Лаборатория занимается молекулярной эпидемиологией, эволюционной генетикой и геномной биоинформатикой возбудителя туберкулеза, других патогенных бактерий и возбудителей вирусных гепатитов.
Мокроусов Игорь Владиславович, д.б.н. – заведующий лабораторией
телефон: (812) 644-63-80, каб. 629, email: igormokrousov@pasteurorg.ru
Калинина Ольга Викторовна, д.б.н. – ведущий научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-80, каб. 630, email: kalinina@pasteurorg.ru
Вязовая Анна Александровна, д.б.н. – ведущий научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-80, каб. 630, email: viazovaia@pasteurorg.ru
Неронская Дарья Андреевна – к.б.н., старший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-76, neronskaia@pasteurorg.ru
Герасимова Алена Андреевна – младший научный сотрудник
телефон: (812) 644-63-80, каб. 629, email: gerasimova@pasteurorg.ru
Личная Евгения Викторовна – младший научный сотрудник
email: lichnaia@pasteurorg.ru
Терентьева Дарья Романовна – лаборант-исследователь
email: terenteva@pasteurorg.ru
Лаборатория молекулярной эпидемиологии и эволюционной генетики (до 2015 г. лаборатория молекулярной микробиологии) начала свою работу в 1992 г. C 1993 по 2015 заведующей лабораторией была д.м.н., проф. О.В. Нарвская, с 2015 г. лабораторией руководит д.б.н. И.В. Мокроусов.
Лаборатория была создана по инициативе заслуженного деятеля науки профессора Ф.С. Носкова с целью разработки и внедрения новых молекулярно-генетических методов исследования в диагностику инфекционных болезней.
В 1993 г. в связи с эпидемическим ростом заболеваемости дифтерией в стране перед сотрудниками лаборатории была поставлена актуальная задача разработки методов геноидентификации и генотипирования возбудителя дифтерии. В результате впервые в России было проведено генотипирование клинических штаммов Corynebacterium diphteriae на основе ПЦР с универсальными праймерами для быстрой идентификации штаммов эпидемического варианта. В дальнейшем, внедрение метода риботипирования в нашей лаборатории позволило обосновать роль штаммов, принадлежащих к риботипам Sankt-Peterburg и Rossija, в развитии эпидемии дифтерии в РФ и на территориях стран СНГ в середине 90-х годов прошлого столетия.
В течение последующих лет в содружестве с лабораториями института и при участии зарубежных коллег из Франции, Англии, Финляндии, Румынии, Швеции и других стран коллектив успешно работал над созданием системы динамического слежения за популяциями возбудителей актуальных бактериальных и вирусных инфекций в Северо-Западном регионе России.
В 1996 году в сотрудничестве с коллегами Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии (Б.И. Вишневский, Т.Ф. Оттен) была изучена структура популяции микобактерий туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis) на Северо-Западе России, установлено доминирование штаммов генотипа Beijing, обоснована его клиническая и эпидемиологическая значимость.
В лаборатории разработаны молекулярно-генетические методы быстрой идентификации и оптимальные схемы типирования изолятов M. tuberculosis генотипа Beijing, а также определения мутаций, ассоциированных с лекарственной устойчивостью возбудителя к противотуберкулезным препаратам. Проводится работа по генотипированию штаммов возбудителя, выделенных в очагах туберкулеза, с целью выявления источников и путей распространения лекарственно устойчивых штаммов возбудителя.
В лаборатории налажены генодиагностика и генотипирование вирусов гепатитов В (ВГВ) и С (ВГС); проводятся расследования вспышек ВГС, выявляются возможные источники инфекции и пути ее распространения. Изучение особенностей циркулирующих изолятов ВГС позволило впервые в мире доказать роль генетической рекомбинации в формировании новых вариантов вируса в естественных условиях. Изучение циркулирующих изолятов ВГС позволило выявить широкое распространение генетических вариантов вируса, вызывающих более тяжелое течение вирусного гепатита С.
Сотрудники лаборатории в разные годы прошли стажировки или работали в качестве приглашенных сотрудников/профессоров в крупных научных центрах за рубежом – Парижском институте Пастера (Франция), Центре по контролю инфекционных болезней (CDC, Атланта, США), Шведском институте по контролю инфекционных заболеваний (Стокгольм, Швеция), Институте общественного здоровья (KTL, Турку, Финляндия), Институте Пастера Гваделупы (Франция), Медицинском университете Пекина (Китай), Университете Тулузы (Франция).
В 2004 г. на базе Института микробиологии Болгарской академии наук при содействии Парижского института Пастера сотрудники лаборатории организовали и провели международный учебно-практический курс по генотипированию и определению мутаций лекарственной резистентности микобактерий туберкулеза.
В 2007 г. научные достижения коллектива лаборатории были отмечены на актовом дне Института в докладе зав. лабораторией О.В. Нарвской на тему: «Молекулярная микробиология и перспективы контроля инфекционных болезней». Сотрудники лаборатории награждены почетными грамотами Минздрава Российской Федерации и премиями международных организаций (Научная премия 2004 г. И.В. Мокроусову от Международного союза против туберкулеза и болезней легких; Премия Morrison Ragosa 2004 г. О.В. Нарвской от Американского микробиологического общества).
Защищены докторские диссертации: О.В. Нарвская (2003 г.), И.В. Мокроусов (2009 г.), О.В. Калинина (2013) и кандидатские диссертации: А.А. Вязовая (2007), Д.А. Старкова (2014).
Основные направления текущих исследований лаборатории
- Возбудитель туберкулеза и другие микобактерии: молекулярная эпидемиология, эволюционная генетика, анализ генома и биоинформатика, филогеография и базы данных, молекулярная основа лекарственной устойчивости. Разработка новых методов генодиагностики резистентных и эпидемических штаммов. Адаптация и коэволюция с Homo sapiens, генетические факторы восприимчивости человека к туберкулезу;
- Возбудители вирусных гепатитов В и С (ВГС и ВГВ): молекулярная эпидемиология, филогеография и мониторинг популяций ВГС и ВГВ; изучение вирусных генетических детерминант, влияющих на устойчивость циркуляции вирусов, исход заболевания и эффективность терапии;
- Возбудитель дифтерии Corynebacterium diphtheriae: генотипирование, in silico анализ генома и биоинформатика, молекулярная эпидемиология и эволюция, разработка новых методов генотипирования.
- Вирус папилломы человека высокого канцерогенного риска (ВПЧ ВКР) и вирусы герпеса человека 6 и 7: генодиагностика, генотипирование, молекулярная эпидемиология.
Основные результаты и достижения: Туберкулез и другие бактериальные инфекции
- Осуществлена молекулярная характеристика популяций возбудителя туберкулеза в локальных (регионы Северо-Запада России) и специальных (больные туберкулезом легких, туберкулезными спондилитами и др., серийные больные) выборках;
- Проведен анализ эволюции структуры популяций M. tuberculosis в контексте миграций населения;
- Проведена реконструкция происхождения и распространения клинически и эпидемиологически значимого генотипа M. tuberculosis Beijing;
- Разработана концепция существования древней и современной сублиний генотипа Beijing;
- Выдвинута гипотеза о происхождении и движущих силах распространения эпидемического российского геноварианта M. tuberculosis Beijing B0/W148;
- Создана глобальная база данных по 11 локусам VNTR генотипа Beijing (3067 штаммов);
- Разработана методология мультиплексной аллель-специфической ПЦР (МАС-ПЦР) для быстрой детекции мутаций устойчивости к рифампицину, изониазиду и этамбутолу;
- Выдвинута гипотеза о дополнительном механизме устойчивости микобактерий туберкулеза к этамбутолу, пересмотрена роль мутаций в гене embB;
- Разработаны методы быстрой детекции на основе ПЦР и ПЦР в формате реального времени для детекции значимых линий, генотипов и клонов M. tuberculosis (Beijing, Beijing B0/W148, Latin-American-Mediterranean, RD4 bTB, RD1 BCG);
- Разработана молекулярная характеристика и анализ генома коринебактерий дифтерии и новый высокоразрешающий метод генотипирования эпидемического клона этого патогена.
Получены патенты на изобретение:
Патент №2287586 (Мокроусов И.В., Оттен Т.Ф., Нарвская О.В., Вишневский Б.И. Способ экспрессного определения устойчивости к рифампицину у микобактерий туберкулеза). Приоритет: 27.05.2003, зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 20.11.2006.
Патент №2339040 (Мокроусов И.В., Оттен Т.Ф., Нарвская О.В., Вишневский Б.И. Способ экспрессного определения устойчивости к изониазиду у микобактерий туберкулеза). Приоритет: 08.02.2006, зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ: 20.11.2008.
Патент №2405836 (Мокроусов И.В., Нарвская О.В., Вязовая А.А., Оттен Т.Ф., Вишневский Б.И. Способ выявления микобактерий туберкулеза генотипа Beijing). Приоритет 12.05.2008, зарегистрировано зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ: 10.12.2010.
Патент № 2528866 (Мокроусов И.В., Вязовая А.А., Оттен Т.Ф., Вишневский Б.И., Растоги Н., Нарвская О.В. Способ выявления микобактерий туберкулеза генотипа Beijing в режиме реального времени). Приоритет от 15.07.2011, зарегистрировано зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 25.07.2014.
Публикации (Туберкулез и другие бактериальные инфекции)
Статьи 1993 года: 126, в т.ч. 104 в зарубежных журналах (Pubmed)
Статьи за последние 10 лет (2008-2018): 83 (Pubmed)
Главы в монографиях: 6 глав в 6 российских и 10 глав в 8 зарубежных монографиях
Основные публикации (монографии и статьи) с 2008 года:
Mokrousov I, Narvskaya O., Vyazovaya A., Millet J., Otten T., Vishnevsky B., Rastogi N. Mycobacterium tuberculosis Beijing genotype in Russia: in search of informative VNTR loci. Journal of Clinical Microbiology 2008; 46: 3576-3584. IF 3.708
Mokrousov I, Otten T, Manicheva O, Potapova Y, Vishnevsky B, Narvskaya O, Rastogi N. Molecular characterization of ofloxacin-resistant Mycobacterium tuberculosis strains from Russia. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 2008; 52: 2937-2939. IF 4.390
Вишневский Б. И., Оттен Т. Ф., Нарвская О. В., Вишневская Е. Б. Глава 5. Клиническая микробиология // Руководство по легочному и внелегочному туберкулезу (под ред. Ю. Н. Левашева, Ю. М. Репина). – СПб: ЭЛБИ-СПб, 2008. – С. 95-114.
Mokrousov I. The quiet and controversial: Ural family of Mycobacterium tuberculosis. Infection, Genetics and Evolution 2012; 12: 619-629. IF 3.128
Нарвская О.В., Мокроусов И.В., Вязовая А.А., Журавлев В.Ю., Барнаулов А.О., Догонадзе М.З., Оттен Т.Ф., Вишневский Б.И., Маничева О.А. Лекарственная устойчивость, жизнеспособность и вирулентность in vitro штаммов Mycobacterium tuberculosis различных генотипов. Инфекция и иммунитет. 2011. Т. 1. № 4. С. 341-348.
Вишневский Б. И., Оттен Т. Ф., Нарвская О. В., Вишневская Е. Б. Глава 2. Микробиология туберкулеза органов дыхания // Туберкулез оранов дыхания: руководство для врачей (под ред. Н. А. Браженко) — СПб: СпецЛит, 2011. - С. 48-75.
Нарвская О.В., Егорова С.А., Макарова М.А., Кафтырева Л.А. Молекулярно-генетическая индикация бактерий. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство: в 2 т. – Т. II / под ред. В.В. Долгова, В.В. Меньшикова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 808 с.
Старкова Д.А., Оттен Т.Ф., Мокроусов И.В., Вязовая А.А., Вишневский Б.И., Нарвская О.В. Генотипическая характеристика штаммов Mycobacterium avium subsp. hominissuis. Генетика. 2013. Т. 49. № 9. С. 1048.
Зуева Л.П., Гончаров А.Е., Нарвская О.В. Введение в молекулярную эпидемиологию инфекционных заболеваний. Учебное пособие. СПб. Изд-во СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2013. – 88 с.
Mokrousov I. Corynebacterium diphtheriae. In: Molecular Typing of Bacterial Infections (Eds. M. McKee and I. de Fillipis). Springer/Humana Press, 2013. pp. 283-300.
Mokrousov I. Human migratory history: Through the looking-glass of genetic geography of Mycobacterium tuberculosis. In: Causes and Consequences of Human Migration (Eds. M.H. Crawford and B. Campbell). Cambridge University Press, 2013. pp. 317-341.
Mokrousov I. Insights into the origin, emergence, and current spread of a successful Russian clone of Mycobacterium tuberculosis. Clinical Microbiology Reviews 2013; 26:342-360. IF 17.313
Mokrousov I, Vyazovaya A, Narvskaya O. Mycobacterium tuberculosis Latin American-Mediterranean family and its sublineages in the light of robust evolutionary markers. Journal of Bacteriology 2014; 196:1833-1841. IF 2.808
Mokrousov I. Resolution threshold of current molecular epidemiology of diphtheria. Emerging Infectious Diseases 2014; 20:1937-1938. IF 7.327
Старкова Д.А., Мокроусов И.В., Вязовая А.А., Журавлев В.Ю., Оттен Т.Ф., Вишневский Б.И., Нарвская О.В. Геномный полиморфизм штаммов Mycobacterium avium subsp. hominissuis. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2014. № 4. С. 14-19.
Vyazovaya A, Mokrousov I, Solovieva N, Mushkin A, Manicheva O, Vishnevsky B, Zhuravlev V, Narvskaya O. Tuberculous spondylitis in Russia and prominent role of multidrug-resistant clone Mycobacterium tuberculosis Beijing B0/W148. Antimicrob Agents Chemother. 2015; 59(4):2349-57.
Фтизиатрия. Национальные клинические рекомендации / Главный редактор Яблонский П.К. Москва, 2015.
Mokrousov I, Rastogi N. Spacer-Based Macroarrays for CRISPR Genotyping. In: CRISPR: Methods and Protocols (Eds. Lundgren M. et al.), Springer/Humana Press, 2015. p. 111-131.
Mokrousov I, Chernyaeva E, Vyazovaya A, Sinkov V, Zhuravlev V, Narvskaya O. Next-Generation Sequencing of Mycobacterium tuberculosis. Emerging Infectious Diseases 2016; 22:1127-1129. IF 6.994
Mokrousov I, Vyazovaya A, Iwamoto T, Skiba Y, Pole I, Zhdanova S, Arikawa K, Sinkov V, Umpeleva T, Valcheva V, Alvarez Figueroa M, Ranka R, Jansone I, Ogarkov O, Zhuravlev V, Narvskaya O. Latin-American-Mediterranean lineage of Mycobacterium tuberculosis: Human traces across pathogen's phylogeography. Molecular Phylogenetics and Evolution 2016; 99:133-143. IF 3.916
Mokrousov I. Emerging resistant clone of Mycobacterium tuberculosis in west Asia. Lancet Infectious Diseases 2016; 16:1326-1327. IF 21.372
Mokrousov I, Shitikov E, Skiba Y, Kolchenko S, Chernyaeva E, Vyazovaya A. Emerging peak on the phylogeographic landscape of Mycobacterium tuberculosis in West Asia: definitely smoke, likely fire. Molecular Phylogenetics and Evolution 2017; 116:202-212. IF 4.419
Vyazovaya A, Levina K, Zhuravlev V, Viiklepp P, Kütt M, Mokrousov I. Emerging resistant clones of Mycobacterium tuberculosis in a spatiotemporal context. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 2018; 73:325-331. IF 5.071
Mokrousov I. On sunspots, click science and molecular iconography. Tuberculosis (Edinb.) 2018; 110: 91-95
Гранты по туберкулезу (последние 10 лет)
– проект при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Государственного фонда естественных наук Китая, №11-04-91172 «Interaction and co-adaptation of human and Mycobacterium tuberculosis populations at genetic level», 2011-2012 гг. (совместно с Детской больницей Пекина);
– проект при поддержке Европейской комиссии (программа FP7-HEALTH-2010-single-stage), #261378 «Open Collaborative Model for Tuberculosis Lead Optimisation», 2011-2015 гг. (консорциум 12 партнеров при координации ГлаксоСмитКляйн-Испания);
– проект при поддержке Минобрнауки РФ для разработки и подготовки к промышленному выпуску тест-системы для экспресс-выявления циркулирующих в России штаммов M. tuberculosis, обладающих множественной и широкой лекарственной устойчивостью, 2012-2013 гг. (консорциум при координации НИИ физико-химической медицины, Москва);
– проект при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, №13-04-91445 «Исследование движущих сил эпидемии ВИЧ/МЛУ-ТБ: роль генотипов возбудителя туберкулеза и измененной фармакокинетики антиретровирусных и противотуберкулезных препаратов у больных из Восточной Сибири», 2013-2014 гг. (координатор - Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека, Иркутск)
– проект при поддержке Российского научного фонда, #14-14-00292 «Эволюция патогенетического потенциала филогенетических линий Mycobacterium tuberculosis», в 2014-2015 гг.; продлен на 2017-2018 гг.
– проект при поддержке Российского научного фонда, 14-15-00689, «Особенности спектра белков, экспрессируемых Mycobacterium tuberculosis кластера Beijing B0 в условиях in vitro и in vivo» (координатор – НИИ физико-химической медицины, Москва), 2014-2016 гг.
– проект при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований №17-54-30020 «Персонализированный подход в борьбе с эпидемией ВИЧ/туберкулеза с лекарственной устойчивостью в Иркутске, Сибирь» (руководитель проекта – Огарков О.Б., Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека, Иркутск) 2017-2019 гг.
- проект при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований №17-04-00367 «Популяция Mycobacterium tuberculosis в регионе Западной Сибири: актуальная молекулярная эпидемиология в контексте макроэволюционной реконструкции» (руководитель проекта – И.В. Мокроусов, НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера, Санкт-Петербург) 2017-2018 гг.
- проект при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований №18-04-01035 «Исследование роли повторяющегося элемента IS6110 в микро- и макроэволюции Mycobacterium tuberculosis филогенетической линии 2» (руководитель проекта – Е.А. Шитиков, ФГБУ "Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства", г. Москва), 2018-2019 гг.
Основные результаты и достижения: Вирусные гепатиты
- Определены эпидемически значимые субтипы вируса гепатита С для различных групп пациентов в Санкт-Петербурге и Москве;
- Доказано наличие природной рекомбинации в эволюции вируса гепатита С; описан механизм рекомбинации вируса гепатита С;
- Пилотное исследование позволило выявить возможные молекулярно-генетические маркеры развития первичного рака печени, характерные для жителей Российской Федерации, одним из которых является полиморфизм генов TP53 и MDM2.
Публикации (Вирусные гепатиты)
С 1993 года: 44, в том числе 10 в зарубежных журналах (Pubmed), 1 глава в российской монографии.
Последние 10 лет (2008-2018): 31 статья, в том числе 3 в зарубежных журналах (Pubmed).
Основные с 2008 г.:
Njouom R, Nerrienet E, Budkowska A, Maillard P, Rousset D, Kalinina O, Mavromara P, the HCV collaborative team of the international Pasteur Network. 2010. Evaluation of core and NS4B synthetic peptide-based immunoassays for the detection of hepatitis C virus antibodies in clinical samples from Cameroon, Central Africa. J Clin. Vir. – V.49 – P. 61-64.
Budkowska A., A. Kakkanas, Е. Nerrienet, O. Kalinina, P. Maillard, S .Viseth Horm, G. Dalagiorgou, N. Vassilaki, U. Georgopoulou, M. Martinot, A. Alpha Sall, P. Mavromara. 2011. Synonymous Mutations in the Core Gene Are Linked to Unusual Serological Profile in Hepatitis C Virus Infection. PLoS One 6(1): e15871, p1-12.
Калинина О.В. Организация генома и география природного межгенотипного рекомбинанта вируса гепатита С RF1_2k/1b. 2012. Инфекции и иммунитет. Т. 2, № 4, стр. 677-686.
Калинина О.В. Вирус гепатита С: механизмы изменчивости, классификация, эволюция. Вопросы вирусологии. 2015, № 60(5), стр. 5-10.
Калинина О.В., Жебрун А.Б. Филодинамика популяций вируса гепатита С. Вестник РАМН, 2015, 5, 573-578
Жебрун А.Б., Калинина О.В. Вирусный гепатит С: эволюция эпидемического процесса, эволюция вируса. ЖМЭИ, 2016, 1, 102-112
Знойко О.О., К.Р. Дудина, А.Н. Козина, С.А. Шутько, В.В. Огарев, О.В. Калинина, Н.Д. Ющук. Диагностическая тактика и рекомендации по лечению больных хроническим гепатитом С, инфицированных генотипом 2 ВГС. Лечащий врач. – 2016 - №2 – С. 66-69.
Ющук Н.Д., О.О. Знойко, К.Р. Дудина, А.Н. Козина, О.В. Калинина. Эффективность противовирусной терапии у больных хроническим гепатитом С, инфицированных вирусами гепатита С рекомбинантных вариантов. Терапевтический архив. 2016; 88 (6): 101-105.
Калинина О.В., Личная Е.В., Буаро М.Й., Тотолян Арег А. Встречаемость маркеров вируса гепатита С у практически здоровых жителей Гвинейской республики: пилотное исследование. Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7. № 3. С. 245-250.
Duong T.L., Bui Thi L.A., Pham N.Q., Doan T.T., Dmitriev A.V., Kalinina O.V. Study on prevalence and genotype of hepatitis B virus in some provinces in the period 2012-2013. J Tropical Science and Technology, 2017, N 13, p. 90-97 (на вьетнамском).
Гранты по вирусным гепатитам (с 2008 г.)
- проект при поддержке Международной Сети Пастеровских Институтов (Париж, Франция) ACIP-24-2006 «Interrelationships of Hepatitis Viruses Genotypes and/or Variants with the Environment: Evaluation of their Respective Clinical and Genetic Impacts on Primary Liver Cancer Development in Central and Eastern Europe» (руководитель проекта – Dr. P. Pineau), 2007-2010 гг
- проект Российского фонда фундаментальных исследований №14-15-00546 «Генетические детерминанты, влияющие на устойчивость циркуляции вируса гепатита С в популяции, тактику лечения и исходы заболевания» (руководитель проекта – Н.Д. Ющук, Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова, г Москва), 2014-2015 гг.
- проект при поддержке Шведского Института «Baltic Network for control and prevention of life-threatening viral infections 2013-2016» (руководитель проекта – Dr. M.G. Issagouliantis), 2013-2016 гг.
Национальные клинические рекомендации "Фтизиатрия" под редакцией П.К. Яблонского.
Пособия для врачей:
2. Мукомолов С.Л., Калинина О.В. Молекулярная эпидемиология вирусных гепатитов. Утв. МЗ РФ 2003.
3. Нарвская О.В., Мокроусов И.В., Оттен Т.Ф., Вишневский Б.И. Генотипирование возбудителя туберкулеза методом сполиготипирования. Утв. МЗ РФ 2004.
4. Комбарова С.Ю., Борисова О.Ю, Мельников В.Г., Зотина Р.К., Лимещенко Е.В. Кривопалова Н.С., Нарвская О.В., Мазурова И.К. Комплексная система наблюдения за циркулирующими штаммами Corynebacterium diphtheriae. Утв. МЗ РФ 2004.