CC BY
54
ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВИЧ У ИНФИЦИРОВАННЫХ ЛИЦ НА ТЕРРИТОРИИ СИБИРСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
В статье представлен эпидемиологический анализ параметров эпидемии и основных проявлений эпидемического процесса ВИЧ-инфекции в Российской Федерации и Сибирском федеральном округе. Эпидемия ВИЧ-инфекции продолжает развиваться с тенденцией к росту заболеваемости. Показатель пораженности в округе на 01.01.2015 г. составлял 948,4 на 100 тысяч населения. Ведущую роль среди выявленных ВИЧ-инфицированных играют потребители инъекционных наркотиков. Наибольшее число пациентов с ВИЧ зарегистрировано среди лиц мужского пола в возрастной группе 30-39 лет. Рискованное поведение в плане ВИЧ-инфекции и сочетанные инфекции приводят к увеличению числа умерших. Установлена частота распространения мутаций, ассоциированных с устойчивостью вируса иммунодефицита человека к основным трем классам антиретровирусных препаратов у пациентов, находящихся на терапии, а также «наивных» пациентов. У пациентов, находящихся на терапии, отмечено преобладание мутаций ВИЧ к нуклеозидным и ненуклеозидным ингибиторам обратной транскриптазы. У «наивных» пациентов в подавляющем большинстве случаев не выявлено мутаций, ассоциированных с устойчивостью. Установлено доминирование ВИЧ подтипа А1, наряду со значимой долей циркулирующих рекомбинантных форм 02_AG и 63_02А1.
Ключевые слова: ВИЧ-инфекция, пораженность, смертность, ВИЧ, устойчивость; антиретровирусная терапия, секвенирование.
The article presents the epidemiological analysis of the parameters of the epidemic and the basic manifestations of epidemic process of HIV infection in the Russian Federation and the Siberian Federal district. The HIV epidemic continues to evolve, with a tendency to increase the incidence. The prevalence rate in the district on 01.01.2015 amounted to 948,4 on 100 thousand population. A leading role among identified HIV-infected persons is played by injecting drug users. The greatest number of patients with HIV reported among males in the age group 30-39 years. Risky behavior in terms of HIV infection and co-infection lead to an increase in the number of deaths. Studied the frequency distribution of mutations associated with resistance of human immunodeficiency virus to three main classes of antiretrovirals in patients on therapy, as well as «naive» patients. Patients on therapy, noted the prevalence of mutations of HIV to nucleoside and non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors. The «naive» patients in the majority of cases revealed no mutations associated with resistance. Established the dominance of HIV subtype A1, along with a significant proportion of circulating recombinant form 02_AG and 63_02А1.
Key words: HIV infection, prevalence, mortality, HIV, resistance,
antiretroviral therapy, sequencing.
A.Н. Коломеец1, Г.А. Калачева1, Л.И. Левахина1,
B.К. Ястребов1, А.Х. Нурпейсова12, И.В. Ярусова13, 1ФБУН «Омский научно-исследовательский институт природно-очаговых инфекций», Сибирский федеральный окружной центр по профилактике и борьбе
со СПИД, г. Омск; 2ГБОУ ВПО «Омский государственный медицинский университет», г. Омск; 3КУЗОО «Клинический противотуберкулезный диспансер», г. Омск
Коломеец Анна Николаевна -e-mail: [email protected]
ВВЕДЕНИЕ
Общее число лиц, инфицированных ВИЧ, зарегистрированных в Российской Федерации на 31 декабря 2015 г., достигло 1 006 388 человек, или 0,7% населения РФ. Из них умерло по разным причинам 212 579 ВИЧ-инфицированных, в т. ч. 27 564 в 2015 году (на 12,9% больше, чем за аналогичный период 2014 г.).
Только за 12 месяцев 2015 г. территориальными центрами по профилактике и борьбе со СПИД было сообщено о 93 188 новых случаях ВИЧ-инфекции среди граждан Российской Федерации, что на 3,9% больше, чем за аналогичный период 2014 г. Показатель заболеваемости в 2015 г. составил 63,6 на 100 тыс. населения. Пораженность
ВИЧ-инфекцией на 31 декабря 2015 г. составляла 541,8 на 100 тыс. населения России.
Среди впервые выявленных в 2015 г. ВИЧ-позитивных с установленными факторами риска заражения 53,6% инфицировались при употреблении наркотиков нестерильным инструментарием, 44,0% - при гетеросексуальных контактах, 1,5% - при гомосексуальных контактах, 0,9% составляли дети, инфицированные от матерей во время беременности, родов и при грудном вскармливании.
Таким образом, в России в 2015 г. эпидемическая ситуация по ВИЧ-инфекции продолжала ухудшаться. Сохранялся высокий уровень заболеваемости ВИЧ-инфекцией, увеличивалось общее число больных и число
смертей ВИЧ-инфицированных, активизировался выход эпидемии из уязвимых групп населения в общую популяцию [1].
Основным компонентом лечения больных ВИЧ-инфекцией в настоящее время является антиретровирус-ная терапия (АРТ), с помощью которой становится возможным предотвратить развитие вторичных заболеваний или добиться их регресса, предотвратить потерю трудоспособности и увеличить продолжительность жизни пациента [2]. Одновременно на эффективность терапии оказывают влияние такие факторы, как наличие первичной (передаваемой) резистентности; недостаточный уровень приверженности пациента лечению и, как следствие, развитие вторичной (приобретенной) резистентности ВИЧ к антиретровирусным препаратам.
В основе развития лекарственной устойчивости лежит способность ВИЧ мутировать с высокой частотой (примерно одна нуклеотидная мутация на один цикл репликации) [3, 4, 5]. Например, у пациентов, не получающих антиретровирусную терапию, каждый день продуцируется примерно 1010 вирионов, а это закономерно приводит к большому количеству вариантов вируса, называемых квазивидами. Эта особенность работы ферментов ВИЧ, ведущая к высокой частоте ошибок при репликации, а также значительная интенсивность последней, а также высокая частота рекомбинаций между штаммами ВИЧ при суперинфекции ведут к приобретению мутаций, связанных со снижением чувствительности вируса к антиретровирусным препаратам (АРВП) [6, 7]. Ранее проведенные исследования указывают также на наличие предрасположенности ВИЧ подтипа AFSU (подтипа А, вызывающего большинство случаев заболеваний ВИЧ-инфекцией в странах бывшего СССР) к возникновению мутации G190S у пациентов, режим терапии которых включал ненуклеозидные ингибиторы обратной транс-криптазы [8].
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ: оценка эпидемиологических и моле-кулярно-генетических особенностей ВИЧ-инфекции в Сибирском федеральном округе (СФО), выявление мутаций ВИЧ, ассоциированных с резистентностью к нуклео-зидным и ненуклеозидным ингибиторам обратной тра-скриптазы (НИОТ и ННИОТ), ингибиторам протеазы (ИП).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В основу исследования положено наблюдение за эпидемическим процессом ВИЧ-инфекции на территории СФО за период 2001-2015 гг. Проведен анализ статистических данных по форме № 4 «Сведения о результатах исследования крови на антитела к ВИЧ» территориальных центров по профилактике и борьбе со СПИД и инфекционными заболеваниями в СФО, формы ежемесячного наблюдения «Сведения о мероприятиях по профилактике ВИЧ-
инфекции, гепатитов В и С, выявлению и лечению больных ВИЧ», данные ежемесячных экспресс-информаций «Об эпидемической ситуации по ВИЧ-инфекции», данные информационных бюллетеней Сибирского федерального окружного центра по профилактике и борьбе со СПИД за 2012-2015 гг., а также демографические данные по регионам СФО и годовые отчеты территориальных центров.
За пятилетний период (2010-2014 гг.) проанализирован 731 образец плазмы крови, полученной от ВИЧ-инфицированных пациентов, наибольшую часть которых составляли лица, находящиеся на АРТ (689 человек), а также «наивные» (42 человека), т. е. не получавшие АРТ.
Большинство пациентов получали АРТ с необходимостью её коррекции из-за вирусологической или иммунологической неудачи. Для выявления мутаций лекарственной устойчивости был использован набор реагентов ViroSeq «HIV-1 Genotyping System» v 2.0 (Celera Diagnostics, Abbott, США) с 2010 по 2012 г., а с 2013 г. - «АмплиСенс® HIV-Resist-Seq» (ЦНИИЭ, г. Москва) согласно инструкциям производителей.
Филогенетический анализ был проведен с использованием MEGA 6.0.6, метода «ближайших соседей», выравнивание последовательностей было произведено с использованием ClustalW, в качестве референсных последовательностей были выбраны подтипы А1, B; циркулирующие рекомбинатные формы (CRF) 63_02A1, CRF02_AG, CRF_03AB; в качестве внешней группы была выбрана последовательность ВИЧ группы O.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Первые случаи ВИЧ-инфекции в СФО были зарегистрированы в январе 1989 года и были связаны с внутриболь-ничным заражением детей, находившихся на стационарном лечении в различных городах РФ. Затем регистрировались единичные случаи среди иностранцев, а с 1996 года среди потребителей инъекционных наркотиков. Первый повсеместный подъем заболеваемости в СФО был отмечен в 2001 г., показатель на 100 тыс. населения составлял 57,7, далее, с 2002 г. по 2004 г. показатель заболеваемости ВИЧ-инфекции снизился до 21,4, а с 2005 г. начался новый подъем заболеваемости, продолжающийся по настоящее время. Основным контингентом в структуре зарегистрированных ВИЧ-инфицированных были молодые люди 19-24 лет, в 80% случаев - мужского пола, в 85% случаев - городские жители, употребляющие внутривенные наркотические препараты («ханка», героин), зачастую в группах от 3-10 и более человек. Три последующих года, с 2009 по 2011 г., характеризовались некоторой стабилизацией эпидситуации, так как к этому времени от 25 до 50% потребителей инъекционных наркотиков были уже выявлены.
С середины 2011 года в округе отмечена третья волна подъема эпидемии, показатель заболеваемости ВИЧ-инфекцией в 2012 г. составил 95,5 на 100 тыс. населения (рост в 1,2 раза по сравнению с 2011 г.), а по итогам 2014 г. он достиг 135,7.
По прежнему преобладает парентеральный путь передачи ВИЧ при немедицинском употреблении инъекционных наркотиков - 53,5%.
Современные потребители отличаются от ПИН 10-летней давности (2000-2001 гг.): это лица мужского пола (однако, число ПИН-женщин растет), более социально адаптированы. Важными причинами подъема заболеваемости ВИЧ-инфекцией являются: вид наркотика, изменение и практики потребления наркотических средств в сторону увеличения риска заражения ВИЧ.
За все годы наблюдения эпидемии в СФО был отмечен рост летальности среди ВИЧ-инфицированных, главным образом среди потребителей инъекционных наркотиков (ПИН), имеющих длительный стаж потребления наркотиков, рискованное поведение (беспорядочные половые контакты, использование общих шприцев в группе и т. д.), сочетанные инфекции (гепатиты, инфекции, передающиеся половым путем (ИППП, туберкулез и т. д.). Кумулятивно к концу 2015 г. в СФО зарегистрировано 36 935 умерших ВИЧ-инфицированных; летальность за все годы распространения эпидемии составляет 17,6%.
В дальнейшем прогнозируется тенденция к росту числа выявленных и умерших ВИЧ-инфицированных.
Проведено выделение РНК из всех доставленных на исследование проб (731); получить ПЦР-продукт удалось в 596 случаях (81,5%).
При анализе полученного набора последовательностей от обеих групп пациентов более чем в половине случаев (55,0%) встречалась хотя бы одна мутация, связанная с любым уровнем устойчивости к какой-либо группе АРВП. К группе НИОТ мутации были выявлены в 283 образцах (47,5%); к группе ННИОТ - в 199 (33,4%); к группе ИП - в 42 образцах (7,0%).
Последовательности, содержащие мутации одновременно к нескольким группам АРВП, распределялись следующим образом: к группам НИОТ+ННИОТ - в 161 (27,0%) случае, к группам НИОТ+ННИОТ+ИП - в 10 (1,7%) случаях.
Анализ группы последовательностей от «наивных» пациентов (42 образца) в подавляющем большинстве случаев (97,6%) не выявил мутаций, ассоциированных с устойчивостью. Только в одном случае была выявлена мутация К103^
Основные выявленные мутации, ассоциированные с лекарственной устойчивостью, представлены в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1.
Частота выявления основных мутаций, ассоциированных с устойчивостью к антиретровирусным препаратам
Мутации к НИОТ и частота их выявления, %
М4^ (п=10) К65К (п=5) Dб7N (п=28) К701* (п=2б) L74V (п=29) К75М (п=7) Y115F (п=1б) M184V (п=237) (п=18) К2190/Е (п=20)
1,7 0,8 4,7 4,4 4,9 1,2 2,7 39,8 3 3,4
Мутации к ННИОТ и частота их выявлени я, %
К101Е (п=56) 9,4 К103М (п=69) 11,6 V10бM (п=2) 0,3 Y181C (п=40) б,7%± G190S (п=79) 13,3% ±
Мутации к ИП и частота их выявления, %
М461 (п=16) 2,7 I47V (п=4) 0,7 1501_ (п=4) 0,7
ТАБЛИЦА 2.
Профиль устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам у пациентов, получающих АРТ
АРВП высокая п % Выявленная устойчивость ВИЧ средняя низкая возможна низкая п % п % п % отсутствует п %
3ТС 251 45 ,3 3 0 ,5 1 0 ,2 0 0 ,0 299 54 ,0
АВС 45 8 ,1 19 3 ,4 127 22 ,9 73 13 ,2 290 52 ,3
А1Т 19 3 ,4 23 4 ,2 17 3 ,1 8 1 ,4 487 87 ,9
d4T 14 2 ,5 23 4 ,2 38 6 ,9 15 2 ,7 464 83 ,8
ddI 40 7 ,2 18 3 ,2 87 15 ,7 50 9 ,0 359 64 ,8
РТС 251 45 ,3 3 0 ,5 1 0 ,2 0 0 ,0 299 54 ,0
TDF 4 0 ,7 14 2 ,5 22 4 ,0 14 2 ,5 500 90 ,3
EFV 159 28 ,7 36 6 ,5 7 1 ,3 7 1 ,3 345 62 ,3
ЕТ1* 19 3 ,4 41 7 ,4 61 11 ,0 36 6 ,5 397 71 ,7
191 34 ,5 10 1 ,8 2 0 ,4 7 1 ,3 344 62 ,1
53 9 ,6 61 11 ,0 30 5 ,4 22 4 ,0 388 70 ,0
АТС 10 1 ,8 2 0 ,4 12 2 ,2 12 2 ,2 518 93 ,5
DRV 1 0 ,2 4 0 ,7 3 0 ,5 2 0 ,4 544 98 ,2
FPV 7 1 ,3 4 0 ,7 9 1 ,6 16 2 ,9 518 93 ,5
IDV 7 1 ,3 3 0 ,5 7 1 ,3 13 2 ,3 524 94 ,6
LPV 5 0 ,9 2 0 ,4 11 2 ,0 13 2 ,3 523 94 ,4
Ш 12 2 ,2 10 1 ,8 31 5 ,6 75 13 ,5 426 76 ,9
SQV 5 0 ,9 5 0 ,9 3 0 ,5 7 1 ,3 534 96 ,4
TDF 2 0 ,4 2 0 ,4 9 1 ,6 4 0 ,7 537 96 ,9
Таким образом, наиболее часто встречающимися мутациями были: M184V (39,8%), ведущая к развитию устойчивости высокого уровня к ламивудину,эмтрицитабину и низкого уровня к диданозину и абакавиру; G190S (13,3%), определяющая высокий уровень устойчивости к невира-пину и ифавиренцу; K103N (11,6%) - высокий уровень устойчивости к невирапину и Y181C (6,7%), вызывающая высокий уровень устойчивости к невирапину и средний к рилпивирину, ифавиренцу и этравирину. К ингибиторам протеазы мутации выявлялись в единичных случаях, что объясняется наличием высокого генетического барьера у препаратов данной группы. Следовательно сохраняется тенденция развития мутаций, ассоциированных с резистентностью к препаратам групп НИОТ и ННИОТ.
На основании выявленных мутаций нами был составлен профиль резистентности вируса для каждого пациента относительно препаратов группы НИОТ, ННИОТ и ИП.
Наиболее часто высокий уровень устойчивости выявлялся к ламивудину (45,3%); невирапину (34,5%) и ифа-виренцу (28,7%), т. е. к препаратам групп НИОТ и ННИОТ. Что касается среднего уровня устойчивости, то он был наиболее частым к рилпивирину (11,0%). В группе ингибиторов протеазы наиболее часто выявлялась возможная резистентность низкого уровня к нелфинавиру (13,5%).
После построения филогенетического древа полученные последовательности кластеризовались следующим образом: подтип ВИЧ А1 составил 480 случаев (80,6%); на втором месте оказались подтипы CRF_02AG и CRF63_02A1 -в 105 случаях (17,6%); подтип B был обнаружен в восьми случаях (1,3%), CRF_03AB - в трех случаях (0,5%). Более половины последовательностей 58 образцов (55,2%), образовавших кластер с CRF02_AG и CRF63_02A1, были получены из Новосибирской области; по 17 образцов (16,2%) - из Омской области и Республики Алтай. Аналогичные результаты опубликованы в работах других исследователей, которые также отмечают увеличение доли циркулирующих рекомбинантных форм на территории Сибирского федерального округа [9, 10].
Были проанализированы все схемы АРТ, назначенные пациентам за период исследования, причем схемы НИОТ+ННИОТ и НИОТ+ИП назначались примерно с одинаковой частотой (43,2% и 52,8% соответственно). В таблице 3 указаны некоторые наиболее частые сочетания препаратов.
ТАБЛИЦА 3.
Наиболее частые сочетания антиретровирусных препаратов, назначаемые пациентам в СФО
НИОТ В сочетании с ННИОТ, % В сочетании с ИП, %
3TC/AZT 26,1 27,3
3TC/ABC 4,2 8,2
3TC/ddI 4,9 4,6
3TC/d4T 3 3,8
Схема 3TC/AZT+EFV назначалась в 107 случаях (18,8%); 3TC/AZT+LPV - в 94 (16,4%); 3TC/AZT+NVP - в 26 случаях (4,6%).
Из схем с сочетанием ламивудин/абакавир чаще всего назначалась схема с лопинавиром (4,4%). Схема 3ТС/ ddI+EFV назначалась в 3,5%; 3TC/d4T+LPV - в 3,2% случаев.
Приверженность к терапии была известна для 515 пациентов. Высокий уровень приверженности наблюдался у 84 пациентов (16,3%), средний - у 276 (53,6%), низкий - у 155 (30,1%). Недостаточно высокий уровень приверженности пациента и, вследствие этого, нарушение режима приёма лекарств ведет к росту популяции вируса, расширению возможности для его эволюции, в том числе в направлении приобретения устойчивости [11, 12]. Высокий риск развития устойчивости наблюдается в основном при
средних значениях приверженности пациента лечению (70-95%), из чего следует, что более половины всех обследованных нами пациентов представляют потенциальный источник передачи устойчивых штаммов ВИЧ.
ВЫВОДЫ
1. В динамике эпидемии ВИЧ-инфекции в СФО отмечены три периода роста (пик) заболеваемости: в 2001, 2005 и 2012 гг.
2. Доминирующим путем передачи ВИЧ-инфекции является парентеральный, одновременно выявлена активизация полового пути заражения.
3. Наибольшая доля ВИЧ-инфицированных зарегистрирована среди лиц групп риска (ПИН, заключенные) в возрастной группе 30-39 лет мужского пола.
4. В дальнейшем в СФО прогнозируется тенденция к росту заболеваемости ВИЧ-инфекцией (неравномерному среди различных субъектов округа) и увеличению числа умерших.
5. В образцах плазмы крови пациентов, получавших АРТ, наибольшее распространение получили мутации ВИЧ, ассоциированные с устойчивостью к препаратам групп НИОТ (ламивудину) и ННИОТ (невирапину и ифа-виренцу): M184V - 39,8%, G190S - 13,3%.
6. В СФО преобладал ВИЧ подтипа А1 (80,6%), также значимой была доля циркулирующих рекомбинантных форм CRF_02AG и CRF63_02A1 (17,6%).
7. Большинство обследованных пациентов имело средний уровень приверженности терапии, что является фактором, способствующим развитию устойчивости к АРВП.
ЛИТЕРАТУРА
1. ВИЧ-инфекция в Российской Федерации на 31 декабря 2015 г. / Федеральный центр СПИД [Электронный ресурс]. - URL: httphttp://www. hivrussia.ru/news/index.shtml дата обращения 24.02.2016).
VICH-infekciya v Rossiskoy Federacii na 31 dekabrya 2015 g. / Federal'niy centr SPID [Elektronniy resurs]. - URL: httphttp://www.hivrussia.ru/news/index. shtml data obrascheniya 24.02.2016).
2. Покровский В.В. и др. Протоколы диспансерного наблюдения и лечения больных ВИЧ-инфекцией. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2014. № 6. 43 с.
Pokrovskiy V.V. i dr. Protokoly dispansernogo nablyudeniya i lecheniya bolnykh VICH-infektsiey. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. Aktual'nye voprosy. 2014. № 6. 43 s.
3. Урываев Л.В., Бобкова М.Р., Лаповок И.А. ВИЧ-инфекция - вызов человечеству. Есть ли шансы победить заболевание? Вопросы вирусологии. 2012. № 1. С. 104-126.
Uryvaev L.V., Bobkova M.R., Lapovok I.A. VICH-infektsiya - vyzov chelovechestvu. Est' li shansy pobedit' zabolevanie? Voprosy virusologii. 2012. № 1. S. 104-126.
4. Abram M.E., Ferris A.L., Shao W. et al. Nature, position, and frequency of mutations made in a single cycle of HIV-1 replication. J. Virol. 2010. V. 84. P. 9864-9878.
5. Mansky L.M. HIV mutagenesis and the evolution of antiretroviral drug resistance. Drug Resist Updat. 2002. V. 5. P. 219-223.
ЭПИДЕМИОЛОГИЯ
6. Levy D.N., Aldrovandi G.M., Kutsch O., Shaw G.M. et al., , Dynamics of HIV-1 recombination in its natural target cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2004. V. 101. P. 4204-4209.
7. Tang M.W., Shafer R.W. HIV-1 antiretroviral resistance: scientific principles and clinical applications. Drugs. 2012. V. 72. P. 1-25.
8. Kolomeets A.N., VargheseV., Lemey P. et al. A uniquely prevalent nonnucleoside reverse transcriptase inhibitor resistance mutation in Russian subtype A HIV-1 viruses. AIDS. 2014. V. 28. P. 1-8.
9. Baryshev P.B., Bogachev V.V., Gashnikova N.M. et al. Genetic characterization of an isolate of HIV type 1 AG recombinant form circulating in Siberia, Russia. Arch Virol. 2012. V. 157. P. 2335-2341.
10. Baryshev P.B. Bogachev V.V., Gashnikova N.M. et al. HIV-1 genetic diversity
in Russia: CRF63_02A1, a new HIV type 1 genetic variant spreading in Siberia. AIDS Res Hum Retroviruses. 2014. V. 30. P. 592-597.
11. Бобкова М.Р. Лекарственная устойчивость ВИЧ. М.: Человек, 2014. 288 с. Bobkova M.R. Lekarstvennaya ustoychivosb VICH. M.: Chelovek, 2014. 288s.
12. Федяева О.Н., Ющук Н.Д., Балмасова И.П. Социодемографические факторы влияния на приверженность антиретровирусной терапии больных ВИЧ-инфекцией. Здоровье населения и среда обитания. 2014. № 6 (255). С. 32-35.
Fedyaeva O.N., Yuschuk N.D., Balmasova I.P. Sociodemograficheskie faktory vliyaniya na priverzhennost3 antiretrovirusnoy terapii bolnykh VICH-infektsiey. Zdorov3e naseleniya i sreda obitaniya. 2014. № 6 (255). S. 32-35.
