Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Ахметова Айнур Жармухамбетовна «8D05107 – Биология» білім беру бағдарламасы бойынша «Қазақстандағы Mycobacterium tuberculosis Beijing генотипінің молекулалық-генетикалық сипаттамасы: таралуы және дәрілік төзімділікпен ассоциациясы» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Жалпы биология және геномика кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
Гайпов Абдужаппар Эркинович - медицина ғылымдарының кандидаты, Назарбаев университетінің Медицина мектебінің ассоциацияланған профессоры (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Абельденов Сайлау Касенович - PhD, Ұлттық биотехнология орталығының Молекулалық биотехнология зертханасының меңгерушісі (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Кистаубаева Аида Сериковна – биология ғылымдарының кандидаты, профессор, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің Биотехнология кафедрасының меңгерушісі (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Кесов Думитру Иванович - MD, PhD, Николай Тестемицану атындағы Мемлекеттік медицина және фармация университетінің Пульмонология және аллергология кафедрасының ассоциацияланған профессоры (Кишинев қ., Молдова Республикасы).
Шайхин Серик Мурзахметович – биология ғылымдарының докторы, Микроорганизмдердің республикалық коллекциясының Микроорганизмдердің генетикасы мен биохимиясы зертханасының жетекші ғылыми қызметкері (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Ғылыми кеңесшілері:
Акильжанова Айнур Рахметуловна – медицина ғылымдарының докторы, PhD, профессор, «National Laboratory Astana» жеке мекемесінің Геномдық және дербес медицина зертханасының жетекшісі (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Филипенко Максим Леонидович – биология ғылымдарының докторы, Ресей Ғылым Академиясының Сібір бөлімінің Химиялық биология және іргелі медицина институтының Фармакогеномика зертханасының меңгерушісі (Новосібір қ., Ресей Федерациясы).
Қорғау 2025 жылғы 23 маусым, сағат 11:00-де Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05107 – Биология» білім беру бағдарламасы бойынша «8D051 – Биологиялық және сабақтас ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (оффлайн және онлайн) өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://us06web.zoom.us/j/84013448647?pwd=MyvzA4yp0DVgPiB1OmiOKaRCrlgLFl.1
Конференция идентификаторы: 840 1344 8647
Кіру коды: 633666
Мекен-жайы: г. Астана, ул. Кажымукана, 13, корпус №3, ауд. №333.
Аңдатпа (қаз.): Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Диссертациялық жұмыс Beijing M. tuberculosis генотипінің молекулалық-генетикалық және клиникалық-эпидемиологиялық қасиеттерін кешенді зерттеуге арналған. Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Туберкулез (ТБ) бүкіл әлемде денсаулық сақтаудың негізгі мәселесі болып қалуда және коронавирустық аурудан (COVID-19) кейін бір жұқпалы ауру қоздырғышынан болатын өлімнің екінші негізгі себебі болып табылады. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының (ДДСҰ) мәліметтері бойынша, 2023 ж. 10,8 миллион адам туберкулезбен ауырған, оның 8,2 миллионы жаңадан анықталған жағдайлар. Сол жылы туберкулезден 1,25 миллион адам қайтыс болды, оның 161 000 АИТВ жұқтырғандар арасында. Туберкулезбен күресудегі негізгі кедергі дәріге төзімді M. tuberculosis штаммдарының кең таралуы болып табылады. Дәріге төзімді штаммдардың ішінде ең үлкен қауіпті көптік дәріге төзімділігі (КДТ) бар штаммдар, сондай-ақ КДТ күрделі формалары – пре-кең ауқымды дәріге төзімділігі (пре-КАДТ) және КАДТ бар штаммдар құрайды. Қазіргі уақытта рифампицинге төзімділік (РТ) КДТ-ТБ көрсеткіші ретінде пайдаланылады, рифампицинге төзімділігі бар науқастар арасында КДТ-ТБ ~80% жағдайда анықталады. ДДСҰ-ң бағасына сәйкес, 2023 ж. дүние жүзінде 400 000 КДТ/РТ-ТБ жағдайы анықталды. Қазақстанда соңғы 21 жылда (2002-2023 жж.) туберкулезбен ауру мен өлім көрсеткіштері сәйкесінше 100 000 халыққа шаққанда 165,1-ден 34,7 жағдайға дейін және 100 000 халыққа шаққанда 24,2-ден 1,12 жағдайға дейін төмендегеніне қарамастан, КДТ-ТБ ауыратындар саны жыл сайын өсуде. 13 жыл ішінде (2010-2023 жж.) елдегі КДТ-ТБ көрсеткіштері 100 000 халыққа шаққанда 14-тен 28 жағдайға дейін екі есеге өсті. ДДСҰ мәліметтері бойынша, Қазақстан әлемде КДТ/РТ-ТБ көрсеткіштері ең жоғары 30 елдің қатарына кіреді. Зерттеулерге сәйкес, КДТ-ТБ және оның кең таралуы Beijing M. tuberculosis генотипімен байланысты. Дегенмен, дәріге төзімділіктің жоғары қабілеттілігі барлық Beijing изоляттарына тән емес және Beijing генотипінің әртүрлі субтоптары мен кластерлері арасында ерекшеленеді. Әртүрлі географиялық аймақтарда Beijing генотипінің әртүрлі изоляттары таралғандықтан, жаңа және қайталанған жағдайлардың арасында дәріге төзімді, оның ішінде көп дәріге төзімді туберкулезді бақылау үшін Қазақстандағы Beijing генотипінің және оның клиникалық және эпидемиологиялық маңызды кластерлерінің құрылымын зерттеу өзекті болып табылады. Алдыңғы зерттеулер көрсеткендей, Beijing генотипі Қазақстандағы M. tuberculosis штаммдары арасында ең көп таралған генотип болып табылады, ол 70,4%-79% жағдайда кездеседі. Алайда, бұл зерттеулерде M. tuberculosis генотиптері (тұқымдастары) негізінен үлгілердің шағын топтамасында сипатталды. Көптеген зерттеулерде нәтижелер жалпы үлгілер топтамасында жаңа және қайталанған жағдайларға бөлінбестен анықталды. Жаңа және қайталанған жағдайлардан бөлек бөлінген үлгілерде анализ жүргізілген зерттеулерде үлгілер негізінен тек дәріге төзімді изоляттарды құрады немесе көбінесе қайталанған туберкулез жағдайларының үлгілерінен тұрды. Ал M. tuberculosis изоляттарын көп жағдайда тек қайта ауырған науқастардан жинау жалпы популяциядағы дәріге төзімділіктің таралуын бағалауда үлгілер топтамасын шектейді. Сондықтан, қазақстандық M. tuberculosis популяциясы арасында Beijing генотипін және оның ерекшеліктерін анықтау үшін бұл генотипті жаңа және аурудың қайталанған жағдайлары бар науқастар арасында қазіргі уақытта қолда бар барлық үлгілерді (төзімді және сезімтал) зерттеу қажет. Жалпы, бұған дейінгі зерттеулерде Қазақстандағы Beijing генотипіне толық зерттеу жүргізілген жоқ. Осы генотиптің және оның негізгі кластерлерінің аурудың клиникалық түрлерімен, сондай-ақ туберкулезбен ауыратын науқастардың жасы мен жынысымен байланысы зерттелмеген, қазақстандық Beijing генотипінің дәріге төзімді изоляттарының геномдық зерттеулері туралы ақпарат шектеулі. Сондықтан Қазақстанда таралған Beijing генотипі изоляттарының кешенді молекулалық-генетикалық және клиникалық-эпидемиологиялық сипаттамасын өткізу қажет. Зерттеу объектісі M. tuberculosis клиникалық изоляттарының және M. tuberculosis H37Rv референсті штаммының ДНҚ үлгілері болып табылады. Зерттеу пәні туберкулезге қарсы препараттарға дәрілік төзімділікті анықтайтын генетикалық маркерлер және M. tuberculosis генотиптерін анықтау үшін қолданылатын генетикалық локустар болып табылады. Зерттеудің мақсаты мен міндеттері Зерттеудің мақсаты Қазақстандағы туберкулездің жаңа және қайталанған жағдайлары арасында Beijing M. tuberculosis генотипіне кешенді молекулалық-генетикалық сипаттау болып табылады. Мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды: 1. Қазақстанда жаңа және қайталанған жағдайлар арасында Beijing M. tuberculosis генотипінің таралу жиілігін анықтау. 2. Beijing генотипі мен оның негізгі кластерлерінің туберкулездің әртүрлі дәріге төзімді формаларымен (моно-, полирезистентті туберкулез және КДТ-ТБ), сондай-ақ туберкулезге қарсы 1-ші қатардағы ең тиімді препараттарға – сәйкесінше рифампицин мен изониазидке төзімділікпен байланысты rpoB мен katG гендерінде кездесетін Ser531Leu және Ser315Thr ең жиі мутацияларымен байланысын зерттеу. 3. Beijing M. tuberculosis генотипі бар науқастарда туберкулездің клиникалық-эпидемиологиялық көрсеткіштерінің ерекшеліктерін анықтау. 4. КДТ, пре-КАДТ және КАДТ бар қазақстандық Beijing генотипі изоляттарының толық геномдарын зерттеу және жаңа буынды секвенирлеу негізінде дәрілік сезімталдықты анықтау үшін әртүрлі геномдық мәліметтер базасын апробациялау. Зерттеу әдістері. Beijing генотипіне кешенді молекулалық-генетикалық және клиникалық-эпидемиологиялық бағалау микробиология, молекулалық биология, биоинформатика және статистика әдістерін пайдалану арқылы өткізілді. Зерттеудің ғылыми жаңалығы. Қазақстанда алғаш рет туберкулездің жаңа және қайталанған жағдайлары арасында Beijing генотипінің кешенді молекулалық-генетикалық сипаттамасы өткізілді және жаңа жағдайлардан, қайталанған жағдайлардан және жалпы үлгілер топтамасынан алынған үлгілердің мәліметтеріне салыстырмалы анализ жасалды. Beijing генотипі мен оның басым кластерлерінің таралу жиілігі анықталды. Beijing генотипін жұқтырған науқастардың клиникалық және эпидемиологиялық мәліметтері толық зерттелді. Қазақстанда алғаш рет Beijing генотипі мен оның негізгі кластерлерінің туберкулездің клиникалық түрлерімен, әртүрлі дәрілік төзімділігімен (моно және полирезистентті, КДТ) және 1-ші қатардағы ең тиімді туберкулезге қарсы препараттарға (ТҚП) – сәйкесінше рифампицин мен изониазидке төзімділікпен байланысты rpoB мен katG гендеріндегі Ser531Leu мен Ser315Thr ең жиі кездесетін мутацияларымен байланысы зерттелді. Алғаш рет дәріге төзімді қазақстандық Beijing изоляттарының (КДТ, пре-КАДТ және КАДТ) толық геномдары сипатталды және жарияланды. Зерттеудің теориялық маңызы. Осы зерттеуде алынған нәтижелер Қазақстандағы туберкулездің жаңа және қайталанған жағдайлары арасында кең таралған Beijing M. tuberculosis генотипінің және оның негізгі кластерлерінің молекулалық-генетикалық және клиникалық-эпидемиологиялық ерекшеліктері туралы білімді кеңейтеді және дәріге төзімді туберкулездің, оның ішінде КДТ-ТБ мониторингі мен алдын алу бойынша стратегиялық шараларды жетілдіру үшін медицина мен фтизиатрияда қолданылуы мүмкін. Диссертациялық жұмыс аясында қазақ және орыс тілдерінде әзірленген «MIRU-VNTR әдісі көмегімен әзірленген генотиптеу сызбанұсқасы бойынша Mycobacterium tuberculosis клиникалық изоляттарының тұқымдастарын анықтау» әдістемелік нұсқауларын медициналық ЖОО-дағы оқу үрдісінде, ғылыми зертханаларда және туберкулезге қарсы қызмет зертханаларында M. tuberculosis генотипін анықтау мақсатында пайдалануға болады. Зерттеу нәтижесінде халықаралық NCBI мәліметтер базасына жүктелген M. tuberculosis геномдары (нөмерлері PRJNA503963 және PRJNA481625) КДТ, пре-КАДТ және КАДТ бар қазақстандық Beijing изоляттарының ақуыз және ген тізбектерін биомедициналық қауымдастыққа қолжетімді етеді және вакциналар мен жаңа туберкулезге қарсы препараттарды жасау үшін жаңа білім алуға, сонымен қатар микобактериялардың эволюциясын зерттеуге мүмкіндік береді. Зерттеудің практикалық маңыздылығы. Біздің зерттеу аясында микобактериялардың қазақстандық штаммдарына тән 7 полиморфты локустардан тұратын MIRU-VNTR генотиптеу сызбанұсқасы әзірленді және апробацияланды, және M. tuberculosis популяцияларына алдын ала скринингтік зерттеулер өткізу мен Қазақстанда кең таралған кластерлерді анықтау үшін ҚР ДСМ Ұлттық ғылыми фтизиопульмонология орталығының жұмысына енгізілді (Алматы қ.). Стандартты MIRU-VNTR генотиптеу сызбанұсқаларын, соның ішінде біз ұсынған сызбанұсқаны туберкулезбен күресу бағдарламасында бір-бірімен тығыз байланысты штаммдар мен ықтимал таралу жолдарын жылдам анықтауда, туберкулездің қайта жұқтырудан реактивациялану жағдайларын анықтау мен дифференциациялауда, туберкулездің қайталанған жағдайларын бақылауда және аурудың өршуі кезінде инфекцияның нақты ошақтарында эпидемиологиялық және клиникалық маңызды генотиптерді анықтауда пайдалануға болады. Диссертациялық жұмыстың нәтижесінде жаңа буынды секвенирлеу платформаларында толық геномды секвенирлеу үшін ДНҚ кітапханаларын дайындау әдістері жетілдірілді, алты геномдық мәліметтер базасы апробацияланды және дәрілік сезімталдық профилі мен 1-ші және 2-ші қатардағы ТҚП-ға төзімділікпен ассоциацияланған гендердегі мутацияларды анықтау үшін ең оңтайлы мәліметтер базасы ұсынылды. Бұл білімді клиникалық тәжірибеде микробиологиялық әдістермен үйлестіре отырып, M. tuberculosis штаммдарының дәрілік сезімталдығын жылдам анықтау және анализдеу үшін қолдануға болады, бұл өз кезегінде ең тиімді, дербестендірілген антибиотикалық терапияны таңдауға мүмкіндік береді. Зерттеудің негізгі қорытындылары 1. Қазақстанда туберкулездің жаңа және қайталанған жағдайлары арасында Beijing M. tuberculosis генотипінің таралу жиілігі анықталды – сәйкесінше 60% және 78%. Бұл генотиптің негізгі кластерлері анықталды (94-32, 96-32, 94-33, 100-32, 96-145 және 99-32), бұл барлық Beijing изоляттарының 65,2% құрады. Оның ішінде 52,5% изоляттар Central Asian/Russian 94-32 кластеріне жатады. 2. Beijing генотипі мен дәріге төзімді туберкулез, оның ішінде КДТ-ТБ арасында статистикалық маңызды байланыс барлық зерттеу топтарында анықталды, жаңа жағдайлармен салыстырғанда қайталанған туберкулез жағдайларда екі есе басым болды. Beijing генотипінің ең кең таралған кластері 94-32 (барлық Beijing арасында 52,5%) жалпы үлгілер топтамасында және қайталанған жағдайлар арасында дәріге төзімді M. tuberculosis штаммдарымен, ал жаңа жағдайлар арасында КДТ-ТБ штаммдарымен байланысты болды. Beijing 94-15 кластері жалпы үлгілер топтамасы мен туберкулездің қайталанған жағдайлары арасында дәріге сезімтал туберкулезді жұқтырумен байланысты болды. Non-Beijing изоляттарының арасында жалпы үлгілер топтамасында LAM генотипі дәріге төзімді туберкулезбен, оның ішінде КДТ-ТБ статистикалық маңызды байланысты көрсетті. LAM генотипінің төзімді изоляттардың арасында жаңа жағдайлардың ішінде басым болуы байқалды. rpoB генінде расталған мутациялары бар рифампицинге төзімді және КДТ үлгілерінің арасында rpoB генінің 531 кодонындағы ең кең таралған Ser531Leu мутациясы мен Beijing генотипі арасында статистикалық маңызды байланыс байқалды. Қазақстанда алғаш рет rpoB генінің 526 кодонындағы His526Leu мутациясы LAM генотипімен байланысты екені көрсетілді. 3. Beijing M. tuberculosis генотипін жұқтыру кезіндегі туберкулездің клиникалық-эпидемиологиялық көрсеткіштерінің ерекшеліктері анықталды. Жас топтары арасында Beijing генотипі жалпы үлгілер топтамасында және қайталанған жағдайлар арасында 18-ден 44 жасқа дейінгі еңбекке қабілетті жастағы индивидтердің ауруымен статистикалық түрде байланысты болды (p0,05). Жалпы үлгілер топтамасында әйелдер ерлерге қарағанда ертерек ауырған (орташа жасы 36,3 жас vs. 38,1 жас, p=0,02642). Туберкулездің қайталанған жағдайлары бар науқастардың арасында Beijing генотипін жұқтырған науқастардың орташа жасы non-Beijing генотиптерін жұқтырған науқастарға қарағанда айтарлықтай төмен болды (39,7 жас vs. 46,6 жас, p=0,00544). Ал Beijing генотипін жұқтырғандар арасында, жалпы үлгілер топтамасында (35,1 жас vs. 37,6 жас, p=0,0232) және рецидивтер арасында (35,7 жас vs. 41 жас, p=0,00854) әйелдер еркектерге қарағанда статистикалық түрде жас болды. Beijing генотипі кластерлерінің арасында бұл ерекшелік жалпы үлгілер топтамасында ең көп таралған Central Asian/Russian 94-32 кластерін жұқтырған әйелдер арасында байқалды (p = 0,01928). Жалпы үлгілер топтамасындағы фиброзды-кавернозды туберкулезбен (ФКТ) ауыратын науқастар дәріге төзімді M. tuberculosis штаммдарын статистикалық түрде көбірек жұқтырған (p=0,0019). Дәріге төзімді микобактерияларды жұқтырған науқастардың арасында ФКТ және КДТ арасындағы байланыс анықталды (p=0,0054). Ал дәріге сезімтал M. tuberculosis штаммдарымен инфекциялану жаңа жағдайлардың арасында ошақты туберкулезбен ауыратын науқастарда көбірек анықталды (p<0,05). Туберкулездік плеврит жаңа және қайталанған жағдайлар арасында non-Beijing генотиптерімен байланысты болды (p=0,0430). 4. КДТ, пре-КАДТ және КАДТ бар Beijing изоляттарын толық геномдық секвенирлеу нәтижесінде ТҚП-ға төзімділікпен ассоциацияланған мутациялардың әртүрлі түрлері анықталды, оның ішінде қосымша зерттеу мен валидацияны қажет ететін жаңа мутациялар да бар. Алынған қазақстандық Beijing изоляттарының геномдары PRJNA503963 және PRJNA481625 нөмірлерімен халықаралық NCBI мәліметтер базасына жүктелді және биомедициналық қауымдастықтың пайдалануына қолжетімді. Алты геномдық мәліметтер базасы (ResFinder, CARD, CASTB, TGS-TB, TB-Profiler және Mykrobe) дәрілік сезімталдықты жедел диагностикалау мен 1-ші және 2-ші қатардағы ТҚП-ға төзімділікпен байланысты мутацияларды анализдеу үшін апробацияланды. M. tuberculosis геномдарындағы дәрілік сезімталдықтың бастапқы скринингі үшін үш мәліметтер базасы ResFinder, TB-Profiler және Mykrobe ұсынылды, ал 1-ші және 2-ші қатардағы ТҚП-ға төзімділікпен байланысты гендердегі мутациялар спектрін кең және толық анализдеу үшін екі мәліметтер базасы ResFinder және TB -Profiler ұсынылды. Зерттеу тақырыбы бойынша жарияланымдар. Диссертация аясындағы зерттеу нәтижелері бойынша 35 жұмыс жарияланды, оның ішінде Web of Science және Scopus деректер қорына енгізілген журналдарда 5 мақала; ҚР ҒЖБМ Білім және ғылым комитеті ұсынған тізімге енгізілген журналдарда 5 мақала; Web of Science және Scopus деректер базасына енгізілген жарияланымдарда 10 тезис; Халықаралық конференциялар материалдарында 13 тезис; 2 әдістемелік нұсқаулар жарияланды. Диссертация құрылымы. Диссертация 149 беттен тұрады. Жұмыс кіріспеден, әдебиеттерге шолудан, материалдар мен зерттеу әдістерінен, нәтижелер мен талқылаулардан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен, соның ішінде 240 дереккөзден және 4 қосымшадан тұрады. Диссертациялық жұмыс 26 кестеден және 10 суреттен тұрады.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/Gvpf-U-DRS8?si=v_68kFWRBfdKspFj
