Автореферат и диссертация по медицине (14.02.02) на тему:Молекулярно-эпидемиологический анализ экспериментальных данных на примере генотипа "Пекин" (Beijing) Mycobacterium tuberculosis

005014640

Синьков Вячеслав Владимирович

МОЛЕКУЛЯРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА ПРИМЕРЕ ГЕНОТИПА «ПЕКИН» (BEIJING) MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS

14.02.02 - Эпидемиология

1 5 H*D ¿012

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Иркутск - 2012

005014640

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Заслуженный деятель науки РФ Савилов Евгений Дмитриевич

Научный консультант:

кандидат биологических наук, доцент Огарков Олег Борисович Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Козлова Ирина Валерьевна

(заведующая лабораторией молекулярной эпидемиологии и генетической диагностики Федерального государственного бюджетного учреждения «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук)

доктор медицинских наук, профессор Семинский Игорь Жанович (заведующий кафедрой патологии с курсом клинической иммунологии и аллергологии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития)

Ведущая организация:

ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза» Российской академии медицинских наук

Защита диссертации состоится «_»_2012 г. в_часов на

заседании диссертационного совета ДМ 001.038.01 Федерального государственного бюджетного учреждения «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук по адресу: 664025, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 3. Почтовый адрес: 664025, г. Иркутск, а/я 539

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук.

Автореферат разослан «_»_2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат медицинских паук Кулеш Д. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Туберкулез - это инфекционное и социально зависимое заболевание. На сегодняшний день он остается одной из наиболее актуальных проблем практического здравоохранения. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) за 2010 год, на планете, было зарегистрировано 8,8 млн. новых случаев заболевания. В среднем заболеваемость туберкулезом, в мире, составила 128 на 100 тыс. населения (ВОЗ, 2011).

В Российской Федерации также отмечается рост всех основных эпидемиологических показателей по туберкулезу и заболеваемость среди взрослого населения составила 106 на 100 тыс. населения (ВОЗ, 2011).

Важнейшим этиологическим агентом настоящей пандемии туберкулеза является генетически близкая группа штаммов М. tuberculosis, получившая название «пекинского» семейства или генотипа «Пекин» (Beijing) (Van Soo-lingen et al., 1995; Filliol et al., 2002). Повышенный интерес к стремительному распространению в мире этого генотипа связан с тем, что указанный вариант микобактерий туберкулеза существенно отличается от других его семейств рядом специфических «патогенных» свойств, что нашло свое выражение в крайне неблагоприятных клинико-эпидемиологических проявлениях заболевания, таких как: способность к диссеминации и генерализации туберкулезного процесса, тяжесть клинических проявлений, прогрессирующее течение, способность к адгезии на альвеолах, активное бактериовыделение и формирование лекарственно-устойчивых форм туберкулеза (Lopez et al., 2003; Kong et al, 2007; Ashiru et al., 2010; Duong et al., 2009 и др.).

Историческим центром формирования генотипа «Пекин» является Китай (Mokrousov, 2005; Мокроусов, 2009). Страны Юго-Восточной Азии, на сегодня, остаются основным эндемичным регионом циркуляции генотипа «Пе-

кин». Так, из общего числа генотипов М. tuberculosis, обнаруженных на территории Китая, Японии, Южной Кореи, Вьетнама, Тибета, генотип «Пекин» является доминирующим (более 70%) (Glynn et al., 2002; Lee et al., 2009; Park et al., 2005; Qian et al., 1999; Shi et al., 2007; Takashima et al., 2006; Liu et al., 2011).

Иначе обстоит дело на европейском континенте. Распространение генотипа «Пекин» в этом регионе характеризуется существенным разнообразием числа обнаруживаемых штаммов данного генетического семейства. Так, для ряда стран: России, Украины, Казахстана, Узбекистана, Туркменистана, Киргизии, Азербайджана, Латвии, Эстонии, Армении, Грузии (Нарвская и др., 2002; Балабанова и др., 2002; Тунгуссова и др., 2002; Баранов и др., 2007, Огарков и др., 2007, Mokrousov et al., 2002; Kovalev et. al., 2005; и др.) доля генотипа «Пекин» составила примерно 50%. В то же время, в соседних странах, таких как Польша, Финляндия, Болгария, Турция, его доля не превышала условного порога в 10% (Puustinen et al., 2003; Augustynowicz et al., 2008; Valcheva et al., 2008; Durmaz et al, 2007; Otlu et al., 2009). He исключено, что видимая «мозаичность» распределения генотипа «Пекин» в ряде европейских стран является проявлением раннее неизвестных, ассоциированных только с определенными странами, факторов.

Существующая на данный момент гипотеза заноса генотипа «Пекин» в Россию, связанная с нашествием татаро-монгол в XII-XIII веках (Mokrousov, 2005), к сожалению, не объясняет характерной «мозаичности» распределения данного генотипа среди близлежащих стран. Таким образом, количество накопленной, на сегодняшний день, информации об особенностях распространения генотипа «Пекин» в Европе, требует переосмысления известных раннее фактов для формулирования т.н. «альтернативной» гипотезы его «заноса» в Россию. Целью создания «альтернативной» гипотезы является сведение воедино всей имеющейся информации, связанной с генотипом «Пекин» и поиск

рациональных объяснений наблюдаемых явлений.

Следовательно, установление общих закономерностей движения туберкулезной инфекции в России и соседних странах, включая обнаружение факторов, лежащих в основе непропорционального распределения генотипа «Пекин» в ряде европейских стран, является одной из приоритетных эпидемиологических задач. Помимо этого, необходим поиск дополнительных детерминант обеспечивающих данному генетическому семейству М. tuberculosis достижение доминирующего положения на значительной части Евразийского региона относительно других семейств микобактерий туберкулеза.

Резюмируя все вышеизложенное следует отметить, что изучение механизмов и путей формирования специфического разнообразия генотипа «Пекин» М, tuberculosis на территории Российской Федерации, ставит проблему распространения указанного генотипа на уровень приоритетного направления в стратегии борьбы с туберкулезной инфекцией в нашей стране.

Цель исследования. Сформулировать и обосновать эпидемиологическую гипотезу, объясняющую высокий уровень обнаружения генотипа «Пекин» М. tuberculosis на территории России и ряда европейских стран.

На примере региональной популяции (жители Иркутской области) показать, что высокий уровень обнаружения генотипа «Пекин» в данном регионе, является фактором риска развития неблагоприятного исхода у больных туберкулезной инфекцией.

Задачи исследования.

1. Обобщить информацию о распространенности генотипов М. tuberculosis на территории России, ряда европейских (Азербайджан, Армения, Болгария, Грузия, Италия, Латвия, Польша, Португалия, Турция, Финляндия, Эстония) и азиатских стран (Вьетнам, Япония).

2. Выявить ключевые (эпидемически-значимые) генотипы М. tuberculo-

sis в исследуемых странах.

3. Сформулировать и обосновать, методами молекулярного и статистического моделирования, эпидемиологическую гипотезу, объясняющую «феномен» «мозаичного» распространения генотипа «Пекин» на изучаемых территориях.

4. На примере жителей Иркутской области изучить распределение одно-нуклеотидных полиморфизмов (SNP) генов иммунной системы человека-336A/G (rs4804803) CD209 (DC-SIGN), -2518A/G (rsl024611) CCL2 и +874А/Т (rs2430561) в группах здоровых, больных и умерших от туберкулезной инфекции в регионе, с высоким уровнем обнаружения генотипа «Пекин».

Научная новизна.

Впервые, в настоящей работе методами статистического моделирования молекулярных данных было установлено, что занос генотипа «Пекин» М. tuberculosis в Россию был осуществлен в первой половине XX веке, а не в средние века, как предполагалось раннее.

Разработана и обоснована эпидемиологическая гипотеза связывающая механизм распространения генотипа «Пекин» в Европе с территорией Советского Союза.

На примере анализа двух групп (мужчины), жителей Иркутской области, умерших и больных туберкулезом легких, впервые было установлено достоверно-значимое преобладание генотипа «Пекин» в группе умерших от туберкулезной инфекции.

Установлено, что однонуклеотидный полиморфизм -336G/A (rs4804803) гена CD209 (DC-SIGN) статистически-значимо ассоциирован с чувствительностью к инфицированию штаммами М. tuberculosis, принадлежащим к гене-

тпческому семейству «Пекин».

Практическая значимость.

Результаты, изложенные и настоящих исследованиях, могут быть использованы для совершенствования системы эпидемиологического надзора за туберкулезной инфекцией направленной, в первую очередь, для борьбы с массовым распространением генотипа «Пекин» М. tuberculosis.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования были включены в учебный процесс па кафедре эпидемиологии ГБОУ ВПО Иркутского государственного медицинского университета, а также кафедре эпидемиологии п микробиологии и кафедре туберкулеза ГБОУ ДПО Иркутской государственной медицинской академии последипломного образования.

Положения, выносимые на защиту.

1. Высокий и относительно равномерный уровень распределения генотипа «Пекин» па территориях бли íлежащих европейских стран (России, Азербайджана, Армении, Грузни, Латвии, Эстонии) связан с их вхождением в состав единого государства - Советского Союза.

2. Генотип «Пекин» на территории России н стран постсоветского пространства является основным эпидемически-значимым генотипом М. tuberculosis.

3. На отдельно взятой территории (Иркутская область) была обнаружена статистически-значимая взаимосвязь между аллельпымп вариантами -336A/G полиморфизма (rs4804S03) гена CD209 и вероятностью обнаружения генотипа «Пекин» М. tuberculosis в группе мужчин, умерших от туберкулезной инфекции.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на следующих конференциях: 8th Nordic Baltic Congress On Infectious Diseases, St. Peterburg, Russia, September 23-26, 2009; Научная конференция с международным участием: «Этиологические, эпидемиологические и клинические аспекты инфекционных болезней» (к 90-летию кафедры микробиологии ИГМУ), Иркутск, 15-17 сентября 2010; Новые горизонты: инновации и сотрудничество в медицине и здравоохранении. IX Российско-немецкая научно-практическая конференция Форума им Р.Коха и И.И. Мечникова, Новосибирск, 8-10 декабря 2010; Современная микробиологическая диагностика туберкулеза. Межрегиональная научно-практическая конференция для специалистов противотуберкулезных учреждений ДФО и СФО, Владивосток, 8-9 сентября 2010; VII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИАГНОСТИКА - 2010», Москва, 24-26 ноября 2010; Научно-практическая конференция с международным участием «Мониторинг туберкулеза и сопутствующие заболевания», Иркутск, 30 июня-1 июля 2011; IX съезд фтизиатров России, Москва, 1-3 июня 2011; Научно-практическая конференция «Актуальные проблемы противотуберкулезной помощи и перспективы ее совершенствования», Улан-Удэ, 25-26 августа 2011; 3rd Asia Pacific Región Conference of the International Union Against Tuberculosis and Lung Disease, Hong-Kong, July 8-11, 2011; Иркутское областное общество эпидемиологов, Иркутск, 2011; Иркутское областное общество фтизиатров, Иркутск, 2011.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из них 8 статей в журналах рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованной работе. Подготовка к публикациям полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяю-

щим. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованной литературы. Общий объем диссертации 171 страница, из них 95 страниц машинописного текста. Иллюстративный материал включает 24 рисунка и 24 таблицы. Список использованной литературы включает 356 наименований, в том числе 52 отечественных и 304 иностранных источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы

Клинические образцы (кровь и щечный соскоб), были получены от 208 больных легочным туберкулезом, проходивших лечение в 2004-2008 гг. в Иркутском областном противотуберкулезном диспансере. Штаммы М. tuberculosis., выделенные от случайным образом отобранного 101 пациента, из данной выборки, были исследованы на полиморфизм микобактериальных дисперегированных единиц переменного числа копий - MIRU-VNTR (англ. Mycobacterial Interspersed Repetetive Units) повторов, с целью установления их генотипа на базе института эпидемиологии и микробиологии НЦ ПЗСРЧ СО РАМН.

Контрольные образцы крови, щечного или урогенитального соскоба были получены от 177 здоровых людей, проходивших плановый медицинский осмотр или исследование на инфекции, передающиеся половым путем, в Иркутском диагностическом центре. Критерием отбора контрольной группы являлось отсутствие в анамнезе туберкулеза, сахарного диабета и других гормональных нарушений. Данные о пациентах и клинических образцах были сформированы и проанализированы с помощью медицинской и лабораторной

информационных систем указанного центра.

Образцы аутопсийного материала (кусочки ткани легкого) от 90 человек (71 мужчина и 19 женщин) умерших от туберкулеза, были получены в Иркутском областном патологоанатомическом бюро.

ДНК от больных туберкулезом и здоровых индивидуумов была выделена из урогенитальных или щечных соскобов и концентрата полиморфноядерных лейкоцитов крови с помощью набора «ДНК-сорб» производства ЦНИИ эпидемиологии по протоколу производителя.

Микобактериальная ДНК из аутопсийных образцов и культуры клеток со среды Левенштейна-Йенсена, а также геномная ДНК человека из образцов аутопсийного материала были выделены в соответствии с протоколом, опубликованным раннее (Огарков и др., 2007).

MIRU-VNTR типирование штаммов М. tuberculosis было выполнено методом ПДР (полимеразной цепной реакции) по протоколу, опубликованному раннее (Ogarkov et al., 2011)

Установление числа MIRU-VNTR аллелей осуществлялось в соответствии с рекомендациями F. Supply et al. и Е. Mazars et al. (Supply et al., 2000; Mazars et al., 2001). Принадлежность исследованных MIRU-VNTR аллелей к известным семействам туберкулезных штаммов определяли по алгоритмам предложенным S. Ferdinand et al. (Ferdinand et al., 2004), a также при помощи программного комплекса MIRU-VNTRp/us (Weniger et al., 2010).

Полиморфизм генов человека: -336A/G (rs4804803) CD209 (DC-SIGN), -2518A/G (rsl024611) CCL2 и +874А/Т (rs2430561) определяли методом ПЦР в реальном времени с использованием праймеров и LNA-зондов по протоколу опубликованному раннее (Синьков и др., 2009).

Расчет всех статистических значений был осуществлен в пакете прикладных статистических программ R (R Development Core Team, 2011).

Использованные в работе генотипы (сполиготипы) были получены из от-

крытой международной базы данных сполиготипов SITVIT (SpolDB4) (Liens et. al, 2005; Brudey et al., 2006). Всего в работе было изучено 5573 изолятов (2042 уникальных генотипа) М. tuberculosis выделенных на территории России (1077 штамма и 171 генотип), Азербайджана (71 и 12 соответственно), Армении (118 и 26), Грузии (271 и 68), Латвии (140 и 28), Эстонии (119 и 31), Полыни (306 и 87), Финляндии (374 и 135), Болгарии (201 и 37), Турции (977 и 87), Италии (539 и 196), Португалии (358 и 97), Вьетнаме (783 и 127), Японии (239 и 34 соответственно).

Сполигодеревья были построены при помощи программы SpolTools (Tang et al., 2008). Анализ эпидемически-значимых штаммов был осуществлен с использованием программы DESTUS (Detecting Emerging Strains of Tuberculisis Using Spoligotypcs) (Tanaka et al., 2006).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проведенный нами первичный анализ информации, основанный на изучении публикаций о распространенности различных генотипов М. tuberculosis на территориях ряда европейских стран: России, Украины, Казахстана, Узбекистана, Туркменистана, Киргизии, Азербайджана, Латвии, Эстонии, Армении, Грузии показал, что частота обнаружения генотипа «Пекин» на данных территориях, была практически одинаковой и составляла около 50%. Такое характерное распространение данного генотипа в Европе, удивительным образом, совпадающее с границами Советского Союза, наводило на мысль о том, что возможно именно это политическое образование являлось основным фактором распространения эпидемии туберкулеза, ассоциированной с генотипом «Пекин», на всех территориях перечисленных стран. Поскольку хорошо известно, что Советский Союз, как государство, был сформирован в

первой половине XX века и, следовательно, этот временной интервал и следует принимать в качестве наиболее вероятного периода, для заноса генотипа «Пекин» в Россию. Акцент, сделанный именно на первой половине XX века имеет важное эпидемиологическое значение, поскольку до сегодняшнего времени считалось, что интродукция генотипа «Пекин» на территорию России была осуществлена в XII-XIII веках с войсками Чингисхана (Mokrousov, 2005). Следовательно, изменение возможных сроков завоза и распространения данного генотипа со средних веков к началу-середине XX века, всецело изменит оценку его влияния на процессы эпидемии туберкулеза в России. Другими словами, вместо древнего штамма, в течение многих веков постепенно «расползавшегося» на территории Евразии, он приобретает характер стремительно распространяющейся инфекции, достигнувшей, на сегодняшний день, 50% отметки.

В связи с этим, нами была сформулирована эпидемиологическая модель, основанная на анализе распространения всех генотипов М. tuberculosis на территориях стран, исторически связанных с Россией. Для оценки роли Советского Союза в процессах распространения генотипа «Пекин» на постсоветском пространстве, было решено первую половину XX века, в соответствии с хронологией событий, разделить на два исторических периода: до Октябрьской революции (Российская империя) и после (Советский Союз).

В связи с этим подходом, страны являвшиеся частью России, до и после Октябрьской революции, были объединены в группу исследуемых стран (Россия, Латвия, Эстония, Грузия, Азербайджан, Армения). Страны, являвшиеся достаточно длительное время частью дореволюционной России, но не входившие в состав СССР (Финляндия, Польша), были объединены в контрольную группу. Страны входившие, в состав Османской империи (Турция, Болгария), главного стратегического и геополитического противника России в районе Черного моря и в Кавказском регионе, были вынесены в отдельную

группу - сравнения. Следует отметить, что включение Турции и Болгарии в данное исследование было не случайным, поскольку помимо того, что они являются географически близкими России странами, их история, в рамках Османской империи, тесно связана с рассветом государства татаро-монголов.

В т.н. контрастную группу были включены страны, не имевшие тесных исторических и географических связей с Россией. Она включала как европейские страны с незначительным (<10%) распространением генотипа «Пекин» - Португалия и Италия, так и азиатские - Япония и Вьетнам, где данное генетическое семейство доминирует (>70%). Две последние страны были включены в исследование для демонстрации того, что в азиатском регионе генотип «Пекин» действительно является наиболее распространенным и, следовательно, относится к эпидемически-значимому генотипу.

В качестве объектов исследования, как раннее было сказано, были использованы генотипы (сполиготипы), выделенные на территориях выше перечисленных стран и хранящиеся во всемирной базе данных генотипов М. tuberculosis -SITVIT.

В связи с тем, что количество представленных для отдельных стран генотипов в базе данных SITVIT (SpolDB4), в ряде случаев было ограничено, было решено объединить территории Латвии и Эстонии в т.н. Прибалтийскую группу, а территории Грузии, Азербайджана и Армении в Закавказскую группу, что не противоречило хронологии их исторических связей с Россией.

По результатам статистического моделирования взаимосвязей между самими генотипами, а также с территориями их выделения, было установлено, что главным фактором распространения генотипа «Пекин» в России и ряда европейских стран является Советский Союз. Более того, было установлено, что данный генотип статистически-значимо преобладает исключительно на территориях стран постсоветского пространства, что позволяет говорить об высокой эпидемической значимости этого генетического семейства М. tuber-

спЬвгв для территории бывших советских республик (табл. 1).

Результаты проведенного моделирования оценки связей между генотипами (сполиготипами) могут быть представлены также в виде консенсусной сети, называемой сполигодеревом, где размер узла идентичен числу изолятов -размеру кластера, а линии, соединяющие узлы, отражают характер эволюционных взаимосвязей между сполиготипами указывая стрелками направление эволюционных процессов от предков к потомкам.

Большой размер узла и наличие множества потомков в виде исходящих ребер и узлов говорит о том, что такой генотип мог накапливаться в популяции людей в течение длительного периода времени и, следовательно, он является более «древним» по отношению к другим генотипам. Также о возрасте генотипа можно судить по его положению на сполигодереве - чем ближе к центру находится генотип тем он древнее.

На представленном рисунке, сполигодеревья, построенные на основе всех генотипов использованных в исследовании, демонстрируют преобладание генотипа «Пекин» (вТ1) исключительно в пуле генотипов из стран постсоветского пространства. Кроме того, краевое положение узла, может говорить об относительно недавнем его происхождении в данной популяции, что в совокупности с отсутствием эволюционных связей с другими генотипами, позволяет предположить завозной характер происхождения на территории указанных стран (рис. 1).

Таким образом, результаты молекулярного моделирования подтверждают предположение о том, что именно Советский Союз являлся территорией риска эпидемического распространения генотипа «Пекин» в странах постсоветского пространства. Дополнительное применение методов факторного анализа подтвердило наличие статистически-значимой связи широкого распространения генотипа «Пекин» на указанных территориях.

Одним из возможных сценариев заноса данного генетического семейства

Таблица 1. Эпидемически-значимые генотипы в исследуемых странах (Россия, Эстония, Латвия, Грузия, Армения, Азербайджан), контрольных странах (Финляндия, Польша), контрастных странах (Португалия, Италия, Япония, Вьетнам) и странах сравнения (Болгария, Турция)(р<0.001)

Сполиготип Семейство Сполиготип Семейство

Россия Италия

ST1 Beijing ST1134 Н4 (URAL)

ST53 ТІ ST47 Hl

ST252 LAM9 Португалия

ST42 LAM9 ST20 LAMI

Прибалтика ST42 LAM9

ST1 Beijing Турция

ST262 Н4 (URAL) ST41 LAM7 _TUR

Закавказье Болгария

ST1 Beijing Эпид. значимых генотипов не обнаружено

ST1457 H4 (URAL)

Финляндия Япония

ST49 НЗ ST1 Beijing

Польша Вьетнам

ST1577 S ST139 EAI4_VNM

ST891 LAM9 ST1 Beijing

M. tuberculosis в СССР, могли быть миграционные процессы из Китая в СССР, имевшие место в первой половине XX века.

Не исключено что, распространение генотипа «Пекин» в Советском Союзе и процессы экспансии Российской Империи на Дальний Восток (конец XIX - начало XX века), являются связанными, между собой, процессами. Укрепляя свою обороноспособность, Российская Империя инициировала строительство стратегически-важного железнодорожного пути по территории Китая (Маньчжурия) - Китайской-Восточной железной дороги (КВЖД).

Русская диаспора на территории КВЖД и в Харбине - ее административном центре, представляла собой организованное сообщество, своеобразное государство в государстве, в котором действовали российские законы, работали образовательные, научные, медицинские и прочие учреждения - это был своего рода уголок многонациональной России.

В 20-30-х годах прошлого века, начался отток русскоязычного населения из Маньчжурии в Советский Союз, который совпал с началом волны т.н. «Большого террора» в СССР. Десятки тысяч бывших служащих КВЖД и членов их семей были объявлены «японскими шпионами» и подверглись массовым арестам и репрессиям. Не исключено, что многие из них могли являться больными активной или латентной формами туберкулеза, а также являться носителем данной инфекции. Следовательно, помещение этих людей в условия исправительных лагерей СССР (ГУЛАГ), могло спровоцировать волну распространения эпидемии туберкулезной инфекции, вызванной «пекинским» генетическим семейством.

Понятно, что процесс эпидемического распространения рассматриваемого генотипа в человеческой популяции связан с воздействием различных факторов, оказывающих свое влияние на процесс взаимодействия популяций возбудителя и человека на генном, организменном и популяционном уровнях.

' ST1 \

1(467 У

ST5з\

Ж

< Россия

ST1 .( 160 )/

Закавказье

v, ST42

ST1

( 75 )

Прибалтика

. ST53 -. ( 44 і/

Финляндия

-"-.y ST5 < V , /Я&Ч 36 I,*!';';*.- \

'>■■:. • > v.

Польша

Болгария

ST1

( 169 )

' ST41 '

■•(.545 У

Италия

Турция

ST1 .( 387 )

0

ST139 • '.( 181 )j

Португалия

Япония

Вьетнам

Рис. 1. Территориальное распространение генотипов М. tuberculosis в изучаемых странах (сполигодеревья).

В связи с этим, требуется проведение разного рода исследований для анализа текущей ситуации и выявления всех возможных факторов и причии, с целью дальнейшего прогнозирования эпидемической ситуации и разработки эффективных мер борьбы с туберкулезной инфекцией.

Известно, что адаптивное взаимодействие некоторых полиморфных ло-кусов генов человека с эпидемическими штаммами М. tuberculosis формирует отличающиеся друг от друга исходы и, среди различных популяций людей, наблюдаются свои, «местные» особенности строения отдельных генов, ассоциированные с туберкулезной инфекцией (Caws et al., 2008, Herb et al., 2008, Intemann et al., 2009). В связи с этим, значимые изменения полиморфных ло-кусов генов иммунной системы человека, па территориях с характерным преобладанием тех или иных генотипов М. tuberculosis, могут быть использованы в качестве маркеров эпидемического неблагополучия данных территорий по туберкулезной инфекции.

На примере жителей Иркутской области был изучен характер распределения одпонуклеотидных полиморфизмов (SNP) генов иммунной системы человека-336A/G (rs4804803) CD209 (DC-SIGN), -2518A/G (rsl024611) CCL2 и ! 874А/Т (rs2430561) в группах здоровых, больных и умерших от туберкулезной инфекции в регионе, с высоким уровнем обнаружения генотипа «Пекин».

Анализ распределения частот -336A/G (rs4804803) CD209 (DC-SIGN), -2518A/G (rsl024611) CCL2 и 1 874А/Т (rs2430561) полиморфизмов в исследуемых группах не выявил достоверных качественных и количественных различий. Сопоставление числа ВИЧ-положительных н ВИЧ-отрицательных в группе умерших от туберкулезной инфекции также не обнаружило каких либо статистических закономерностей.

Однако, разделение исследуемых групп по тендерному признаку позволило обнаружить значимые различия в частоте обнаружения генотипа «Пекин» в группе мужчин, умерших от туберкулезной инфекции по сравнению

с группой больных этим заболеванием (табл. 2)

Таблица 2. Встречаемость генотипа «Пекин» в группе больных и умерших от туберкулезной инфекции (мужчины)

Группа Пекин(-) Пекин(+) Хи-квадрат

Больные 45 32 9,06 (р<0.01)

Умершие 23 48

Более того, наблюдалось статистически-значимое снижение частоты G аллеля и A/G генотипа -336A/G (rs4804803) полиморфизма гена CD209 в группе больных туберкулезом (генотип «Пекин»), по сравнению с инфицированием другими генотипами М. tuberculosis (Отношение шансов (ОШ) = 4,3 (р<0,05, 95%ДИ 1,4 - 13,5) (табл. 3).

Таблица 3. Распределение частот аллелей и генотипов -336А/С полиморфизма (ге4804803) гена С0209 в группе больных туберкулезом легких (мужчины)

Полиморфизм Больные туберкулезом легких Хи-квадрат

«Пекин» (+) «Пекин» (-)

А 57 (0,86) 68 (0,77) 4,5 (р<0.05)

G 7 (0,14) 22 (0,23)

А/А 26 (0,81) 24 (0,53) 5,8 (р<0,05)

A/G 5 (0,16) 20 (0,44)

G/G 1 (0,03) 1 (0,07)

Обнаруженный эффект можно объяснить отрицательным влиянием -336С аллеля на экспрессию рецептора СБ209. Таким образом у носителей -ЗЗбЄ аллеля наблюдаются наименьшие концентрации рецептора СБ209 и, соответственно, меньшее число потенциальных «входных ворот» для туберкулезной инфекции.

Кроме того, сравнительный анализ образцов аутопсийного материала, полученных от умерших от туберкулезной инфекции (генотип «Пекин») больных выявил достоверное увеличение й аллеля и А/0 генотипа гена СВ209. Отношение шансов (ОШ) = 6,04 (р<0,01, 1,95-19,19 (95% ДИ)) (табл. 4)

Таблица 4. Распределение частот аллелей и генотипов-336А/С полиморфизма (^4804803) гена СБ209 в группе умерших от туберкулезной инфекции (мужчины).

Полиморфизм Больные туберкулезом легких Хи-квадрат

«Пекин» (+) «Пекин» (-)

А 67 (0,71) 41 (0,89) 5,6 (р<0,05

О 27 (0,29) 5 (0,1)

АА 21 (0,45) 18 (0,78) 7,2 (р<0.05)

А/в 25 (0,53) 5 (0,22)

йС 1 (0,02) 0 (0,00)

Сопоставляя полученные результаты с существующей неблагоприятной эпидемиологической ситуацией на территории Иркутской области, можно ожидать сохранения высокого уровня смертности у лиц мужского пола заболевших туберкулезом, преимущественно связанным с генотипом «Пекин».

Подводя итоги представленным данным, можно сделать следующее обобщение. Успехи, достигнутые в борьбе с инфекционными болезнями в ХХ-М веке привели к тому, что еще относительно недавно казалось, будто эпидемиология в значительной мере решила все основные задачи, стоящие перед ней и приближается к своей изначально объявленной исторической цели по ликвидации инфекционных болезней. Однако в настоящее время указанная эйфория прошла, и вместо нее пришло осознанное понимание того, что инфекционные болезни не только не утратили своей актуальности, но все еще представляют реальную угрозу для здоровья человека (человечества).

Становится очевидным, что традиционные эпидемиологические подхо-

ды изучения путей распространения инфекции и оценки состояния здоровья нуждаются в расширении сферы своего влияния - а именно в переходе на качественно новый (более высокий) уровень обобщений. Это также связано с тем, что в настоящее время эпидемиология инфекционных, как впрочем, и неинфекционных заболеваний, решает свои задачи преимущественно на «точечном» уровне (населенный пункт, район, регион, редко страна) в течение относительно небольших отрезков времени. Глобальное же распространение инфекционной патологии, как и контроль за ними в планетарном масштабе, требует со своей стороны переход на новый более высокий уровень - уровень глобальных эпидемиологических подходов (оценок) при организации надзора за инфекционной патологией. Только в таком случае может быть дан долгосрочный прогноз развития инфекционных болезней на организменном и популяционном уровнях.

В свете вышесказанного следует отметить, что проблема генотипа «Пекин» М. tuberculosis требует к себе самого пристального внимания со стороны специалистов различных специальностей для разработки эффективных мер лечения и профилактики данной, стремительно распространяющейся, туберкулезной инфекции.

Выводы.

1. Генотип «Пекин» на территории России и стран постсоветского пространства является основным эпидемически-значимым генотипом М. tuberculosis.

2. «Завоз» генотипа «Пекин» М. tuberculosis на территорию России был осуществлен в первой половине XX века, а не в средние века, как считалось раннее.

3. Советский Союз, как единая географическая, политическая и экономи-

ческая структура являлся основной территорией накопления «пекинского» генетического семейства в Европе.

4. Генотип «Пекин» достоверно чаще встречается у мужчин, умерших от туберкулезной инфекции, что говорит об его высоком-эпидемическом потенциале.

5. Распространенность генотипа «Пекин» в Иркутской области статистически-значимо увеличивает вероятность развития летального исхода у мужчин с AG генотипом и G аллелем полиморфного локуса -336A/G (rs4804803) гена CD209.

6. Использование в эпидемиологических исследованиях методов молеку-лярного-моделирования эволюционных событий позволяет отслеживать исторические пути возникновения и распространения заболеваний инфекционной природы, что в свою очередь, будет способствовать прогнозированию их движения в долгосрочной перспективе.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Синьков, В. В, О. Б. Огарков, Е. Ю. Зоркальцева и др. Полиморфизм генов DC-SIGN —336A/G, МСР1 —2518A/G и INFY +874А/Т у больных легочным туберкулезом в Иркутской области // Сибирский Медицинский Журнал. — 2009. — Т. 7. — С. 30-33.

2. Одновременное исследование MIRU-VNTR профилей М. tuberculosis и SNP полиморфизма ДНК от пациентов с легочным туберкулезом в Иркутской области / О. Б. Огарков, Синьков, В. В, И. Мокроусов и др. //

Молекулярная диагностика-2010. Сборник трудов VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. — 2010.

3. Савилов Е. Д., Синьков, В. В, Огарков О. Б. Пекинский генотип М. tuberculosis // Эпидемиология и инфекционные болезни. — 2010. — No 4. — С. 50-53.

4. Синьков, В. В, Огарков О. В., Савилов Е. Д. Пекинский генотип М. tuberculosis- ключевой фактор эпидемии туберкулеза в России // Журнал инфекционной патологии. — 2010. — Т. 17, No 3. — С. 193-194.

5. Синьков, В. В, Савилов Е. Д., Огарков О. Б. Эпидемиология туберкулеза в России: эпидемиологические и исторические доказательства в пользу сценария распространения "пекинско-го"генотипа M.tuberculosis в XX веке // Эпидемиология и вак-цинопрофилактика. — 2010. — No 6. — С. 23-28.

6. Синьков, В. В, О. Б. Огарков, С. Н. Жданова и др. Анализ полиморфизма -336A/G гена DC-SIGN(CD209) в аутопсийном материале // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. — 2011. — Т. 78.

— С. 220-222.

7. Савилов Е. Д., Синьков, В. В, Огарков О. Б. Оценка глобального движения инфекционной заболеваемости с использованием методов молекулярной биологии // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. — 2011. — No 3.

— С. 11-17.

8. Савилов Е. Д., Синьков, В. В, Огарков О. Б. Реконструкция истории распространения «пекинского» генотипа в России и на постсоветском пространстве методами молекулярной био-

логии // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. — 2011. — Т. 78, No 2. — С. 172-175.

9. Синьков, В. В, Огарков О. Б., Савилов Е. Д. Реконструкция эпидемической истории «пекинского генотипа» Mycobacterium tuberculosis в России и странах бывшего СССР по результатам сполиготипирования. // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. — 2011. — No 3. — С. 25—29.

10. «Lethal» combination of Mycobacterium tuberculosis Beijing genotype and human CD209 -336G allele in Russian male population. // О. B. Ogarkov, I. V. Mokrousov, Sinkov, V. V et al. // Infect Genet Evol. — 2011.

11. Lethal synergism between Beijing genotype of Mycobacterium tuberculosis and -336G allele of CD209 gene in patients with pulmonary ТВ / О. В. Ogarkov, Sinkov, V. V, E. Savilov et al. // 3rd Asia Pacific Region Conference of the International Union Against Tuberculosis and Lung Disease, HongKong, July 8-11. - 2011.

ИД№ 06318 от 26.11.01 Подписано в печать 24.02.12 Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 5163.

Отпечатано в ИПО БГУЭП