Использование молекулярно-генетических методов для комплексного анализа штаммов Mycobacterium tuberculosis
Диссертация
Наиболее перспективной для филогенетического анализа многих микроорганизмов является классификация, основанная на использовании муль-тилокусного секвенирования для анализа точечных мутаций. Так, например, успешно проводится межвидовая дифференциация нетуберкулёзных микобактерий на основании последовательности гена loSrRNA. Однако для эффективной дифференциации штаммов М. tuberculosis необходимо… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор литературы
- 1. 1. Методы генотипирования микроорганизмов
- 1. 2. Генотипирование микобактерий туберкулёзного комплекса
- 1. 2. 1. Сполиготипирование штаммов М. tuberculosis
- 1. 2. 2. ПДРФ-18б)//0 генотипирование штаммов М. tuberculosis
- 1. 2. 3. MIRU-VNTR генотипирование штаммов М. tuberculosis
- 1. 2. 4. SNP генотипирование штаммов М. tuberculosis
- 1. 2. 5. Анализ геномных делеций как метод генотипирования штаммов М. tuberculosis
- 2. 1. Бактериальные культуры
- 2. 2. Питательные среды
- 2. 3. Определение видовой принадлежности клинических бактериальных культур
- 2. 4. Выделение хромосомной ДНК
- 2. 5. Анализ клинических изолятов М. tuberculosis методом MIRU-VNTR
- 2. 5. 1. Полимеразная цепная реакция
- 2. 5. 2. Определение числа повторов в MIRU-VNTR локусах
- 2. 5. 3. Оценка аллельного разнообразия MIRU-VNTR локусов
- 2. 5. 4. Оценка разнообразия генотипов
- 2. 5. 5. Филогенетический анализ клинических изолятов М. tuberculosis
- 2. 6. Анализ точечных мутаций в геномах клинических изолятов М. tuberculosis
- 2. 7. Анализ клинических изолятов М. tuberculosis методом ПДРФ-1867/
- 2. 8. Анализ клинических изолятов М. tuberculosis методом сполиготипирования
- 2. 8. 1. Полимеразная цепная реакция
- 2. 8. 2. Гибридизация
- 2. 8. 3. Детекция
- 2. 9. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis
- 2. 9. 1. Определение лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis in vitro
- 2. 9. 2. Изучение мутаций в генерпсА
- 2. 9. 3. Изучение мутаций, детерминирующих устойчивость к лекарственным препаратам
- 3. 1. Подбор оптимальных условий для амплификации локусов MIRU-VNTR
- 3. 1. 1. Оценка влияния концентрации MgCb на ПЦР
- 3. 1. 2. Изучение влияния дополнительных компонентов на ПЦР
- 3. 1. 3. Подбор температурных и временных параметров реакции
- 3. 2. Анализ клинических изолятов М. tuberculosis, циркулирующих в Центральном регионе РФ, методом MIRU-VNTR
- 3. 3. Анализ сполигопаттернов клинических изолятов
- 3. 4. Анализ результатов SNP-типирования клинических изолятов
- 3. 5. Анализ клинических изолятов М. tuberculosis, циркулирующих в Центральном регионе РФ, методом ПДРФ
- 3. 6. Сравнение данных, полученных при генотипировании клинических изолятов М. tuberculosis разными методами
- 3. 6. 1. Сопоставление результатов, полученных при анализе клинических изолятов М. tuberculosisi методами MIRU-VNTR и SNP
- 3. 6. 2. Сопоставление результатов, полученных при анализе клинических изолятов М. tuberculosis методами MIRU-VNTR и сполиготипирования
- 3. 6. 3. Сопоставление результатов, полученных при анализе клинических изолятов М. tuberculosis методами MIRU-VNTR и ПДРФ-IStf /
- 3. 6. 3. 1. Эффективность дифференциации клинических изолятов М. tuberculosis, кластеризованных методом MIRU-VNTR, при анализе их методом ПДРФ-IS
- 3. 6. 3. 2. Эффективность дифференциации клинических изолятов М. tuberculosis, кластеризованных методом ПДРФ-IS (57 7 0, при анализе их мeтoдoм’MIRU-VNTR
- 3. 6. 4. Сопоставление результатов, полученных при анализе клинических изолятов М. tuberculosis методами
- 3. 6. 5. Сопоставление результатов, полученных при анализе клинических изолятов М. tuberculosis методами
- 3. 7. Исследование особенностей использования различных наборов локусов MIRU-VNTR и способов построения дендрограмм генетического родства для филогенетического анализа изолятов М. tuberculosis
- 3. 8. Лекарственная устойчивость клинических изолятов М. tuberculosis
- 3. 8. 1. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis группы MIRU-VNTR
- 3. 8. 2. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов
- M. tuberculosis группы MIRU-VNTR
- 3. 8. 3. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов М tuberculosis группы MIRU-VNTR-3a
- 3. 8. 4. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis группы MIRU-VNTR-3b
- 3. 8. 5. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis группы MIRU-VNTR
- 3. 8. 6. Сравнение лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis, относящихся к разным геногруппам
- 4. 1. Молекулярно-генетические характеристики клинических изолятов М. tuberculosis, циркулирующих в Центральном регионе РФ
- 4. 2. Особенности использования различных вариантов метода MIRU-VNTR, для анализа клинических изолятов М. tuberculosis, циркулирующих в Центральном регионе Российской Федерации
- 4. 3. Анализ принадлежности клинических изолятов М. tuberculosis к геногруппам, выявленным при сполиготипировании, MIRU-VNTR и SNP-типировании
- 4. 4. Анализ лекарственной устойчивости клинических изолятов М. tuberculosis, циркулирующих в Центральном регионе РФ
- 4. 5. Изучение мутаций, детерминирующих устойчивость к лекарственным препаратам
Список литературы
- Приказ № 558, от 8 июня 1978 г. Об унификации микробиологических методов исследования при туберкулёзе. Министерство Здравоохранения СССР.
- Приказ № 109, МЗ РФ, от 21 марта 2003 г. «О совершенствовании противотуберкулёзных мероприятий в Российской Федерации».
- Баранов А. А., Марьяндышев О. А. Применение методов молекулярной биологии для исследования микобактерий туберкулёза //Проблемы туберкулёза и болезней лёгких. 2008. — № 4. — С.3−7.
- Богун А. Г., Анисимова В. А., Степашина В. Н., Шемякин И. Г. Структура делеций, выявленных в геномах клинических штаммов Mycobacterium tuberculosis //Проблемы туберкулёза и болезней лёгких. 2007. -№ 12. — С.42−47.
- Земскова 3. С., Андреевская С. Н., Смирнова Т. Г., Ларионова Е. Е., Черноусова JI. Н. Экспериментальный туберкулёз, вызванный штаммами М. tuberculosis, генотипических кластеров W, AI и HD //Туберкулёз и болезни лёгких. 2010. — № 3. — С.41−46.
- Золотарёва JI. В., Шаханина И. Д., Золотых С. В. Эпидемиология и профилактика туберкулёза в пенитенциарных учреждениях Орловской области //Эпидемиология и инфекционные болезни. 2010. — № 1. — С.20−24.
- Исакова Ж. Т. Распространённость и молекулярно-генетическая характеристика штаммов М. tuberculosis с множественной лекарственной устойчивостью в Кыргызской Республике //Эпидемиология и инфекционные болезни. -2008. № 6. — С. 18−19.
- Кисличкина А. А., Степаншина В. Н., Шемякин И. Г. Микобактериозы //Проблемы туберкулёза и болезней лёгких. 2009. -№ 5. — С.3−9.
- Кононец А. С., Хорошилова Н. Е., Голубева Л. И. Туберкулёз лёгких с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя к основным и резервным препаратам //Эпидемиология и инфекционные болезни. -2010. — № 1. — С.24−29.
- Корнилова 3. X., Луконина И. В., Алексеева Л. П. Туберкулёз в сочетании с ВИЧ-инфекцией //Туберкулёз и болезни лёгких. 2010. — № 3. -С.3−9.
- Крапина Н. Л., Коссий Ю. Е., Фёдорова В. И., Абдулаев Р. Ю., Комиссарова О. Г. Эфферентная терапия в лечении больных туберкулёзомлёгких с лекарственной устойчивостью микобактерий //Туберкулёз и болезни лёгких. 2010. — № 3. — С.28−33.
- Майорова А. А., Степаншина В. Н., Шемякин И. Г. Микобактерии -общая характеристика и таксономия //Проблемы туберкулёза и болезней лёгких. -№ 11.- 2008. С.3−7.
- Маркелов Ю. М., Нарвская О. В. Циркуляция штаммов возбудителя туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью на территории Республики Карелия //Туберкулёз и болезни лёгких. 2010. -№ 2. — С.54−56.
- Салина Т. Ю., Морозова Т. И. Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени в диагностике тубёркулёза лёгких //Проблемы туберкулёза и болезней лёгких. 2008. — № 6. — С. 12−18.
- Стамболцян Е. П., Сафарян М. Д., Улумян А. К. Эпидемиология, клиническая структура и исходы туберкулёзного менингита в Армении //Туберкулёз и болезни лёгких. 2010. — № 2. — С. 20−23.
- Степаншина В. Н., Липин М. Ю., Дубилей С. А., Игнатова А. Н. Доминирующие генотипы штаммов Mycobacterium tuberculosis от заключённых в посёлке озерки //Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2007. -№ 3. — С.27−33.
- Черноусова J1. Н., Андреевская С. Н., Смирнова Т. Г., Земскова 3. С., Ларионова Е. Е. Биологические свойства штаммов М. tuberculosis, кластера W //Проблемы туберкулёза и болезней лёгких. 2008. — № 10.1. C.45−50.
- Achtman M. Evolution, Population Structure, and Phylogeography of Genetically Monomorphic Bacterial Pathogens //Annual Review of Microbiology. 2008. — Vol. 62. — p.53−70.
- Alland, D., Whittam T. S., Murray M. В., Cave M. D., Hazbon M. H., Dix К., Kokoris M., Duesterhoeft A., Eisen J. A., Fraser С. M., Fleischmann R.
- D. Modeling bacterial evolution with comparative-genome-based markersystems: application to Mycobacterium tuberculosis evolution and pathogenesis //Journal of Bacteriology. 2003. — Vol. 185. — p.3392−3399.
- Allix C., Supply P., Fauville-Dufaux M. Utility of Fast Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit-Variable Number Tandem Repeat Genotyping in Clinical Mycobacteriological Analysis //Clinical Infectious Diseases. -2004. Vol. 39. — p.783−789.
- Andersson D. I., Levin B. R. The biological cost of antibiotic resistance //Current Opinion in Microbiology. 1999. — Vol. 2. — p.489−493.
- Baker L., Brown T., Maiden M. C., Drobniewski F. Silent nucleotide polymorphisms and a phylogeny for Mycobacterium tuberculosis //Emerging Infectious Disease. -2004. Vol. 10. — p. 1568−1577.
- Caws M., Thwaites G., Dunstan S., Hawn T. R., Lan N. T. N., Thuong N. T. T., Stepniewska K., Huyen M. N. T., Bang N. D., Loc T. H., Gagneux S., van Soolingen D., Kremer K., van der Sande M., Small P., Anh P. T. H.,
- Cohen T., Colijn C., Murray M. Modeling the effects of strain diversity and mechanisms of strain competition on the potential performance of new tuberculosis vaccines //PNAS. 2008. — Vol. 105. — p.16 302−16 307.
- Comas I., Gagneux S. The Past and Future of Tuberculosis Research //PLoS Pathogens. 2009. — Vol.5. — Issue 10. — el000600.
- Comas I., Homolka S., Neiman S., Gagneux S. Genotyping of Genetically Monomorphic Bacteria: DNA Sequencing in Mycobacterium tuberculosis Highlights the Limitations of Current Methodologies //PLoS ONE. 2009. -Vol.4.-Issue 11. -e7815.
- Cox H. S., Kubica T., Doshetov D., Kebede Y., Rusch-Gerdess S., Niemann S. The Beijing genotype and drug resistant tuberculosis in the Aral Sea region of Central Asia //BMC Respiratory Research. 2005. — 6. — 134.
- Eisenach K. D., Crawford J. T., Bates J. H. Repetitive DNA sequences as probes for Mycobacterium tuberculosis //Journal of Clinical Microbiology. -1988.-Vol. 26. -p.2240−2245.
- Ernst J. D., Lewinsohnb D. M., Beharc S., Blythed M., Schlesingere L. S., Kornfeldf H., Setteg A. Meeting Report: NIH Workshop on the Tuberculosis Immune Epitope Database //Tuberculosis (Edinb). 2008. — Vol. 88. -p.366−370.
- Fitzgerald J. R., Musser J. M. Evolutionary genomics of pathogenic bacteria //TRENDS in Microbiology. -2001. Vol. 9. -p.547−553.
- R., Jr., Venter J. C., and Fraser C. M. Whole-genome comparison of Mycobacterium tuberculosis clinical and laboratory strains //Journal of Bacteriology. 2002. — Vol. 184. — p.5479−5490.
- Frothingham R., Meeker-O'Connell W.A. Genetic diversity in the Mycobacterium tuberculosis complex based on variable numbers of tandem DNA repeats//Microbiology. 1998. — Vol. 144.-p.l 189−1196.
- Gagneux S., Long C. D., Small P. M., Van T., Schoolnik G. K., Bohannan B. J. M. The Competitive Cost of Antibiotic Resistance in Mycobacterium tuberculosis //Science. 2006. — Vol. 312. — p. 1944−1946.
- Gagneux S., Small P. M. Global phylogeography of Mycobacterium tuberculosis and implications for tuberculosis product development //Lancet Infection Diseases. 2007. — Vol. 7. — p.328−337.
- Hatfull G. F., Jacobs W. R. Molecular Genetics of Mycobacteria. ASM Press. — Washington, D.C. — 2000. — 363 p.
- Hazbon M. H., Alland D. Hairpin Primers for Simplified Single-Nucleotide Polymorphism Analysis of Mycobacterium tuberculosis and Other Organisms //Journal of Clinical Microbiology. 2004. — Vol. 42. — p.1236−1242.
- Hazbon M. H., Motiwala A. S., Cavatore M., Brimacombe M., Whittam T. S., Alland D. Convergent Evolutionary Analysis Identifies Significant Mutations in Drug Resistance Targets of Mycobacterium tuberculosis
- Animicrobial Agents and Chemotherapy. 2008. — Vol. 52. — p.3369−3376.
- Heidelberg J. F., Nelson W. C., Schoenfeld T., Bhaya D. Germ Warfare in a Microbial Mat Community: CRISPRs Provide Insights into the Co-Evolution of Host and Viral Genomes //PLoS ONE. 2009. — Vol.4. — Issue 1. — e4169.
- Iwamoto T., Fujiyama R., Yoshida S., Wada T., Shirai C., Kawakami Y. 2009. Population Structure Dynamics of Mycobacterium tuberculosis Beijing Strains during Past Decades in Japan //Journal of Clinical Microbiology. 2009. — Vol. 47. — p.3340−3343.
- Jassal M., Bishai W. R. Extensively drug-resistant tuberculosis //Lancet Infectious Diseases. -2009. Vol. 9. — p. 19−30.
- Le Fleche P., Fabre M., Denoeud F., Koeck J. L., Vergnaud G. High resolution, on-line identification of strains from the Mycobacterium tuberculosiscomplex based on tandem repeat typing //BMC Microbiology. 2002. — 2. -37.
- Maisnier-Patin S., Andersson D. I. Adaptation to the deleterious effects of antimicrobial drug resistance mutations by compensatory evolution //Research in Microbiology. 2004. — Vol. 155. — p.360−369.
- Michener C. D., Sokal R. R. A quantitative approach to a problem in classification//Evolution. 1957.-Vol. 11.-p. 130−162.
- Murase Y., Mitarai S., Sugawara I., Kato S., Maeda S. Promising loci of variable numbers of tandem repeats for typing Beijing family Mycobacterium tuberculosis //Journal of Medical Microbiology. 2008. — Vol. 57. — p.873−880.
- Nei M., Maruyama T., Wu C. I. Models of Evolution of Reproductive Isolation//Genetics. 1983.-Vol. 103. — p.557−579.
- Nei M., Tajima F., Tateno Y. Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data. II. Gene frequency data //Journal of Molecular Evolution. -1983.-Vol. 19. -p.153−170.
- Nei M., Stephens J. C., Saitou N. Methods for Computing the Standard Errors of Branching Points in an Evolutionary Tree and Their Application to Molecular Data from Humans and Apes //Molecular Biology and Evolution. 1985.-Vol. 2. — p.66−85.
- Nikolayevskyy V., Gopaul K., Balabanova Y., Brown T., Fedorin I., Drob-niewski F. Differentiation of Tuberculosis Strains in a Population with Mainly Beijing-family Strains //Emerging Infectious Diseases. 2006. -Vol. 12. -p.1406−1413.
- Salamon H., Kato-Maeda M., Small P. M., Drenkow J., Gingeras T. R. Detection of Deleted Genomic DNA Using a Semiautomated Computational Analysis of GeneChip Data //Genome Research. 2000. — Vol. 10. -p.2044−2054.
- Salmoniere Y.-O. L. G., Kim C. C., Tsolaki A. G., Pym A. S., Siegrist M. S., Small P. M. High-Throughput Method for Detecting Genomic-Deletion Polymorphisms //Journal of Clinical Microbiology. 2004. — Vol. 42. -p.2913−2918.
- Scott A. N., Menzies D., Tannenbaum T.-N., Thibert L., Kozak R., Joseph L., Schwartzman K., Behr M. A. Sensitivities and Specificities of Spoligotyping and Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit-Variable-Number
- Tandem Repeat Typing Methods for Studying Molecular Epidemiology of Tuberculosis //Journal of Clinical Microbiology. 2005. — Vol. 43. — p.89−94.
- Sebban M., Mokrousov I., Rastogi N., Sola C. A data-mining approach to spacer oligonucleotide typing of Mycobacterium tuberculosis //Bioinformatics. 2002. — Vol. 18. — p.235−243.
- Seiander R. K., Caugant D. A., Ochman H., Musser J. M., Gilmour M. N., Whittam T. S. Methods of multilocus enzyme electrophoresis for bacterial population genetics and systematics //Applied and Environmental Microbiology. 1986.-Vol. 51. -p.873−884.
- Smittipat N., Palittapongarnpim P. Identification of possible loci of variable number of tandem repeats in Mycobacterium tuberculosis //Tubercle and Lung Disease. 2000. — Vol. 80. — p.69−74.
- Stewart T. C., Eisenach K. D., McMurray D. N., Jacobs W. R. J., Tuberculosis and Tubercle Bacillus. ASM PRESS. — Washington, DC. 2005. — 5841. P
- Supply P., Mazars E., Lesjean S., Vincent V., Gicquel B., Locht C. Variable human minisatellite-like regions in the Mycobacterium tuberculosis genome //Molecular Microbiology. 2000. — Vol. 36. — p.762 -771.
- Proposal for Standardization of Optimized Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit—Variable-Number Tandem Repeat Typing of Mycobacterium tuberculosis //Journal of Clinical Microbiology. 2006. — Vol. 44. — p. 4498—4510.
- Thierry D., Cave M. D., Eisenach K. D., Crawford J. T., Bates J. H., Gicquel
- B., Guesdon J. L. S6110, an IS-like element of Mycobacterusm tuberculosis complex //Nucleic Acids Research. 1990. — Vol. 18. — p.188.
- Vultos T. D., Mestre O., Rauzier J., Golec M., Rastogi N., Rasolofo V., Tonjum T., Sola C., Matic I., Gicque B. Evolution and Diversity of Clonal Bacteria: The Paradigm of Mycobacterium tuberculosis //PLoS ONE. -2008. 3. — el538.
- Wada T., Maeda S., Hase A., Kobayashi K. Evaluation of variable numbers of tandem repeat as molecular epidemiological markers of Mycobacterium tuberculosis in Japan //Journal of Medical Microbiology. — 2007. Vol. 56. -p.1052−1057.
- LAM9 777 477 607 760 771 5 811 Т1 774 000 000 760 771 58
- LAM9 777 477 607 760 771 5 807 Т1 775 740 003 760 771 5 803 LAM9 777 477 607 760 771 5 785 LAM9 777 477 607 760 771 5−802 LAM9 777 477 607 760 771 51 '-711.I-- 779 LAI
- LAM 777 600 000 060 771 5 779 LAM9 777 477 607 760 771 5
- LAM9 407 777 607 760 771 5 939 LAM9 3 777 607 760 771 51 125 LAM 777 763 007 760 771 5 19 777 777 207 760 771 5 -f 1063 U 777 777 600 000 000 5
- T1 777 777 777 760 771 6 1100X770000737760751 6 870 T1 777 777 777 760 771 6
- Г 941T1 777 777 777 760 771 6 940 T1 777 777 777 760 771 6 846 T4 777 777 377 760 771 6−922 T1 777 777 777 760 771 6
- T 777 775 077 760 771 6 «963 T1 777 777 777 760 771 6-• 881 T3 377 737 777 760 771 6- 1057 T1 777 777 777 760 771 6
- Haarlem4 774 777 777 420 771 3 816 Haarlem4 774 777 777 420 771 3---983 Haarlem 760 377 777 420 771 3
- Haarlem 760 377 777 420 771 3 -¦ 896 Haarlem4 674 777 377 420 771 3980 Haarlem 777 677 777 420 771 3ra
- Няяг!ят4 777 737 777 420 771 31 096 Haarlem4 777 777 777 420 771 3−850 HaarlerrvJ 777 777 777 420 771 3
- Haar1em4 777 777 777 420 771 3 771 Haaflem4 777 777 777 420 771 3ь0.0SН