Что представляет собой молекулярная эпидемиология и какова ее роль в борьбе с туберкулезом?

Что такое молекулярная эпидемиология?

Молекулярная эпидемиология представляет собой сочетание лабораторных мето­дов молекулярного исследования, направленных на идентификацию индивиду­альных штаммов бактерий, с традиционными методами полевых эпидемиологи­ческих исследований, позволяющих определять особенности и распространение заболевания [ 1]. Изучение структуры ДНК микобактерий туберкулеза с помощью методики полиморфизма длины ее рестрикционных фрагментов (КТТР) позволя­ет судить о генетическом родстве штаммов микобактерий, выделенных от боль­ных. Пациенты, инфицированные идентичными штаммами микобактерий, веро­ятно, заразились друг от друга или от общего источника. Таким образом, в контек­сте эпидемиологических данных имеется возможность получить доказательства трансмиссии инфекции между больными активными формами туберкулеза.

Технология молекулярной эпидемиологии имеет определенные ограничения. Так, до сих пор невозможно проследить трансмиссию инфекции, если не полу­чены культуры микобактерий туберкулеза от каждого больного. Исследование ДНК требует высокого качественного контроля и соответственно высокой ква­лификации и профессионализма лабораторных работников. Не менее важное значение имеют гипотеза, требующая тестирования, план, наиболее подходящий для ее тестирования, а также четко определенная и правильно выполняющаяся схема выборочного исследования. Например, отсутствие дополнительной эпиде­миологической информации существенно ограничивает и обедняет информа­цию о сериях случаев туберкулеза, получаемую методами анализа ДНК.

Какова роль молекулярной эпидемиологии в борьбе с туберкулезом?

Методы молекулярной эпидемиологии были впервые использованы при ис­следованиях вспышек туберкулеза, для того чтобы проследить и подтвердить предполагаемые эпидемиологические взаимосвязи, а также для демонстрации эффективности методов контроля. Исследование ДНК штаммов микобакте-рий от разных больных было проведено при вспышке туберкулеза в учрежде­нии для лиц, инфицированных ВИЧ. В сочетании с информацией, получен­ной при эпидемиологическом обследовании (опросы больных и кривая эпиде­мии), стало возможным точно установить источник инфекции и всю цепочку ее трансмиссии. Не менее важным было и то обстоятельство, что методы мо­лекулярного анализа служили подтверждением рекомендованных меропри­ятий, они сделали объективным мониторинг, существенно дополнили специ­фичность и целенаправленность мероприятий органов здравоохранения. Это касалось скрининга и раннего выявления новых случаев туберкулеза, их изо­ляции от других восприимчивых контактов, а также проведения профилакти­ческой химиотерапии инфицированным контактам. Последующий эпидемио­логический надзор за учреждением, где имела место вспышка туберкулеза, подтвердил эффективность проведенных мероприятий и продемонстрировал разрыв цепочки трансмиссии инфекции .

Исследования вспышек туберкулеза в последние годы проводится с исполь­зованием методов молекулярной генетики, что позволяет установить новые ме­ста и источники распространения туберкулеза. Методы молекулярной эпиде­миологии убедительно продемонстрировали пути трансмиссии туберкулеза, имевшие место в заведениях типа коммерческих и нелегальных баров , В трущобах И тюрьмах [6—9], В приютах и в иных местах, используемых без­домными в городах [ 10, 11]. Эти методы позволили быстро исключить возмож­ность возникновения вспышек туберкулеза, не прибегая к дорогим и длительным эпидемиологическим исследованиям и к несоответствующим вмешательствам. Мини-эпидемии туберкулеза и даже отдельные случаи заболевания, связан­ные с заражением от больного, выявленного уже много лет тому назад, под­твердили важность и необходимость лечения каждого, самого «трудного» не­дисциплинированного пациента . Столь же важно быстро и эффективно выявлять контактных лиц для проведения мер профилактики. Методы молеку­лярной эпидемиологии были использованы при подтверждении трансмиссии туберкулеза в лечебных учреждениях. Это были не только случаи переноса ин­фекции от одного больного к другому, но и заражение медицинских работников от больных или, наоборот, больных от медицинских работников [13, 14]. Доку­ментирован также перенос инфекции при неадекватной стерилизации инстру­ментария, например бронхоскопов [15, 16]. Значимость подобной информации состоит в том, что установление мест и путей переноса инфекции ориентирует в мероприятиях по предотвращению трансмиссии туберкулеза. Эффективное их проведение может сократить или прекратить новые случаи заболевания.

Применение методов молекулярной эпидемиологии при исследованиях, проводимых на уровне популяций, представляет особые трудности из-за их до­роговизны и необходимости большой лабораторной базы. Тем не менее они обеспечивают получение новых, не достижимых иными методами знаний о ди­намике трансмиссии туберкулеза в сообществе. Примером может служить мас­совое исследование, проводившееся в Сан-Франциско (США) на протяжении

7 лет. Оно четко продемонстрировало, что снижение частоты трансмиссии ту­беркулезной инфекции частично обусловлено результатами мероприятий, предпринятых службой здравоохранения. Эти мероприятия существенно снизи­ли число случаев заражения туберкулезом среди уроженцев США, что подтвер­ждалось закономерным снижением числа «пучков» инфекции среди них . Число иммигрантов среди больных туберкулезом в Сан-Франциско превыша­ет 65%, но они также весьма редко становятся источниками инфицирования уроженцев США. В подавляющем большинстве случаев трансмиссия туберку­лезной инфекции среди городских жителей — уроженцев США — связана с факто­рами риска, например, с ВИЧ-инфекцией, токсикоманией и бездомностью . Методы молекулярной эпидемиологии использовались при исследованиях, проводившихся в южном районе Мехико на протяжении 5 лет. Оно показало, что частота «пучков» и первичной лекарственной устойчивости, отражавшие недавнюю трансмиссию туберкулеза, закономерно снижались после внедрения в практику стратегии DOTS (неопубликованные данные Garcia-Garcia M.; На­циональный институт народного здравоохранения, Мехико).

Методы молекулярной эпидемиологии могут быть очень полезны в установле­нии перекрестной контаминации лабораторных культур, которые имеют место в 1—4% случаев даже в самых квалифицированных бактериологических лабора­ториях . Кроме того, эти методы позволяют выявить экзогенную суперин­фекцию [20, 21], А также одновременное инфицирование не менее чем двумя штаммами микобактерий туберкулеза. Возможность подобного феномена допускалась, но доказать его удалось только с помощью изучения особенностей структуры ДНК разных штаммов возбудителя. В настоящее время ряд научных центров проводит изучение роли реинфекции преимущественно в странах со значительным распространением туберкулеза. Именно соотношение между недавней инфекцией и реинфекцией среди заболевших туберкулезом может служить иллюстрацией эффективности работы службы общественного здра­воохранения. Ответ на данный вопрос может дать только молекулярная эпи­демиология.

Методы молекулярной эпидемиологии также показали, что распростра­нителями туберкулеза могут служить больные, в мазках мокроты которых микобактерии туберкулеза не обнаруживаются. Именно такие больные ТБ с отрицательными результатами бактериоскопии мазков мокроты становятся ис­точником трансмиссии туберкулеза в каждом пятом случае заболевания, отмеча­емого в сообществах с незначительной распространенностью этой инфекции . Молекулярная эпидемиология в сочетании с традиционными методами исследо­вания (например, кожные туберкулиновые пробы) позволяет выявить наиболее вирулентные и патогенные штаммы возбудителя туберкулеза .

Как молекулярная эпидемиология будет использоваться в будущем?

Представляется вполне вероятным, что методики молекулярного генотипиро-вания (например, анализ RFLP) будут и в дальнейшем использоваться при ис -

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ МОЛЕКУЛЯРНАЯ ЭПИДЕМИОЛОГИЯ И КАКОВА ЕЕ РОЛЬ

В БОРЬБЕ С ТУБЕРКУЛЕЗОМ?

Следованиях перекрестной контаминации в условиях бактериологических ла­бораторий. Они приобретут все более важное значение в установлении источ­ников возникновения вспышек туберкулеза, а также в дифференциации реци­дивов заболевания и случаев экзогенной реинфекции . Если же предвари­тельные результаты исследований, выполненных методами молекулярной эпидемиологии, подтвердят существование специфических различий между отдельными штаммами возбудителя, то появится возможность использовать эти различия для улучшения мер профилактики и лечения туберкулеза. Соот­ветственно резко возрастет роль этих методов в борьбе с туберкулезной инфек­цией. Важное значение могут приобрести сведения о различиях в инфекцион­ной способности и в патогенности различных штаммов микобактерий тубер­кулеза. Сравнительный геномный анализ микобактерий туберкулеза может выявить генетические детерминанты их вирулентности, способности образо­вывать аэрозоли, инфективности, патогенности, лекарственной устойчивости и иных факторов, важных для патогенеза туберкулеза. Молекулярная эпиде­миология и функциональная геномика могут внести существенный вклад в разработку новых подходов и методов диагностики туберкулеза, в создание новых лекарств и в конечном итоге вакцин.