Мониторинг мутаций, ассоциированных с устойчивостью Mycobacterium tuberculosis к противотуберкулезным препаратам

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. 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. 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. 

1. Аляпкина 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/10.21292/2075-1230-2017-95-11-27-35

2. Бурмистрова 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/10.21292/2075-1230-2020-98-1-54-61

3. Вязовая 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.

4. 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.

5. 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/10.58838/2075-1230-2023-101-3-69-77

6. 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.

7. 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. 167-172

8. Chiang C.Y., Centis R., Migliori G.B. Drug-resistant tuberculosis: past, present, future // Respirology. – 2010. – Vol. 15, № 3. – Р. 413-432.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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)30496-1

14. 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.

15. 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/s41467-023-44325-5

16. 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].

17. 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].

18. 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].

19. WHO. Global tuberculosis report, 2023. https://www.who.int/publications/i/item/ [Ассessed Oct 01, 2024].

20. 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].