Микрочиповые технологии для анализа генетических детерминант устойчивости Neisseria gonorrhoeae к противомикробным препаратам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Возбудитель гонококковой инфекции способен быстро формировать устойчивость к противомикробным препаратам. Доля лекарственно-устойчивых изолятов Neisseria gonorrhoeae в мире растет с каждым годом, что повышает вероятность возникновения неизлечимой инфекции.

Цель исследования. Актуализация данных о распространении генетических детерминант устойчивости изолятов современной российской популяции N. gonorrhoeae к ряду противомикробных препаратов с использованием технологии гидрогелевых биочипов.

Методы. В исследование включено 360 изолятов N. gonorrhoeae, поступивших с 2019 по 2023 г. в ФГБУ «ГНЦДК» Минздрава России из специализированных медицинских организаций дерматовенерологического профиля восьми субъектов Российской Федерации. Тестирование чувствительности N. gonorrhoeae к пенициллину, цефтриаксону, тетрациклину, азитромицину и ципрофлоксацину осуществляли методом серийных разведений в агаре с определением минимальных подавляющих концентраций (МПК). Идентификацию генетических детерминант устойчивости N. gonorrhoeae к противомикробным препаратам проводили с помощью технологии гидрогелевых биочипов.

Результаты. Представлены актуальные данные по распространению генетических детерминант устойчивости N. gonorrhoeae к противомикробным препаратам. В российской популяции N. gonorrhoeae происходят активные процессы, связанные с перераспределением долей изолятов, устойчивых к разным противомикробным препаратам. С 2020 г. возросла устойчивость к азитромицину, повышена доля изолятов, устойчивых к ципрофлоксацину, произошло восстановление чувствительности к пенициллину, при этом вся популяция остается чувствительной к цефтриаксону. Валидированный набор реагентов «NG-ТЕСТ» на основе биочипа обеспечивает быстрое определение устойчивости N. gonorrhoeae к цефтриаксону посредством одновременной идентификации генетических детерминант в генах penA, ponA и porB и расчета значения МПК.

Заключение. Микрочиповые технологии для идентификации детерминант устойчивости N. gonorrhoeae к противомикробным препаратам могут быть использованы в качестве вспомогательного инструмента выявления резистентных штаммов. Результаты анализа на биочипах способствуют выбору стратегии лечения пациентов и обеспечивают возможность наблюдения за молекулярно-эпидемиологической картиной на уровне популяций.

Об авторах

Борис Леонидович Шаскольский

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины, Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: bls@shaskolskiy.ru
ORCID iD: 0000-0002-0316-2262

кандидат химических наук

Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, д. 32

Дмитрий Витальевич Кравцов

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины, Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: solo13.37@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4180-6898
SPIN-код: 5381-7087
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, д. 32

Илья Денисович Кандинов

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины, Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: ilya9622@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9416-875X
SPIN-код: 8118-6614
119991, Москва, ул. Вавилова, д. 32

Дмитрий Александрович Грядунов

Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины, Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: grad@biochip.ru
ORCID iD: 0000-0003-3183-318X
SPIN-код: 6341-2455

доктор биологических наук

Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, д. 32

Марина Валентиновна Шпилевая

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: aniram1970@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-9957-4009
SPIN-код: 6600-3311

кандидат биологических наук

Россия, 107076, Москва, ул. Короленко, д. 3/6

Юлия Зинуровна Шагабиева

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: shagabieva1412@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7595-0276
SPIN-код: 7270-5113

кандидат химических наук

Россия, 107076, Москва, ул. Короленко, д. 3/6

Никита Юрьевич Носов

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: nosovnj@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3967-8359
SPIN-код: 8806-8539

кандидат биологических наук

Россия, 107076, Москва, ул. Короленко, д. 3/6

Список литературы

  1. Global health sector strategies on, respectively, HIV, viral hepatitis and sexually transmitted infections for the period 2022–2030. Geneva, Switzerland: World Health Organization; 2022. URL: https://www.who.int/publications/i/item/9789240053779
  2. Shaskolskiy B, Kandinov I, Demetieva E, Gryadunov D. Antibiotic Resistance in Neisseria gonorrhoeae: Challenges in Research and Treatment. Microorganisms. 2022;10(9):1699. doi: 10.3390/microorganisms10091699
  3. Maubaret C, Caméléna F, Mrimèche M, Braille A, Liberge M, Mainardis M, et al. Two cases of extensively drug-resistant (XDR) Neisseria gonorrhoeae infection combining ceftriaxone-resistance and high-level azithromycin resistance, France, November 2022 and May 2023. Euro Surveill. 2023;28(37):2300456. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2023.28.37.2300456
  4. Pleininger S, Indra A, Golparian D, Heger F, Schindler S, Jacobsson S, et al. Extensively drug-resistant (XDR) Neisseria gonorrhoeae causing possible gonorrhoea treatment failure with ceftriaxone plus azithromycin in Austria, April 2022. Euro Surveill. 2022;27(24):2200455. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2022.27.24.2200455
  5. Красносельских Т.В., Соколовский Е.В., Рахматулина М.Р., Новоселова Е.Ю., Мелехина Л.Е. Заболеваемость сифилисом и некоторыми другими ИППП в Российской Федерации: прошлое, настоящее и пути достижения контроля эпидемиологической ситуации в будущем. Вестник дерматологии и венерологии. 2023;99(4):41–59. [Krasnoselskikh TV, Sokolovskiy EV, Rakhmatulina MR, Novoselova EYu, Melekhina LE. Syphilis and some other STIs in the Russian Federation: past, present and ways to control of the epidemiological situation in the future. Vestnik Dermatologii i Venerologii. 2023;99(4):41–59. (In Russ.)] doi: 10.25208/vdv13726
  6. Шагабиева Ю.З., Носов Н.Ю., Шпилевая М.В., Дерябин Д.Г., Образцова О.А., Никонорова Е.Р., и др. Анализ динамики устойчивости Neisseria gonorrhоeaе к антимикробным препаратам в РФ за период 2005–2021 гг. Вестник дерматологии и венерологии. 2023;99(3):53–62. [Shagabieva JZ, Nosov NYu, Shpilevaya MV, Deryabin DG, Obraztsova OA, Nikonorova ER, et al. Analysis of the dynamics of Neisseria gonorrhоeaе resistance to antimicrobial drugs in the Russian Federation for the period 2005–2021. Vestnik Dermatologii i Venerologii. 2023;99(3):53–62. (In Russ.)] doi: 10.25208/vdv1410
  7. Xiaoyu Z, Yue Xi, Xiangdong G, Shaochun C. Ceftriaxone-Resistant Gonorrhea — China,2022. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2024;73(12):255–259. doi: 10.15585/mmwr.mm7312a2
  8. Reimche JL, Pham CD, Joseph SJ, Hutton S, Cartee JC, Ruan Y, et al. Novel strain of multidrug non-susceptible Neisseria gonorrhoeae in the USA. Lancet Infect Dis. 2024;24(3):e149–e151. doi: 10.1016/S1473-3099(23)00785-5
  9. Day M, Pitt R, Mody N, Saunders J, Rai R, Nori A, et al. Detection of 10 cases of ceftriaxone-resistant Neisseria gonorrhoeae in the United Kingdom, December 2021 to June 2022. Euro Surveill. 2022;27(46):2200803. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2022.27.46.2200803
  10. Crucitti T, Belinga S, Fonkoua M, Abanda M, Mbanzouen W, Sokeng E, et al. Sharp increase in ciprofloxacin resistance of Neisseria gonorrhoeae in Yaounde, Cameroon: analyses of a laboratory database period 2012–2018. Int J STD AIDS. 2020;31(6):579–586. doi: 10.1177/0956462419897227
  11. Caméléna F, Mérimèche M, Brousseau J, Mainardis M, Verger P, Le Risbé C, et al. Emergence of Extensively Drug-Resistant Neisseria gonorrhoeae France,2023. Emerg Infect Dis. 2024;30(9):1903–1906. doi: 10.3201/eid3009.240557
  12. Kandinov I, Dementieva E, Filippova M, Vinokurova A, Gorshkova S, Kubanov A, et al. Emergence of Azithromycin-Resistant Neisseria gonorrhoeae Isolates Belonging to the NG-MAST Genogroup 12302 in Russia. Microorganisms. 2023;11(5):1226. doi: 10.3390/microorganisms11051226
  13. Updated recommendations for the treatment of Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis, and Treponema pallidum (syphilis)and new recommendations on syphilis testing and partner services. World Health Organization; 2024. URL: https://www.who.int/publications/i/item/9789240090767
  14. Gryadunov DA, Shaskolskiy BL, Nasedkina TV, Rubina AY, Zasedatelev AS. The EIMB Hydrogel Microarray Technology: Thirty Years Later. Acta Naturae. 2018;10(4):4–18. doi: 10.32607/20758251-2018-10-4-4-18
  15. Shaskolskiy B, Kandinov I, Kravtsov D, Vinokurova A, Gorshkova S, Filippova M, et al. Hydrogel Droplet Microarray for Genotyping Antimicrobial Resistance Determinants in Neisseria gonorrhoeae Isolates. Polymers (Basel). 2021;13(22):3889. doi: 10.3390/polym13223889
  16. Shaskolskiy B, Kandinov I, Kravtsov D, Filippova M, Chestkov A, Solomka V, et al. Prediction of ceftriaxone MIC in Neisseria gonorrhoeae using DNA microarray technology and regression analysis. J Antimicrob Chemother. 2021;76(12):3151–3158. doi: 10.1093/jac/dkab308
  17. Стандартные операционные процедуры по забору клинического материала у пациентов с подозрением на гонококковую инфекцию СОП № ГОН 002/04. М.: ДЭКС-ПРЕСС; 2008. 20 с. [Standartnye operacionnye procedury po zaboru klinicheskogo materiala u pacientov s podozreniem na gonokokkovuju infekciju (SOP No. GON 002/04). Moscow: DEKS-PRESS; 2008. (In Russ.)]
  18. Кубанова А.А., Фриго Н.В., Кубанов А.А., и др. Стандартные операционные процедуры по транспортировке и доставке клинического материала и выделенных культур возбудителя гонореи СОП № ГОН 001/03. М.: ДЭКС-ПРЕСС; 2008. 17 с. [Kubanova AA, Frigo NV, Kubanov AA, et al. Standartnye operacionnye procedury po transportirovke i dostavke klinicheskogo materiala i vydelennyh kul’tur vozbuditelja gonorei (SOP No. GON 001/03). Moscow: DEKS-PRESS; 2008. (In Russ.)]
  19. Кубанова А.А., Кубанов А.А., Фриго Н.В., и др. Стандартные операционные процедуры по проведению видовой идентификации возбудителя гонореи СОП № ГОН 003/04, СОП № ГОН 004/04, СОП № 005/04. М.: ДЭКС-ПРЕСС; 2008. 29 с. [Kubanova AA, Kubanov AA, Frigo NV, et al. Standartnye operacionnye procedury po provedeniju vidovoj identifikacii vozbuditelja gonorei (SOP No. GON 003/04; SOP No. GON 004/04; SOP No. GON 005/04). Moscow: DEKS-PRESS; 2008. (In Russ.)]
  20. Кубанова А.А., Фриго Н.В., Кубанов А.А. и др. Стандартные операционные процедуры по методам определения чувствительности гонококкa к антибактериальным препаратам. М.: ДЭКС-ПРЕСС; 2008. 16 с. [Kubanova AA, Frigo NV, Kubanov AA, et al. Standartnye operacionnye procedury po metodam opredelenija chuvstvitel’nosti gonokokka k antibakterial’nym preparatam (SOP No. GON 006/03). Moscow: DEKS-PRESS; 2008. 16 s. (In Russ.)]
  21. Kandinov I, Shaskolskiy B, Kravtsov D, Vinokurova A, Gorshkova S, Kubanov A, et al. Azithromycin Susceptibility Testing and Molecular Investigation of Neisseria gonorrhoeae Isolates Collected in Russia,2020–2021. Antibiotics (Basel). 2023;12(1):170. doi: 10.3390/antibiotics12010170
  22. Kubanov A, Solomka V, Plakhova X, Chestkov A, Petrova N, Shaskolskiy B, et al. Summary and Trends of the Russian Gonococcal Antimicrobial Surveillance Programme,2005 to 2016. J Clin Microbiol. 2019;57(6):e02024-18. doi: 10.1128/JCM.02024-18
  23. Roberts MC, Knapp JS. Transfer of beta-lactamase plasmids from Neisseria gonorrhoeae to Neisseria meningitidis and commensal Neisseria species by the 25.2-megadalton conjugative plasmid. Antimicrob Agents Chemother. 1988;32(9):1430–1432. doi: 10.1128/AAC.32.9.1430
  24. Shaskolskiy B, Dementieva E, Kandinov I, Filippova M, Petrova N, Plakhova X, et al. Resistance of Neisseria gonorrhoeae isolates to beta-lactam antibiotics (benzylpenicillin and ceftriaxone) in Russia,2015–2017. PLoS One. 2019;14(7):e0220339. doi: 10.1371/journal.pone.0220339
  25. Sánchez-Busó L, Yeats CA, Taylor B, Goater RJ, Underwood A, Abudahab K, et al. A community-driven resource for genomic epidemiology and antimicrobial resistance prediction of Neisseria gonorrhoeae at Pathogenwatch. Genome Med. 2021;13(1):61. doi: 10.1186/s13073-021-00858-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема биочипа, входящего в набор «NG-ТЕСТ» и содержащего 113 иммобилизованных олигонуклеотидных зондов

Скачать (860KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Флуоресцентные гибридизационные картины и интерпретация результатов анализа изолятов N. gonorrhoeae на биочипе с использованием набора реагентов «NG-ТЕСТ»

Скачать (510KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение замен в генах penA, ponA и porB при разделении изолятов исследуемой выборки на группы со сниженной (МПКцеф > 0,03 мг/л) и несниженной (МПКцеф ≤ 0,03 мг/л) чувствительностью к цефтриаксону

Скачать (196KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение генетических профилей локусов mtrR, mtrD и 23S рРНК в устойчивых и чувствительных к азитромицину изолятах в исследуемой выборке

Скачать (239KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение генетических профилей локусов gyrA и parC в устойчивых и чувствительных к ципрофлоксацину изолятах в исследуемой выборке

Скачать (239KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение генетических профилей локусов penA, ponA, porB и blaTEM в устойчивых и чувствительных к пенициллину изолятах в исследуемой выборке

Скачать (246KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределение генетических профилей локусов rpsJ, mtrR, porB и tetM в устойчивых и чувствительных к тетрациклину изолятах в исследуемой выборке

Скачать (281KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Динамика встречаемости в 2019–2023 гг. изолятов N. gonorrhoeae, устойчивых к пенициллину, тетрациклину, ципрофлоксацину, азитромицину, обладающих генетическими детерминантами, вносящими наибольший вклад в повышение МПК. Линиями обозначено изменение долей характерных генетических детерминант. Столбцы гистограммы отражают ежегодную долю изолятов с фенотипической устойчивостью к соответствующему противомикробному препарату

Скачать (442KB)
Метаданные

© Шаскольский Б.Л., Кравцов Д.В., Кандинов И.Д., Грядунов Д.А., Шпилевая М.В., Шагабиева Ю.З., Носов Н.Ю., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».