Цель исследования. Провести первое полногеномное секвенирование Mycobacterium tuberculosis в Республике Беларусь, проанализировать нуклеотидную последовательность ДНК их генома, оценить значение для практической фтизиатрии.

Материал и методы. Исследован штамм М. tuberculosis 5005, фенотипические свойства которого загружены в GenBank, NCBI (код доступа SAMN14150054). Высокопроизводительное секвенирование генома выполняли с использованием технологии MiSeq, Illumina и MiniOn, Nanopore. Сборка осуществлена 14 февраля 2020 г. программами SPAdes v. 3.14; A5-miseq v. 20160825; Flye v. 2.7b; Canu v. 1.8. Покрытие генома 200.0x.

Результаты. Секвенированный геном M. tuberculosis 5005 загружен в генетический банк GenBank, код доступа CP049108.1. Он проявлял сходство с референтным штаммом H37Rv (средняя идентичность нуклеотидов 99,92%) и содержал 4121 ген, 4070 рамок считывания, из которых кодирующими белки являлись 3786 генов.
В геноме M. tuberculosis 5005 определены 29 делеций, 23 инсерции, количество мутаций — 775, других изменений — 22, всего 849 замен. Частота полиморфизма единичных нуклеотидов составляла 17,5 на 100 т.п.о., частота инделей — 1,15 на 100 т.п.о. На основании определения MIRU-VNTR-профиля штамм типирован как генотип Beijing. По составу 463 кодона гена katG и 95 кодонов гена gyrA M. tuberculosis 5005 отнесен к первой группе. Установлено, что у M. tuberculosis 5005 мутации А/Т®G/С встречались чаще, чем замены G/С®А/Т: 2,15 мутаций на 100 т.п.о. А+T по сравнению с 0,896 на 100 т.п.о. G+C. При этом разница в заменах А/Т на G/С в основном связана с более частыми мутациями Т®С (126 замен против 57 замен С®Т). Сдвиг в сторону замен A/T®G/С, приводящий к высокому содержанию G и С, может иметь адаптационное значение в ходе эволюции и выживания M. tuberculosis в условиях УФ-излучения. Установлена ассоциация профилей фенотипической устойчивости/чувствительности и спектра мутаций/отсутствия мутаций в генах, ассоциированных с устойчивостью к противотуберкулезным лекарственным средствам (ПТЛС) — рифампицину, изониазиду, этамбутолу, аминогликозидам, этионамиду/протионамиду, линезолиду, ПАСК. Было выявлено расхождение между фенотипической чувствительностью
и присутствием мутаций в генах: для фторхинолонов — в гене gyrA (мутации gag61cag, agc284acc, ggc2003gac), для клофизимина, бедаквилина — в гене pepQ (делеция G в положении между кодонами 272—271), для циклосерина — cycA (cgg278ctg), для деламанида — в гене fgd1 (мутация ttt960ttc). Данные мутации не связаны с формированием устойчивости к ПТЛС и, по всей видимости, носят компенсаторный характер.

Заключение. Полученные экспериментальные данные по структуре полного генома M. tuberculosis 5005 позволяют оценивать их резистентность к ПТЛС и сходство с изолятами из других географических регионов, проводить генотипирование и прогнозирование характера течения туберкулеза и исходов лечения.

Контактная информация:

Слизень Вероника Вячеславовна — к. м. н., доцент.

Белорусский государственный медицинский университет.

Пр. Дзержинского, 83, 220116, г. Минск.

Сл. тел. +375 29 571-37-49.

Участие авторов:

Концепция исследования: В. В. С.

Дизайн исследования: В. В. С.

Разработка методов В. В. С., Л. Н. В.

Сбор информации В. В. С., Л. Н. В., А. Э. О.

Статистическая обработка данных: В. В. С.

Написание текста: В. В. С.

Редактирование текста: Л. К. С., Л. П. Т., Г. Л. Г.

Конфликт интересов отсутствует.