Возможности современных методов тестирования устойчивости к рифампицину в выявлении гетерорезистентности культур Mycobacterium tuberculosis

Цель исследования: оценка возможности современных методов тестирования устойчивости к рифампицину в выявлении гетерорезистентности культур Mycobacterium tuberculosis.

Материалы и методы. Искусственно созданы смеси чувствительного (H37Rv) и устойчивого (штамм 5521 с ШЛУ, с мутацией rpoB Ser531Leu) штаммов МБТ в пропорциях от 0% до 100%. Для тестирования устойчивости к рифампицину использованы фенотипические методы (BACTEC MGIT 960, метод пропорций на среде Миддлбрук 7H10) и молекулярно-генетические тесты (ТБ-ТЕСТ, Амплитуб-МЛУ-РВ, АмплиТест МБТ-Резист I).

Результаты. Фенотипические методы выявили устойчивость к рифампицину при 1% резистентных клеток в смеси. Молекулярно-генетические методы показали вариабельный порог детекции: 5% (АмплиТест МБТ-Резист I), 20% (ТБ-ТЕСТ), 30% (Амплитуб-МЛУ-РВ). Показана возможность повышения чувствительности отечественных молекулярно-генетических тест-систем путем совершенствования программ интерпретации данных ПЦР, а также необходимость разработки алгоритмов диагностики ЛЧ МБТ с учетом ограничений используемых методов. 

1. Беляев Д.В., Умпелева Т.В., Дианов Д.В., Лавренчук Л.С., Ботева Т.Ю., Вахрушева Д.В. Фенотипическая устойчивость к рифампицину у Mycobacterium tuberculosis с мутацией rpoB Leu430Pro // Туберкулез и болезни легких. – 2024. –Т. 102, № 5. – С. 64-69.

2. Васильева И.А., Самойлова А.Г., Эргешов А.Э., Багдасарян Т.Р., Черноусова Л.Н. Химиотерапия туберкулеза: проблемы и перспективы // Вестник Российской академии медицинских наук. – 2012. – Т. 67, № 11. – C. 9-14. https://doi.org/10.15690/vramn.v67i11.465

3. Гостев, В.В., Сидоренко, С.В. Гетерорезистентность: клиническое значение и методы выявления (обзор литературы) // Клиническая лабораторная диагностика. – 2023. – Т. 68, № 7. – С. 422.

4. Смирнова, Т.Г., Ларионова, Е.Е., Андреевская (Савинкова), С.Н., Севастьянова, Э.В., Черноусова, Л.Н. Тесты лекарственной чувствительности микобактерий. Часть 2. Метод пропорций на плотных питательных средах // Вестник Центрального Научно–Исследовательского Института Туберкулеза. – 2021. – № 3. – С. 79.

5. Andersson D.I., Nicoloff H., Hjort K. Mechanisms and clinical relevance of bacterial heteroresistance // Nature Reviews. Microbiology. – 2019. – Vol. 17, № 8. – Р. 479

6. Aung Y.W., Faksri K., Sangka A., Tomanakan K., Namwat W. Heteroresistance of Mycobacterium tuberculosis in the Sputum Detected by Droplet Digital PCR // Biology. – 2023. – Vol. 12, № 4. – Р. 525.

7. Byrne A.S., Goudreau A., Bissonnette N., Shamputa I.C., Tahlan K. Methods for Detecting Mycobacterial Mixed Strain Infections–A Systematic Review // Frontiers in Genetics. – 2020. – № 11. – Р. 600-692.

8. Danchuk S.N., Solomon O.E., Kohl T.A., Dreyer V., Barilar I., Utpatel C., Niemann, S., Soolingen D., van, Anthony R., van Ingen J., Michael J.S., Behr M.A. Challenging the gold standard: the limitations of molecular assays for detection of Mycobacterium tuberculosis heteroresistance // Thorax. – 2024. – Vol. 79, № 7. – Р. 670.

9. Folkvardsen D.B., Thomsen,V.Ø., Rigouts L., Rasmussen E.M., Bang D., Bernaerts G., Werngren J., Toro J.C., Hoffner S., Hillemann D., Svensson E. Rifampin heteroresistance in Mycobacterium tuberculosis cultures as detected by phenotypic and genotypic drug susceptibility test methods // Journal of Clinical Microbiology. – 2013. – Vol. 51, № 12. – Р. 4220.

10. Hanekom M., Streicher E.M., Van de Berg D., Cox H., McDermid C., Bosman M., Gey van Pittius N.C., Victor T.C., Kidd M., van Soolingen D., van Helden P.D., Warren R.M. Population structure of mixed Mycobacterium tuberculosis infection is strain genotype and culture medium dependent // PloS One. – 2013. – Vol. 8, № 7. – Р. e70178.

11. Kargarpour Kamakoli M., Sadegh H.R., Farmanfarmaei G., Masoumi M., Fateh A., Javadi G., Rahimi Jamnani F., Vaziri F., Siadat S.D. Evaluation of the impact of polyclonal infection and heteroresistance on treatment of tuberculosis patients // Scientific Reports. – 2017. – № 7. – Р. 41410.

12. Mascellin M.T., Porowska B., De Angelis M., Oliva A. Antibiotic susceptibility, heteroresistance, and updated treatment strategies in Helicobacter pylori infection // Drug Design, Development and Therapy. – 2017. – Vol. 11. – Р. 2209.

13. Rinder H., Mieskes K.T., Löscher T. Heteroresistance in Mycobacterium tuberculosis // The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease: The Official Journal of the International Union Against Tuberculosis and Lung Disease. – 2001. – Vol. 5, № 4. – Р. 339.

14. Shin S.S., Modongo C., Baik Y., Allender C., Lemmer D., Colman R.E., Engelthaler D.M., Warren R.M., Zetola N.M. Mixed Mycobacterium tuberculosis – Strain Infections Are Associated With Poor Treatment Outcomes Among Patients With Newly Diagnosed Tuberculosis, Independent of Pretreatment Heteroresistance // The Journal of Infectious Diseases. – 2018. – Vol. 218, № 12. – Р. 1974.

15. Warren R.M., Streicher E.M., Charalambous S., Churchyard G., van der Spuy G.D., Grant A.D., van Helden P.D., Victor T.C. Use of spoligotyping for accurate classification of recurrent tuberculosis // Journal of Clinical Microbiology. – 2002. – Vol. 40, № 10. – Р. 3851.

16. Ye M., Yuan W., Molaeipour L., Azizian K., Ahmadi A., Kouhsari E. Antibiotic heteroresistance in Mycobacterium tuberculosis isolates: a systematic review and meta–analysis // Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials. – 2021. – Vol. 20, № 1. – Р. 73.

17. Zheng C., Li S., Luo Z., Pi R., Sun H., He Q., Tang K., Luo M., Li Y., Couvin D., Rastogi N., Sun Q. Mixed Infections and Rifampin Heteroresistance among Mycobacterium tuberculosis Clinical Isolates // Journal of Clinical Microbiology. – 2015. – Vol. 53, № 7. – Р. 2138.