Preview

Туберкулез и болезни легких

Расширенный поиск

Сравнительный анализ полногеномных последовательностей посевной серии вакцинного штамма Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) и дочерних изолятов, полученных от детей с БЦЖ-оститами

https://doi.org/10.21292/2075-1230-2021-99-4-6-12

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования: сравнительный анализ полногеномных последовательностей посевной серии (ПС) 361 «ш» M. bovis BCG-1 (Russia) и ее дочерних изолятов, полученных от детей с проявлениями БЦЖ-остита.

Материалы и методы: генотипирование; биоинформационный анализ полногеномных последовательностей ПС 361 «ш» вакцины BCG-1 (Russia) и ее дочерних изолятов.

Результаты. ПС 361 «ш» BCG-1 (Russia) была гетерогенна по 7 кодирующим последовательностям с различным соотношением однонуклео-
тидных замен, унаследованных 2 из 6 дочерних изолятов БЦЖ. При этом полиморфизмы не нарушали геномную стабильность и жизнеспособность вакцины БЦЖ при длительном существовании in vivo. У изолятов БЦЖ 2925 и 5448 отмечена аккумуляция (гипотетически, под давлением отбора в организме вакцинированных) несинонимических замен в 4 из 7 полиморфных генов, включая ассоциированные с вирулентностью микобактерий гены ppsC, eccD5 и eccA5. Оценка значения геномных вариаций у изолятов БЦЖ в контексте ассоциации с развитием поствакцинальных оститов требует более подробной информации об иммунном статусе пациентов. Полногеномный анализ производственных штаммов, посевных серий, партий готовой вакцины и дочерних клинических изолятов представляет современный подход к пониманию молекулярных основ эффективности и осложнений вакцинации БЦЖ.

Об авторах

О. В. Нарвская
ФБУН «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера»; ФГБУ «Санкт-Петербургский НИИ фтизиопульмонологии» МЗ РФ
Россия

Нарвская Ольга Викторовна – доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии и эволюционной генетики

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14,

194064, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 32



А. А. Вязовая
ФБУН «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера»
Россия

Вязовая Анна Александровна кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии и эволюционной генетики

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14



В. Ю. Журавлев
ФГБУ «Санкт-Петербургский НИИ фтизиопульмонологии» МЗ РФ
Россия

Журавлев Вячеслав Юрьевич кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, координатор направления «Лабораторная диагностика»

194064, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 32



Д. А. Старкова
ФБУН «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера»
Россия

Старкова Дарья Андреевна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии и эволюционной генетики

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14



А. Ю. Мушкин
ФГБУ «Санкт-Петербургский НИИ фтизиопульмонологии» МЗ РФ
Россия

Мушкин Александр Юрьевич доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, координатор направления «Внелегочный туберкулез», руководитель клиники детской хирургии и ортопедии

194064, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 32



И. В. Мокроусов
ФБУН «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера»
Россия

Мокроусов Игорь Владиславович – доктор биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной эпидемиологии и эволюционной генетики

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 14



Список литературы

1. Аксенова В. А., Леви Д. Т., Александрова Н. В., Кудлай Д. А. Современное состояние вопроса заболеваемости детей туберкулезом, препараты для профилактики и диагностики инфекции // БИОпрепараты. – 2017. – Т. 17, № 3. – С. 145-151.

2. Аксенова В. А., Мушкин А. Ю., Коваленко К. Н. БЦЖ-оститы у детей: эпидемиологические показатели некоторых регионов Российской Федерации // Пробл. туб. ‒ 2007. ‒ № 1. ‒ С. 9-12.

3. Александрова Н. В., Леви Д. Т., Рухамина М.Л., Подлипаева И.В. Аттестация посевного материала для производства вакцины БЦЖ // Туб. и болезни легких. – 2014. – № 8. – С. 8-10.

4. Козлов В. А., Савченко А. А., Кудрявцев И. В., Козлов И. Г., Кудлай Д. А., Продеус А. П., Борисов А. Г. Клиническая иммунология. ‒ Красноярск: Поликор, 2020. ‒ 386 с. DOI: 10.17513/np.438.

5. Леви Д. Т., Обухов Ю. И., Александрова Н. В., Волкова Р. А., Эльберт Е. В., Альварес-Фигероа М. В., Прокопенко А. В., Луданный Р. И. Оценка подлинности и стабильности вакцины БЦЖ методом мультиплексной ПЦР // БИОпрепараты. – 2016. – Т. 16, № 1. – С. 49-54.

6. Отрашевская Е. В., Винокурова В. Н., Шитиков Е. А., Сотникова Е. А., Перевышина Т. А., Колченко С. А., Бутусова Т. Б., Кострюкова Е. С., Ильина Е. Н., Игнатьев Г. М. Изучение генетической стабильности субштамма M. bovis BCG-1 (Russia) в процессе производства вакцины БЦЖ // Журн. микробиол. – 2018. – № 2. – С. 58-67.

7. Пасечник О. А., Плеханова М. А., Цыганкова Е. А., Шахова Т. А. Эффективность и безопасность противотуберкулезной вакцинации // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. – 2014. – Т. 79, № 6. – С. 83-89.

8. Потапова Ю. С., Оттен Т. Ф., Малярова Е. Ю., Вишневский Б. И. Бактерио-логическая диагностика и идентификация возбудителей BCG-оститов у детей // Туб. и болезни легких. – 2011. – № 7. – С. 24-29.

9. Севостьянова Т. А., Аксенова В. А., Кудлай Д. А. Состояние иммунного статуса у детей с осложнениями вакцинации БЦЖ/БЦЖ-М // Туб. и болезни легких. – 2020. – Т. 98, № 1. – С. 27-34. http://doi.org/10.21292/2075-1230-2020-98-1-27-34.

10. Севостьянова Т. А., Аксенова В. А., Стерликов С. А. Эпидемиология и мониторинг осложнений после иммунизации БЦЖ/БЦЖ-М в Российской Федерации // Медицинский альманах. – 2019. – Т. 60, № 3-4. – С. 56-60. http://doi.org/10.21145/2499-9954-2019-3-56-60.

11. Abdallah A., Hill-Cawthorne G., Otto T., Coll F., Guerra-Assunção J., Gao G., Naeem R., Ansari H., Malas T., Adroub S., Verboom T., Ummels R., Zhang H., Panigrahi A., McNerney R., Brosch R., Clark T., Behr M., Bitter W., Pain A. Genomic expression catalogue of a global collection of BCG vaccine strains show evidence for highly diverged metabolic and cell-wall adaptations // Sci. Rep. ‒ 2015. ‒ № 5. ‒ Р. 15443. https://doi.org/10.1038/srep15443.

12. Behr M. BCG ‒ different strains, different vaccines? // Lancet Infect. Dis. – 2002. ‒ № 2. – P. 86-92. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(02)00182-2.

13. Borgers K., Ou J., Zheng P., Tiels P., Van Hecke A., Plets E., Michielsen G., Festjens N., Callewaert N., Lin Y. Reference genome and comparative genome analysis for the WHO reference strain for Mycobacterium bovis BCG Danish, the present tuberculosis vaccine // BMC Genomics. ‒ 2019. ‒ Vol. 20, № 1. ‒ Р. 561. https://doi.org/10.1186/s12864-019-5909-5.

14. Bottai D., Di Luca M., Majlessi L., Frigui W., Simeone R., Sayes F., Bitter W., Brennan M., Leclerc C., Batoni G., Campa M., Brosch R., Esin S. Disruption of the ESX-5 system of Mycobacterium tuberculosis causes loss of PPE protein secretion, reduction of cell wall integrity and strong attenuation // Mol Microbiol. – 2012. – Vol. 83, № 6. – P. 1195-1209. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2012.08001.x.

15. Brosch R., Gordon S., Garnier T., Eiglmeier K., Frigui W., Valenti S., Duthoy S., Lacroix S., Garcia-Pelayo C., Inwald J., Golby P., Nuñez Garcia J., Hewinson R., Behr M., Quail M., Churcher C., Barrell B., Parkhill J., Cole S. Genome plasticity of BCG and impact on vaccine efficacy // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2007. – Vol. 104, № 13. – P. 5596–5601. https://doi.org/10.1073/pnas.0700869104.

16. Dagg B., Hockley J., Rigsby P., Ho M. The establishment of sub-strain specific WHO Reference Reagents for BCG vaccine // Vaccine. – 2014. – Vol. 32, № 48. – P. 6390-6395. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2014.09.065.

17. Kamerbeek J., Schouls L., Kolk A., van Agterveld M., van Soolingen D., Kuijper S., Bunschoten A., Molhuizen H., Shaw R., Goyal M., van Embden J. Simultaneous detection and strain differentiation of Mycobacterium tuberculosis for diagnosis and epidemiology // J. Clin. Microbiol. – 1997. – № 35. – P. 907-914.

18. Lin W., Chiu N., Lee P., Huang A., Huang F., Chi H., Huangad D., Chan P. Management of Bacillus Calmette-Guérin osteomyelitis/osteitis in immunocompetent children ‒ A systematic review // Vaccine. – 2015. – Vol. 33, № 36. – P. 4391-4397. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.07.039.

19. Ludannyy R., Alvarez Figueroa M., Levi D., Markelov M., Dedkov V., Aleksandrova N., Shipulin G. Whole-genome sequence of Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) // Genome Announc. – 2015. – Vol. 3, № 6. – Р. e01320-15. https://doi.org/10.1128/genomeA.01320-15.

20. Modipane L., Reva O., Magazi B., Antiabong J., Osei Sekyere J, Mbelle N. Phylogenomic and epidemiological insights into two clinical Mycobacterium bovis BCG strains circulating in South Africa // Int. J. Infect. Dis. – 2019. – Vol. 87. – P. 32–38. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2019.08.010.

21. Narvskaya O., Starkova D., Levi D., Alexandrova N., Molchanov V., Chernyaeva E., Vyazovaya A., Mushkin A., Zhuravlev V., Solovieva N., Vishnevskiy B., Mokrousov I. First insight into the whole-genome sequence variations in Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) vaccine seed lots and their progeny clinical isolates from children with BCG-induced adverse events // BMC Genomics. ‒ 2020. ‒ № 21. ‒ Р. 567. https://doi.org/10.1186/s12864-020-06973-5.

22. Pan Y., Yang X., Duan J., Lu N., Leung A., Tran V., Hu Y., Wu N., Liu D., Wang Z., Yu X., Chen C., Zhang Y., Wan K., Liu J., Zhu B. Whole-genome sequences of four Mycobacterium bovis BCG vaccine strains // J. Bacteriol. – 2011. – Vol. 193. ‒ P. 3152-3153. https://doi.org/10.1128/JB.00405-11.

23. Richter E., Weizenegger M., Rüsch-Gerdes S., Niemann S. Evaluation of genotype MTBC assay for differentiation of clinical Mycobacterium tuberculosis complex isolates // J. Clin. Microbiol. – 2003. ‒ Vol. 41, № 6. – P. 2672-2675. https://doi.org/10.1128/JCM.41.6.2672-2675.2003.

24. Seki M., Honda I., Fujita I., Yano I., Yamamoto S., Koyama A. Whole genome sequence analysis of Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guérin (BCG) Tokyo 172: A comparative study of BCG vaccine substrains // Vaccine. – 2009. – Vol. 27, № 11. – P. 1710-1716. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.01.034.

25. Seki M., Udagawa T., Sugawara I., Iwama K., Honda I., Fujita I., Hashimoto A., Yano I., Yamamoto S. The effect of passages during Japanese BCG vaccine production on genetic stability and protective efficacy // Vaccine. – 2012. ‒ № 30. – P. 1460-1464. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.12.101.

26. Sotnikova E., Shitikov E., Malakhova M., Kostryukova E., Ilina E., Otrasheuskaya A., Ignatyev M., Vinokurova N., Gorbachyov V. Complete genome sequence of Mycobacterium bovis strain BCG-1 (Russia) // Genome Announc. ‒ 2016. ‒ Vol. 4, № 2. ‒ Р. e00182-16. https://doi.org/10.1128/genomeA.00182-16.

27. Stefanova T. Quality control and safety assessment of BCG vaccines in the post-genomic era // Biotechnol Biotechnol Equip. – 2014. ‒ № 28. – P. 387-391. https://doi.org/10.1080/13102818.2014.927200.

28. Supply P., Lesjea, S., Savine E., Kremer K., van Soolingen D., Locht C. Automated high-throughput genotyping for study of global epidemiology of Mycobacterium tuberculosis based on mycobacterial interspersed repetitive units // J. Clinl. Microbiol. ‒ 2001. – Vol. 39, № 10. – P. 3563-3571. https://doi.org/10.1128/JCM.39.10.3563-3571.2001.

29. Trunz B., Fine P., Dye C. Effect of BCG vaccination on childhood tuberculous meningitis and miliary tuberculosis worldwide: a meta-analysis and assessment of cost-effectiveness // Lancet. – 2006. ‒ № 367. – P. 1173-1180. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(06)68507-3.

30. Van Embden J., Cave M., Crawford J., Dale J., Eisenach K., Gicquel B., Hermans P., Martin C., McAdam R., Shinnick T. Strain identification of Mycobacterium tuberculosis by DNA fingerprinting: Recommendations for a standardized methodology // J. Clin. Microbiol. – 1993. – Vol. 31, № 2. – P. 406-409.

31. Venkataraman A., Yusuff M., Liebeschuetz S., Riddell A., Prendergast A. Management and outcome of Bacille Calmette-Guérin vaccine adverse reactions // Vaccine. – 2015. – Vol. 33, № 41. – P. 5470-5474. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.07.103.

32. Voronina O., Kunda M., Aksenova E., Semenov A., Ryzhova N., Lunin V., Gintsburg A. Mosaic structure of Mycobacterium bovis BCG genomes as a representation of phage sequences’ mobility // BMC Genomics. ‒ 2016. ‒ № 17. ‒ Р. 1009. https://doi.org/10.1186/s12864-016-3355-1.

33. Wada T., Maruyama F., Iwamoto T., Maeda S., Yamamoto T., Nakagawa I., Yamamoto S., Ohara N. Deep sequencing analysis of the heterogeneity of seed and commercial lots of the Bacillus Calmette-Guérin (BCG) tuberculosis vaccine substrain Tokyo-172 // Sci. Rep. ‒ 2015. ‒ № 5. ‒ Р. 17827. https://doi.org/10.1038/srep17827.

34. Wansaula Z., Wortham J., Mindra G., Haddad M., Salinas J., Ashkin D., Morris S., Grant G., Ghosh S., Langeret A. Bacillus Calmette-Guérin cases reported to the national tuberculosis surveillance system, United States, 2004-2015 // Emerg. Infect. Dis. – 2019. – Vol. 25, № 3. – P. 451-456. https://doi.org/10.3201/EID2503.180686.

35. World Health Organization. The use of next-generation sequencing technologies for the detection of mutations associated with drug resistance in Mycobacterium tuberculosis complex: technical guide. World Health Organization. 2018. https://apps.who.int/iris/handle/10665/274443.

36. World Health Organization. Weekly Epidemiological Record. ‒ 2018. ‒ Vol. 93, № 08. – Р. 7396. https://www.who.int/wer/2018/wer9308/en/.


Для цитирования:


Нарвская О.В., Вязовая А.А., Журавлев В.Ю., Старкова Д.А., Мушкин А.Ю., Мокроусов И.В. Сравнительный анализ полногеномных последовательностей посевной серии вакцинного штамма Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) и дочерних изолятов, полученных от детей с БЦЖ-оститами. Туберкулез и болезни легких. 2021;99(4):6-12. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2021-99-4-6-12

For citation:


Narvskaya O.V., Vyazovaya A.A., Zhuravlev V.Yu., Starkova D.A., Mushkin A.Yu., Mokrousov I.V. Comparative analysis of genome-wide sequences of the seed lot of the vaccine strain of Mycobacterium bovis BCG-1 (Russia) and daughter isolates obtained from children with BCG osteitis. Tuberculosis and Lung Diseases. 2021;99(4):6-12. (In Russ.) https://doi.org/10.21292/2075-1230-2021-99-4-6-12

Просмотров: 120


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2075-1230 (Print)
ISSN 2542-1506 (Online)