Распространенность, лекарственная устойчивость и генотипическое разнообразие семейства Beijing M. tuberculosis в Казахстане

    Наименование темы проекта: Распространенность, лекарственная устойчивость и генотипическое разнообразие семейства Beijing M. tuberculosis в Казахстане

ИРН АР 09259750

 

Актуальность. Туберкулез остается актуальной проблемой здравоохранения в Казахстане. По данным ВОЗ (2018 г.) Казахстан входит в тридцатку стран с высокими показателями туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) на долю которых приходится 87% всех мировых случаев МЛУ-ТБ. Согласно исследованиям, штаммы M. tuberculosis семейства Beijing ассоциированы с антибиотикорезистентностью и массовым распространением МЛУ-ТБ. Штаммы семейства Beijing имеют более высокую способность противостоять лечению туберкулеза и считаются значительным фактором риска неэффективности лечения или рецидива туберкулеза. В различных географических регионах могут распространяться разные сублинии и клональные кластеры изолятов M. tuberculosis семейства Beijing, поэтому важно изучение молекулярно-генетических особенностей штаммов данного семейства распространенных в Казахстане.

Целью проекта является проведение комплексной молекулярно-генетической характеристики генотипа Beijing M. tuberculosis в Казахстане.

Достигнутые результаты

 За отчетный период было собрано 150 клинических изолятов M. tuberculosis от впервые выявленых и повторных случаев туберкулеза легких из четырех областей Казахстана. Были выделены чистые культуры M. tuberculosis и проведена их идентификация. Выделена ДНК из клинических изолятов M. tuberculosis. Оценена лекарственная чувствительность M. tuberculosis к ПТП 1 ряда - изониазиду, рифампицину, этамбутолу и стрептомицину методом пропорций и с использованием BACTEC-MGIT 960 системы (США).

Было проведено MIRU-VNTR генотипирование 100 клинических изолятов M. tuberculosis от впервые выявленных случаев и рецидивов с использованием 15 MIRU-VNTR локусов. Результаты генотипирования показали, что среди впервые выявленных случаев было идентифицировано больше M. tuberculosis семейств (8 семейств – Beijing, LAM, Ural, Haarlem, Cameroon, NEW-1, S и Delhi/CAS), чем среди повторных случаев (5 семейств - Beijing, LAM, Haarlem, NEW-1 и Delhi/CAS). Самым распространенным семейством M. tuberculosis среди всех клинических изолятов является китайский генотип Beijing. Штаммы семейства M. tuberculosis Beijing среди новых случаев были идентифицированы в 62% случаев и среди рецидивов в 88% случаев. Возможно это связано с тем, что генотип Beijing связан с лекарственной устойчивостью и является наиболее вирулентным и больше ассоциирован с повторными и хроническими формами туберкулеза.

Было проведено секвенирование katG и rpoB генов у 75 клинических изолятов M. tuberculosis среди впервые выявленных случаев на секвенаторе ABI 3730 (Applied Biosystems). В katG гене ассоциированного с лекарственной устойчивостью к ПТП 1 ряда - изониазиду была найдена мутация в 315 кодоне с заменой аминокислоты серина на треонин Ser315Thr (AGC→ACC) в 40% случаев. В гене rpoB ассоциированного с лекарственной устойчивостью к ПТП 1 ряда - рифампицину было идентифицировано 2 варианта мутаций в так называемой «горячей точке» гена (81 bp RRDR-регион, 507-533 кодоны). В основном, в rpoB гене мутации были найдены в 531 кодоне.

Ожидаемые результаты.

Впервые в Казахстане будут исследованы сублинии и клональные кластеры генотипа Beijing, ассоциированные с антибиотико-резистентностью среди впервые выявленных случаев и рецидивов, также будут изучены характеристики полных геномов антибиотико-устойчивых изолятов генотипа Beijing в Казахстане с помощью высокопроизводительного секвенирования нового поколения. Будут пополнены знания по геномным особенностям лекарственно-устойчивых изолятов генотипа Beijing в Казахстане.

Список исполнителей:

  1. Кожамкулов У.А - руководитель проекта, ведущий научный сотрудник, к.м.н., ассоциированный профессор. http://orcid.org/0000-0002-9782-7631
  2. Каиров У.Е - ведущий научный сотрудник, PhD, руководитель лаборатории биоинформатики и системной биологии. http://orcid.org/0000-0001-8511-8064
  3. Акильжанова А.Р - ведущий научный сотрудник, д.м.н, PhD, профессор, руководитель лаборатории геномной и персонализированной медицины. http://orcid.org/0000-0001-6161-8355
  4. Рахимова С.Е - ведущий научный сотрудник, к.б.н., ассоциированный профессор. https://orcid.org/0000-0002-8245-2400
  5. Ережепов Д.А - научный сотрудник, PhD. http://orcid.org/0000-0002-4161-1348, SCOPUS ID 57192868077.
  6. Ахметова А.Ж – научный сотрудник, MSc. http://orcid.org/0000-0002-5557-3338  
  7. Данияров А.Ж – младший научный сотрудник, MSc. http://orcid.org/0000-0003-3886-718X
  8. Сатвалдина Н.Н – ассистент исследователя, MSc. http://orcid.org/0000-0002-0611-4485

     Список публикаций:

Статьи в рецензируемых международных научных журналах:

  1. A. Daniyarov, A. Molkenov, S. Rakhimova, A. Akhmetova, D. Yerezhepov, L. Chingissova, V. Bismilda, B. Toksanbayeva, A. Rakisheva, A. Akilzhanova, U. Kozhamkulov and U. Kairov. Genomic analysis of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis strains from patients in Kazakhstan. Frontiers in Genetics. published: 09 November 2021, Volume 12. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.683515
  2. Akhmetova A, Akilzhanova A, Bismilda V, Chingissova L, Kozhamkulov U. Use of 15 MIRU-VNTR genotyping for discriminating M. tuberculosis clinical isolates from Kazakhstan. Georgian Medical News. 2021. №7-8 (316-317): 129-135. https://www.geomednews.com/v316-317-july-august-2021

Тезисы в международных научных журналах и сборниках конференций:

  1. A. Akhmetova, A. Akilzhanova, U. Kozhamkulov. Prevalence of multidrug resistant Beijing family isolates among recurrent tuberculosis cases in Kazakhstan. CHEST 2021, Annual meeting. October 16-20, 2021 (опубликовано). https://doi.org/10.1016/j.chest.2021.07.560
  2. Ахметова А.Ж, Акильжанова А.Р., Рахимова С.Е, Бисмилда В.Л., Чингисова Л.Т, Кожамкулов У.А. Секвенирование KATG, INHA-FABG, OXYR-AHPC и RPOB генов мультирезистентных M.tuberculosis изолятов в Казахстане. Российский ежемесячный научно-практический журнал «Клиническая лабораторная диагностика». XXVI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Клиническая лаборатория: от аналитики к диагнозу». Москва, 12-14 мая 2021 г. С.13.
  3. Ахметова А.Ж, Акильжанова А.Р, Кожамкулов У.А. Генотипирование клинических изолятов M. tuberculosis среди новых случаев в Казахстане. Сборник тезисов VIII международной конференции молодых ученых биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и вирусологов. Cб. тез. / АНО «Иннов. центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2021. — С.258.
  4. Ахметова А.Ж, Акильжанова А.Р, Бисмилда В.Л, Чингисова Л.Т, Токсанбаева Б, Кожамкулов У.А. MIRU-VNTR генотипирование клинических изолятов Mycobacterium tuberculosis из Казахстана. Сборник трудов Х Юбилейной международной научно-практической конференции «Молекулярная диагностика». Москва, 9-11 ноября 2021 г. C.309.
  5. Ахметова А.Ж, Акильжанова А.Р, Чамойева А.Е, Нышан У, Бисмила В.Л, Чингисова Л.Т, Токсанбаева Б, Кожамкулов У.А. Генотипирование M. tuberculosis изолятов среди повторных случаев туберкулеза в Казахстане. Сборник трудов Х Юбилейной международной научно-практической конференции «Молекулярная диагностика». Москва, 9-11 ноября 2021 г. C.322.
  6. A. Akhmetova, U. Kozhamkulov, D. Yerezhepov, A. Akilzhanova. Preliminary study of association of tuberculosis forms with polymorphisms in IFN-γ, IL-1β, NOS2, MARCO and TLR8 genes. ESHG 2021 European Human Genetics Virtual Conference. August 28-31, 2021 (принято к печати).

Доклады на международных научных конференциях:

  1. A. Akhmetova. Preliminary study of association of tuberculosis forms with polymorphisms in IFN-γ, IL-1β, NOS2, MARCO and TLR8 genes. ESHG 2021 European Human Genetics Virtual Conference. August 28-31, 2021 (постерный доклад).
  2. A. Akhmetova. Prevalence of multidrug resistant Beijing family isolates among recurrent tuberculosis cases in Kazakhstan. CHEST. 2021, October 16-20 (постерный доклад).
  3. A. Akhmetova. Genotyping of multidrug resistant clinical isolates of M. tuberculosis among new cases in Kazakhstan. 15th International Conference on Molecular Epidemiology and Evolutionary Genetics of Infectious Diseases. 2021, November 2-5 (постерный доклад).