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NGS用于结核病耐药监测——乌克兰

Next-Generation Sequencing for Characterizing Drug Resistance-Conferring Mycobacterium tuberculosis Genes from Clinical Isolates in the Ukraine

摘要

乌克兰是世界上耐多药耐药(MDR)和广泛耐药(XDR)结核病例最多的前20个国家之一。然而,该区域临床分离株的遗传多样性(即抗性特征)知之甚少。

75例临床分离株从地理多样化的乌克兰州和克里米亚半岛南部收集,我们分析了结核分枝杆菌七种最常见的MDR/XDR抗生素抗性基因。基因组分析显示6例(8%)敏感,3例(4%)对至少一种抗生素耐药(非MDR),40例(53%)为MDR,26例(35%)为XDR。大多数分离株(81%)属于北京型。

这是首次使用新一代测序(NGS)来研究乌克兰临床结核分枝杆菌分离株的耐药基因突变。其中一些菌株的耐药性特征在其他具有高负荷结核病的国家尚未观察到,此外,inhA基因启动子突变的缺乏、rpoB中耐压决定区有多种突变类型以及异质性耐药的检出提供了对该地区MDR/XDR的更广泛理解。

NGS用于结核病耐药监测

NGS是直接检测MDR/XDR以及在当前的耐药位点之外发现新的耐药突变的有力工具。虽然NGS对于资源匮乏的国家来说仍然成本过高,但通过流程优化,每次测序运行24到48个样本,可以降低试剂费用。另外,在基因组测序之前,使用qPCR针对性的检测结核分枝杆菌来预判NGS的成功率也可在一定程度上降低成本。NGS相对于传统Sanger测序的主要优势是全基因组水平的分析、高测序深度以及混合碱基的检测。

异质性耐药或在单菌株中同时存在耐药突变和野生型使分子耐药检测变得复杂,并且当耐药比例小于10%-20%时,可能产生一个不确定的或假阴性结果。虽然分离株中异质性耐药的临床相关性仍然很大程度上未知,但异质性耐药的早期检测对于实施有效的药物治疗可能是重要的。本研究中,七个基因中的五个(rpoB,gyrA,gyrB,rrs和eis)发现了异质耐药突变。这可能有助于解释表型DST的不一致情况,并提供至关重要的患者护理信息。

通过早期发现和适当的治疗,大多数与结核病相关的死亡是可以预防的。然而,乌克兰和俄罗斯分别在耐多药结核病负担最高的前20个国家中排名第四和第三。乌克兰每年报告的耐多药结核病病例超过8,000例。2017年,实施了“结束结核病的莫斯科宣言”,以改善高负担国家的结核病监测、检测和治疗。2018年,世卫组织扩大了高优先级潜伏性结核感染(LTBI)组的个体进行检测,包括HIV阴性接触者(年龄≥5岁)和接触MDR/XDR病例。这两项举措都需要MDR/XDR的表征来提供适当的抗生素治疗。

本研究强调了在非洲、印度和中国以外的耐药结核病病例特征的重要性。从地理不同的人群中表征耐药突变将进一步阐明潜在的耐药机制,并有助于解决目前困扰乌克兰的持续公共卫生危机。通过了解结核分枝杆菌跨地理区域的耐药模式,临床医生可以更好地治疗和护理他们的结核病患者。使用有效的抗生素可以提高治疗成功率并降低耐药性。不适当和/或间歇使用抗生素将继续促进耐药菌株的出现。NGS是一种新型工具,有助于鉴定已知和尚未发现的突变,以提供更有效的抗生素治疗方案。

参考文献:Next-Generation Sequencing for Characterizing Drug Resistance-Conferring Mycobacterium tuberculosis Genes from Clinical Isolates in the Ukraine.

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