Mycobacterium tuberculosis pilna genoma sekvencēšanas lietojums epidemioloģiski un klīniski nozīmīgu jautājumu risinājumiem un tuberkulozes kontroles stratēģiju uzlabošanai. Promocijas darba kopsavilkums
No Thumbnail Available
Date
2025
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Rīgas Stradiņa universitāte
Abstract
Neskatoties uz būtiskiem sasniegumiem tuberkulozes (TB) diagnostikā, ārstēšanā un profilaksē, slimība joprojām ir globāli nozīmīgs sabiedrības veselības izaicinājums un novērota tikai ierobežota incidences samazināšanās. Pēdējos gados Mycobacterium tuberculosis izolātu pilna genoma sekvencēšana (whole-genome sequencing, WGS) ir kļuvusi par vadošo pieeju dažādu aspektu izpētē TB gadījumos, nodrošinot detalizētus ieskatus celmu filoģenētiskajā daudzveidībā, kā arī atziņas par zāļu rezistences mehānismiem, slimības transmisijas dinamiku un recidīvu cēloņiem. Lai gan M. tuberculosis WGS sniedz daudzsološu alternatīvu plaši lietotām molekulāro un fenotipisko analīžu metodēm, papildu uzlabojumi ir nepieciešami sekvencēšanas datu analīzes stratēģijās, lai maksimāli izmantotu WGS potenciālās iespējas, risinot nozīmīgas zinātniskas, epidemioloģiskas un klīniskas TB kontroles problēmas. Šī promocijas darba mērķis bija veikt M. tuberculosis izolātu WGS no pacientiem Latvijā, lai izpētītu TB kontroli ietekmējošas epidemioloģiski un klīniski nozīmīgas neatrisinātās problēmas un piedāvātu uzlabojumus esošajās datu analīzes stratēģijās. Šajā pētījumā galvenokārt tika analizētas divas TB pacientu izlases: pacienti ar TB recidīviem un potenciāli iesaistītie TB transmisijas klasteros, pamatojoties uz epidemioloģiskajiem datiem un konvencionālās genotipēšanas rezultātiem. Pētāmajā populācijā tika iekļauti pieaugušie un bērni ar plaušu vai ārpusplaušu TB. M. tuberculosis izolātiem tika veikta WGS uz ģenētiskajiem variantiem balstītai celmu genotipēšanai, filoģenētiskajām analīzēm, TB recidīvu cēloņu noteikšanai, epidemioloģiski nozīmīgu TB klasteru identifikācijai, transmisijas ķēžu analīzei, vairāku celmu koinfekciju noteikšanai un uz WGS datiem balstītai zāļu jutības pārbaudei. Pētījumam nepieciešamie klīniskie un epidemioloģiskie dati, kā arī iepriekš veikto M. tuberculosis izolātu analīžu rezultāti tika atlasīti no pacientu medicīniskās dokumentācijas. Konvencionālās genotipēšanas (spoligotipēšanas un insercijas sekvences 6110 restrikcijas fragmentu garuma polimorfisma analīzes) un fenotipiskās zāļu jutības pārbaudes dati tika salīdzināti ar WGS rezultātiem. Pacientu diagnozes, krēpu mikroskopiskās izmeklēšanas rezultāti, paraugu iegūšanas datumi, kā arī kontaktpersonu izsekošanas un ģeotelpiskie dati tika integrēti WGS rezultātu interpretācijā atbilstoši analīzes mērķim. WGS datu analīzes rezultātā noteiktās celmu līnijas (lineage) un apakšlīnijas (sub-lineage) bija atbilstošas pētāmo M. tuberculosis izolātu spoligotipēšanas rezultātiem. Iegūtie dati liecināja par ievērojamu M. tuberculosis genotipu daudzveidību Latvijā, ņemot vērā specifiskās pētāmās TB pacientu izlases. Divu Latvijā izplatītāko M. tuberculosis genotipu – Beijing un LAM – izolātiem bija tuvāka ģenētiskā radniecība nekā citu identificēto genotipu izolātiem, turklāt tika novērots atšķirīgs zāļu rezistences sastopamības biežums starp dažādiem M. tuberculosis spoligotipiem. TB recidīvu cēloņu noteikšana, kas paredz endogēnas reaktivācijas diferencēšanu no eksogēnas reinfekcijas, bija precīzāka, kad tika veikta kā daļa no TB klastera transmisijas ķēdes analīzes. Šī pieeja apvieno WGS datu analīzi ar būtisku klīnisko un epidemioloģisko informāciju, jo ar viena nukleotīda variantu (single nucleotide variant, SNV) distances noteikšanu un atšķirīgu SNV analīzi starp izolātiem nebija pietiekami informatīvi. Ģenētiskās distances sliekšņu piemērošana epidemioloģiski nozīmīgu TB klasteru (12 SNV) un nesenas transmisijas gadījumu (5 SNV) noteikšanai izrādījās efektīva zemas līdz vidējas TB incidences apstākļos. Tomēr, identificējot TB klasterus, ir jāņem vērā Latvijā izplatītāko Beijing un LAM genotipu izolātu tuvā ģenētiskā radniecība, lai novērstu kļūdainu klasterizāciju. TB transmisijas ķēžu analīzi ierobežoja neidentificēti aktīvas TB gadījumi, M. tuberculosis mutācijas ātruma mainīgums, zems patogēna ģenētiskais mainīgums un īss laika intervāls starp paraugu iegūšanas datumiem ģenētiski identisku izolātu gadījumos. Piedāvātā integrētā pieeja būtiski papildināja epidemioloģiskās izmeklēšanas un konvencionālās genotipēšanas rezultātus, nodrošinot precīzāku infekcijas avotu noteikšanu un indeksa gadījumu (index case) izvērtēšanu. Taču šī pieeja var nebūt nepieciešama visu epidemioloģiski nozīmīgu gadījumu analīzei. Visbeidzot, nesakritības starp pētāmo izolātu fenotipisko un uz WGS datiem balstīto zāļu jutības pārbaudi tika pamatotas ar fenotipisko testu tehnisko sarežģītību, ģenētisko variantu mainīgo ietekmi uz medikamentu minimālo inhibējošo koncentrāciju, kā arī nepietiekamo informāciju par zāļu rezistenci izraisošiem variantiem. Lai gan uz WGS datiem balstītā zāļu jutības pārbaude nespēj aizstāt fenotipisko metodi pilnībā, abu pieeju kombinācija nodrošina visprecīzāko zāļu rezistences profila novērtējumu. Noslēgumā – pētījums ir sniedzis vērtīgas atziņas par TB transmisijas dinamiku Latvijā, valstī cirkulējošo M. tuberculosis genotipu ģenētisko daudzveidību un zāļu rezistenci izraisošu ģenētisko variantu izplatību šo genotipu starpā. Tika akcentēti izaicinājumi zāļu jutības pārbaudes metodēs, izvērtētas trīs uz WGS datu analīzi balstītās stratēģijas recidīvu cēloņu noteikšanai un piedāvāta integrētā pieeja transmisijas ķēžu analīzei. Pētījuma rezultāti apstiprina WGS ieviešanas potenciālu rutīnas praksē kā daļu no vietējās TB uzraudzības programmas.
Description
Promocijas darbs izstrādāts Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra Molekulārās mikrobioloģijas laboratorijā. Aizstāvēšana: Medicīnas bāzes zinātņu, tai skaitā farmācijas promocijas padomes atklātā sēdē 2025. gada 28. maijā plkst. 14.00 Hipokrāta auditorijā, Dzirciema ielā 16, Rīgas Stradiņa universitātē, un attālināti, tiešsaistes platformā Zoom.
Keywords
promocijas darba kopsavilkums, tuberkuloze, Mycobacterium tuberculosis, pilna genoma sekvencēšana, genotipēšana, zāļu rezistence, zāļu jutības pārbaude, transmisija, endogēna reaktivācija, eksogēna reinfekcija
Citation
Sadovska, D. 2025. Mycobacterium tuberculosis pilna genoma sekvencēšanas lietojums epidemioloģiski un klīniski nozīmīgu jautājumu risinājumiem un tuberkulozes kontroles stratēģiju uzlabošanai: promocijas darba kopsavilkums: apakšnozare – klīniskā farmācija. Rīga: Rīgas Stradiņa universitāte. https://doi.org/10.25143/prom-rsu_2025-11_pdk