epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2020-19-3-41-45epidemiology-1029Research ArticleПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭПИДЕМИОЛОГИИ И ВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКИPRACTICAL ASPECTS OF EPIDEMIOLOGY AND VACCINE PREVENTIONРаспространение эндемичных субклонов Beijing B0/W148 M. tuberculosis на территориях Сибирского и Дальневосточного федеральных округов по результатам полногеномного секвенированияDispersal of Beijing B0/W148 M. tuberculosis Endemic Subclones in Territories of the Siberia and Far Eastern Federal District by Whole Genome Studyhttps://orcid.org/0000-0002-6449-5060ХромоваП. А.KhromovaP. A.

Хромова Полина Андреевна - младший научный сотрудник Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека.

Иркутск.

Polina A. Khromova -Junior Research of Scientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems.

Irkutsk.

polina.and38@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3396-9590СиньковВ. В.SinkovV. V.

Синьков Вячеслав Владимирович - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека».

Иркутск.

Vyacheslav V. Sinkov - Cand. Sci. (Med.), Senior Research of Scientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems.

Irkutsk.

vsinkov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9217-6876СавиловЕ. Д.SavilovE. D.

Савилов Евгений Дмитриевич - доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека.

Иркутск.

Evgeniy D. Savilov - Dr. Sci. (Med.), Professor, Chief Research Officer of Scientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems.

Irkutsk.

savilov47@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7160-9700ЖдановаС. Н.ZhdanovaS. N.

Жданова Светлана Николаевна - доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека.

Иркутск.

Svetlana N. Zhdanova - Dr. Sci. (Med.), Senior Research Officer of Scientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems.

Irkutsk.

svetnii@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3168-1983ОгарковО. Б.OgarkovO. B.

Огарков Олег Борисович - доктор медицинских наук, заведующий отделом эпидемиологии и микробиологии Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека.

Иркутск.

Oleg B. Ogarkov - Dr. Sci. (Med.), Head of the Department of Epidemiology and Microbiology of Scientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems.

Irkutsk.

obogarkov@mail.ruНаучный центр проблем здоровья семьи и репродукции человекаРоссияScientific Center of Family Health and Human Reproduction Problems AbstractRussian Federation2020140720201934145Copyright © Хромова П.А., Синьков В.В., Савилов Е.Д., Жданова С.Н., Огарков О.Б., 20202020Хромова П.А., Синьков В.В., Савилов Е.Д., Жданова С.Н., Огарков О.Б.Khromova P.A., Sinkov V.V., Savilov E.D., Zhdanova S.N., Ogarkov O.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/1029

Актуальность. Впервые описана генетическая неоднородность эпидемического кластера B0/W148, являющегося наиболее «успешным» штаммом возбудителя туберкулеза в России и в мире. Цель. Создание эпидемиологической модели распространения штаммов туберкулеза B0/W148 на территории Сибирского и Дальневосточного федеральных округов (СФО и ДФО) с выявлением генетической взаимосвязи между исследуемыми штаммами и изолятами из западных регионов России. Результаты и обсуждения. Проведено сравнительное исследование распределения однонуклеотидного полиморфизма (SNP) в геномах 20 штаммов из СФО и ДФО с аналогичными данными от 62 близкородственных штаммов из западных регионов России. На основе байесовского филогенетического древа построена эпидемиологическая модель возникновения и распространения высокотрансмиссивных штаммов M. tuberculosis кластера B0/W148 в России. По результатам моделирования выявлены и охарактеризованы Сибирский и Якутский субкластеры B0/W148.

Relevance. The heterogeneity of the epidemic cluster B0/W148 in Russia is described for the first time. Aim of investigation was to create an epidemic model of tuberculosis strains B0/W148 spreading in Siberian Federal District (SFD) and Far Eastern Federal District (FEFD) and to identify the genetic relationship between the studied strains. Results and discussion. A comparative study of single nucleotide polymorphism (SNP) distribution in genomes of 20 strains from the SFD and FEFD and similar data in 62 strains from other regions of Russia was carried out. Based on Bayesian phylogenetic analysis was proposed epidemiological model of the emergence and spread of highly transmissible strains the B0/W148 cluster of M. tuberculosis in Russia. Siberian and Yakutian subclusters were identified and characterized by the simulation results.

туберкулезэндемичные субклоны B0/W148NGSфилогенетический анализДальневосточный федеральный округ (ДФО)Сибирский федеральный округ (СФО)tuberculosisendemic subclones B0/W148NGSphylogenetic analysisFar Eastern Federal DistrictSiberian Federal DistrictReferencesWorld Health Organisation. Global tuberculosis report 2018. France: World Health Organization; 2018.World Health Organisation. Global tuberculosis report 2018. France: World Health Organization; 2018.Эпидемическая ситуация по туберкулезу в Российской Федерации в 2018 году. 2018. Доступно на: https://mednet.ru/images/materials/CMT/2018_god_tuber-kulez_epidsituaciya.pdf. Ссылка активна на 06.04.2020.Epidemicheskaya situatsiya po tuberkulezu v Rossiyskoy Federatsii v 2018 godu; 2018. Available at: https://mednet.ru/images/materials/CMT/2018_god_tuberkulez_epid-situaciya.pdf. Accessed: 06 April 2020. (In Russ).Васильева И. А., Белиловский Е. М., Борисов С. Е. и др. Туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя в странах мира и в Российской Федерации. // Туберкулез и болезни легких. 2017. Т. 95. № 11. С. 5-17.Vasilyeva IA, Belilovsky EM, Borisov SE, et al. Multidrug resistant tuberculosis in the countries of the outer world and in the Russian Federation. Tuberculosis and Lung Diseases. 2017; 95 (11): 5-17. (In Russ.). doi:10.21292/2075-1230-2017-95-11-5-17Алексеева Т. В., Ревякина О. В., Филиппова О. П. и др. Туберкулез в Сибирском и Дальневосточном федеральных округах (2007-2016 гг.). // Туберкулез и болезни легких. 2017. Т. 95. № 8. С. 12-17.Alekseeva TV, Revyakina OV, Filippova OP, et al. Tuberculosis in Siberian and Far Eastern federal districts (2007-2016). Tuberculosis and Lung Diseases. 2017;95(8):12-17. (In Russ.). doi:10.21292/2075-1230-2017-95-8-12-17.Mokrousov I, Otten T, Vyazovaya A et al. PCR-based methodology for detecting multidrug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis Beijing family circulating in Russia. //European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. 2003. Vol. 22. N 6. P. 342-348.Mokrousov I, Otten T, Vyazovaya A, Limeschenko E, et al. PCR-based methodology for detecting multidrug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis Beijing family circulating in Russia. European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. 2003;22(6):342-348. doi:10.1007/s10096-003-0944-0.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. Т. 9. № 6. C. 23-28.Sinkov VV, Savilov ED, Ogarkov OB. Epidemiology of Tuberculosis in Russia: Epidemiological and Historical Evidences in Favor of the Scenario Distribution of Beijing Genotype M. tuberculosis in the XX Century. Epidemiology and Vaccinal Prevention 2010;9(6):23-28. (In Russ).Нарвская О. В., Мокроусов И. В., Оттен Т.Ф. и др. Генетическое маркирование полирезистентных штаммов Mycobacterium tuberculosis, выделенных на Северо-Западе России. // Проблемы туберкулеза. 1999. Т. 79. № 3. С. 39-41.Narvskaya OV, Mokrousov IV, Otten TF, et al. Genetic labeling of multiresistant strains of Mycobacterium tuberculosis isolated in North-West Russia. Problems of tuberculosis. 1999; 79(3):39-41. (In Russ).Bifani P. J., Mathema B., Kurepina N. E. et al. Global dissemination of the Mycobacterium tuberculosis W-Beijing family strains. // Trends in microbiology. 2002. Vol. 10. N 1. P. 45-52.Bifani PJ, Mathema B, Kurepina NE, et al. Global dissemination of the Mycobacterium tuberculosis W-Beijing family strains. Trends in microbiology. 2002;10(1):45-52. doi: 10.1016/s0966-842x(01)02277-6.Mokrousov I. Insights into the origin, emergence, and current spread of a successful Russian clone of Mycobacterium tuberculosis. // Clinical microbiology reviews. 2013. Vol. 26. N 2. P. 342-360.Mokrousov I. Insights into the origin, emergence, and current spread of a successful Russian clone of Mycobacterium tuberculosis. Clinical microbiology reviews. 2013;26(2):342-360.Ribeiro S. C., Gomes L. L., Amaral E. P. et al. Mycobacterium tuberculosis strains of the modern sublineage of the Beijing family are more likely to display increased virulence than strains of the ancient sublineage. // Journal of clinical microbiology. 2014. Vol. 52. N 7. P. 2615-2624.Ribeiro SC, Gomes LL, Amaral EP, et al. Mycobacterium tuberculosis strains of the modern sublineage of the Beijing family are more likely to display increased virulence than strains of the ancient sublineage. Journal of clinical microbiology. 2014; 52(7):2615-2624. doi: 10.1128/CMR.00087-12.Савилов Е. Д., Синьков В. В., Огарков О. Б. Эпидемиология туберкулеза на Евро-Азиатском континенте: оценка глобального движения штаммов генотипа «Пекин». Монография, Иркутск, 2013.Savilov ED, Sinkov VV, Ogarkov OB. Epidemiologiya tuberkuleza na Evro-Aziatskom kontinente: ocenka globalnogo dvizheniya shtammov genotipa «Pekin». Monograph, Irkutsk, 2013. (In Russ).Хромова П. А., Огарков О. Б., Жданова С. Н. и др. Выявление высокотрансмиссивных генотипов возбудителя в клиническом материале для прогноза неблагоприятного течения туберкулёза. // Клиническая лабораторная диагностика. 2017. Т. 62. № 10. C.622-627.Hromova PA, Ogarkov OB, Zhdanova SN, et al. The detection of highly-transmissible genotypes of agent in clinical samples for prognosis of unfavorable course of tuberculosis. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2017; 62(10):622-627. (In Russ).Огарков О. Б., Синьков В. В., Жданова С. Н., Рычкова Л. В. Олигонуклеотидные праймеры, флуоресцентные ДНК-зонды и способ выявления Mycobacterium tuberculosis клонального комплекса 2-W148 генотипа Beijing в клинических образцах. Патент ЕАПО на изобретение № 032489. 28.06.2019. Доступно на: https://www.eapo.org/ru/publications/publicat/search.php?SEARCH[id]=032489. Ссылка активна на 27.03.2020.Ogarkov OB, Sinkov VV, Zhdanova SN, et al. Oligonukleotidnye prajmery, fluorescentnye DNK-zondy i sposob vyyavleniya Mycobacterium tuberculosis klonalnogo kom-pleksa 2-W148 genotipa Beijing v klinicheskih obrazcah. Patent EAPO № 032489. 28.06.2019. Available at: https://www.eapo.org/ru/publications/publicat/search.php?SEARCH[id]=032489. Accessed: 27 March 2020. (In Russ).Shitikov E., Kolchenko S., Mokrousov I., et al. Evolutionary pathway analysis and unified classification of East Asian lineage of Mycobacterium tuberculosis. //Scientific reports. 2017. Vol. 7. N 1. P. 1-10.Shitikov E, Kolchenko S, Mokrousov I, et al. Evolutionary pathway analysis and unified classification of East Asian lineage of Mycobacterium tuberculosis. Scientific reports. 2017; 7(1):1-10. doi: 10.1038/s41598-017-10018-5.Li H., Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform. // Bioinformatics. 2009. Vol. 25. N 14. P. 1754-1760..Li H, Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform. Bioinformatics. 2009; 25(14):1754 -1760. doi: 10.1093/bioinformatics/btp324Nguyen L. T., Schmidt H. A., Von Haeseler A. et al. IQ-TREE: a fast and effective stochastic algorithm for estimating maximum-likelihood phylogenies //Molecular biology and evolution. 2015. Vol. 32. N 1. P. 268-274.Nguyen LT, Schmidt HA, Von Haeseler A, et al. IQ-TREE: a fast and effective stochastic algorithm for estimating maximum-likelihood phylogenies. Molecular biology and evolution. 2015;32(1):268-274. doi: 10.1093/molbev/msu300.Bouckaert R, Heled J, Kuhnert D, et al. BEAST2: a software platform for Bayesian evolutionary analysis. //PLoS computational biology. 2014. Vol. 10. N 4.Bouckaert R, Heled J, Kuhnert D, et al. BEAST 2: a software platform for Bayesian evolutionary analysis. PLoS computational biology. 2014;10(4). doi:10.1371/journal.pcbi.1003537.Rambaut A, Drummond AJ, Xie D, et al. Posterior summarization in Bayesian phylogenetics using Tracer 1.7. // Systematic biology. 2018. Vol. 67. N 5. P. 901.Rambaut A, Drummond AJ, Xie D, et al. Posterior summarization in Bayesian phylogenetics using Tracer 1.7. Systematic biology. 2018; 67(5):901. doi:10.1093/sysbio/syy032Drummond AJ., Bouckaert RR. Bayesian evolutionary analysis with BEAST. Cambridge University Press; 2015.Drummond AJ, Bouckaert RR. Bayesian evolutionary analysis with BEAST. Cambridge University Press; 2015.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.