Популяционная структура субтипа B0/W148 Mycobacterium tuberculosis : филогенетический анализ и особенности генотипической лекарственной устойчивости

Обоснование. Субтип B0/W148 принадлежит к филогенетической линии L2 Mycobacterium tuberculosis и наиболее часто встречается в странах бывшего Советского Союза. Для эффективного эпидемиологического контроля необходимы тест-системы, способные выявлять генетические варианты возбудителя. Изучение генетического разнообразия штаммов B0/W148 и поиск молекулярных маркеров, пригодных для их генотипирования, являются ключевыми этапами в разработке таких диагностических инструментов.

Цель исследования. Изучение филогенетического разнообразия субтипа B0/W148, циркулирующего на территории Российской Федерации и сопредельных стран, для выявления уникальных клад и поиска специфических молекулярных маркеров, пригодных для их точной идентификации.

Материалы и методы. В исследовании были использованы образцы ДНК штаммов B0/W148 (n = 34), изолированных в различных регионах РФ, а также геномные данные, полученные из SRA NCBI (Sequence Read Archive of the National Center for Biotechnology Information) (n = 419). Для анализа генетического разнообразия и выявления молекулярных маркеров использовались методы филогенетического анализа и анализа главных компонент (PCA, principal component analysis) полногеномных данных (WGS, whole genome sequencing). Была проведена эволюционная реконструкция возраста выявленных клад.

Результаты. Анализ геномов B0/W148 (n = 453) обнаружил, что они подразделяются на три филогенетические клады: B – базальную (Basal), M – малую (Minor) и P – основную (Principal). Было установлено, что специфические мутации в кладах M и P позволяют выполнять их дифференциальную диагностику. Для клады M уникальной является мутация 4137219T>G, а для клады P – мутация 2241091C>T. Среди штаммов, относящихся к кладе B, характерных мутаций обнаружено не было. Кроме этого, для клад были выявлены уникальные профили мутаций в генах, отвечающих за лекарственную устойчивость.

Заключение. Исследование показало, что штаммы B0/W148 представляют собой генетически гетерогенную популяцию, разделённую на клады B, M и P. Клады M и P имеют уникальные мутации, позволяющие проводить их идентификацию. Также было установлено, что все клады характеризуются наличием специфических профилей мутаций в генах лекарственной устойчивости.