Tüberkülozun Moleküler Epidemiyolojisi. Prof. Dr. Cengiz ÇAVUŞOĞLU Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji AD Bornova, İZMİR

Transkript

1 Tüberkülozun Moleküler Epidemiyolojisi Prof. Dr. Cengiz ÇAVUŞOĞLU Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji AD Bornova, İZMİR

2 Tüberküloz (TB) Robert Koch Rudolf Virchow 24 Mart 1882 akşamı, Berlin Fizyoloji Derneği Die Aetiologie der Tuberkulose

3 TB ve Konak Genetiği İkizler üzerine yapılan çalışmalarda tüberküloz hastalığının genetik bir bileşeni olduğunu gösteren bulgular elde edilmiştir. John Keats Siyah ırkın hastalığa daha duyarlı olduğu ileri sürülmektedir. Tedavi edilmeyen TB hastalarının ~ 1/3 ü 1 yıl içinde Frederic Chopin ~ 1/2 i 5 yıl içinde ölmektedir. Beş yılda sağ kalanların ~%60 ında spontan remisyon görülmektedir. E. Roosevelt ~%40 ı basili çıkarmaya devam etmektedir.

4 TB ve Konak Genetiği Aimée Dubuc de Rivery (Nakşidil Sultan) TB poligenik, kompleks bir hastalıktır. II. Mahmut Abdülmecit TB duyarlılığın genetik komponenti birçok gene dağılmış gibi görünmektedir. Bazı genlerdeki polimorfizmlerin TB ye duyarlılıkla ilişkili olabilir. HLA HLAII DQB1*0503 artmış TB riskiyle ilişkili NRAMP1 (SLC11A1) MBL, VDR TLR 2, IFNG, IFNGR NOS2A, SP110, CCL2, CD209

5 TB, Konak Genetiği ve Çevre Doğal seçilim sonucunda TB ye dirençli insan topluluğu oluşması Yaşam koşullarındaki düzelme ve daha iyi beslenme TB ölüm oranlarında azalmaya yol açmıştır

6 TB ve Mikrobiyoma Oksijen basıncı ph Isı Besin yoğunluğu Yaş Doğum şekli İmmünogenetik Ağız hijyeni Mukosiliyer temizleme Aspirasyon Çevre İklim Yaşanan yer Ev hayvanları İlaçlar Beslenme Sigara Sağlıklı mikrobiyoma doğal immün sistem ve olgunlaşması için gereklidir optimal T hücre alt grubu Bağırsak ve akciğer mukozası arasında bir ilişki olduğuna inanılmaktadır Bağırsak ve akciğer mukozası tek bir aerodijestif sistem gibi fonksiyon görüyor olabilir

7 İnsan, Basil ve Evrim

8 İnsan, Basil ve Evrim Mitokondriyal Havva Tüberküloidal Havva

9 yüzyılda Cengiz Han döneminde Moğol istilasıyla İnsan, Basil ve Evrim; Beijing ailesi

10 İnsan, Basil ve Evrim; Beijing B0/W148 (Beijing kalashnikov) IS6110-RFLP Multipleks PCR Batı Sibirya da ortaya çıktı 1960 dan sonra Avrupa Rusya sına yayıldı Orta Asya da az

11 TB ve Bakteri Genetiği Beijing B0/W148 Artmış virülans Artmış bulaşıcılık Daha yüksek oranda MDR/XDR Daha yüksek oranda ekstratorasik TB ile ilişkili

12 TB ve Bakteri Genetiği Modern veya eski suşlara maruz kalan bireyler arasında bulaşma açısından bir fark yok Modern suşlarla enfekte olanlarda Aktif TB gelişme riski daha yüksek Virülans daha yüksek Latentlik ise daha kısa Avro-Amerikan hattında yer alan modern suşlar daha seyrek olarak ekstrapulmoner TB ye yol açıyor

13

14 Sistem Epidemiyolojisi Moleküler epidemiyoloji Hastalıkların etiyolojisine, dağılımına ve önlenmesine etkisi olan genetik veya çevresel risk faktörlerini moleküler düzeyde araştıran bir bilim dalıdır Konak ve patojen çeşitliliğinin etkisini, İnsan demografisindeki sosyo ekonomisindeki değişimleri Çevresel faktörlerin tümünü birlikte göz önünde bulunduran Geniş çaplı, çok merkezli, prospektif boylamsal çalışmalara ihtiyaç vardır.

15 Yanıt bekleyen soru(lar) Bakterinin genotipi Bakterinin ilaç direnci Konağın HLA tipi Konağın etnik kökeni Konağın mikrobiyomu Konağın belirli genlerindeki gen polimorfizmleri Konağın inflamasyonla ilişkili mirna ve mrna ekspresyonları Konağın çevresel ve demografik özellikleri Konağın bağışıklık durumu ile enfeksiyonun şekli ve klinik seyri arasında bir ilişki var mı?

16 Genotiplendirme Spoligotiplendirme MIRU-VNTR IS6110-RFLP

17 Spoligotiplendirme A B C MIRU-VNTR A B C A ve B cluster (küme) C bağımsız Kümeleşme oranı: Yüksek kümeleşme oranı Devam eden enfeksiyon zinciri, yeni bulaşma Gençlerde yüksek kümeleşme oranı Düşük kümeleşme oranı Eski enfeksiyonun reaktivasyonu Yaşlılarda düşük kümeleşme oranı IS6110-RFLP A B C

18 Ayırım gücü IS6110-RFLP 24 MIRU-VNTR > Spoligotiplendirme IS6110-RFLP 24 MIRU-VNTR + Spoligotiplendirme Kolaylık Spoligotiplendirme > 24 MIRU-VNTR > IS6110-RFLP

19 PGG-temelli LSP-temelli hatlar SITVITWEB ailesi [hat (lineage), clade] MIRU-VNTR plus ailesi (Sreevatsan,1997) (Gagneux, 2006) (Demay, 2012) (Allix-Béguec, 2008) PGG1 Hat 5 (West-African-1) AFRI-2 West-African-1 Hat 6 (West-African-2) AFRI-1 West-African-2 Hat 1 (Indo-Oecanic) EAI3-IND, EAI2-Manilla, EAI1-SOM, EAI6-BGD1, EAI5 EAI Hat 2 (East-Asian) Beijing Beijing Hat 3 (East-African Indian) CAS1-Delhi Delhi/CAS T1 (53) Ghana TbD1 deles. (Brosch, 2002) Ancient (Eski; Kadim) LAM1, LAM3, LAM9, T5-RUS1 S LAM S PGG2 ve PGG3 Hat 4 (Euro-American) H1, H2 (2), H3 (50) Haarlem X1 X LAM7-TUR T2 (52, 125), T (78) T2 (135, 420) LAM10-CAM H4 (35, 262) H4 (127) TUR Uganda-I Uganda-II Cameroon Ural New-I Modern TB-Lineage: An online tool for classification and analysis of strains of Mycobacterium tuberculosis complex, Infection, Genetics and Evolution, 2012,

20 Aktaş E, B.Karadeniz (128 izolat) 1. 53; T1 (%22) 2. 41; LAM7-TUR (%14) ; H3 (% 8) 4. 42; LAM9 (%5) 5. 47; H1 (% 5) Çavuşoğlu C, Ege Bölgesi (330 izolat) 1. 53; T1 (%26) 2. 41; LAM7-TUR (%8) ; H3 (% 6) ; T1 (% 5) 5. 4; UNKNOWN (%3) Kısa Ö, Türkiye (114 izolat) 1. 53; T1 (%27) 2. 41; LAM7-TUR (%8) ; T1 (%7) ; H3 (% 5) 5. 42; LAM9 (%4) SITVITWEB 1. 53; T1 (%19.4) 2. 41; LAM7-TUR; (%17.9) 3. 50; H3; (% 6.1) ; T1 (%5) 5. 4; UNKNOWN (%2.6) Durmaz R, D.Anadolu (145 izolat) 1. 41; LAM7-TUR (% 24) 2. 53; T1 (%23) ; T1 (%6) 4. 50; H3 (%6) 5. 62; H1(% 4) 1. 53; T1 (%25) 2. 41; LAM7-TUR (% 9) ; T1 (%7) 4. 7; T1 (%4) 5. 86; T(% 4) Otlu B, D.Anadolu (220 izolat)

21 Dirençli suşlar Türkiye de Beijing suşu prevalansı % SITVITWEB 1. 53; T1 (%19.4) 2. 41; LAM7-TUR; (%17.9) 3. 50; H3; (% 6.1) ; T1 (%5) 5. 4; UNKNOWN (%2.6) Türkiye deki MDR suşlarının spoligotip dağılımları ile duyarlı suşların spoligotip büyük oranda benzerlik gösteriyor

22 Dirençli suşlar İstanbul n=4069 Beijing genotipi prevalansı % 1.1 (46/4069) İstanbul MDR n=510 Beijing genotipi prevalansı %3.7 (19/510) Tüm suşların %12.5 i (510/4069) MDR Beijing suşlarının %41.3 ü (19/46) MDR 19 suşun 10 u eski Sovyetler Birliği ülke vatandaşı Koksalan OK et al. JIUATLD 2006;10: Beijing genotipinin tamamına yakını MDR Türkiye deki Beijing genotipine ait suşlarda MDR oranı daha yüksek

23 (%15.3) 2. 53; T1 (%14.8) 3. 34; S (% 8.6) 4. 47; H1 (%6.7) ; T1 (%5.7) 1. 1; Beijing (%41.9) (%8.6) 3. 53; T1 (% 6) (%5.1) 5. 42; LAM9 (%3.4) 1. 1; Beijing (%21.3) (%7.7) (% 5.5) 4. 53; T1 (%4.4) (%3.3) 1. 1; Beijing (%74.3) 2. 42; LAM9 (%5.7) (% 4.3) (%2.9) ; (%2.9) 1. 53; T1 (%19.4) 2. 41; LAM7-TUR (%17.9) 3. 50; H3 (%6.1) ; T1 (%5) 5. 4; UNKNOWN (%2.6) 1. 53; T1 (%19.4) 2. 41; LAM7-TUR; (%17.9) 3. 50; H3; (% 6.1) ; T1 (%5) 5. 4; UNKNOWN (%2.6) S.ARABİSTAN 1. 53; T1 (%28.5) 2. 50; H3; (% 6.9) (%4.9) ; X2 (%4.2) (%3.5) 1. Delhi/CAS (%29.4) 2. EAI (%23.8) 3. Ghana (53; T1) (%13) 4. Haarlem (%8.6) 5. 1; Beijing (%4.7) ; CAS1/Delhi (%6.3) ; T1 (%6.3) 3. 26; CAS1/Delhi (%4.4) ; T1 (%4.1) 5. 25; CAS1/Delhi (%3.7) (%31.7) 2. 53; T1 (%7.2) 3. 1; Beijing (% 4.4) 4. 26; CAS1/Delhi; (%4.4) (%4.4) Molecular Epidemiology and Genotyping of Mycobacterium tuberculosis Isolated in Baghdad, BioMed Research International, 2014 Tuberculosis Transmission among Immigrants and Autochthonous Populations of the Eastern Province of Saudi Arabia, PLOS ONE, 2013

24 Öneriler-1 Ülkemize özgü (yerli) suşlar ayrıntılı olarak araştırılmalı

25 Öneriler-1 Ülkemize özgü (yerli) suşlar ayrıntılı olarak araştırılmalı

26 Öneriler-1 Ülkemize özgü (yerli) suşlar ayrıntılı olarak araştırılmalı SIT 284 %3.3 Irak %2.2 İran %1.5 S.Arabistan %3.5 Türkiye %5.7 Bulgaristan %2.8 Yunanistan

27 Öneriler-2 Dışarıdan gelen (yabancı; allopatrik) suşlar ve yaratabilecekleri potansiyel tehlikeler dikkatle izlenmeli Sosyal kaynaşma ve bir arada yaşama bulaşmada önemli Almanya 451 MDR (2001) Beijing suşu % 58.3 Almanya doğumlularda MDR %0.5, kümeleşme %20 Eski Sovyet doğumlularda MDR %8.5, kümeleşme %65 Alman populasyona bulaşma yok Kubica T, Rüsch-Gerdes S, Niemann S Int. J. Tuberc. Lung Dis. 8:

28 Öneriler-2 Dışarıdan gelen (yabancı; allopatrik) suşlar ve yaratabilecekleri potansiyel tehlikeler dikkatle izlenmeli Sosyal kaynaşma ve bir arada yaşama bulaşmada önemli Ev hizmetlerinde çalışan Filipinli ve Endonezyalılar Hac ziyareti bulaşma için artmış risk yaratıyor Genç yaşlarda yabancı suşlarla enfeksiyon oranı daha yüksek Kümeleşme oranı <15 yaş %43.1, >60 yaş %12.5 Hatlar Suudi (%) Göçmen (%) Delhi/CAS Ghana (53; T1) EAI Haarlem Beijing Tuberculosis Transmission among Immigrants and Autochthonous Populations of the Eastern Province of Saudi Arabia, PLOS ONE, 2013 Currrent trends of Mycobacterium tuberculosis molecular epidemiology in Saudi Arabia and associated demographical factors. Infect Genet Evol. 2013

29 Hac ziyaretinden dönenler Öneriler-2 Dışarıdan gelen (yabancı; allopatrik) suşlar ve yaratabilecekleri potansiyel tehlikeler dikkatle izlenmeli Göçler Irak Suriye Eski Sovyet Cumhuriyetleri CAS1/Delhi Beijing LAM10-CAM EAI Beijing Beijing B0/W148 Şu an için önemli bir sorun gibi görünmüyor

30 Öneriler-3 Hayvan tüberkülozu etkeni M.tuberculosis kompleks üyelerinin tüberküloz epidemiyolojisindeki yeri belirlenmeli M.bovis EÜTF ; 8 insan ve 4 hayvan izolatı Tümü SIT 685 (BOV) İstanbul; 47 insan izolatı (M.bovis + M.capra) 15 izolat SIT 685 (BOV) (Köksalan OK kişisel görüşme) Aşıya bağlı (M.bovis BCG) tüberkülozlar belirlenmeli EÜTF ; 15 BCG bovis izolatı, 1 suş RIF dirençli Tüberküloz dışı mikobakteri enfeksiyonlarıyla ilgili veriler tutulmalı

31 Kaynaklar 1. Comas, I. ve Gagneux, S A role for systems epidemiology in tuberculosis research Trends in Microbiology, 19(10), Coscolla, M. ve Gagneux, S Does M. tuberculosis genomic diversity explain disease diversity? Drug Discovery Today Disease Mechanisms, 7(1), e43-e Çavuşoğlu C Tüberküloz, Harrison s Principles of Internal Medicine Türkçe, Çeviri Editörü: Biberoğlu K. İstanbul: Nobel Tıp Kitabevleri Ltd. Şti. 4. Gagneux, S Host pathogen coevolution in human, Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 19, 367(1590), Moller, M., Wit, E., ve Hoal, E.G Past present and future directions in human genetic susceptibility to tuberculosis. FEMS Immunology and Medical Microbiology, 58, Portevin, D., Gagneux, S., Comas, I. ve Young D Human macrophage responses to clinical isolates from the Mycobacterium tuberculosis complex discriminate between ancient and modern lineages, PLoS Pathogens, 7(3), e Winglee K, Eloe-Fadrosh E, Gupta S, Guo H, Fraser C, Bishai W. Aerosol Mycobacterium tuberculosis infection causes rapid loss of diversity in gut microbiota. PLoS One May 12;9(5):e doi: /journal.pone ecollection Biodiversity and Functional Genomics in the Human Microbiome. Trends Genet. 2013; 29 (1): Lung Microbiome for Clinicans. Annals ATS. 2014; 11 (1): Microbes, Mutualistic Partnerships, Symbiosis, Dysbiosis. Turk J Immunol. 2014; 2 (3): Respiratory microbiota: addressing clinical questions, informing clinical practice. Thorax.2015; 70: The airway microbiome and disease. Chest. 2013, 144 (2): Igor Mokrousov. Insights into the Origin, Emergence, and Current Spread of a Successful Russian Clone of Mycobacterium tuberculosis Clin. Microbiol. Rev. 2013, 26: Russian successful clone B0/W148 of Mycobacterium tuberculosis Beijing genotype: multiplex PCR assay for rapid detection and global screening. J. Clin. Microbiol. 2012, 50: Igor Mokrousov, Ho Minh Ly, Tatiana Otten, et al. Origin and primary dispersal of the Mycobacterium tuberculosis Beijing genotype: Clues from human phylogeography. Genome Res : Molecular Epidemiology of Tuberculosis: Current Insights, Clin Microbiol Rev, , Medical technologies in developing countries: Issues of technology development, transfer, diffusion and use, Soc Sci Med, , Comas I, Coscolla M, Luo T, Borrell S, Holt KE, Kato-Maeda M, Parkhill J, Malla B, Berg S, Thwaites G, Yeboah-Manu D, Bothamley G, Mei J, Wei L, Bentley S, Harris SR, Niemann S, Diel R, Aseffa A, Gao Q, Young D, Gagneux S. Nat Genet Oct;45(10): doi: /ng Epub 2013 Sep 1. Out-of-Africa migration and Neolithic coexpansion of Mycobacterium tuberculosis with modern humans.

32 TEŞEKKÜRLER