340 случаев МЛУ ТБ, в том числе 276 случаев с повторным эпизодом МЛУ. Мутации, ассоциированные с устойчивостью к рифампицину (ген rpoB) и изониазиду (гены inhA, katG), выявляли методом Genоtype MTBDRplus (Hain Lifescince); мутации, ассоциированные с устойчивостью к фторхинолонам (ген gyrA), инъекционным препаратам (ген rrs) и этамбутолу (ген embB), выявляли методом GеnоТуре MTBDRsl (Hain Lifescince) в соответствии с рекомендациями производителя.

Результаты

Результаты. За 2010–2017 гг. среди 1064 пациентов с впервые выявленным МЛУ ТБ мутации МБТ, ассоциированные с устойчивостью к рифампицину и изониазиду одновременно, были обнаружены в 922/1064 (87%) случаях, дополнительно у 2/1064 человек были обнаружены мутации только к изониазиду. Метод GеnоТуре MTBDRsl был выполнен у 1196/1340 (89%) пациентов с МЛУ ТБ. Преобладающей мутацией в гене rpoB была мутация S531L (86,6%), второй и третьей по частоте были мутации D516V (5,3%) и L511P (2,6 %) соответственно. Реже остальных встречались мутации в кодоне 526. Во всех случаях МЛУ ТБ были обнаружены мутации в гене katG, которые в 85 (9,2%) случаях сочетались с мутациями в гене inhA. Только в двух случаях присутствовали изолированные мутации в гене inhA. Преобладающей мутацией среди изолятов МБТ, ассоциированной с устойчивостью к изониазиду, была в гене katG S315T1 (98,8%), в гене inhA – C15T. В нашем исследовании мутации в гене gyrA присутствовали в 13,6% (163/1196; ДИ 95% 11,7–15,7%) случаев, в гене embB – в 49,7% (594/1196; ДИ 95% 46,8–52,5%), в гене rrs – в 7,1% (85/1196; ДИ 95% 5,7–8,7%). Среди всех исследованных изолятов с устойчивостью к фторхинолонам наиболее часто в гене gyrA встречалась мутация D94G (79/163; 48,5%), включая случаи без выпадения «дикого типа». В 19% случаев присутствовала мутация A90V. Мутация S91P выявлена у 11,7% изолятов. Мутации D94N и D94A встречались в 9,2% и 7,4% случаях соответственно. В 3 случаях одновременно присутствовали две мутации. У всех изолятов в нашем исследовании в гене rrs были обнаружены мутации, ассоциированные с высоким уровнем устойчивости к инъекционным препаратам (A1401G и G1484T). В гене rrs чаще других встречалась мутация rrs A1401G (81/85; 95,3%), включая случаи одновременного выявления «мутантных проб» и проб «дикого типа». В 4,7% случаях обнаруживалась мутация G1484T.

В Архангельской области в 81,5% (95% ДИ 78,1–84,5%) случаев мутаций в гене embB были мутации M306V, в 18,5% (95% ДИ 15,5–21,9%) – M306I. 

The objective

The objective: to determine the types and prevalence of Mycobacterium tuberculosis DNA mutations associated with resistance to rifampicin, isoniazid, ethambutol, fluoroquinolones and injectable drugs in MDR TB patients in Arkhangelsk Oblast.

Subjects and Methods

Subjects and Methods. In Arkhangelsk Oblast, all patients underwent examination by molecular genetic testing and phenotypic methods for drug susceptibility. In 2010-2017 in Arkhangelsk Oblast, 1064 new MDR TB cases were registered. A total of 1340 cases of MDR TB were registered during this period, including 276 cases with recurrent MDR. Mutations associated with resistance to rifampicin (rpoB gene) and isoniazid (inhA, katG genes) were identified by Genоtype MTBDRplus (Hain Lifescince); mutations associated with resistance to fluoroquinolones (gyrA gene), injectable drugs (rrs gene) and ethambutol (emB gene) were identified using GenoType MTBDRsl (Hain Lifescince) in accordance with the manufacturer's recommendations.

Results

Results. In 2010–2017 among 1064 new MDR TB cases, Mycobacterium tuberculosis mutations associated with simultaneous resistance to rifampicin and isoniazid were detected in 922/1064 (87%) cases; mutations associated with monoresistance to isoniazid were found in 2/1064 people. 1196/1340 (89%) MDR TB cases underwent examination with GenoTуре MTBDRsl. The predominant mutation in the rpoB gene was the S531L mutation (86.6%), the second and third most frequent mutations were D516V (5.3%) and L511P (2.6%), respectively. Mutations in codon 526 were less frequent than the others. In all MDR TB cases, mutations in the katG gene were detected, which were combined with mutations in the inhA gene in 85 (9.2%) cases. Only two cases had isolated mutations in the inhA gene. The predominant mutation among M. tuberculosis isolates associated with resistance to isoniazid was S315T1 (98.8%) in the katG gene, and C15T in the inhA gene. According to the results of our study, mutations in the gyrA gene were present in 13.6% (163/1196; 95% CI 11.7–15.7%) of cases, in the embB gene – in 49.7% (594/1196; 95% CI 46.8–52.5%), in the rrs gene – in 7.1% (85/1196; CI 95% 5.7–8.7%). Among all studied isolates with resistance to fluoroquinolones, the most common mutation in the gyrA gene was D94G (79/163; 48.5%), including cases without wild-type dropout. The A90V mutation was present in 19% of cases. The S91P mutation was detected in 11.7% of isolates. The D94N and D94A mutations occurred in 9.2% and 7.4% of cases, respectively. In 3 cases, two mutations were present simultaneously. All isolates in our study had mutations in the rrs gene associated with high levels of resistance to injectable drugs (A1401G and G1484T). In the rrs gene, the rrs A1401G mutation was most common (81/85; 95.3%), including cases of simultaneous detection of “mutant samples” and “wild type” samples. In 4.7% of cases, the G1484T mutation was detected. In Arkhangelsk Oblast, 81.5% (95% CI 78.1% to 84.5%) of mutations in the embB gene were M306V mutations and 18.5% (95% CI 15.5% to 21.9%) were M306I mutations.

туберкулезмикобактериилекарственная устойчивостьмутации ДНКtuberculosismycobacteriadrug resistanceDNA mutationsReferencesАляпкина Ю.С., Ларионова Е.Е., Смирнова Т.Г., Алексеев Я.И., Черноусова Л.Н., Владимирский М.А. Изучение спектра и частоты встречаемости мутаций гена embB микобактерий туберкулезного комплекса, ассоциируемых с устойчивостью к этамбутолу, методом полимеразной цепной реакции в реальном времени // Туберкулез и болезни легких. – 2017. – Т. 95, № 11. – Р. 27-35. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2017-95-11-27-35Alyapkina Yu.S., Larionova E.E., Smirnova T.G., Alekseev Ya.I., Chernousova L.N., Vladimirskiy M.A. Investigation of ranges and frequency of mutations in the embB gene in Mycobacterium tuberculosis associated with resistance to ethambutol using real time polymerase chain reaction. Tuberculosis and Lung Diseases, 2017, vol. 95, no. 11, pp. 27-35. (In Russ.) https://doi.org/10.21292/2075-1230-2017-95-11-27-35Бурмистрова И.А., Самойлова А.Г., Тюлькова Т.Е., Ваниев Э.В., Баласанянц Г.С., Васильева И.А. Лекарственная устойчивость M. tuberculosis (исторические аспекты, современный уровень знаний) // Туберкулез и болезни легких. – 2020. – Т. 98, № 1. – С. 54-61. http://doi.org/10.21292/2075-1230-2020-98-1-54-61Burmistrova I.A., Samoylova A.G., Tyulkova T.E., Vaniev E.V., Balasanyants G.S., Vasilyeva I.A. Drug resistance of M. tuberculosis (historical aspects, current level of knowledge). Tuberculosis and Lung Diseases, 2020, vol. 98, no. 1, pp. 54-61. (In Russ.) http://doi.org/10.21292/2075-1230-2020-98-154-61Вязовая А.А., Журавлев В.Ю., Мокроусов И.В., Оттен Т.Ф., Павлова Е.П., Кришевич В.В. и др. Характеристика штаммов Mycobacterium tuberculosis, циркулирующих в Псковской области // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2011. – №. 6. – С. 27-31.Vyazovaya A.A., Zhuravlev V.Yu., Mokrousov I.V., Otten T.F., Pavlova E.P., Krishevich V.V. et al. Characteristics of Mycobacterium tuberculosis strains circulating in Pskov Region. Journal Mikrobiologii, Epidemiologii i Immunobiologii, 2011, no. 6, pp. 27-31. (In Russ.)Лавренчук Л.С., Миногина Т.В., Вахрушева Д.В., Скорняков С.Н. Лекарственная устойчивость клинических изолятов Mycobacterium tuberculosis, выделенных из резектатов костной ткани пациентов с туберкулезными спондилитами // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2023. – Т. 25. – №. 4. – С. 421-427.Lavrenchuk L.S., Minogina T.V., Vakhrusheva D.V., Skornyakov S.N. Antimicrobial resistance of Mycobacterium tuberculosis clinical isolates from patients with tuberculous spondylitis. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2023, vol. 25, no. 4, pp. 421-427. (In Russ.)Мазурина Е.А., Умпелева Т.В., Голубева Л.А., Лавренчук Л.С., Вахрушева Д.В., Васильева И.А. Генетические детерминанты устойчивости МБТ к рифампицину, не включенные в состав отечественных молекулярно-генетических тест-систем // Туберкулез и болезни легких. – 2023. – Т. 101, № 3. – С. 69–77. https://doi.org/10.58838/2075-1230-2023-101-3-69-77Mazurina E.A., Umpeleva T.V., Golubeva L.A., Lavrenchuk L.S., Vakhrusheva D.V., Vasilyeva I.A. Genetic determinants of rifampicin resistance of Mycobacterium tuberculosis not included in the Russian molecular genetic test systems. Tuberculosis and Lung Diseases, 2023, vol. 101, no. 3, pp. 69-77. (In Russ.) https://doi.org/10.58838/2075-1230-2023-101-3-69-77Abubakar I., Zignol M., Falzon D., et al. Drug-resistant tuberculosis: time for visionary political leadership // Lancet Infect. Dis. – 2013. – Vol. 13, № 6. – Р. 529-535.Abubakar I., Zignol M., Falzon D., et al. Drug-resistant tuberculosis: time for visionary political leadership // Lancet Infect. Dis. – 2013. – Vol. 13, № 6. – Р. 529-535.Andre E., Goeminne L., Cabibbe A., Beckert P., Kabamba Mukadi B., et al. Consensus numbering system for the rifampicin resistance-associated rpoB gene mutations in pathogenic mycobacteria //Clinical Microbiology and Infection. – 2017. – Vol. 23, №. 3. – P. 167-172Andre E., Goeminne L., Cabibbe A., Beckert P., Kabamba Mukadi B., et al. Consensus numbering system for the rifampicin resistance-associated rpoB gene mutations in pathogenic mycobacteria //Clinical Microbiology and Infection. – 2017. – Vol. 23, №. 3. – P. 167-172Chiang C.Y., Centis R., Migliori G.B. Drug-resistant tuberculosis: past, present, future // Respirology. – 2010. – Vol. 15, № 3. – Р. 413-432.Chiang C.Y., Centis R., Migliori G.B. Drug-resistant tuberculosis: past, present, future // Respirology. – 2010. – Vol. 15, № 3. – Р. 413-432.Gardee Y., Dreyer A.W., Koornhof H.J., et al. Evaluation of the GenoType MTBDR sl version 2.0 assay for second-line drug resistance detection of Mycobacterium tuberculosis isolates in South Africa // Journal of clinical microbiology. – 2017. – Vol. 55, №. 3. – Р. 791-800.Gardee Y., Dreyer A.W., Koornhof H.J., et al. Evaluation of the GenoType MTBDR sl version 2.0 assay for second-line drug resistance detection of Mycobacterium tuberculosis isolates in South Africa // Journal of clinical microbiology. – 2017. – Vol. 55, №. 3. – Р. 791-800.Gygli S.M., Borrell S., Trauner A., Gagneux S. Antimicrobial resistance in Mycobacterium tuberculosis: mechanistic and evolutionary perspectives // FEMS Microbiol Rev. – 2017. – Vol. 1, № 41. – Р. 354-373.Gygli S.M., Borrell S., Trauner A., Gagneux S. Antimicrobial resistance in Mycobacterium tuberculosis: mechanistic and evolutionary perspectives // FEMS Microbiol Rev. – 2017. – Vol. 1, № 41. – Р. 354-373.Lagutkin D., Panova A., Vinokurov A., Gracheva A., Samoilova A., Vasilyeva I. Genome-Wide study of drug resistant Mycobacterium tuberculosis and its intra-host evolution during treatment // Microorganisms. – 2022. – Vol. 10, №. 7. – Р. 1440.Lagutkin D., Panova A., Vinokurov A., Gracheva A., Samoilova A., Vasilyeva I. Genome-Wide study of drug resistant Mycobacterium tuberculosis and its intra-host evolution during treatment // Microorganisms. – 2022. – Vol. 10, №. 7. – Р. 1440.Maitre T., Baulard A., Aubry A., Veziris N. Optimizing the use of current antituberculosis drugs to overcome drug resistance in Mycobacterium tuberculosis // Infectious Diseases Now. – 2024. – Vol. 54, № 1. – Р. 104807.Maitre T., Baulard A., Aubry A., Veziris N. Optimizing the use of current antituberculosis drugs to overcome drug resistance in Mycobacterium tuberculosis // Infectious Diseases Now. – 2024. – Vol. 54, № 1. – Р. 104807.Makhado N.A., Beckert P., Niemann S., et al. Outbreak of multidrug-resistant tuberculosis in South Africa undetected by WHO-endorsed commercial tests: an observational study // Lancet Infect. Dis. – 2018. – Vol. 18, № 12. – Р. 1350-59. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(18)30496-1Makhado N.A., Beckert P., Niemann S., et al. Outbreak of multidrug-resistant tuberculosis in South Africa undetected by WHO-endorsed commercial tests: an observational study // Lancet Infect. Dis. – 2018. – Vol. 18, № 12. – Р. 1350-59. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(18)30496-1Malinga L., Brand J., Jansen van Rensburg C., et al. Investigation of isoniazid and ethionamide cross-resistance by whole genome sequencing and association with poor treatment outcomes of multidrug-resistant tuberculosis patients in South Africa // The International Journal of Mycobacteriology. – 2016. – Vol. 5. – № 1. – Р. S36-S37.Malinga L., Brand J., Jansen van Rensburg C., et al. Investigation of isoniazid and ethionamide cross-resistance by whole genome sequencing and association with poor treatment outcomes of multidrug-resistant tuberculosis patients in South Africa // The International Journal of Mycobacteriology. – 2016. – Vol. 5. – № 1. – Р. S36-S37.The 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/s41467-023-44325-5The 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/s41467-023-44325-5WHO. The use of next-generation sequencing technologies for the detection of mutations associated with drug resistance in Mycobacterium tuberculosis complex: technical guide, 2018. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. The use of next-generation sequencing technologies for the detection of mutations associated with drug resistance in Mycobacterium tuberculosis complex: technical guide, 2018. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Catalogue of mutations in Mycobacterium tuberculosis complex and their association with drug resistance, second edition, 2023. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Catalogue of mutations in Mycobacterium tuberculosis complex and their association with drug resistance, second edition, 2023. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Catalogue of mutations in Mycobacterium tuberculosis complex and their association with drug resistance, 2021. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Catalogue of mutations in Mycobacterium tuberculosis complex and their association with drug resistance, 2021. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Global tuberculosis report, 2023. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Global tuberculosis report, 2023. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Technical report on critical concentrations for drug susceptibility testing of isoniazid and the rifamycins (rifampicin, rifabutin and rifapentine), 2021. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].WHO. Technical report on critical concentrations for drug susceptibility testing of isoniazid and the rifamycins (rifampicin, rifabutin and rifapentine), 2021. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].

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