1 , 1*, 2, 1, 2, 1
MIRU-VNTR ГЕНОТИПИРОВАНИЕ ШТАММОВ Mycobacterium tuberculosis В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ: СЕМЕЙСТВО Beijing ПРОТИВ Kilimanjaro.
1ГУЗ Иркутский областной диагностический центр, 2 ГУЗ Иркутский областной противотуберкулезный диспансер, Иркутск.
* e-mail для переписки *****@***baikal.ru
Проведено изучение 72 штаммов M. tuberculosis, выделенных от больных из различных районов Восточной Сибири, по минисателлитным повторам MIRU-VNTR. Построены филогенетические древа взаимоотношений между исследуемыми штаммами и штаммами из других регионов мира методами филогенетического анализа - NJ, UPGMA и ML. Приводятся филогенетические доказательства преобладания (71%) семейства Beijing и Beijing-подобных штаммов в регионе. Кроме того, обнаружена группа штаммов (11%) с устойчивым генотипом, названная ASU (Африкано-Сибирско-Уральской). Как доминирующий признак группы ASU выделено сцепление между локусом MIRU10 (5-10 повторов) и MIRU26 (единственный повтор). По предварительным данным, помимо Восточной Сибири, штаммы ASU группы встречаются на Урале и в Африке (Танзания, генотип - Kilimanjaro). MIRU консенсус ASU группы для Восточной Сибири 22(>6)225113222.
По оценкам ВОЗ, туберкулезом инфицировано до трети человеческой популяции, при этом большинство зараженных проживает в одной из 22 стран, в число которых входит и Россия [25]. Микобактерии, принадлежащие к комплексу Mycobacterium tuberculosis, имеют идентичные нуклеотидные последовательности гена 16S РНК и на 99,9% гомологичны на геномном уровне [6, 19]. Поэтому считается, что Micobacterium tuberculosis филогенетически относительно молодой вид [19] с преимущественно клональным распространением основных семейств (Haarlem, Beijing, East-African-Indian) [9]. Безусловным лидером по распространенности в мире среди штаммов туберкулеза является генотип, называемый Beijing или W. В некоторых провинциях Китая штаммы этого генотипа составляют 100% от общего числа штаммов [11].
Существует две различные точки зрения на происхождение современного этиологического агента туберкулеза. Первая и наиболее традиционная предполагает происхождение M. tuberculosis от общего предка с M. bovis, патогенного на момент дивергенции только для животных [20]. По другой гипотезе, опирающейся на анализ делеций и инсерций в геномах микобактерий, существует две ветви M. tuberculosis - “древняя” и “современная”, при этом момент дивергенции M. bovis от общего предка туберкулезного комплекса предшествует моменту разделений линии M. tuberculosis на “древнюю” и “современную” [7]. Все “эпидемически успешные” генотипы - Beijing, Haarlem и Africa принадлежат к “современной” ветви [7]. Было показано, что модели эволюции туберкулезного комплекса, описанные ранее, хорошо коррелируют с паттернами, построенными по вариабельным минисателлитным повторам микобактерий, носящих название MIRU-VNTR [8, 13, 14, 18, 16, 22, 23].
Восточная Сибирь является регионом с большими культурно-хозяйственными связями с северными районами КНР, что неизбежно должно сказываться на структуре генотипов циркулирующих туберкулезных штаммов, т. е. в распространении генотипов туберкулеза можно ожидать значительную долю “китайских штаммов”. Предварительные исследования показали, что более половины штаммов, циркулировавших в 2000 г. на территории области, были генетически гомогенны и предположительно относились к Beijing генотипу [4]. Задачей настоящего исследования являлось построение филогенетической модели, отражающей эпидемиологическую ситуацию в исследуемом регионе, по паттернам, полученным генотипированием MIRU-VNTR методом [14, 23].
Материалы и методы
Изоляты из бактериологической лаборатории Иркутского областного противотуберкулезного диспансера собирали бактериологической петлей со среды Левенштейн-Йенсена в полипропиленовые виалы. ДНК выделяли СТАВ хлороформным методом [5]. Специфичность препарата ДНК подтверждали в ПЦР по наличию нуклеотидной последовательности повтора IS6110 ПЦР наборами серии “Амплисенс” производства ЦНИИ Эпидемиологии, после чего проводили MIRU-VNTR – типирование по протоколу Mazars et al. [14] или с модификациями праймеров по протоколу Supply et al. [23]. Размер, полученных ампликонов, оценивали с помощью электрофореза в 2% агарозе (ICN) по сравнению с ПЦР ладером 100-1000 п. н. (Sigma). В качестве положительных контролей использовали ДНК штаммов H37Rv (M. tuberculosis) и 1414 (M. bovis) производства ЦНИИ Эпидемиологии. MIRU профили изучаемых штаммов определяли по таблицам, опубликованным на сайте Института Пастера (Франция) [12], там же были взяты паттерны известных штаммов.
Анализ популяционной структуры туберкулезных штаммов, распространенных в мире по MIRU минисателитным повторам, и отбор уникальных гаплотипов проводили с помощью программы Arlequin [17]. Построение филогенетических моделей и оценка их статистической достоверности проводилась методами UPGMA, NJ и ML с помощью программ TreeCon, Phylip и Puzzle [10, 21, 24].
Результаты и обсуждение
Исследованы 72 изолята, выделенные в Иркутской области в 2000 - 2002 г. г. по 12-ти полиморфным MIRU-VNTR локусам [14, 23]. Массив данных из 72-х электрофоретических профилей вместе с паттернами положительных контролей штаммов M. tuberculosis H37Rv и M. bovis 1414 и 62-мя выборочными паттернами штаммов “современной группы” M. tuberculosis из представленных Supply P. et al [12, 23] формализовали в виде бинарной системы как 0\1 по отсутствию\наличию молекулярного признака.
Рис.1
С левой стороны на рис. 1 приведено укорененное NJ древо (метод объединения ближайших соседей), с правой стороны результаты ML картирования (функция максимального правдоподобия). Результаты филогенетического анализа 72-х изолятов из Восточной Сибири против 62-х профилей из разных туберкулезных очагов по всему миру показывают, что 51 (71%) изолятов образуют группу генетически близкую штаммам, достоверно принадлежащим к Beijing семейству [23]. Четыре изученных штамма генетически близки к генотипу семейства Africa [23]. Восемь штаммов (11%) образуют группу, условно названую нами ASU (Африкано-Сибирско-Уральской, см. далее). Данная группа штаммов представляет для нас особый интерес. В базе данных pply [12], нами было обнаружено только 3 генотипа, имеющих однозначное сродство с данной группой, при этом один из этих штаммов имеет российское происхождение. Первоначально, данная группа рассматривалась нами как эндемичная [2] для Сибири. Однако, при более пристальном изучении материалов различных исследований с использованием метода MIRU-VNTR типирования неожиданно обнаружилось, что эти MIRU паттерны могут быть достаточно широко распространены в мире [1, 2, 15]. В аналогичном исследовании на уральской популяции туберкулезных штаммов присутствует около 15% аналогичных генотипов [1]. В африканской популяции (Танзания) данное семейство представлено около 12% от общего числа штаммов [15] (генотип Kilimanjaro). Характерной особенностью данного семейства (рис. 2.) является сцепление между признаками 10-го и 26-го локусов. В 10-м локусе присутствует более пяти повторов против единственного повтора в 26-м локусе [1, 2, 15]. Поэтому в настоящем исследовании мы называем данную группу, как Африкано-Сибирско-Уральскую (ASU).
Рис 2.
Для 8 штаммов из Восточной Сибири не было обнаружено сродства к какой-либо из известных групп туберкулеза и между собой. Предварительно проведенные филогенетические исследования не обнаружили MIRU паттернов, близких семейству Haarlem, поэтому в окончательном древе (рис. 1) профили этих штаммов не использовались как референсные.
Для проверки сформулированных гипотез - дискретность групп Beijing, Africa и ASU использовалась опция картирования по ML [21]. Результаты картирования свидетельствуют о том, что существование вышеуказанных групп выявленных методом NJ [10, 24] поддерживается ML тестированием [21] ( рис. 1). Статистическая поддержка гипотезы о существовании Beijing-подобной группы как дискретной соответствует 89% от всех возможных “квартетов” [21]. Вероятность существования ASU группы оценивалась против ОТЕ (операциональных таксономических единиц) соответствующих семейству Africa. Звездочками на древе обозначены ОТЕ, соответствующие ASU группе по определению, данному выше (сцепленность признаков 10-го и 26-го локусов), однако не разрешенные на NJ древе в силу невозможности формализации молекулярного признака “количество повторов в 10-м локусе - больше пяти”.
Отсутствие возможности провести сравнительное исследование методами, альтернативными MIRU типированию, привело к необходимость проведения широкого скрининга доступных MIRU-VNTR профилей туберкулезных изолятов [8, 12, 13, 14, 18, 16, 22, 23] для уточнения, насколько велик спектр Beijing-подобных генотипов. Для этого были обобщены гомологичные паттерны 656 штаммов, обнаруженных в базе данных P. Sapply[12], в 7 различных исследованиях [8, 13, 14, 18, 16, 22, 23], а также полученные самостоятельно. С помощью программы Arlequin [17] получен набор уникальных MIRU-VNTR профилей в количестве 269 генотипов. Для уникальных MIRU-VNTR генотипов был построен ряд филогенетических схем “методом объединения ближайших соседей” - NJ и проведено тестирование полученных филогенетических схем картированием по методу “максимального правдоподобия” - ML (данные не приводятся). В результате этого предварительного исследования было обнаружено 25 близкородственных генотипов, из которых 8 принадлежат к группе Beijing по определению, как результат исследования тремя стандартными методами генотипирования [23] (в табл.1 выделены серым цветом), а остальные имеют выраженное филогенетическое сродство к референс-генотипам.
Таблица 1
Генотипы 32, 33, 43, 88, 104, 117, несмотря на филогенетическую близость к Beijing семейству по профилям MIRU-VNTR, все имеют африканское происхождение (в основном окрестности Кейптауна) и, вероятно, могут рассматриваться как промежуточное звено между семействами Africa и Beijing.
Рис. 3
В отличие от набора данных, представленных на рис. 1, MIRU профили 25 Beijing-подобных генотипов выдерживают тест на одинаковость скорости эволюции внутренних ветвей (программа Puzzle), поэтому для корректного филогенетического анализа может быть построено корневое древо методом UPGMA (метод невзвешенного попарного группирования с арифметическим усреднением).
Рис. 4
На рис. 4 представлено UPGMA древо Beijing и Beijing-подобных генотипов. В качестве аутгруппы использован профиль M. bovis 1414 (0 генотип). Наиболее генетически далеким от всех остальных Beijing-подобных типов является 160 генотип, располагающийся в корне древа, оригинальный штамм этого генотипа имеет малазийское происхождение [23]. Разделение группы Beijing-подобных генотипов на группу “африканских” и “азиатских” генотипов подтверждается ML картированием с поддержкой 96% квартетов. В свою очередь, “азиатская” группа делится на две подгруппы с поддержкой 83 % ML картированием. Генотипы, достоверно принадлежащие к Beijing семейству, встречаются во всех трех группах. При этом в Восточной Сибири встречаются только генотипы, относящиеся к двум азиатским подгруппам (рис. 4, табл. 2). Исходя из филогенетических построений, можно предполагать, что массированный эпидемический занос “пекинских” (Beijing) штаммов на территорию Восточной Сибири происходил минимум дважды. Интересно, что генотипы “африканского” кластер Beijing-подобных штаммов не встречаются на исследуемой территории, хотя имеются штаммы генетически близкие семейству Africa.
Таблица 2
В табл. 2 серым цветом выделены генотипы, имеющие наиболее общие признаки, соответствующие предлагаемому семейству ASU. В большинстве исследований штаммы ASU-группы встречаются в единичных экземплярах [8, 12, 13, 14, 18, 16, 22, 23]. В базе данных, опубликованной pply [12], нами обнаружено 3 генотипа, соответствующих критерию предлагаемого семейства (табл. 2). В тезисах двух докладов (Ковалев и др. [1] и McHugh et al. [15]) описана ситуация, сходная с настоящим исследованием. В последнем докладе [15] приводится доминирующий генотип, названный Kilimanjaro - 227425113434. В настоящем исследовании мы не обнаружили именно этого генотипа, однако консенсус, характерный для штаммов из Восточной Сибири - 22(>6)225113222, имеет однозначное генетическое сходство с ним. Как уже говорилось выше, основной критерий, по которому можно выделить ASU группу, - это количество повторов - больше 5 в MIRU10 локусе и единственный повтор в MIRU26 локусе.
Полученные данные позволяют предполагать движение основного потока “пекинских” штаммов из Азиатского региона на территорию Сибири. В пользу этого же предположения говорит и имеющийся “градиент” Beijing штаммов, составляющий в Восточной Сибири 71% (настоящее исследование) против 54% в уральской популяции[1]. В обоих случаях им “противостоят” генотипы ASU группы, занимающие второе место по численности.
Заключение
Как и следовало ожидать, подавляющее большинство штаммов, циркулирующих в Восточной Сибири, близки или принадлежат к доминирующему в мире Beijing семейству. Нам не удалось выявить зависимости между наличием устойчивости к антибиотикам (рис. 1) и принадлежности штаммов, циркулирующих в Восточной Сибири, к какому - либо семейству. Эти результаты вполне согласуются с полученными ранее данными [4] по ERIC типированию туберкулезных штаммов в этом же регионе и данными других исследователей по сибирскому региону [3]. Тем не менее, такие результаты несколько расходятся с результатами исследований в других частях России и мира. В большинстве случаев получены данные, свидетельствующие о преобладании антибиотикоустойчивости именно штаммов Beijing семейства [1]. Данные филогенетического анализа предполагают неоднократный занос “пекинского” генотипа на территорию Восточной Сибири. Эпидемическое значение ASU группы в настоящий момент остается не ясным, тем не менее, можно говорить о существовании по меньшей мере 3-х высокоактивных очагов туберкулеза (Восточная Сибирь, Уральский регион и Танзания), в которых данная группа штаммов вносит ощутимый вклад в заболеваемость туберкулезом. Анализ представленных выше результатов свидетельствует о том, что ASU группа относится к “современной линии” туберкулезных генотипов (единственный повтор в MIRU24 локусе) [7, 23]. Предварительные филогенетические исследования показывают значительную генетическую дивергенцию между Beijing и ASU группами, а так же сравнимое время существования обеих групп (филогенетические схемы в настоящем исследовании не представлены). В настоящий момент можно предполагать два сценария взаимоотношений между Beijing и ASU группами туберкулезных штаммов. С одной стороны, ASU группа может оказаться “реликтовым генотипом”, оставшимся от предыдущих эпидемий или пандемий туберкулеза, который вытесняется Beijing генотипом. С другой стороны, нельзя исключать возможность существования ASU группы, как современного эпидемически активного типа туберкулезных штаммов, способных “конкурировать” с доминирующими штаммами пандемического генотипа.
ЛИТЕРАТУРА
1. , , // “Туберкулез сегодня”. - там же - 2003.
2. , , и др. // “Туберкулез сегодня”. - Материалы VII Российского съезда фтизиаторов. - 2003.
3. Норкина И. В. и др. // Молекул. генетика. - 2003. - Т.3. - С.9-17.
4. . , и др. // Молекул. генетика. - 2002. - Т.1. - С.21-24.
5., // Журн. Инф. патол. - 2000. - Vol. 7(3-4). - P.24-28.
6. BoddinghASU B., Rogall T., Flohr T., Blocker E. C., Bottger E. C. // J. Clin. Microbiol. - 1990. - Vol.28. - P.1751-1759.
7. Brosch R., Gordon S. V., Marmiesse M. et al. // PNAS. - 2002. - Vol.99(6). - P.3684-3689.
8. Cowan L. S., Mosher L., Diem L., Massey J. P., Crawford J. T. // J. Clin. Microbiol. - 2002. - Vol.40(5). - P.1592-1602.
9. van Embden J. D., van Gorkom T., Kremer K. et al. // J Bacteriol. - 2000. - Vol.182(9). - P.2393-2401.
10. Felsenstein, J. 1993. PHYLIP (Phylogeny Inference Package) version 3.5c. Distributed by the author. Department of Genetics, University of Washington, Seattle.
11. Glynn J. R., Whiteley J., Bifani P. J. et all // Emerg. Infect. Dis. - 2002. - Vol.8(8) P.843-849 .
12. http://www. ibl. fr/mirus/mirus. html (см. так же http://bacterial-genotyping. igmors. u-psud. fr/bnserver/default. htm)
13. Kwara A., Schiro R., Cowan L. S. et al. // J. Clin. Microbiol. - 2003. - Vol.41(6). - P.2683-2685.
14. Mazars E., Lesjean S., Banuls. A. L. et al // PNAS. - 2001 Vol.98(4). - P.1901–1906.
15. McHugh T. D., Shoren R., Batt S. et al. // “New generation genetic markers and techniques for the epidemiology and control of tuberculosis” Third meeting of concerned action project. - 2003. - P.46.
16. Savine E, Warren RM, van der Spuy GDet al. //J. Clin. Microbiol. - 2002. - Vol.40(12) - P. 4561-4566.
17. Schneider S., Roessli D., Excoffier 2000. Arlequin ver. 2.000: A software for population genetic data analysis. Genetics and Biomtry Laboratory, University of Geneva, Switzeland.
18 Sola C., Filliol I., Legrand E., Lesjean S. et al. // Infect. Genet. Evol. - 2003. - Vol.3(2). - P.125-133.
19. Sreevatsan S., Pan X., Stockbauer K. E. et al. // PNAS - 1997. - Vol.94(18). - P.9869-9874.]
20. Stead W. W., Eisenach K. D., Cave M. D. et al. // .Am J Respir Crit Care Med. - 1995 - Vol. 151(4). - P.1267-1268.
21. Strimmer K., von Haeseler A. PUZZLE: Maximum Likelihood Analysis for Nucleotide, Amino Acid, and Two-State Data, version 4.0, 1997. Zoologisches Institut, Universitaet Muenchen, Muenchen, Germani.
pply P., Warren R. M., Baсuls A.-L. et al. // Mol. Microbiol. - 2003. - Vol.47(2). - P.529-538.
pply P., Lesjean S., Savine E. et al. // J. Clin. Microbiol. - 2001. Vol.39(10). - P.3563-3571.
24.Van de Peer, Y., De Wachter, R. Construction of evolutionary distance trees with TREECON for Windows: accounting for variation in nucleotide substitution rate among sites. - 1997. - Comput. Applic. Biosci. - 1Vol.3 P.227-230.
25. World Health Organization // Global Tuberculosis Control: Surveillance, Planning, Financing. - 2002. - WHO/CDS/TB/2002.295. WHO, Geneva, Switzeland.
Таблица 1
MIRU-VNTR генотипы Beijing и Beijing-подобных штаммов встречающиеся в мире.
№ генотипа\ локуса | 2 | 4 | 10 | 16 | 20 | 23 | 24 | 26 | 27 | 31 | 39 | 40 | Источники |
Генотипы “азиатского происхождения” | |||||||||||||
3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 6 | 3 | 5 | 3 | 3 | [IRK] |
4 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 4 | 3 | 5 | 3 | 3 | [12, 23, IRK] |
5 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 5 | 3 | 5 | 3 | 3 | [12, 18, 23, IRK] |
7 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 5 | 3 | 6 | 3 | 3 | [IRK] |
8 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 3 | 3 | 6 | 3 | 3 | [IRK] |
10 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 3 | [12, 23, IRK] |
13 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 8 | 3 | 5 | 3 | 3 | [12, 22, 23, IRK] |
14 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 4 | 3 | 6 | 3 | 3 | [IRK] |
24 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 3 | [IRK] |
30 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 | [IRK] |
41 | 2 | 0 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 3 | [8, 22] |
75 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 5 | 3 | 3 | 3 | 2 | [22] |
100 | 2 | 2 | 4 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 3 | [22] |
105 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 4 | 4 | [22] |
121 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 4 | 5 | 3 | 3 | [22] |
126 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 6 | 3 | 3 | [12, 23] |
134 | 2 | 2 | 3 | 4 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 3 | [12, 23] |
160 | 2 | 2 | 3 | 3 | 1 | 5 | 1 | 5 | 3 | 5 | 4 | 4 | [12, 23] |
164 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 2 | [12, 23] |
Генотипы “африканского происхождения” | |||||||||||||
32 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 4 | 3 | [8, 12, 22] |
33 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 4 | 3 | [12, 18, 22] |
43 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 4 | 5 | 4 | 3 | [22] |
88 | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 3 | 4 | 3 | [22] |
104 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 3 | 4 | 3 | [22] |
117 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 5 | 1 | 3 | 3 | 5 | 4 | 3 | [22] |
Консенсус | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 5 | 1 | 7 | 3 | 5 | 3 | 3 |
IRK - генотипы обнаруженные в настоящем исследовании
Табл. 2
MIRU-VNTR генотипы ASU штаммов встречающиеся в мире.
№ генотипа\ локуса | 2 | 4 | 10 | 16 | 20 | 23 | 24 | 26 | 27 | 31 | 39 | 40 | Источники |
9 | 2 | 2 | 7 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 2 | 2 | 2 | IRK |
11 | 2 | 1 | 9 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 1 | 2 | IRK |
12 | 2 | 2 | 6 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 2 | 2 | 2 | IRK |
16 | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 2 | 2 | 3 | IRK |
18 | 2 | 1 | 10 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 | IRK |
19 | 2 | 2 | 7 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 2 | 2 | 4 | IRK |
28 | 2 | 2 | 7 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 2 | 2 | 3 | IRK, Россия, Танзания[12, 23] |
63 | 2 | 2 | 5 | 1 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 | Ю. Африка[22]; С. Америка [13] |
78 | 2 | 2 | 3 | 1 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 | Ю. Африка[22] |
162 | 2 | 2 | 8 | 3 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 4 | 3 | 4 | Африка (Танзания) [12] |
212 | 2 | 2 | 8 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 1 | 2 | Франция [12] |
213 | 2 | 1 | 4 | 1 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 | Франция [12] (Страна?) [14] |
Консенсус | 2 | 2 | >5 | 2 | 2 | 5 | 1 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 |
IRK - генотипы обнаруженные в настоящем исследовании
ПОДПИСИ К РИСУНКАМ
Рис. 1 NJ филогенетическое древо и результаты ML картирования 72 штаммов из Восточной Сибири и 62 рефернсных туберкулезных штаммов. Жирны шрифтом выделены ОТЕ (операциональные таксономические единицы) соответствующие штаммам проанализированным в настоящем исследовании. ОТЕ референсных генотипов, взятые из работы [14] обозначены как Beijing и Africa, а генотипы не принадлежащие какому-либо семейству обозначены как NF (все референсные ОТЕ обозначены обычным шрифтом). В названиях референсных генотипов сохранена оригинальная нумерация [14]. Знаком * обозначены ОТЕ принадлежащие ASU группе в соответствие с консенсусом (см. в тексте). Буквенные обозначения штаммов из Восточной Сибири соответствуют: штаммам чувствительным к антибиотикам - susc. Лекарственные препараты к которым устойчивы штаммы обозначены как: St - стрептомицин, Et - этамбутол, En - этионамид, Rf - рифампицин, Iz - изониазид, K - канамицин. NT - устойчивость к лекарственным средствам неизвестна.
Рис. 2 Электрофореграмма 10, 16 и 23 локусов. В треках 1,2,4,6,8,9,10, 13,14,15,17 - Beijing генотип, 7, 11 - ASU генотип, NC - отрицательный контроль. В 10-м локусе полосы в 7-м и 11-ом треках соответствуют 10 и 7 MIRU-VNTR повторам соответственно. Для Beijing типа характерно наличие 3-х повторов в 10-м локусе.
Рис. 3 Распространение Beijing и Beijing-подобных генотипов на территории Иркутской области. Черные столбцы MIRU-VNTR генотипы принадлежащие к семейству Beijing [23]. Светло-серые столбцы обозначают количество Beijing-подобных генотипов встречающихся на территории Иркутской области. По оси ординат номер генотипа из табл. 1. По оси абсцисс количество штаммов данного генотипа встретившихся в настоящем исследовании.
Рис. 4 UPGMA древо Beijing и Beijing-подобные генотипов обнаруженные в настоящем исследовании и в других исследованиях, отражающих их распространение в мире [8, 12, 13, 14, 18, 16, 22, 23]. MIRU профили штаммов приведены в табл. 1, описание приводится в тексте.
1, 1*, 2, 1, 2, 1
MIRU-VNTR ГЕНОТИПИРОВАНИЕ ШТАММОВ Mycobacterium tuberculosis В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ: СЕМЕЙСТВО Beijing ПРОТИВ Kilimanjaro
1ГУЗ Иркутский областной диагностический центр, 2 ГУЗ Иркутский областной противотуберкулезный диспансер, Иркутск.
* e-mail для переписки [email protected]
Проведено изучение 72 штаммов M. tuberculosis, выделенных от больных из различных районов Восточной Сибири, по минисателлитным повторам MIRU-VNTR. Построены филогенетические древа взаимоотношений между исследуемыми штаммами и штаммами из других регионов мира методами филогенетического анализа - NJ, UPGMA и ML. Приводятся филогенетические доказательства преобладания семейства Beijing и Beijing-подобных штаммов (71%) в регионе. Кроме того, обнаружена группа штаммов (11%) с устойчивым генотипом, названная ASU (Африкано-Сибирско-Уральской) группой. Как доминирующий признак группы ASU выделено сцепление между локусом MIRU10 (5-10 повторов) и MIRU26 (единственный повтор). По предварительным данным, помимо Восточной Сибири, штаммы ASU группы встречаются на Урале и в Африке (Танзания, генотип - Kilimanjaro). MIRU-VNTR консенсус ASU группы для Восточной Сибири 22(>6)225113222.
Medvedeva T. V.1, Ogarkov O. B.1*, Nekipelov O. M.2, Ushakov I. V.1, Kozyakova E. S. 2 , Skvortsova R. G.1
MIRU-VNTR GENOTYPING STRAINS Mycobacterium tuberculosis IN EAST SIBERIA: FAMILY OF Beijing VERSUS Kilimanjaro
The 72 M. tuberculosis strains from patients of different East Siberian regions were investigated by MIRU-VNTR repeats. Phylogenetic trees of relationship between investigated strains and strains from other regions of the world were built by NJ, UPGMA and ML methods. Phylogenetic evidences of prevalence Beijing and Beijing-like strains (71%) in region is given. In addition, there was found the group of strains (11%) with the robust genotype, it was called as ASU (African-Siberian-Ural). As a dominant character of ASU group it was shown the linkage between locus MIRU10 (5-10 repeats) and MIRU26 (the only repeat). According to the previous data stains of ASU group may also to persist in Ural and Africa (Tanzania, genotype - Kilimanjaro). MIRU-VNTR consensus of ASU group for East Siberia is 22(>6)225113222.
* - correspondent author *****@***baikal.ru
Для переписки:
664047, Иркутск, Байкальская 109,
Иркутский областной диагностический центр,
телефон (3952)211-230
Зав. лабораторией молекулярной биологии, к. б.н.,
Эл. почта *****@***baikal. ru
