CC BY
24
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Характеристика вариантов вируса иммунодефицита человека, циркулирующих на территории Российской Федерации, с различной тропностью к корецепторам
Е.В. Лысенко, А.Э. Лопатухин, М.Ю. Дмитрюкова, г.М. цыганова, А.в. покровская, Д.Е. киреев, г.А. Шипулин_
ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора, Москва
Тропизм ВИЧ-1 является важной характеристикой вируса, которая влияет не только на скорость течения болезни, но и на эффективность действия антиретровирусных препаратов - антагонистов CCR5-корецепторов. Недостаток опубликованных данных, описывающих тропизм вариантов ВИЧ, циркулирующих в России, ограничивает возможности врачей при подборе подходящей схемы терапии и снижает качество оказания медицинской помощи. В данной работе представлены результаты
тестирования тропизма вируса перед назначением терапии, проанализирована связь клинических характеристик и вирусного тропизма. Была обнаружена корреляция между тропностью вируса и такими параметрами, как концентрация CD4+-лимфоцитов и пол пациента. Полученные данные позволят лечащим врачам с большей точностью осуществлять предварительный отбор пациентов, которым можно назначить терапию, содержащую препараты класса ОТ5-антагонисты.
Ключевые слова:
ВИЧ-1, тропизм, корецептор, CCR5, CXCR4, генотипическая методика
Characteristics of HIV variants circulating in the Russian Federation with varying viral tropism
E.V. Lysenko, A.E. Lopatukhin, M.Yu. Dmitryukova, G.M. Tsyganova, A.V. Pokrovskaya, D.E. Kireev, G.A. Shipulin
Central Research Institute for Epidemiology, Moscow
Tropism of HIV-1 virus is an important characteristic, which affects not only the disease progression, but also on the effectiveness of such antiretroviral drugs as CCR5 receptor antagonists. Lack of published data describing the tropism of HIV variants circulating in Russia limits the ability of physicians in the selection of appropriate scheme and reduces the quality of medical care. This paper presents the results of testing on the viral tropism
carried out before prescribing treatment and analyzed to identify association between clinical characteristics and tropism of HIV-1. A correlation was observed between viral tropism and parameters such as the concentration of CD4+-lymphocytes and sex of the patient. The data obtained will allow physicians to more accurately carry out a preliminary selection of patients who can assign therapy containing drugs of class CCR5-antagonists
Keywords:
HIV-1, tropism, coreceptor, CCR5, CXCR4, genotypic methodic
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) характеризуется крайне высокой степенью изменчивости, что позволяет ему в короткие сроки генерировать мутантные вирусные частицы, устойчивые к действию антиретровирусных (АРВ) препаратов и эффективно размножающиеся в организме ВИЧ-инфицированного на фоне
их приема. В сочетании с тем, что на сегодняшний день ВИЧ-инфекция является неизлечимым заболеванием, требующим пожизненного лечения, подбор эффективной терапии на протяжении длительного времени представляется непростой задачей. В мире разработано и применяется уже более 30 различных АРВ-препаратов, относящихся к 6
различным классам. Одним из наиболее современных является класс антагонистов ^5-корецепторов с первым его представителем - препаратом маравирок [9]. Препараты данного класса позволяют эффективно подавлять репликацию вирусов, блокируя корецепторы ^5, необходимые вирусу для проникновения в клетку. Однако существуют и варианты вирусов, использующие для проникновения в клетку другой корецептор - CXCR4. При наличии у пациента таких вариантов ВИЧ маравирок назначаться не должен. Поэтому перед применением маравирока необходимо определить тропизм вируса для данного пациента [3].
В современной практике существуют 2 типа лабораторных методов, позволяющих определить тропизм ВИЧ, - фенотипические и генотипические. Фенотипи-ческие методы являются «золотым стандартом», однако они дороги и длительны, так как требуют сложной работы с ВИЧ-инфицированными культурами клеток. В то же время генотипические методы основаны на секвенирова-нии и последующем анализе небольшого участка генома вируса. Они получили более широкое распространение в мире, в том числе в России [10]. Первый и до настоящего времени единственный тест для определения тропизма ВИЧ-1 был зарегистрирован в России в 2012 г. [2]. С этого момента в Центральном НИИ эпидемиологии в рутинном порядке проводится определение тропизма ВИЧ-1 для ВИЧ-инфицированных людей в случае возникновения необходимости включения препарата маравирок в состав АРВ-терапии.
До настоящего момента отсутствовали значимые опубликованные данные, касающиеся тропизма вариантов ВИЧ-1, циркулирующих в Российской Федерации [1]. В данной работе обобщены результаты диагностического тестирования на тропизм ВИЧ за 3-летний период и проанализирована связь тропизма вируса и клинических проявлений ВИЧ-инфекции пациентов.
материал и методы
Популяция исследования
В рамках проведенного исследования были проанализированы данные, собранные при рутинном тестировании по определению тропизма ВИЧ. В базу данных была включена следующая информация о пациентах: пол, возраст, предполагаемые путь и год инфицирования, концентрация CD4+-лимфоцитов, вирусная нагрузка, информация о наличии/отсутствии опыта приема АРВ-препаратов. Для пациентов, находящихся на лечении, собирали информацию о текущей и предыдущих схемах АРВ-терапии. База данных содержала информацию о 687 пациентах.
Определение тропизма ВИЧ
Для всех пациентов тропизм ВИЧ определяли с помощью набора реагентов «АмплиСенс HIV-Resist-Seq» (ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии», Россия) согласно инструкции производителя. Исследование проводили с использованием вирусной РНК, выделенной из плазмы крови пациента. Для пациентов с низкой (<1000 коп/мл) или не-детектируемой вирусной нагрузкой исследование выпол-
нено с использованием провирусной ДНК, выделенной из лейкоцитарного, путем экстракции нуклеиновых кислот с последующей амплификацией третьей гипервариабельной петли ^3-петли) гена gp120 - участка вирусного генома, ассоциированного с вирусным тропизмом [6]. Полученную ДНК секвенировали с использованием генетического анализатора ABI PRISM 3500 («Applied Biosystems», США). Биоинформатический анализ полученной последовательности был проведен при помощи алгоритма geno2pheno[coreceptor]. Каждый образец исследовали в 3 повторах (трипликатах) начиная со стадии обратной транскрипции для повышения чувствительности метода и выявления минорных вариантов ВИЧ.
Статистический анализ данных
Статистический анализ данных выполнен при помощи пакета программного обеспечения IBM SPSS Statistics. При анализе корреляции дискретных переменных, таких, как пол, путь инфицирования, опыт приема терапии, использовали коэффициент Пирсона, а при анализе распределения непрерывных переменных Г-критерий для независимых выборок.
результаты
Характеристики пациентов
База данных включала информацию о 687 ВИЧ-инфицированных пациентах, проживающих на территории РФ и не принимавших ранее препарат маравирок в составе АРВ-терапии. Характеристики выборки пациентов и результаты статистической обработки клинических данных пациентов представлены в табл. 1.
таблица 1. Общая характеристика исследованной выборки пациентов
параметр Абс. % среднее значение
Пол женщины 343 49,9
мужчины 344 50,1
гетеросексуальный 387 56,3
Путь инфицирования ПИН 268 39,0
МСМ 21 3,1
вертикальный 3 0,4
нозокомиальный 8 1,2
Опыт приема нет 79 11,5
АРВ-терапии да 608 88,5
Матрица ДНК 476 69,3
для проведения анализа РНК 211 30,7
CCR5 440 64,0
Тропизм CXCR4 173 25,2
не определен 74 10,8
Возраст, годы 36
Длительность инфицирования, годы 7
Концентрация CD4+-клеток, кл/мм3 342
Вирусная нагрузка, коп/мл 66 099
Длительность АРВ-терапии, годы 3
примечание. Здесь и в табл. 2: ПИН - потребители инъекционных наркотиков, МСМ - мужчины, имеющие секс с мужчинами.
78
ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ: новости, мнения, обучение №2 2015
Е.В. Лысенко, А.Э. Лопатухин, М.Ю. Дмитрюкова, Г.М. Цыганова, А.В. Покровская, Д.Е. Киреев, Г.А. Шипулин
характеристика вариантов вируса иммунодефицита человека, циркулирующих на территории российской федерации, с различной тропностью к корецепторам
Эффективность проведения генотипического анализа на тропизм
При оценке эффективности анализа в зависимости от вирусной нагрузки пациентов учитывали количество успешно выполненных исследований (см. рисунок). Общая эффективность теста составила 88,7%. Эффективность проведения исследования для образцов с вирусной нагрузкой >1000 коп/мл слабо зависела
0,95
<в
■е-о
0,85-
0,75-
Вирусная нагрузка, коп/мл Эффективность теста определения тропизма в зависимости от вирусной нагрузки
от конкретного значения вирусной нагрузки и составила 95,1%. Для групп пациентов с недетектируемой или низкой (<1000 коп/мл) вирусной нагрузкой эффективность была достоверно ниже и составила 83,3 и 87,5% соответственно.
Изучение зависимости вирусного тропизма от клинических данных
В табл. 2 представлены характеристики, относящиеся к двум разным вариантам вируса: СС1}5-тропным и СХС1}4-тропным. Для оценки достоверности различия между двумя исследуемыми группами был рассчитан коэффициент корреляции Пирсона. В 2 случаях была показана достоверная зависимость между тропизмом вируса и такими параметрами, как концентрация СЭ4+-клеток (р=0,004) и пол (р=0,016), что свидетельствует о достоверном различии значений данных параметров у пациентов, инфицированных вирусами с разным тропизмом [4, 5].
Логистический регрессионный анализ
В ходе логистического регрессионного анализа была построена математическая модель предсказания тропизма вируса с использованием различных параметров. При оценке работы модели для каждого параметра была определена статистическая значимость, которая показывает, влияет ли данный параметр на тропность вируса. Согласно данному критерию, статистически значимое влияние при предсказании тропизма вируса оказывают пол ^=0,002), длительность инфицирования ^=0,036), длительность приема АРВ-терапии ^=0,042) и концентрация СЭ4+-клеток ^=0,013).
таблица 2. Характеристики, относящиеся к вирусам разной тропности
тропизм
параметр ^5 CXCR4
абс. % среднее значение абс. % среднее значение
Пол женщины 228 51,8% 71 41,0%
мужчины 212 48,2% 102 59,0%
гетеросексуальный 251 57,0% 90 52,0%
ПИН 170 38,6% 73 42,2%
Путь инфицирования МСМ 12 2,7% 6 3,5%
вертикальный 2 ,5% 1 ,6%
нозокомиальный 5 1,1% 3 1,7%
Опыт приема АРВ- нет 60 13,6% 15 8,7%
терапии да 380 86,4% 158 91,3%
Матрица для прове- ДНК 309 70,2% 130 75,1%
дения анализа РНК 131 29,8% 43 24,9%
Возраст, годы 36 36
Длительность инфицирования 7 7
Концентрация CD4+-клеток 362 302
Вирусная нагрузка 69 908 61 775
Длительность АРВ-терапии 3 3
обсуждение
В ходе проведенного исследования были обработаны данные 687 ВИЧ-инфицированных пациентов, проанализирован тропизм вируса и выявлены значимые закономерности. В исследованной выборке более распространенным оказался ОТ5-тропный вариант вируса, который встречался в 64% случаев, что совпадало с данными, полученными в аналогичных зарубежных исследованиях [7]. При анализе путей передачи в исследованной выборке было выявлено, что наиболее частый вариант инфицирования - гетеросексуальный контакт, встречающийся в 56,3% случаев, следующим по распространенности является парентеральный контакт при употреблении инъекционных наркотиков - 39%, передача при гомосексуальном контакте встречалась в 3,1% случаев, что в целом характерно для популяции ВИЧ-инфицированных пациентов на территории РФ.
В ходе исследования был проведен анализ эффективности теста на тропизм в зависимости от вирусной нагрузки. Было установлено, что наибольшая эффективность теста (95,1%) достигается в случае, если вирусная нагрузка ВИЧ у пациента превышает 1000 коп/мл. Для образцов с недетектируемой вирусной нагрузкой характерна несколько меньшая эффективность, однако в то же время
она находится на достаточно высоком уровне и составляет 85,4%.
При анализе распределения клинических параметров в зависимости от тропности вируса была обнаружена корреляция между тропностью вируса и концентрацией CD4+-клеток, а также между полом пациента и тропностью вируса. Более высокие концентрации CD4+-клеток наиболее характерны для ОТ5-тропного вируса и, напротив, более низкие концентрации CD4+-клеток характерны для CXCR4-тропного вируса. У женщин несколько чаще встречается ОТ5-тропный вариант вируса (51,8% случаев), в то время как для мужчин более характерен CXCR4-тропный вариант вируса - 59% случаев.
Таким образом, по результатам логистического регрессионного анализа исследованной выборки была выявлена зависимость тропности вируса от следующих параметров: пол, концентрация CD4+-клеток, длительность инфекции и приема АРВ-препаратов. Для пациентов, инфицированных ОТ5-тропным вирусом, характерны женский пол, более высокая концентрация CD4+-клеток, более длительный период терапии. Напротив, для пациентов, инфицированных CXCR4-тропным вирусом, характерны мужской пол, более низкая концентрация CD4+-клеток, более короткая длительность терапии.
сведения об авторах
ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора (Москва): Лысенко Екатерина Витальевна - младший научный сотрудник E-mail: kitlisenko@mail.ru
Лопатухин Алексей Эдуардович - младший научный сотрудник E-mail: a.lopatukhin@gmail.com
Дмитрюкова Марина Юрьевна - кандидат биологических наук, научный сотрудник
E-mail: mdmitryukova@cmd.su
Цыганова Галина Михайловна - научный сотрудник
E-mail: dialogalaine@mail.ru
Покровская Анастасия Вадимовна - кандидат медицинских наук, научный сотрудник E-mail: pokrovskaya_av@mail.ru
Киреев Дмитрий Евгеньевич - кандидат биологических наук, научный сотрудник E-mail: dmitry.kireev@pcr.ru
Шипулин Герман Александрович - кандидат медицинских наук, заведующий отделом молекулярной диагностики и эпидемиологии E-mail: german@pcr.ru
литература_
1. Васильев А.В., Казеннова Е.В., Бобкова М.Р. Анализ распространенности мутаций устойчивости к препаратам - антагонистам корецептора ССИ5 среди вариантов ВИЧ-1 в России // Вопр. вирусологии. 2011. № 3. С. 32-37.
2. Лопатухин А.Э., Киреев Д.Е., Поляков А.Н., Букин Е.К. и др. Первый опыт применения стандартизированной генотипи-ческой методики определения тропизма ВИЧ // Клин. лаб. диагностика. 2013. № 6. С. 46-48.
3. Покровский В.В., Юрин О.Г., Кравченко А.В., и др. Протоколы диспансерного наблюдения и лечения больных ВИЧ-инфекцией // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2013. № 6. Приложение.
4. Ataher Q., Portsmouth S., Napolitano L.A., Eng S. et al. The epidemiology and clinical correlates of HIV-1 co-receptor tropism in non-subtype B infections from India, Uganda and South Africa // J. Int. AIDS Soc. 2012; Vol. 15, N 1. P. 2.
5. Brumme Z.L., Goodrich J., Mayer H.B., Brumme C.J. et al. Molecular and clinical epidemiology of CXCR4-using HIV-1 in a large population of antiretroviral-naive individuals // J. Infect. Dis. 2005. Vol. 192, N. 3. P. 466-474.
6. Hwang S.S., Boyle T.J., Lyerly H.K., Cullen B.R. Identification of the envelope V3 loop as the primary determinant of cell tropism in HIV-1 // Science. 1991. Vol. 253, N 5015. P. 71-74.
80
инфекционные болезни: новости, мнения, обучение №2 2015
Е.В. Лысенко, А.Э. Лопатухин, М.Ю. Дмитрюкова, Г.М. Цыганова, А.В. Покровская, Д.Е. Киреев, Г.А. Шипулин
характеристика вариантов вируса иммунодефицита человека, циркулирующих на территории российской федерации, с различной тропностью к корецепторам
7. Neogi U. et al. Co-receptor tropism prediction among 1045 Indian HIV-1 subtype C sequences: Therapeutic implications for India // AIDS Res. Ther. 2010. Vol. 7. P. 24.
8. Podeva E., Paredes R., Moreno S. et al. Update on clinical and methodological recommendations for genotypic determination of HIV tropism to guide the usage of CCR5 antagonists // AIDS Rev. 2012, Vol. 14. P. 208-217.
9. Vandekerckhove L., Verhofstede C., Vogelaers D. Maraviroc: integration of a new antiretroviral drug class into clinical practice // J. Antimicrobial. Chemother. 2008. Vol. 61, N 6. P. 1187-1190.
10. Vandekerckhove L.P., Wensing A.M., Kaiser R. et al. European guidelines on the clinical management of HIV-1 tropism testing // Lancet. Infect. Dis. 2011. Vol. 11, N 5. P. 394-407.
autepatypa_
1. Vasilyev A.V., Kazennova E.V., Bobkov M.R. Analysis of the prevalence of CCR5 coreceptor antagonist resistance mutations among HIV-1 variants in Russia. Voprosy virusologii [Problems of Virology]. 2011; Vol. 56 (3): 32-7. (in Russian)
2. Lopatukhin A.E., D.E. Kireev, Polyakov A.N., Bukin E.K. et al. First experience of standardized genotypic methodology implication for HIV tropism determining. Klinicheskaya laboratornaya diagnos-tika [Clinical Laboratory Services]. 2013; 6: 46-8. (in Russian)
3. Pokrovsky V.V., Yurin O.G., Kravchenko A.V. et al. Dispensary observation protocols for patients. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. Aktual'nye voprosy with HIV [Epidemiology and Infectious diseases. Topical issues]. 2013; 6. Suppl. (in Russian)
4. Ataher Q., Portsmouth S., Napolitano L.A., Eng S. et al. The epidemiology and clinical correlates of HIV-1 co-receptor tropism in non-subtype B infections from India, Uganda and South Africa. J. Int. AIDS Soc. 2012; Vol. 15 (1): 2.
5. Brumme Z.L., Goodrich J., Mayer H.B., Brumme C.J. et al. Molecular and clinical epidemiology of CXCR4-using HIV-1 in
a large population of antiretroviral-naive individuals. J. Infect. Dis. 2005; Vol. 192 (3): 466-74.
6. Hwang S.S., Boyle T.J., Lyerly H.K., Cullen B.R. Identification of the envelope V3 loop as the primary determinant of cell tropism in HIV-1. Science. 1991; Vol. 253 (5015): 71-4.
7. Neogi U. et al. Co-receptor tropism prediction among 1045 Indian HIV-1 subtype C sequences: Therapeutic implications for India. AIDS Res. Ther. 2010; Vol. 7: 24.
8. Podeva E., Paredes R., Moreno S. et al. Update on clinical and methodological recommendations for genotypic determination of HIV tropism to guide the usage of CCR5 antagonists. AIDS Rev. 2012; Vol. 14: 208-17.
9. Vandekerckhove L., Verhofstede C., Vogelaers D. Maraviroc: integration of a new antiretroviral drug class into clinical practice. J. Antimicrobial. Chemother. 2008; Vol. 61 (6): 1187-90.
10. Vandekerckhove L.P., Wensing A.M., Kaiser R. et al. European guidelines on the clinical management of HIV-1 tropism testing. Lancet. Infect. Dis. 2011; Vol. 11 (5): 394-407.
