Штамм возбудителя туберкулеза, обнаруженный на Дальнем Востоке, оказался высоколетальным

Ключевой фактор формирования структуры популяции Mycobacterium tuberculosis — патобиология штаммов: устойчивость к антибиотикам, вирулентность, выживаемость, иммуногенность. При этом генетические варианты возбудителя туберкулеза существенно различаются по клиническому и/или эпидемиологическому значению. Коллектив авторов из Санкт-Петербурга, Иркутска, Омска, и Бурятии опубликовал в журнале Emerging Microbes & Infections результаты исследования вирулентности двух российских штаммов на мышиной модели.

Среди филогенетических линий M. tuberculosis наиболее изучен генотип Beijing по причине его глобального распространения и большой эпидемиологической значимости. Он подразделяется на две ветви, или сублинии — предковую (древнюю) и современную (эволюционно более молодую). По данным исследования, проведенного в Бразилии и Мозамбике, странах с низкой распространенностью штаммов Beijing, штаммы современной сублинии Beijing были в основном высокопатогенными, в отличие от низковирулентных штаммов древней сублинии.

 Схема эволюции генотипа Beijing M. tuberculosis. Слева — мутации, которые привели к возникновению сублиний. Кластеры, представленные в настоящем исследовании, выделены полужирным. Информация по кластерам учитывает ранее опубликованные и новые результаты. МЛУ/ШЛУ — множественная/широкая лекарственная устойчивость. Неожиданно, что «древний» 14717-15 оказался высоколетальным. (На основе иллюстрации к статье в Emerging Microbes & Infections. 2021 DOI: 10.1080/22221751.2021.1967704 | И.В. Мокроусов)

Современная сублиния распространена по всему миру. К ней относятся «успешный» российский штамм Beijing B0/W148, CAO (Central Asian Outbreak), Central Asian/Russian. Штаммы древней сублинии генотипа Beijing редко встречаются за пределами Восточной Азии, как правило, они чувствительны к антибиотикам, и их вирулентность малоизучена.

Авторы исследования недавно продемонстрировали увеличение распространенности штаммов древней линии в Сибири, а также их сильную ассоциацию с множественной и широкой лекарственной устойчивостью (МЛУ/ШЛУ). Один из кластеров, Beijing 1071-32, был относительно распространен в Омске (7%), а также спорадически встречался в разных регионах РФ с середины 1990-х годов. Второй кластер, Beijing 14717-15, обнаружен только в азиатской части России, с градиентом от 2,6% в Омске до 16% в Бурятии.

В новой работе исследователи оценили вирулентность российских штаммов M. tuberculosis древней сублинии Beijing. Работа была выполнена при поддержке РНФ (грант 19-14-00013, руководитель проекта — д.б.н. И.В. Мокроусов, Институт им. Пастера).

Штаммы 6691 (1071-32) и 396 (14717-15), а также референс-штамм H37Rv были исследованы на мышах линии C57BL/6. Оба изученных клинических штамма были мультирезистентными, но по вирулентности и летальности сильно различались. Штамм 14717-15 из Бурятии приводил к очень высокой смертности животных, большей потере веса, более высокой бактериальной нагрузке и более тяжелой патологии легких. Как показало сравнение с опубликованными данными по другим российским эпидемическим штаммам генотипа Beijing (B0/W148, CAO, Central Asian/Russian), геновариант 14717-15 — наиболее летальный из всех российских генотипов M. tuberculosis.

Другой изученный генетический кластер, «омский» Beijing 1071-32, напротив, оказался низковирулентным и низколетальным. Эти экспериментальные данные, а также широкая распространенность генотипа 1071-32 в странах бывшего Советского Союза при низкой частоте встречаемости, соответствуют общепринятому мнению, что множественные мутации лекарственной устойчивости снижают приспособленность и вирулентность, и как следствие, трансмиссивность.

Предыдущие исследования в странах Азии показали, что трансмиссивные (быстро передающиеся) штаммы являются также и высоковирулентными, и наоборот. Однако высоколетальный и гипервирулентный штамм Beijing 14717-15 заметно распространен в Бурятии и только спорадически встречается за ее пределами. При этом его более широкое распространение было вполне возможно по причине существенного оттока населения из Бурятии ( 400 тысяч человек с начала 1990-х годов) из-за миграции в экономически более развитые регионы. В реальности, однако, этот штамм практически невидим в других регионах. Это может объясняться популяционными особенностями иммунной системы человека и генетикой штамма, а также их взаимодействием в процессе локальной коэволюции, отмечают авторы.