Место эндемичного для республики Саха (Якутия) генотипа S возбудителя туберкулеза в глобальной филогении по результатам полногеномного секвенирования

Цель исследования: оценить устойчивость циркуляции генотипа S и S-подобных штаммов M. tuberculosis (МБТ) на территории Республики Саха (Якутия) за 12-летний период и провести их филогенетическую идентификацию относительно Евро-Американской сублинии L4.4.

Материалы и методы. В период с 2009 по 2022 гг. молекулярно-генетическими методами исследовано 513 штаммов МБТ от больных туберкулезом легких. Обнаружено 92 изолята, принадлежащих генотипу S или имевшему S-подобный генетический профиль. Проведено полногеномное секвенирование пяти штаммов генотипа S, циркулировавших на территории РС (Я) в 2020–2022 гг. Выполнен глобальный филогенетический анализ и определены эволюционные взаимоотношения полученных геномов, разработан ПЦР-РВ тест для экспресс-выявления штаммов генотипа S.

Результаты. Наблюдается устойчивая циркуляция МБТ S и S-подобных генотипов на территории РС (Я), принадлежащих Евро-Американской сублинии L4.4, подтип L4.4.1.1. Эволюционная модель подтвердила ранее высказанную нами гипотезу о том, что распространение генотипа S среди коренного населения Якутии связано с массовыми контактами с русскими переселенцами, начиная с 17 века.

Заключение. Распространение штаммов МБТ Евро-Американской сублинии L4.4, подтип L4.4.1.1 среди коренного населения Новой Зеландии, Канады и Якутии в 17–19 веках имеет большое сходство.

1. Евдокимова Н. Е., Винокурова М. К., Алексеева Г. И., Кравченко А. Ф., Жданова С. Н., Огарков О. Б., Савилов Е. Д. Клинико-бактериологическая характеристика туберкулеза легких с генотипом S Mycobacterium tuberculosis в Республике Саха (Якутия) // Туберкулёз и болезни лёгких. – 2019. – Т. 97, № 6. – С. 54–55.

2. Евдокимова Н. Е., Винокурова М. К., Жданова С. Н., Огарков О. Б., Кравченко А. Ф., Савилов Е. Д. Результаты лечения новых случаев туберкулеза легких в зависимости от основных генотипов Mycobacterium tuberculosis в Республике Саха (Якутия) // Туберкулёз и болезни лёгких. – 2021. – Т. 99, № 1. – С. 41–47.

3. Жданова С. Н., Алексеева Г. И., Огарков О. Б., Кравченко А. Ф., Зоркальцева Е. Ю., Винокурова М. К., Савилов Е. Д. Сравнительный анализ генотипов Mycobacterium tuberculosis в республике Саха (Якутия) и Иркутской области // Якутский медицинский журнал. – 2013. – № 1 (41). – С. 68–71.

4. Жданова С. Н., Огарков О. Б., Алексеева Г. И., Винокурова М. К., Синьков В. В., Астафьев В. А., Савилов Е. Д., Кравченко А. Ф. Генетическое разнообразие изолятов микобактерий туберкулеза из Республики Саха (Якутия), Россия // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. – 2016. – Т. 34, № 2. – С. 43–48.

5. Жданова С. Н., Огарков О. Б., Лац А. А., Зарбуев А. Н., Бадлеева М. В., Унтанова Л. С., Савилов Е. Д. Выявление убиквитарных и эндемичных генотипов Mycobacterium tuberculosis на территории республики Бурятия // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. – 2014. – № 2. – С. 12-

6. Синьков В. В., Савилов Е. Д., Огарков О. Б. Реконструкция эпидемической истории «пекинского» генотипа Mycobacterium tuberculosis в России и странах бывшего СССР по результатам сполиготипирования // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. – 2011. – № 3. – С. 25–29.

7. Синьков В. В., Савилов Е. Д., Огарков О. Б. Эпидемиология туберкулеза в России: эпидемиологические и исторические доказательства в пользу сценария распространения "пекинского" генотипа M. tuberculosis в XX веке // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. – 2010. – № 6 (55). – С. 23–28.

8. Dabernat H., Thèves C., Bouakaze C., Nikolaeva D., Keyser C., Mokrousov I., Géraut A., Duchesne S., Gérard P., Alexeev A.N., Crubézy E., Ludes B. Tuberculosis epidemiology and selection in an autochthonous Siberian population from the 16th–19th century // PLoS One. – 2014. – Vol. 9, №2. – Р. e89877. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0089877

9. David M. Hillis, James J. Bull, An Empirical Test of Bootstrapping as a Method for Assessing Confidence in Phylogenetic Analysis // Systematic Biology. – 1993. – Vol. 42, № 2. – P. 182–192. https://doi.org/10.1093/sysbio/42.2.182

10. Homolka S., Projahn M., Feuerriegel S., Ubben T., Diel R., Nübel U., Niemann S. High resolution discrimination of clinical Mycobacterium tuberculosis complex strains based on single nucleotide polymorphisms // PLoS One. – 2012. – Vol. 7, № 7. – P. e39855. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0039855

11. Lew J. M., Kapopoulou A., Jones L. M., Cole S. T. TubercuList-10 years after // Tuberculosis (Edinb). – 2011. – Vol. 91, № 1. – P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.tube.2010.09.008

12. Li H., Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform // Bioinformatics. – 2009. – Vol. 25, № 14. – P. 1754–1760. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp324

13. Li H., Handsaker B., Wysoker A., Fennell T., Ruan J., Homer N., Marth G., Abecasis G., Durbin R. 1000 Genome Project Data Processing Subgroup. The Sequence Alignment/Map format and SAMtools // Bioinformatics. – 2009. – Vol. 25, № 16. – P. 2078–2079. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp352

14. Minh B. Q., Schmidt H. A., Chernomor O., Schrempf D., Woodhams M. D., Haeseler A. von, Lanfear R. IQ-TREE 2 New models and efficient methods for phylogenetic inference in the genomic era // Molecular Biology and Evolution – 2020.– Vol. 37. – P. 1530–1534. https://doi.org/10.1093/molbev/msaa015

15. MIRU. URL: http://www.miru-vntrplus.org/MIRU/miruinfo.faces;jsessionid=89112F274226E781C7B0B0D9118FDD70

16. Mulholland C. V., Shockey A. C., Aung H. L., Cursons R. T., O'Toole R. F., Gautam S. S., Brites D., Gagneux S., Roberts S. A., Karalus N., Cook G. M., Pepperell C. S., Arcus V. L. Dispersal of Mycobacterium tuberculosis Driven by Historical European Trade in the South Pacific // Front. Microbiol. – 2019. – Vol. 10. – P. 2778. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02778

17. Pepperell C. S., Granka J. M., Alexander D. C., Behr M. A., Chui L., Gordon J., Guthrie J. L., Jamieson F. B., Langlois-Klassen D., Long R., Nguyen D., Wobeser W., Feldman M. W. Dispersal of Mycobacterium tuberculosis via the Canadian fur trade // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2011. – Vol. 108, № 16. – P. 6526–31. https://doi.org/10.1073/pnas.1016708108

18. SNP BSATool https://zenodo.org/record/3352204#.Y_XkC3ZByUk

19. Stucki D., Brites D., Jeljeli L., Coscolla M., et al. Mycobacterium tuberculosis lineage 4 comprises globally distributed and geographically restricted sublineages. Nat Genet. – 2016. – Vol. 48, № 12. – P. 1535–1543. https://doi.org/10.1038/ng.3704