Эпидемиология туберкулеза как затяжного биологического вызова и генетическая характеристика штаммов Mycobacterium tuberculosis в Республике Северная Осетия — Алания: когортное исследование, смешанное с поперечным методом

ВВЕДЕНИЕ

В период геополитической нестабильности в мире биологические вызовы, связанные c инфекционными возбудителями, наряду с другими трудностями приобретают особую значимость, представляя высокую угрозу для национальной и международной безопасности и общественному здоровью [1]. На международном уровне при содействии Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в 2005 г. созданы Международные медико-санитарные правила, где описаны 14 инфекционных заболеваний, представляющих глобальную биологическую угрозу¹. На пограничных территориях стран, входящих в Евразийский экономический союз, в число контролируемых инфекционных заболеваний включен и туберкулез (ТБ)². В Российской Федерации (РФ), согласно Постановлению Правительства РФ от 2004 г., опасными для окружающих являются 16 инфекционных патологий, куда включены ТБ, ВИЧ-инфекция, парентеральные вирусные гепатиты и прочие заболевания³. Эти же перечисленные выше инфекции государством определены как социально значимые инфекционные заболевания, что подчеркивает превалирование социальных факторов в их возникновении и распространении среди общества (бедность, плохое питание, алкоголизм, сахарный диабет, пол, возраст и пр. [2][3]. Более того, наряду с ВИЧ-инфекцией, парентеральными вирусными гепатитами В и С, алкоголизмом, наркоманией и другими состояниями Правительством РФ ТБ признан заболеванием, представляющим угрозу и вызов национальной безопасности в сфере охраны здоровья населения⁴.

Определенно, наибольшую угрозу для общества несут инфекционные заболевания с быстрым, массовым распространением, c высокой контагиозностью и вирулентностью возбудителя [4–6]. Наиболее ярким примером такой острой биологической угрозы является пандемия COVID-19 [7][8]. Кроме биологических угроз с быстрым распространением, выделяют вызовы затяжного характера, обусловленные инфекционными заболеваниями с длительным хроническим течением, к которым, безусловно, относятся ТБ и ВИЧ-инфекция [9]. ТБ и ВИЧ-инфекция как биологические вызовы затяжного течения наиболее ресурсоемки и сложны в их элиминации как эпидемий [4][9]. Тем не менее в РФ продолжается устойчивое снижение заболеваемости и смертности от ТБ, в связи с этим в 2021 г. ВОЗ исключила страну из списка с высоким бременем ТБ при сохраняющихся значимых показателях сочетания ТБ и ВИЧ-инфекции (ТБ/ВИЧ), наряду с такими же показателями ТБ с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) [2][10][11].

Известно, что распространение ТБ отличается географической неоднородностью и обусловлено различиями в природно-климатических, социально-экономических, культурно-этнических и прочих условиях жизни населения. Республика Северная Осетия — Алания (РСО-Алания) входит в состав Северо-Кавказского федерального округа (СКФО) и относится к числу самых густонаселенных регионов РФ: средняя плотность населения свыше 80 человек/км² территории, на равнине — 120–140 человек/км². В РСО-Алания высокий уровень урбанизации (около 70,0 %) и почти половина населения проживает в столице — городе Владикавказе. Регион граничит: на западе — с Кабардино-Балкарской Республикой, на севере — со Ставропольским краем, на востоке — с Республикой Ингушетия и Чеченской Республикой, на юге — с республиками Грузия и Южная Осетия.

Проблема ТБ всегда оставалась актуальной для РСО-Алания, в особенности в период резкого подъема заболеваемости ТБ — с 1994 по 2004 г. Наибольшее число новых случаев ТБ зарегистрировано в 1999 г. — 796 пациентов с ТБ, что соответствовало показателю 120,1 на 100 тыс. человек. Пики показателя смертности населения от ТБ в республике зарегистрированы в 1994–1996 гг. — 23,8 и 27,4 на 100 тыс. населения соответственно. Рост заболеваемости и смертности от ТБ населения в данный период связаны с социальными причинами, изменениями в общественно-политической и экономической структуре, которые привели к снижению уровня жизни большинства населения. Особенность геополитического расположения РСО-Алания имела существенное влияние на распространение ТБ в регионе. Вооруженные конфликты на соседних территориях вызвали массовую миграцию (78,0 % беженцев — из Грузии и Южной Осетии), увеличение числа лиц без определенного места жительства, а также недостаточность мер по контролю ТБ в учреждениях пенитенциарной системы. Усиленная этими факторами эпидемическая ситуация по ТБ в РСО-Алания значительно ухудшилась⁵.

Далее, в период с 2002 по 2011 г., на территории РСО-Алания наблюдалось значительное снижение заболеваемости ТБ на 36,8 %, показатель уменьшился с 81,2 на 100 тыс. населения в 2002 г. до 51,3 в 2011 г., при этом заболеваемость ТБ с бактериовыделением также сократилась на 52,7 % (с 37,0 до 17,5), а среди детского населения заболеваемость ТБ уменьшилась на 60,8 % (с 77,5 до 30,4) [12].

Одним из факторов, влияющих на эффективность лечения, наряду с организацией лечения и реабилитации пациентов с ТБ является лекарственная устойчивость возбудителя к противотуберкулезным препаратам [10]. В РФ среди впервые выявленных пациентов растет доля случаев МЛУ-ТБ, устойчивого к изониазиду и рифампицину. В РСО-Алания доля первичного МЛУ-ТБ в период и после пандемии COVID-19 (2020 и 2023 г.) увеличилась с 8,4 до 16,3 %, а встречаемость деструктивных форм ТБ легких — с 53,5 до 57,9 % соответственно, что свидетельствует об усилении тяжести клинических форм ТБ [15]. Среди причин увеличения МЛУ-ТБ в ряде регионов РФ можно назвать широкое распространение штаммов Mycobacterium tuberculosis, относящихся к генетическому семейству Beijing, в частности к основным субтипам Central Asian/Russian (Центрально-Азиатский/Российский) и В0/W148 [14–16].

В аспекте общественного здоровья одним из методов оценки бремени любого заболевания, в частности ТБ, является эпидемиологический метод, основанный на анализе традиционных абсолютных, интенсивных или экстенсивных показателей заболеваемости, смертности, распространенности (пораженности) той или иной патологии среди населения [17]. Особую ценность этот метод приобретает при оценке уровня распространения инфекционных заболеваний, представляющих серьезный биологический вызов обществу, когда эпидемиологический анализ проводится в совокупности с изучением фенотипических и генотипических особенностей возбудителя, циркулирующих в конкретных регионах. Следовательно, в отношении ТБ одним из ключевых аспектов изучения динамики и прогнозирования эпидемической ситуации является молекулярно-генетический мониторинг, включающий возможность отслеживания распространения конкретных штаммов M. tuberculosis в популяции. Сопоставление эпидемиологических характеристик с биологическими свойствами клинических изолятов M. tuberculosis позволяет определять возникновение, распространение и географическое распределение заболеваний (во времени и пространстве). Молекулярно-генетическое исследование штаммов M. tuberculosis, выделенных от пациентов, иммигрировавших в Московский регион из Кавказского региона, выявило преобладание семейства Beijing — 62 %, в том числе наиболее известного российского эпидемического геноварианта B0/W148 (19,7 %)⁶. Учитывая изменения эпидемической ситуации по ТБ в РСО-Алания, важно оценить генетический полиморфизм популяции возбудителя ТБ в регионе в настоящее время. При этом такие исследования в РСО-Алания, равно как и на Северном Кавказе в целом, до сих не проводились.

Цель исследования — изучение эпидемиологии ТБ как биологического вызова в аспекте общественного здоровья в совокупности с анализом генетической характеристики современной популяции штаммов M. tuberculosis, циркулирующих на территории Республики Северная Осетия — Алания.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

В смешанном по дизайну исследовании (когортный и поперечный), состоящем из двух частей, применены эпидемиологический и микробиологический (молекулярно-генетический) методы. Эпидемиологическим методом оценивалось распространение ТБ, в нем проведен когортный проспективный анализ всех случаев ТБ в РСО-Алания за 2014–2024 гг., данный метод стал фоном для бактериологического (молекулярно-генетического) поперечного исследования, проведенного в период с января по август 2024 г., по изучению генотипов штаммов M. tuberculosis, циркулирующих в РСО-Алания.

Условия проведения исследования

Исследование проводилось на базах государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Республиканский клинический центр фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Республики Северная Осетия — Алания (ГБУЗ РКЦФП МЗ РСО-Алания), федерального бюджетного учреждения науки «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН «НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера») и федерального государственного бюджетного научного учреждения «Национальный научно-исследовательский институт общественного здоровья имени Н. А. Семашко». Сроки проведения исследования декабрь 2023 — октябрь 2024 г.

Критерии соответствия

Критерии включения

В эпидемиологическую часть исследования были включены все впервые выявленные случаи ТБ в РСО-Алания, также пациенты, состоящие на диспансерном учете в ГБУЗ РКЦФП МЗ РСО-Алания с 2014 по 2024 г., в том числе умершие от ТБ за этот период.

Для проведения бактериологического и молекулярно-генетического исследования включались все пациенты с первые выявленным ТБ легких, поставленные на диспансерный учет в ГБУЗ РКЦФП МЗ РСО-Алания в период с января по август 2024 г.

Критерии невключения

Для эпидемиологической части исследования не предусмотрены.

В исследование для изучения молекулярно-генетических характеристик M. tuberculosis были включены только пациенты с впервые выявленным ТБ легких за период с января по август 2024 г. Другие пациенты с активным ТБ, состоящие на учете в ГБУЗ РКЦФП МЗ РСО-Алания, в бактериологическое исследование не включались.

Критерии исключения

В бактериологическое исследование из впервые выявленных случаев ТБ легких за исследуемый период (январь — август 2024 г.) исключались пациенты без бактериовыделения.

Описание критериев соответствия

Для эпидемиологического анализа использованы данные форм федерального статистического наблюдения (ФСН) «Сведения о больных туберкулезом» (форма № 33), «Сведения о заболеваниях активным туберкулезом» (форма № 8), «Сведения о впервые выявленных больных и рецидивах заболеваний туберкулезом» (форма № 7-ТБ) и Росстата за 2014–2024 гг.

Диагностика при впервые выявленном ТБ легких, бактериологические и молекулярно-генетические исследования осуществлялись на основе соответствующих клинических рекомендаций⁷.

Подбор участников групп

Формирование отдельных групп исследования не предусмотрено. В эпидемиологической части исследования анализ произведен согласно данным перечисленных выше официальных ежегодных отчетных форм ФСН. В бактериологической части исследования подбор участников осуществлялся методом сплошной выборки согласно критериям включения, невключения и исключения из числа пациентов с активным туберкулезным процессом, находившихся на диспансерном учете в РКЦФП за исследуемый период времени.

Целевые показатели исследования

Основные показатели исследования

В целом ключевыми показателями исследования были заболеваемость, смертность, распространенность ТБ, доля впервые выявленных пациентов с ТБ/ВИЧ, доля первичного МЛУ-ТБ и эффективность лечения ТБ по критерию прекращения бактериовыделения среди впервые выявленных случаев, также описанные выше молекулярно-генетические характеристики M. tuberculosis: определение лекарственной устойчивости, мутации в различных генах возбудителя заболевания.

Дополнительные показатели исследования

В настоящем исследовании дополнительные показатели не имелись.

Методы измерения целевых показателей

Эпидемиологические показатели (заболеваемость, смертность, распространенность ТБ легких) оценивались на 100 тыс. населения РСО-Алания за исследуемый период; доля первичного МЛУ-ТБ определялась числом пациентов с МЛУ-ТБ по отношению ко всем впервые выявленным случаям ТБ с бактериовыделением; доля впервые выявленных пациентов с ТБ/ВИЧ — их соотношением ко всем впервые выявленным случаям ТБ; эффективность лечения по критерию абациллирования — соотношением прекративших бактериовыделение пациентов ко всей когорте бактериовыделителей среди впервые выявленных пациентов с ТБ за отчетный период.

Получение изолятов M. tuberculosis осуществлялось по стандартным протоколам бактериологических исследований⁸.

Для молекулярно-генетического исследования бактериальные изоляты были охарактеризованы стандартными бактериологическими и биохимическими методами. Определение лекарственной чувствительности изолятов M. tuberculosis к противотуберкулезным препаратам (рифампицину, изониазиду, офлоксацину, канамицину, амикацину, каприомицину, линезалиду и бедаквилину) проводили методом абсолютных концентраций на плотной питательной среде Левенштейна — Йенсена и/или модифицированным методом пропорций на жидкой питательной среде Мидделбрука 7H9 с применением бактериологического анализатора BACTEC MGIT 960⁹.

Мутации в генах rpoB, katG, inhA и gyrA, ассоциированные с лекарственной устойчивостью М. tuberculosis к рифампицину, изониазиду и фторхинолонам, выявляли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени с применением тест-систем «Амплитуб-МЛУ-РВ» и «Амплитуб-FQ-РВ» (ООО «Синтол», Москва).

Экстракцию ДНК из лизатов культур M. tuberculosis, выращенных на среде Левенштейна — Йенсена, проводили согласно стандартному протоколу [18]. Принадлежность штаммов M. tuberculosis к определенным генетическим семействам устанавливали методом сполиготипирования [19], классификацию профилей сполиготипирования (SIT — Spoligo Identifying Types) осуществляли с использованием международной базы данных SITVIT2 (http://www.pasteur-guadeloupe.fr:8081/SITVIT2). Генотипирование Beijing и его основных субтипов — B0/W148, Central Asian/Russian, САО проводили путем детекции специфических маркеров с помощью метода ПЦР [16]. В порядке обсуждения долевые значения распространения выявленных штаммов M. tuberculosis в РСО-Алания сравнивали с данными соседних территорий по ранним публикациям других исследователей и сведениями из указанной выше международной базы SITVIT2.

Переменные (предикторы, конфаундеры, модификаторы эффекта)

В исследовании явные конфаундеры и модификаторы эффекта, которые могли бы оказать влияние на результаты исследования, отсутствуют: все эпидемиологические показатели получены из официальных источников Росстата и форм ФСН, молекулярно-генетические исследования проведены по разработанным, в том числе международным стандартам подобных исследований.

Статистические процедуры

Принципы расчета размера выборки

По дизайну исследование было проспективным когортным по оценке эпидемиологических показателей ТБ за 2014–2024 гг. в одном регионе, что не требовало расчета объема выборки, а в молекулярно-генетическую часть исследования были включены все пациенты с ТБ легких с бактериовыделением за период с января по август 2024 г., что также не требовало расчета размера выборки.

Статистические методы

Анализ распределения лекарственной устойчивости штаммов осуществлялся путем сравнения частот встречаемости множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) между различными генотипами M. tuberculosis. Статистическая значимость различий оценивалась с помощью теста хи-квадрат (χ²) точного теста Фишера. Статистическую обработку данных проводили с использованием интернет-портала «Медицинская статистика» (https://medstatistic.ru/calculators.html), который предоставляет стандартизированные калькуляторы для анализа медико-биологических данных.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Формирование выборки исследования

В эпидемиологической части исследования проведена оценка динамики интенсивных и экстенсивных показателей ТБ среди всего населения РСО-Алания за 2014–2024 гг. Группа исследования формировалась на основании возникновения медико-демографического события, связанного с ТБ: заболевания, смерти, продолжения наблюдения в противотуберкулезной медицинской организации, доли первичных случаев МЛУ-ТБ и первичных случаев сочетания ТБ/ВИЧ, также эффективности лечения по критерию прекращения бактериовыделения среди впервые выявленных пациентов с ТБ органов дыхания с M. tuberculosis, включенных в отчетные формы ФСН региона и не требующих их отображения в блок-схеме дизайна исследования (рис. 1).

В бактериологической части исследования производилась сплошная выборка пациентов с впервые выявленным ТБ легких с бактериовыделением за январь — август 2024 г., среди которых кроме генотипических характеристик возбудителя заболевания оценивались пол, возраст, клиническая форма ТБ. В целом для изучения генотипов M. tuberculosis, циркулирующих на территории РСО-Алания, исходили из общего количества пациентов с активным ТБ, состоящих на учете в ГБУЗ РКЦФП МЗ РСО-Алания в течение января — августа 2024 г., составивших 230 человек (рис. 1). Из них у 82 пациентов ТБ был выявлен впервые за исследуемый период, из которых, в свою очередь, у 40 человек было обнаружено бактериовыделение M. tuberculosis, из клинических материалов которых (мокрота — 33, бронхиальный секрет — 5, операционный материал — 2) было выделено 40 культур M. tuberculosis, направленных для дальнейшего генотипирования (рис. 1). Дополнительные критерии отбора и формирования групп в исследовании не применялись.

Характеристика выборки (групп) исследования

В бактериологической части исследования возраст пациентов, вошедших в анализ, составлял от 28 до 86 лет, в среднем — 53,4 ± 2,4 года; преобладали мужчины (65,0 %; 26). Основными диагнозами были инфильтративный (50,0 %; 20) и диссеминированный (35,0 %; 14) ТБ легких. У 4 пациентов диагностировано сочетание ТБ/ВИЧ.

Основные результаты исследования

По результатам эпидемиологического анализа установлено, что за более чем десятилетний период (с 2014 по 2024 г.) на территории РСО-Алания наблюдается устойчивая и значимая положительная динамика основных показателей по туберкулезу. Так, уровень заболеваемости ТБ за исследуемый период снизился с 49,7 до 20,4 случая на 100 тысяч населения, что составляет уменьшение на 59,0 % (рис. 2).

Распространенность ТБ сократилась еще существеннее — с 173,1 до 30,6 случая на 100 тысяч населения (на 82,3 %). Также зарегистрировано выраженное уменьшение смертности от ТБ — с 9,1 до 1,5 случая на 100 тысяч населения (на 83,5 %). При этом в 2020 г. наблюдалось резкое, почти в 2 раза, снижение данного показателя по сравнению с предыдущим годом: с 3,3 до 1,6 случая на 100 тысяч населения.

Однако, несмотря на улучшение эпидемической ситуации по ТБ в РСО-Алания в целом, в регионе за рассматриваемый период зарегистрировано почти трехкратное увеличение доли впервые выявленных пациентов с МЛУ-ТБ, возросшей с 4,8 % в 2014 г. до 13,1 % к 2024 г. (рис. 3). Данный показатель характеризуется волнообразной динамикой: с 4,8 % в 2014 г. он вырос до 19,8 % в 2019 г., затем снизился до 7,9 % в 2021 г. и вновь увеличился до 16,3 % в 2023 г. с последующим умеренным снижением в 2024 г.

В республике на фоне тенденции к росту и выраженных колебаний доли первичного МЛУ-ТБ наблюдается достаточно высокая эффективность лечения ТБ по критерию абациллирования среди пациентов с впервые выявленным процессом с бактериовыделением (рис. 3). За исследуемый период этот показатель увеличился в 1,4 раза: с 58,2 % в 2014 г. до 84,0 % в 2024 г. с умеренным снижением его в 2021–2022 гг. — в период и после пандемии COVID-19, составив 57,7 и 63,3 % соответственно.

Из региональных особенностей в РСО-Алания следует выделить относительно низкую частоту ВИЧ-инфекции среди впервые выявленных пациентов с ТБ (рис. 3). Данный показатель, имея тенденцию к росту, за 2014–2024 гг. увеличился с 3,0 до 7,3 % (в 2,4 раза), с максимальным значением в 2023 г., составившим 9,9 %. Необходимо отметить, что динамика частоты сочетания ТБ/ВИЧ среди впервые выявленных случаев ТБ в республике за изучаемый период, равно как и изменения доли первичного МЛУ-ТБ, имеет волнообразный характер с ростом показателя в 2017–2018 гг. до 7,6–8,8 % с последующим его снижением до 3,5 % в 2020 г. и повторным ростом до 7,5 % в 2021 г.

На первом этапе генотипирования M. tuberculosis методом ПЦР для установления принадлежности к генотипу Beijing было обнаружено, что в четырех (10,0 %) из 40 образцов дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) содержится несколько штаммов возбудителя. Сполигопрофили этих образцов содержали как сигналы генотипа Beijing Восточно-Азиатской филогенетической линии (L2), так и других генетических семейств (non-Beijing). Данные образцы ДНК были исключены из дальнейшего описания и анализа.

Фенотипической лекарственной чувствительностью к противотуберкулезным препаратам характеризовались 23 (63,9 %) из 36 штаммов M. tuberculosis, 5 (13,9 %) штаммов были устойчивы к изониазиду, а 8 (22,2 %) штаммов обладали множественной лекарственной устойчивостью.

Сполиготипирование 36 штаммов M. tuberculosis выявило 17 сполиготипов (SIT), которые представлены в таблице 1.

К генотипу Beijing (сполиготипы SIT 1 и SIT 265) был отнесен 41,7 % (15 из 36) штаммов M. tuberculosis. Остальные штаммы принадлежали к Евро-Американской филогенетической линии (L4): генотипов Latin American-Mediterranean (LAM, 19,4 %, 7 из 36), T (22,2 %, 8), Haarlem (8,3 %, 3), Ural (5,6 %, 2). Для одного штамма M. tuberculosis, обозначенного в таблице 2 как «Unknown», на основании классификации, принятой в международной базе данных SITVIT2, генетическое семейство определить не удалось. Однако при депонировании профиля в обновленную версию международной базы данных сполигопрофилей — SITVITEXTEND ему был присвоен номер SIT 4285, так как этот сполигопрофиль совпадал с ранее описанным для штамма, выделенного в Италии в 2003 году. Новый профиль сполиготипирования, не представленный в международной базе, был классифицирован как «Orphan» и отнесен к гетерогенной группе T, что отражает необходимость дальнейшего изучения и классификации новых, редких вариантов возбудителя туберкулеза.

Штаммы M. tuberculosis семейства Beijing были в основном представлены сполиготипом SIT 1, доля которого составила 93,3 % (14 из 15). Среди штаммов линии L4 наиболее многочисленным был сполиготип SIT 254 — 19,1 % (4 из 21 штамма), относящийся к генотипу LAM; причем один из штаммов с этим сполиготипом характеризовался МЛУ. Основная же доля МЛУ — штаммов принадлежали к генотипу Beijing (85,7 %; 7/8).

В целом, подавляющее большинство (81,0 %, 17 из 21) штаммов M. tuberculosis, не относящихся к семейству Beijing (non-Beijing), были лекарственно чувствительными к противотуберкулезным препаратам. Исключение составили три штамма сполиготипов — SIT 46 (генотип Haarlem), SIT 803 (генотип LAM) и SIT 4285, которые обладали устойчивостью к изониазиду.

В исследуемой субпопуляции M. tuberculosis семейства Beijing были выявлены только штаммы, относящиеся к современной сублинии, среди которых преобладали субтипы Central Asian/Russian (60,0 %; 9 из 15) и B0/W148 (33,3 %; 5 из 15) (табл. 2).

Все штаммы M. tuberculosis субтипа B0/W148 характеризовались МЛУ, т.е. были ассоциированы с устойчивостью к изониазиду и рифампицину в 100% случаев (5 из 5). Эта частота была значительно выше, чем среди штаммов других генотипов (Central Asian/Russian, SIT 254/ LAM), где резистентность к этим препаратам обнаруживалась лишь в 9,7% случаев (3 из 31; p < 0,001), что свидетельствует о ключевой роли субтипа B0/W148 в распространении лекарственно-устойчивых форм туберкулеза. Напротив, штаммы субтипа Central Asian/Russian проявили фенотипическую гетерогенность в отношении противотуберкулезных препаратов, причем более половины (55,6%, 5 из 9) из них сохранили лекарственную чувствительность к основным лекарственным средствам, применяемым для терапии туберкулеза.

Исследованы спектры мутаций, обусловливающих резистентность к рифампицину и изониазиду штаммов разных генотипов (табл. 3).

Как видно из таблицы 3, независимо от генотипа M. tuberculosis у всех штаммов, устойчивых к рифампицину, выявлена единичная мутация — rpoB Ser531Leu. Фенотипическая устойчивость штаммов к изониазиду преимущественно (84,6 %; 11/13) была обусловлена заменой Ser315Thr в гене katG. У одного МЛУ-штамма генотипа LAM (SIT254) обнаружена дополнительная мутация в регуляторной области гена inhA C (-15)T. Все МЛУ-штаммы Beijing субтипа B0/W148 имели идентичный профиль мутаций: katG Ser315Thr, rpoB Ser531Leu. В отличие от них, у лекарственно-устойчивых штаммов субтипа Beijing Central Asian/Russian и non-Beijing профили мутаций были более вариабельны. Мутации в гене gyrA, приводящие к устойчивости M. tuberculosis к фторхинолонам, в анализируемой выборке не были выявлены.

Дополнительные результаты исследования

Дополнительные результаты исследования отсутствуют.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основных результатов исследования

Эпидемическая ситуация по ТБ в РСО-Алания за 2014–2024 гг. имеет явную тенденцию к улучшению со снижением показателей распространенности и смертности от него в 6 раз, заболеваемости — почти в 2,5 раза и высокой эффективностью абациллирования пациентов с впервые выявленным ТБ с бактериовыделением до 84,0 % в 2024 г. Однако на таком благополучном фоне наблюдается почти трехкратный рост доли первичного МЛУ-ТБ за исследуемый период, с выраженной волнообразностью динамики показателей, с периодами их подъема и спада. Также в регионе регистрируется более чем двукратный рост доли ВИЧ-инфекции среди впервые выявленных случаев ТБ, составивший 7,3 % в 2024 г., с выраженными колебаниями показателей, как и в случае динамики изменений частоты первичного МЛУ-ТБ.

По данным молекулярной эпидемиологии превалирующим генотипом штаммов M. tuberculosis, циркулирующих на территории РСО-Алания, выделенных из клинического материала впервые выявленных пациентов с ТБ легких в 2024 г., является генотип Beijing, составивший более 40,0 %. Указанный генотип был представлен двумя его субтипами — Central Asian/Russian и B0/W148, где доля первого субтипа составила ¼ часть от всего объема генотипа Beijing, а все штаммы последнего субтипа обладали МЛУ. Остальные штаммы принадлежали к генетическим семействам LAM (19,4 %), T (22,2 %), Haarlem (8,3 %), Ural (5,6 %). Лекарственную чувствительность сохранили 73,9 % (17/23) штаммов non-Beijing, а 85,7 % (7/8) штаммов с МЛУ принадлежали к генотипу Beijing. Устойчивость к рифампицину и изониазиду была обусловлена мутациями rpoB Ser531Leu и katG Ser315Thr.

Ограничения исследования

Особенностью представленного исследования является оценка динамики традиционных эпидемиологических показателей ТБ как биологического вызова общественному здоровью c затяжным течением [9], в совокупности с анализом данных молекулярной эпидемиологии — генотипических свойств возбудителя, циркулирующих в РСО-Алания. Расположение РСО-Алания на Северном Кавказе, входящем в состав СКФО и граничащим с регионами вооруженных конфликтов на постсоветских пространствах, играет важную геополитическую, а также эпидемиологическую роль в сдерживании распространения социально значимых инфекционных заболеваний в пределах и за пределами федерального округа [11][20]. Исходя из этого полагаем, что основным ограничением нашего исследования на данном этапе является отсутствие возможности сравнительного изучения молекулярно-генетических штаммов M. tuberculosis, циркулирующих на приграничных с РСО-Алания территориях. Результаты настоящей работы определенно указывают на необходимость расширения молекулярно-генетических исследований по ТБ с вовлечением регионов СКФО и других государств, прилегающих к РСО-Алания. Тем не менее для восполнения указанного ограничения исследования нами выполнена сравнительная интерпретация его результатов с анализом имеющихся публикаций из регионов Северного Кавказа в различные годы по схожей теме.

Интерпретация результатов исследования

Результаты исследования по анализу эпидемиологических показателей ТБ в РСО-Алания за исследуемый период (2014–2024 гг.) выявили стабильное снижение заболеваемости и распространенности ТБ, что характерно для России в целом и указывает на успешные меры по контролю и профилактике данной болезни [21]. В 2023 г. РСО-Алания вышла из числа регионов РФ с высоким уровнем заболеваемости ТБ, и республиканский показатель заболеваемости ТБ в 2024 г. составил 20,4 против общероссийского 26,9 на 100 тысяч населения. Снижение смертности от ТБ с 9,1 до 1,5 на 100 тыс. населения свидетельствует о повышении эффективности лечения и улучшении условий жизни и здоровья населения в регионе. Так, согласно полученным данным в регионе увеличилась эффективность лечения ТБ по критерию абациллирования среди впервые выявленных случаев с 58,2 до 84,0 % за 2014–2024 гг.

Однако доля первичного МЛУ-ТБ значительно возросла с 4,8 % в 2014 г. до максимума 19,8 % в 2019 г., а затем уменьшилась до 13,1 % в 2024 г. Наблюдаемая тенденция к снижению показателя в постковидный период может объясняться как усилением мер контроля за пациентами с МЛУ-ТБ, так и последствиями социальной изоляции в условиях пандемии COVID-19, которые сдерживали распространение бактериовыделителями МЛУ штаммов, в частности генотипа Beijing B0/W148 [12][22]. В то же время волнообразность динамики показателя частоты МЛУ-ТБ среди впервые выявленных случаев заболевания свидетельствует о влиянии постоянно меняющегося, нестабильного внешнего фактора (возможно, миграционного потока), и предполагает выявление внешних причин, влияющих на распространение МЛУ-ТБ в регионе, в том числе путем изучения генотипических характеристик штаммов возбудителя ТБ, циркулирующих в республике и прилегающих территориях. Также такие колебания частоты первичного МЛУ-ТБ говорят о сложности контроля за резистентными формами заболевания и необходимости усиления соответствующих программ диагностики и лечения ТБ. Другой особенностью эпидемиологии ТБ в РСО-Алания является относительно низкое распространение сочетания ТБ/ВИЧ, частота которого не превысила 10,0 % среди впервые выявленных случаев ТБ за исследуемый период, составив 9,0 % в 2023 г. и 7,3 % в 2024 г. при аналогичном показателе в среднем по России 24,2 и 23,4 % соответственно.

На таком эпидемиологическом фоне изучение характеристик штаммов M. tuberculosis, выделенных от впервые выявленных пациентов с ТБ легких в РСО-Алания в 2024 г., установило преобладание в общей популяции возбудителя штаммов генотипа Beijing (41,7 %). Более 15 лет назад среди штаммов M. tuberculosis, выделенных от пациентов-мигрантов с ТБ в Москве и Московской области из Кавказского региона (Азербайджана, Дагестана, Чечни, Ингушетии, Карачаево-Черкесии и Северной Осетии), доля семейства Beijing составляла 62,0 %, а вторым по численности был генотип LAM (14,1 %) [17]. Суммарные доли генотипа Beijing в популяции возбудителя ТБ Центрального федерального округа и СКФО в 1998–2003 и 2016–2021 гг. составляли 50,7 и 64,4 % соответственно [23]. В северо-западных регионах России (2014–2018 гг.) доля данного генотипа у впервые выявленных пациентов с ТБ варьировала: от 52,2 % в Мурманской области до 63,0 % в Калининградской области [14]. В регионах Сибирского федерального округа в 2017–2022 гг. доля штаммов генотипа Beijing была в целом выше и составляла: 64,4 % в Кемеровской и 74,6 % в Иркутской областях [13][15].

В нашем исследовании штаммы M. tuberculosis генетического семейства Beijing были представлены двумя его субтипами — Central Asian/Russian и B0/W148, доли которых в общей выборке составили 25,0 и 13,9 % соответственно. Штаммы этих субтипов повсеместно выявляют в России, причем превалирует относительно менее мультирезистентный Central Asian/Russian [13–15]. Интересно отметить, что в Вологодской области — регионе с низкой заболеваемостью ТБ, доля штаммов Beijing B0/W148 составила лишь 7,3 %, что было значительно меньше, чем в других регионах Северо-Запада (19,0 %) [16]. В РСО-Алания, как и в других изученных регионах России [13–15], значительная доля случаев МЛУ-ТБ ассоциирована с генотипом B0/W148: 100,0 % против 9,7 % у штаммов прочих генотипов (суммарно) (p < 0,001). При этом у всех штаммов B0/W148 устойчивость к рифампицину и изониазиду была обусловлена наиболее распространенными в глобальной и российской популяции M. tuberculosis мутациями: rpoВ Ser531Leu и katG Ser315Thr. Эти мутации характеризуются высокой адаптивной стабильностью, поскольку не сопровождаются снижением жизнеспособности и вирулентности микобактерий, что, вероятно, способствует широкому распространению и закреплению субтипа B0/W148 в популяции [23–27].

Наблюдаемая в XX веке массовая миграция населения из соседних регионов постсоветского пространства Кавказа, где происходили военные конфликты, в относительно стабильную в геополитическом и социально-экономическом отношении РСО-Алания [28] могло способствовать распространению более «успешных» генотипов M. tuberculosis и в целом влиять на генетическую структуру популяции возбудителя ТБ. Учитывая это, был проведен сравнительный анализ генотипов штаммов M. tuberculosis, выделенных на других территориях Кавказа, извлеченных из опубликованных данных (Абхазия, 2003–2005 гг.; Грузия, 2006 г.; Азербайджан, 1995–1996 гг.) [29–31] и сведений из международной базы SITVIT2 (Армения, 1998–2001 гг.; Азербайджан, 1987–1998 гг.).

На всех изученных территориях Кавказа выявлены штаммы генотипа Beijing, при этом его доля была наибольшей среди заключенных в Азербайджане (70,8 %), наименьшей — на территории Грузии (26,0 %) и Абхазии (25,1 %) [29–31]. Распространенность штаммов генетического семейства Beijing в РСО-Алания (41,7 %) была близка данным в Армении (43,2 %), согласно SITVIT2.

Ретроспективный анализ опубликованных профилей IS6110-RFLP (Insertion Sequence 6110 Restriction Fragment Length Polymorphism — полиморфизм длин фрагментов рестрикции IS6110) или 24-локусного MIRU-VNTR (Mycobacterial Interspersed Repetitive Units — Variable Number of Tandem Repeats) штаммов M. tuberculosis позволил выделить эпидемически и клинически значимый кластер B0/W148, доля которого была максимальной среди заключенных в Азербайджане (21,5 %), и все штаммы данного генотипа обладали лекарственной устойчивостью [31]. Доля штаммов B0/W148 была значительно меньше в Грузии (2,7 %) [29], чем в РСО-Алания (13,9 %). В Абхазии штаммы данного субтипа составили 7,4 %, и почти все характеризовались МЛУ (95,7 %) [30].

Во всех сравниваемых популяциях M. tuberculosis Кавказа в разных долях были выявлены штаммы гетерогенной группы Т (4,2–26,4 %), генотипов LAM (6,8–22,8 %), Ural (5,6–15,8 %) и Haarlem (1,4–8,3 %) [29–31]. В РСО-Алания, Абхазии и Грузии доли генетических семейств LAM (19,4, 22,8 и 18,7 %) и Haarlem (8,3, 6,1 и 6,6 % соответственно) были сопоставимы [29][31]. Наибольшее число штаммов генотипа Ural обнаружено в Абхазии (15,8 %), наименьшее — в Азербайджане (5,6 %), которое было аналогично доле данного генотипа в РСО-Алания в нашей работе. Поскольку между сравниваемыми популяциями M. tuberculosis Кавказа большой временной интервал и исследования имели разные критерии отбора штаммов и дизайн, проведена лишь приблизительная оценка распределения основных генотипов, без связи с лекарственной чувствительностью возбудителя ТБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В РСО-Алании на фоне стабилизации эпидемической ситуации по ТБ и улучшения эффективности его лечения отмечен рост первичного МЛУ-ТБ до 19,8 % в 2019 г. с последующим снижением до 13,1 % в 2024 г. Одновременно наблюдался рост доли ВИЧ-инфекции среди впервые выявленных случаев ТБ, с колебаниями в годы пандемии COVID-19. Волнообразная динамика показателей МЛУ-ТБ и ТБ/ВИЧ, вероятно, связана с ограничениями COVID-19, снизившими миграцию, распространение резистентных штаммов и своевременное выявление ВИЧ-инфекции. Молекулярно-генетическое исследование штаммов M. tuberculosis, выделенных от впервые выявленных пациентов с ТБ в РСО-Алания в 2024 году, установило гетерогенность популяции возбудителя туберкулеза, в которой преобладали штаммы генотипа Beijing (42 %), как и в соседних регионах. Доля российского эпидемического субтипа Beijing B0/W148 (13,9 %) хотя и была сравнительно невысокой, однако все штаммы характеризовались МЛУ. Мониторинг циркулирующих штаммов M. tuberculosis в РСО-Алания и на сопредельных территориях важен для эффективного эпидемиологического надзора и адаптации региональных программ по борьбе с туберкулезом как трансграничной угрозой общественному здоровью.