IJMICRO 国际微生物学杂志 1687 - 9198 1687 - 918 x Hindawi 10.1155 / 2020/8253546 8253546 研究文章 突变 结核分枝杆菌药敏测试在秘鲁隔离与不和谐的结果 https://orcid.org/0000 - 0002 - 8041 - 8807 索拉里 l 1 2 Santos-Lazaro D。 1 Puyen z . M。 1 Nardoni 西蒙娜 1 西班牙de Salud 秘鲁首都利马 秘鲁 ins.gob.pe 2 医学院药物 大学Peruana de Ciencias Aplicadas 秘鲁首都利马 秘鲁 upc.edu.pe 2020年 7 4 2020年 2020年 15 08年 2019年 18 02 2020年 7 4 2020年 2020年 版权©2020 l .索拉里et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

对公开评价抗药物与基因型和表型经常执行方法;然而,这些不同的方法之间的冲突可以看到。我们的目标是识别突变可以解释不一致的评价结果对利福平和异烟肼分子和表型之间的方法,使用全基因组测序(WGS)。秘鲁菌株表现出敏感基因型MTBDR结果 +版本测试和耐药结果的比例agar-plaque检测异烟肼和利福平。证实了不整合重复测试,和WGS执行,使用新一代测序方法。获得序列对齐“通过引用”(基因映射)使用算法的程序BWA“mem使用作为参考的基因组 结核分枝杆菌H37Rv压力。冲突被确认为异烟肼、利福平的14株和21 1菌株对抗生素一样,总共34个独特的菌株。rpoB的最常见的突变基因的不和谐的菌株对利福平是V170F。最常见的不和谐的突变菌株对异烟肼katG R463L, kasA G269S,和Rv1592c I322V。其他几个突变报告。这是第一个研究在拉丁美洲寻址突变菌株基因型和表型之间的不和谐的结果中利福平和异烟肼的方法。这些突变可以被视为未来潜在目标基因型的测试评价这些药物的敏感性。

创新秘鲁
1。介绍

秘鲁是世界上30个国家负担最重的耐多药结核病(mdr - tb)。公共卫生系统提供免费诊断和药敏检测与表型(7 h10比例)( 1)和分子方法(基因型、海Lifesciences(基因型™))( 2一线和二线药物。分子诊断的耐药性已经证明可以显著减少诊断的时候,最重要的是异烟肼和利福平,对公开的支柱的方案,从而有助于改善临床结果( 3]然而,参考标准继续表型方法,如MGIT 960年琼脂斑块和比例,同时目前使用国家参考实验室的分枝杆菌秘鲁。

突变的基因型方法是基于识别rpoB基因突变的利福平抗药性确定地区(RRDR),一个81碱基对的基因。基因突变在katG韩国仁荷识别诊断耐异烟肼。然而,这种分析识别最常见的突变,但并不是每一个可能的突变赋予抵抗这些药物。这些测试可能有突变不明(“中的”突变),所以测试报告作为敏感 4]。值得注意的,如果表型方法使用,耐药模式将被检测到。有报道提出新颖的突变来解释差异的分子和表型方法( 5, 6),因为这些可以解释不一致的结果。全基因组测序(WGS)是一种技术,能够识别新的序列,可以解释某些特征与阻力,并可能目前被用于调查的基因组 结核分枝杆菌菌株表现出这种不和谐的结果( 7]。

然而,并不是所有现有突变确定电阻,所以重要的是要考虑现有证据与耐药性。世界卫生组织已经发布了建议他们的解释 8]。关于这个主题的知识继续发展,它是非常重要的生成额外的信息关于这些小说的存在突变。我们的目的是确定突变可以解释不一致的评价结果对利福平和异烟肼分子和表型之间的方法,使用全基因组测序。这些信息可以提供未来的发展更全面的诊断设备评估我国耐药。

2。材料和方法 2.1。菌株

国家参考实验室的分枝杆菌秘鲁国立卫生研究所的执行评估的一线耐药性基因型自2011年以来™。只有样品显示任何类型的电阻进行表型耐药与比例方法评价麦德7 h10琼脂11药物,其中包括异烟肼和利福平。然而,在2013年至2015年之间,执行一项全国性调查,样本分析与并行的两种方法。我们选择同期收集菌株显示两种方法之间的不和谐的结果(敏感基因型MTBDR +版本测试和耐药的比例对异烟肼和利福平agar-plaque测试)。

2.2。实验室程序

结核分枝杆菌菌株保存在−80°C的生物可以在这个实验室被激活在Middelbrook 7 h9肉汤了7天。0.5毫升的整除然后转移到Lowenstein-Jensen媒体进一步增长。

根据Hofmann-Thiel等的建议 9),我们重复的基因型®MTBDR +德国,海LifeScience, Nehren v2.0测试和另外的比例agar-plaque测试确认结果。基因型MTBDR +v2.0 ( http://www.hain-lifescience.com)被执行后,制造商´s迹象。GenoLyse v1.0工具包用于提取DNA, DNA扩增和使用基因型MTBDR进行杂交 +v2.0探针对突变的识别 rpoB, katG, 韩国仁荷基因。

比例在agar-plaque测试,殖民地从Lowenstein-Jensen媒体转移到麦德布鲁克7 h9 7天,随后麦德布鲁克7 h10 21天。斑块中利福平的最小抑制浓度为1.0 μ在2 g / mL和异烟肼最低抑制浓度:0.2 μ和1.0克/毫升 μ克/毫升。解释,如果关键的比例高于1%,压力被认为是抗,如果低于1%,这被认为是明智的 10, 11]。只有菌株显示坚持不调和后重复的测试包括WGS分析。从这些菌株基因组DNA提取使用“GenJet基因组DNA净化”( http://www.thermofisher.com)设备,根据制造商的建议。双链DNA的浓度是量化,通过荧光,用量子位2.0荧光计工具包(美国表达载体,卡尔斯巴德,CA)。全基因组测序进行使用paired-end 2×250和2×300 pb的Nextera XT装备与系统门店illumina公司MiSeq (illumina公司Inc .)、圣地亚哥、钙、美国)。MiSeq试剂盒v3(600次)被用来作为推荐( https://www.illumina.com)。

2.3。生物信息学分析

执行质量控制获得读取使用FastQC程序v0.11.8 [ 12]。纯洁的估计的读取和纯度的测序确定项目Kraken2 v2.0.7 [ 13和布莱肯v2.2 14]。使用程序读取被清洗Trimmomatic v0.38 [ 15]。

“通过引用”获得的序列是一致的(基因映射)使用程序BWA [ 16“mem”),算法,使用作为参考菌株的基因组 结核分枝杆菌H37Rv(基因库,访问人数:NC_000962.3)。识别重复的和最终的执行命令工具皮卡v2.18.25 ( http://broadinstitute.github.io/picard)。

最后,我们报告的序列 rpoA, rpoB, 和rpoC基因分离与利福平的序列不和谐的结果 katG和我 nhA异烟肼基因分离与不和谐的结果。为了分类突变为低,中位数,或高概率赋予耐药性(并不是所有的突变必然是与阻力),我们跟着世界卫生组织的建议 9)和补充信息中发现的其他出版物。利福平耐药性,我们报告突变都根据提出的共识Telenti et al。 17),以及安德烈等人的符号( 18]。描述性统计分析,占据版本。使用了15个。

3所示。结果 3.1。菌株

从2013年到2015年,我们能够确认不和谐的结果(报告为敏感基因型MTBDR利福平、异烟肼 +v2.0和对同一药物的比例方法麦德710琼脂)36株,对利福平16和21对异烟肼(1样本不整合对药物)进行全基因组测序。表 1显示相应的患者的主要特征。值得注意,这占大约0.5%的7194个有效的结果。

包括患者的特征。

特征 数量(百分比)( n= 36)
性别,男 29 (80.6%)

年龄(中位数、四分位范围) 28.9 (24-38)

治疗的历史
没有以前的治疗 17 (47.2%)
以前治疗 8 (22.2%)
任何信息 11 (30.5%)

住宅面积
利马(资本) 30 (83.3%)
6 (16.7%)
3.2。利福平

16个菌株被发现不和谐的结果对利福平的表型和基因型的方法。这些,我们能够恢复并执行WGS 14。所有菌株都错义突变 rpoB。最常见的突变是V170F, 6个样品中找到。图 1显示所有基因突变出现在 rpoB(可能的确定电阻), rpoA, rpoC在这些14株(可能是补偿性突变)。

基因突变出现在 rpoB, rpoA, rpoC在菌株基因型和表型之间的不和谐的结果利福平的方法。SYN:同义变体。管理信息系统:错义变体。 应变不整合对利福平和异烟肼。

3.3。异烟肼

21株被发现不和谐的结果之间的异烟肼表型和基因型的方法。我们能够恢复并执行WGS他们所有人。基因突变的发现非常多样化 katG,(图 2)是最常见的错义突变R463L、现在在3样本。我们没有找到以下的突变 katG吉恩:c。10−> C,先驱,A109T K154T,生物化工,T271A, G307V, S315T, S315N, P365P, T380I, R396L, D419, P432L, A478A, A551A, N660T, N660D E709G, G177S。图 3显示所有突变出现在其他基因( 韩国仁荷、fabG1 oxyR、p-ahpC kasA, ndh, furA, efpA, nat, fbpC, Rv0340, iniB, iniA, Rv1592, Rv1772, srmR, accD6, fadE24),可能与异烟肼耐药性,最常见的被错义突变: kasAG269S 3株 Rv1592cI322V 9个样本。有趣的是,我们不能发现非同义突变菌株4和15日和应变5中,我们无法找到任何突变。

出现在katG基因突变菌株基因型和表型之间的不和谐的结果异烟肼的方法。UPS:上游基因变体。管理信息系统:错义变体。FS:移码的变体。 应变不整合对利福平和异烟肼。

与不和谐的结果出现在不同的基因突变菌株基因型和表型之间的异烟肼的方法。UPS:上游基因变体。管理信息系统:错义变体。SYN:同义变体。NC:非编码外显子记录变种。 应变不整合对利福平和异烟肼。

4所示。讨论

这是第一次在拉丁美洲研究解决突变出现在一个相当大的群菌株 结核分枝杆菌公开表明对最重要的一线药物(利福平和异烟肼)基因型检测和电阻相同的药物(不一致)表型测试,使用全基因组测序发现“中的”突变。事实上,我们能够找到错义突变出现在这些不和谐的菌株可以解释抗利福平( rpoBV170F、I491F等)和异烟肼( katGR463L, kasA G269S, Rv1592c I322V和其他人)。

这是一个相关的发现,因为这可能被认为是潜在的目标发展的诊断设备耐药性在未来( 19]。值得注意的,一些突变,R463L等 katG由其他组也已暗示,突出他们的潜在相关性带来阻力 20.]。其他报告首次出版,其中一些可能偶然发现,不一定赋予公开抵制毒品,和其他人可以通过未来的研究证实。虽然我们专注于错义突变和帧转移,我们已经报道上游和同义突变,提供一个完整的监督检测到的变化。这一切将有助于基因组变异的可用的信息 结核分枝杆菌,可能会有其他潜在的应用,比如在流行病学的研究动态和耐药菌株的传播。

我们必须承认一些问题,可能会限制我们的结果的外部效度。首先,样本在2013年- 2015年,所以我们必须谨慎再考虑这些菌株的代表菌株目前流行在我们的领土。其次,我们必须考虑到,虽然有一些计划接近共识产生抗性的突变,这是一个新的领域和信息仍然是初步的。因此,我们不能确保我们报道的突变是真的与电阻有关。最理想的方法,虽然耗资源,将生产这些突变在敏感生物评估如果他们实际上产生耐药性 21]。

5。结论

结核分枝杆菌菌株表现出不和谐的结果之间的表型和基因型的诊断测试评价利福平和异烟肼耐药性,我们能够通过WGS辨认一些突变报告。特别是其中的一些 rpoBV170F I491F利福平和 katGR463L, kasAG269S, Rv1592c I322V异烟肼,可以考虑在未来发展当地的基因型耐药性的诊断测试诊断。

数据可用性

全基因组测序的数据用于支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢工作人员分枝杆菌秘鲁国家参考实验室的支持这个项目。这项研究是由创新秘鲁,合同号:530。这项研究是在秘鲁国家健康研究所的执行。

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