В Якутии и Бурятии выявлены уникальные реликтовые генотипы туберкулеза
Наука молодая
Олег Борисович, о молекулярной эпидемиологии туберкулеза мало что известно. Что это за направление в науке?
Олег Огарков: Действительно, наша дисциплина достаточно молода, ее история началась в 1990-х годах, когда в Нью-Йорке произошла вспышка туберкулеза со множественной лекарственной устойчивостью среди ВИЧ-инфицированных.
Тогда исследователи из Public Health Research Institute провели "геномную дактилоскопию" применительно к штаммам возбудителей туберкулеза. И обнаружили, что вспышка была вызвана штаммом с уникальным генетическим портретом. С тех пор это направление стало активно развиваться.
В Иркутске одним из первых им заинтересовался бывший директор Лимнологического института Сибирского отделения РАН, академик РАН Михаил Александрович Грачев. Я тогда работал в этом институте и ездил в США по обмену опытом. В полной мере изучать молекулярную биологию возбудителей туберкулеза, циркулирующих в Иркутской области и соседних регионах, продолжил, уже работая в Иркутском диагностическом центре. А потом и в Научном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека, где это направление стало одним из ключевых.
Кто еще в России этим занимается?
Олег Огарков: Наиболее активно - лаборатория молекулярной эпидемиологии и эволюционной генетики в НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера в Санкт-Петербурге. Ее сотрудники "отслеживают" туберкулез в европейской части России. Востоком страны, Сибирью, в основном, занимаемся мы. К сожалению, в России нет единой системы эпидемиологического надзора туберкулеза молекулярными методами.
Паспорт для микобактерии
Каковы результаты этой работы? Что важное удалось узнать о туберкулезе?
Олег Огарков: Если говорить о нашей общей работе с коллегами из Санкт-Петербурга, то сравнение результатов исследований показали, что спектр доминирующих генотипов туберкулеза на востоке и западе страны принципиально не отличаются. Доминирующим генотипом в России является так называемый Пекинский генотип или его субтипы.
Также были выявлены несколько уникальных реликтовых генотипов в Якутии и Бурятии. Они позволяют нам выстраивать филогеографию распространения заболевания на территории России и близлежащих стран.
Было определено, что в Якутию туберкулез был привезен в XVI-XVII веках русскими поселенцами. Оказалось, на этой территории распространен не пекинский генотип, а европейский штамм, который встречается также у аборигенов Канады, Новой Зеландии и у жителей Якутии. Таким образом, мы получаем представление, как распространялся туберкулез.
Кстати, для Якутии этот генотип весьма важен с точки зрения эпидемиологии. Он является носителем заболевания с множественной и широкой лекарственной устойчивостью.
Всемирная организация здравоохранения поставила задачу: на 80 процентов снизить на планете заболеваемость туберкулезом к 2030 году (по сравнению с 2015 годом). Какой вклад в это молекулярной эпидемиологии?
Олег Огарков: Она позволяет получать новые знания о динамике и закономерностях географического распространения инфекции, о микроэволюционных изменениях в геноме, приводящих, к примеру, к развитию лекарственной устойчивости, изучить макроэволюцию патогена.
Что дает это знание практическому здравоохранению?
Олег Огарков: Существует целый ряд задач, которые нужно решить, прежде чем мы начнем следить за динамикой движения штаммов. Все страны, которые ввели эту систему, имеют уровень заболеваемости туберкулезом на порядок ниже, чем у нас. И количество штаммов, которые они генотипируют, в десятки раз меньше.
То есть ваша работа на будущее?
Олег Огарков: Да, мы проводим академический мониторинг движения генотипов M.tuberculosis. Это и есть формирование базы знаний, наблюдений, информации, которые впоследствии приобретут первостепенное значение и в России. Ни одна программа ВОЗ по ликвидации туберкулеза не обойдется без этих научных данных.
Вспомните коронавирус. Прошла вакцинация, мы получили коллективный иммунитет, а штамм поменялся, инфекция никуда не делась. И за ней наблюдение продолжается. Кстати, именно пандемия COVID-19 произвела большую революцию в плане внедрения в клиническую практику передовых методов эпиднадзора.
Изучить и лечить
Что дает врачам возможность "заглянуть в паспорт" микобактерии туберкулеза?
Олег Огарков: Любой генотип, любой штамм может приобрести повышенную вирулентность, патогенность, распространиться в популяции. И это требует динамического наблюдения изо дня в день.
Например, тот же Пекинский генотип и его субтитры известны своей повышенной вирулентностью, способностью быстро адаптироваться к иммунной системе макроорганизма. При этом, как я уже сказал, он отличается множественной и широкой лекарственной устойчивостью.
Чем она опасна? И как здесь способна помочь молекулярная эпидемиология?
Олег Огарков: Множественная лекарственная устойчивость требует более дорогостоящих и токсичных для пациента препаратов для лечения.
Да, мы не занимаемся изобретением новых антибиотиков. Но полногеномное секвенирование, к примеру, позволяет прочитать как полный геном, так и отдельные гены, вызывающие устойчивость к тому или иному препарату. Для молекулярного биолога найти мутацию в конкретном гене - довольно большая и кропотливая работа. Мы же создали компьютерную программу, которая в разы ускоряет и облегчает определение мутации.
Не так давно сотрудник нашей лаборатории Вячеслав Синьков, исследуя геномы европейского штамма, выяснил, что в Молдавии прямо сейчас развивается вспышка туберкулеза, вызванная этим штаммом. Причем, этот генотип мутировал. Если раньше он считался слабым и неопасным, то сейчас в геномах возбудителя возникла группа мутаций, которые ответственны за множественную и широкую лекарственную устойчивость. В итоге этот штамм распространяется в Молдавии и Беларуси, вызывая проблемы при лечении больных туберкулезом в этих странах.