Использование ПЦР с гидролизными зондами для выявления мутаций устойчивости к фторхинолонам у Mycobacterium tuberculosis
https://doi.org/10.29235/1814-6023-2023-20-2-158-167
Анатацыя
Ранняя диагностика резистентности к фторхинолонам дает возможность своевременно начать адекватную терапию и повышает шансы на благоприятный исход заболевания. Использование молекулярно-генетических методов исследования позволяет получить в течение 1–2 сут результаты определения устойчивости Mycobacterium tuberculosis к противотуберкулезным лекарственным средствам, в то время как при использовании классических методов результаты становятся известны почти через 1–2 мес.
Цель работы – разработка метода детекции M. tuberculosis и точечных мутаций в 90, 91, 94-м кодонах gyrA гена, ассоциированных с устойчивостью к фторхинолонам.
Исследовано 88 культур микобактерий: M. tuberculosis (n = 81), M. tuberculosis H37Rv, M. chelonae (n = 1), M. gordonae (n = 1), M. fortuitum (n = 1) и 3 изолята других нетуберкулезных микобактерий. Типы мутаций в гене gyrA изучены с помощью разработанного метода ПЦР в реальном времени, стандартного метода GenoType MTBDRsl (HAIN, Германия) и секвенирования по Сэнгеру. Анализ мутаций в gyrA гене 78 изолятов M. tuberculosis показал, что доминирующими были мутации p.Asp94Gly и p.Ala90Val, которые идентифицированы у 21 и 27 изолятов соответственно: в структуре мутаций на их долю приходится 64 %. У M. tuberculosis встречались также мутации p.ASP94ALA и p.ASP94TYR/HIS – у 6 (8,0 %) и 9 (12,0 %) изолятов соответственно. У одного штамма присутствовала мутация в 88-м кодоне и у одного штамма найдена двойная мутация (ALA90VAL и ASP94GLY). Результаты по выявлению мутаций разработанным методом ПЦР в реальном времени совпадают с результатами GenoType MTBDRsl и секвенирования. Разработанный метод ПЦР в реальном времени демонстрирует высокую частоту совпадений с данными фенотипического определения устойчивости к офлоксацину и результатами тестирования с помощью стандартного метода GenoType MTBDRsl и секвенирования. С помощью данного метода можно выявлять возбудителей туберкулеза, дискриминировать мутации p.ALA90VAL, p.SER91PRO, p.ASP94ALA, p.ASP94TYR/HIS, p.ASP94GLY, p.ASP94ASN, что позволяет диагностировать устойчивость к фторхинолонам.
Аб аўтарах
В. СлизеньБеларусь
Л. Суркова
Беларусь
Г. Гуревич
Беларусь
Спіс літаратуры
1. Fluoroquinolone resistance in Mycobacterium tuberculosis and mutations in gyrA and gyrB / A. Von Groll [et al.] // Antimicrob. Agents Chemother. – 2009. – Vol. 53, N 10. – P. 4498–4500. https://doi.org/10.1128/AAC.00287-09
2. Population-based resistance of Mycobacterium tuberculosis isolates to pyrazinamide and fluoroquinolones: results from a multicountry surveillance project / M. Zignol [et al.] // Lancet Infect. Dis. – 2016. – Vol. 16, N 10. – P. 1185–1192. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(16)30190-6
3. Zhang, Y. Mechanisms of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis: update 2015 / Y. Zhang, W.-W. Yew // Int. J. Tuberc. Lung Dis. – 2015. – Vol. 19, N 11. – P. 1276–1289. https://doi.org/10.5588/ijtld.15.0389
4. Extensively drug-resistant tuberculosis: epidemiology and management challenges / K. Dheda [et al.] // Infect. Dis. Clin. – 2010. – Vol. 24, N 3. – P. 705–725. https://doi.org/10.1016/j.idc.2010.05.001
5. Extensively drug-resistant tuberculosis, Italy and Germany / G. B. Migliori [et al.] // Emerg. Infect. Dis. – 2007. – Vol. 13, N 5. – P. 780–782. https://doi.org/10.3201/eid1305.060200
6. Extensively drug–resistant, tuberculosis in South Korea: risk factors and treatment outcomes among patients at a tertiary referral hospital / C. Y. Jeon [et al.] // Clin. Infect. Dis. – 2008. – Vol. 46, N 1. – P. 42–49. https://doi.org/10.1086/524017
7. Collins, C. H. In–vitro susceptibility of mycobacteria to ciprofloxacin / C. H. Collins, A. H. Uttley // J. Antimicrob. Chemother. – 1985. – Vol. 16, N 5. – P. 575–580. https://doi.org/10.1093/jac/16.5.575
8. Drlica, K. Fluoroquinolones: action and resistance / K. Drlica, M. Malik // Curr. Top Med. Chem. – 2003. – Vol. 3, N 3. – P. 249–282. https://doi.org/10.2174/1568026033452537
9. Epidemiology and clinical management of XDR–TB: a systematic review by TBNET / G. Sotgiu [et al.] // Eur. Resp. J. – 2009. – Vol. 33, N 4. – P. 871–881. https://doi.org/10.1183/09031936.00168008
10. Fluoroquinolone resistance: mechanisms, impact on bacteria, and role in evolutionary success / L. S. Redgrave [et al.] Trends Microbiol. – 2014. – Vol. 22, N 8. – P. 438–445. https://doi.org/10.1016/j.tim.2014.04.007
11. Multidrug-resistant and extensively drug-resistant Mycobacterium tuberculosis: epidemiology and control / A. Matteelli [et al.] // Expert Rev. Anti-infect. Ther. – 2007. – Vol. 5, N 5. – P. 857–871. https://doi.org/10.1586/14787210.5.5.857
12. Alangaden, G. J. The clinical use of fluoroquinolones for the treatment of mycobacterial diseases / G. J. Alangaden, S. A. Lerner // Clin. Infect. Dis. – 1997. – Vol. 25, N 5. – P. 1213–1221. https://doi.org/10.1086/516116
13. Cambau, E. Amplification and nucleotide sequence of the quinolone resistance-determining region in the gyrA gene of mycobacteria / E. Cambau, W. Sougakoff, V. Jarlier // FEMS Microbiol. Lett. – 1994. – Vol. 116, N 1. – P. 49–54. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1994.tb06674.x
14. Cloning and nucleotide sequence of Mycobacterium tuberculosis gyrA and gyrB genes and detection of quinolone resistance mutations / H. E. Takiff [et al.] // Antimicrob. Agents Chemother. – 1994. – Vol. 38, N 4. – P. 773–780. https://doi.org/10.1128/AAC.38.4.773
15. Comprehensive treatment of extensively drug-resistant tuberculosis / C. D. Mitnick [et al.] // New Engl. J. Med. – 2008. – Vol. 359, N 6. – P. 563–574. https://doi.org/10.1056/NEJMoa0800106
16. Piddock, L. J. V. Mechanisms of resistance to fluoroquinolones: state-of-the-art 1992–1994 / L. J. V. Piddock // Drugs. – 1995. – Vol. 49, suppl. 2. – P. 29–35. https://doi.org/10.2165/00003495-199500492-00006
17. Whole-genome sequencing has the potential to improve treatment for rifampicin-resistant tuberculosis in high-burden settings: a retrospective cohort study / H. Cox [et al.] // J. Clin. Microbiol. – 2022. – Vol. 60, N 3. – P. e02362–21. https://doi.org/10.1128/jcm.02362-21
18. Multidrug-resistant tuberculosis in Europe, 2010–2011 / G. Günther [et al.] // Emerg. Infect. Dis. – 2015. – Vol. 21, N 3. – P. 409. https://doi.org/10.3201/eid2103.141343
19. Yin, X. Mutation characterization of gyrA and gyrB genes in levofloxacin-resistant Mycobacterium tuberculosis clinical isolates from Guangdong Province in China / X. Yin, Z. Yu // J. Infect. – 2010. – Vol. 61, N 2. – P. 150–154. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2010.05.001
20. Molecular characterization of ofloxacin-resistant Mycobacterium tuberculosis strains from Russia / I. Mokrousov [et al.] // Antimicrob. Agents Chemother. – 2008. – Vol. 52, N 8. – P. 2937–2939. https://doi.org/10.1128/AAC.00036-08
21. Fluoroquinolone susceptibility among Mycobacterium tuberculosis isolates from the United States and Canada / L. Bozeman [et al.] // Clin. Infect. Dis. – 2005. – Vol. 40, N 3. – P. 386–391. https://doi.org/10.1086/427292
##reviewer.review.form##
Для цытавання:
Слизень В.В., Суркова Л.К., Гуревич Г.Л. Использование ПЦР с гидролизными зондами для выявления мутаций устойчивости к фторхинолонам у Mycobacterium tuberculosis. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. 2023;20(2):158-167. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2023-20-2-158-167
For citation:
Slizen V.V., Surkova L.K., Gurevich G.L. PCR with hydrolysis probes for detection of fluoroquinolone resistance mutations in Mycobacterium tuberculosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series. 2023;20(2):158-167. (In Russ.) https://doi.org/10.29235/1814-6023-2023-20-2-158-167