Анализ молекулярных кластеров для оценки эпидемии ВИЧ-инфекции в Алтайском крае в 2017–2024 гг.

Цель исследования. Анализ молекулярных кластеров (МК-анализ) нуклеотидных последовательностей генома различной длины в образцах ВИЧ-1, собранных в Алтайском крае в 2017 и 2022–2024 гг., с использованием различных порогов генетической дистанции.
Материал и методы. Были проанализированы 364 нуклеотидные последовательности гена pol ВИЧ-1 образцов, полученных от лиц, живущих с ВИЧ (ЛЖВ), в Алтайском крае в 2022–2024 гг. и 82 ранее опубликованные последовательности образцов ВИЧ-1, полученные в 2017 г. Были проведены генотипирование нуклеотидных последовательностей, филогенетический анализ, а также МК-анализ для последовательностей разной длины с применением порогов генетической дистанции 1,5% и 0,5%.
Результаты. Основным генетическим вариантом ВИЧ-1 в исследованной коллекции оказался CRF63_02A6 (74,22%). Было выявлено в общей сложности 16 кластеров, из которых лишь 3 включали пары образцов, полученных от ЛЖВ из разных уязвимых групп. Для двух ЛЖВ была уточнена информация об уязвимой группе. При анализе последовательностей большей длины были получены более достоверные результаты.
Заключение. На примере анализа образцов ВИЧ-1 из Алтайского края была продемонстрирована эффективность МК-анализа для дополнения данных об эпидемии ВИЧ-инфекции в регионе. Между тем существует необходимость более серьезного анализа генетических вариантов ВИЧ-1 в этом регионе с использованием коллекций образцов ВИЧ-1, непрерывно собираемых на протяжении длительного времени.

В последние годы особое внимание в мире уделяется использованию анализа молекулярных кластеров (МК-анализ) для более детальной характеристики эпидемий. Так, МК-анализ позволяет эффективно выявлять кластеры недавней и быстрой передачи ВИЧ-1 [1, 2]. Более того, еще несколько лет назад CDC начал рекомендовать такое исследование для получаемых нуклеотидных последовательностей ВИЧ-1 в качестве одного из подходов для характеристики вспышек ВИЧ-инфекции и отслеживания распространения ВИЧ-инфекции в различных уязвимых группах [1].

Геном ВИЧ-1 со временем накапливает мутации из-за высокого уровня ошибок обратной транскриптазы, влияния организма хозяина, возможной суперинфекции ВИЧ-1 и последующей рекомбинации [3]. Это лежит в основе гетерогенности вариантов ВИЧ-1 в человеческой популяции. Если геномы ВИЧ-1, выделенные от разных людей, живущих с ВИЧ (ЛЖВ), имеют минимальные различия, то при проведении МК-анализа они формируют молекулярный кластер. В этом случае можно предполагать, что существует эпидемиологическая связь между ЛЖВ. Так, исследование 2015 г. показало, что примерно 88% образцов ВИЧ-1 от мужчин, практикующих секс с другими мужчинами (МСМ), были генетически связаны с другими МСМ, а примерно 81% ЛЖВ-афроамериканцев были связаны с другими ЛЖВ-афроамериканцами [4].

Наиболее критичным фактором при МК-анализе является пороговое значение генетической дистанции нуклеотидных последовательностей, включенных в анализ. Так, в прошлом большое количество исследований было проведено с порогом генетической дистанции (ПГД) 0,015 (1,5%) [1]. Однако кластер, сформированный по данному ПГД, может включать в себя образцы вируса, вызвавшие инфекцию много лет назад, так как ПГД 1,5% соответствует примерно 7–8 годам эволюции вируса. В свою очередь, ПГД в 0,5%, являющийся наиболее широко применяемым минимальным порогом при МК-анализе, соответствует примерно 2–3 годам эволюции вируса1 [2, 5]. Вполне естественно, что при использовании более высокого ПГД большее количество образцов ВИЧ-1 сформирует кластеры. В исследовании 2018 г. было показано, что при снижении порога МК-анализа с 1,5% до 0,5% количество выявляемых кластеров и доля последовательностей, сформировавших их, снижалась в 1,78 и 2,29 раза соответственно [1].

Чаще всего источником последовательностей для МК-анализа являются результаты теста на резистентность к средствам антиретровирусной терапии (АРТ) [2]. В основном это фрагмент гена pol, кодирующий протеазу (PR) и обратную транскриптазу (RT) ВИЧ-1 [6], поскольку именно эту область чаще всего секвенируют в рутинной практике. Реже исследованию подвергается фрагмент, транслирующий PR, RT и интегразу (IN) ВИЧ-1 [7], а также другие фрагменты вирусного генома [8]. Несмотря на то, что достоверность результатов МК-анализа пропорциональна протяженности исследуемых нуклеотидных последовательностей [2], остается открытым вопрос о том, какая конкретно область генома и какой длины должна подвергаться анализу для получения достаточно надежных результатов.

Алтайский край остается одним из наиболее пораженных ВИЧ-инфекцией регионов Российской Федерации: заболеваемость ВИЧ-инфекцией в регионе в 2024 г составила 67,64 на 100 тыс. населения, в то время как общероссийский показатель – 36,08 на 100 тыс. населения2.На фоне широкого применения АРТ в регионе регулярно проводится анализ лекарственной устойчивости вариантов ВИЧ-1 на основе секвенирования и последующего молекулярно-генетического анализа полученных нуклеотидных последовательностей вирусного генома. Кроме собственно данных о лекарственной устойчивости, такой анализ позволяет дополнить классические эпидемиологические данные информацией о генетическом варианте вируса, степени уникальности этого варианта, включая выявление случаев вирусной рекомбинации. Подобный молекулярно-генетический анализ ВИЧ-1 на территории Алтайского края проводился дважды: на образцах, собранных в 2017 г. [9], и с использованием коллекции, собранной в 2022 г. [7]. На территории региона было выявлено доминирование рекомбинантной формы CRF63_02A6, что типично для Сибирского федерального округа [10, 11]. Между тем интересным остается вопрос оценки особенностей распространения ВИЧ-1 в Алтайском крае в 2017–2024 гг.

Цель исследования – МК-анализ нуклеотидных последовательностей генома различной длины в образцах ВИЧ-1, собранных в Алтайском крае в 2017 г. и в 2022–2024 гг., с использованием различных ПГД.

Материалы и методы

Было проанализировано 364 образца ВИЧ-1, ...

Лаповок И.А., Кириченко А.А., Баяндина С.В., Сыркина А.В., Фомина Д.В., Шлыкова А.В., Лукьяненко Н.В., Асманова М.А., Сафьянова Т.В., Сафронова А.Е., Шевченко В.В., Киреев Д.Е.