Методология интегральной оценки эпидемиологического риска территорий в контексте эволюционной динамики доминирующих генотипов Mycobacterium tuberculosis

Обоснование. Существующие методы микробиологического мониторинга туберкулеза ограничены ретроспективным анализом и не учитывают динамику генетической структуры популяции патогена. Отсутствие инструментов, интегрирующих молекулярно-генетические показатели в количественные модели, препятствует переходу к предиктивному риск-ориентированному надзору.

Цель исследования. Разработать и обосновать методологию применения интегрального показателя эпидемиологического риска территории в системе геномного эпидемиологического надзора за туберкулезом с множественной и широкой лекарственной устойчивостью в регионах Российской Федерации для изучения динамики эпидемического процесса и прогнозирования его неблагоприятных тенденций.

Материалы и методы. Архитектура индекса базируется на консолидации региональной статистики и комплекса генотипических детерминант: коэффициентов априорной опасности генетических линий, частоты их распространения и уровня лекарственной устойчивости. Для определения статистических порогов эпидемической значимости генотипов использовано имитационное моделирование методом Монте-Карло (100 000 итераций). Шкалирование уровней риска проведено на основе квартильного анализа те-оретического распределения (10 000 итераций). Апробация инструмента выполнена на данных четырех субъектов Российской Федерации.

Результаты. В ходе моделирования определен критический порог коэффициента экспансии (2,15; p < 0,001), позволяющий математически обоснованно идентифицировать эпидемически значимые генотипы. Квартильный анализ обеспечил объективную классификацию территорий по уровню угрозы дестабилизации ситуации. Высокое значение коэффициента детерминации (R^2 = 0,874) подтверждает, что структура популяции возбудителя является определяющим фактором регионального эпидемиологического неблагополучия.

Заключение. Разработанный индекс отвечает вызовам современной эпидемиологии, позволяя выявлять скрытую экспансию агрессивных генотипов до их отражения в стандартной отчетности. Инструмент применим как в рамках мониторинга методом полимеразной цепной реакции, так и в системах полногеномного секвенирования, что делает его универсальной платформой для государственного санитарно-эпидемиологического контроля.

1. WHO. Tuberculosis among populations at high risk and people in vulnerable situations: policy brief. Geneva: World Health Organization; 2025. doi: 10.2471/B09350

2. WHO. Consolidated guidelines on tuberculosis. Module 1: prevention — tuberculosis preventive treatment, second edition. Geneva: World Health Organization; 2024.

3. Black A, MacCannell DR, Sibley TR, et al. An implementation science approach to evaluating pathogen whole genome sequencing in public health. BMC Infect Dis. 2021; 21: 722. doi: 10.1186/s12879-021-06398-8

4. Carter L, Yu MA, Sacks JA, et al. Global genomic surveillance strategy for pathogens with pandemic and epidemic potential 2022-2032. Bull World Health Organ. 2022; 100(4): 239-239A. doi: 10.2471/BLT.22.288220

5. Акимкин В.Г. и др. COVID-19 в России: эпидемиология и молекулярно-генетический мониторинг. Вестник Российской академии медицинских наук. 2022; 77(4): 254-260. doi: 10.15690/vramn2121

6. Акимкин В.Г. и др. Биобезопасность и геномный эпидемиологический надзор. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2024; 23(5): 4-12. doi: 10.31631/2073-3046-2024-23-5-4-12

7. Price V, Ngwira LG, Lewis JM, et al. A systematic review of economic evaluations of whole-genome sequencing for the surveillance of bacterial pathogens. Microb Genom. 2023; 9(2): mgen000947. doi: 10.1099/mgen.0.000947

8. Sundermann AJ, Rosa R, Harris PNA, et al. Pathogen genomics in healthcare: overcoming barriers to proactive surveillance. Antimicrob Agents Chemother. 2025; 69: e01479-24. doi: 10.1128/aac.01479-24

9. Вязовая А.А. и др. Молекулярно-генетический мониторинг популяции Mycobacterium tuberculosis в Мурманской области. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2022; 40(2): 21-27. doi: 10.17116/molgen20224002121

10. Vyazovaya A, Gerasimova A, Mudarisova R, Terentieva D, Solovieva N, Zhuravlev V, et al. Genetic Diversity and Primary Drug Resistance of Mycobacterium tuberculosis Beijing Genotype Strains in Northwestern Russia. Microorganisms. 2023; 11(2): 255. doi: 10.3390/microorganisms11020255

11. Акимкин В.Г. и др. Стратегия геномного эпидемиологического надзора. Проблемы и перспективы. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2024; 101(2): 163-172. doi: 10.36233/0372-9311-507

12. Nikolayevskyy V, Kranzer K, Niemann S, Drobniewski F. Whole genome sequencing of Mycobacterium tuberculosis for detection of recent transmission and tracing outbreaks: A systematic review. Tuberculosis (Edinb). 2016; 98: 77-85. doi: 10.1016/j.tube.2016.02.009

13. Tiwari S, Dhakal T, Kim B-J, et al. Genomics in Epidemiology and Disease Surveillance: An Exploratory Analysis. Life. 2025; 15(12): 1848. doi: 10.3390/life15121848

14. Хромова П.А. и др. Влияние распространения генотипа Beijing M. tuberculosis и его субтипа B0/W148 на заболеваемость туберкулезом населения европейской и азиатской частей России. Acta Biomedica Scientifica. 2024; 9(4): 230-236. doi: 10.29413/ABS.2024-9.4.25

15. Шугаева С.Н., Савилов Е.Д. Риск в эпидемиологии: терминология, основные определения и систематизация понятий. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2017; 16(6): 73-78. doi: 10.31631/2073-3046-2017-16-6-73-78

16. Синьков В.В., Огарков О.Б., Жданова С.Н., Савилов Е.Д. Интегральная оценка эпидемиологической опасности генетических линий Mycobacterium tuberculosis в системе геномного эпидемиологического надзора. Acta Biomedica Scientifica. 2025; 10(4): 244-254. doi: 10.29413/ABS.2025-10.4.24

17. Савилов Е.Д., Шугаева С.Н., Брико Н.И., Колесников С.И. Риск — базовая концепция эпидемиологии. Вестник Российской академии медицинских наук. 2019; 74(1): 54-60. doi: 10.15690/vramn1006

18. Жданова С.Н. и др. Изменения в молекулярно-генетической структуре Mycobacterium tuberculosis в Республике Саха (Якутии) за 2009-2024 годы: распространение субтипа Beijing B0/W148. Acta Biomedica Scientifica. 2025; 10(2): 239-248. doi: 10.29413/ ABS.2025-10.2.24

19. Жданова С.Н. и др. Молекулярно-генетическая характеристика штаммов Mycobacterium tuberculosis из Красноярского края. Acta Biomedica Scientifica. 2025; 10(6): 188-198. doi: 10.29413/ABS.2025-10.6.20

20. Жданова С.Н. и др. Применение молекулярно-генетических инструментов для оценки трансграничной передачи туберкулеза в Иркутской области. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2022; 21(2): 59-65. doi: 10.31631/2073-3046-2022-21-2-59-65

21. Жданова С.Н. и др. Циркуляция штаммов Mycobacterium tuberculosis Beijing Central Asian Outbreak в Кемеровской области — Кузбассе в 2018-2022 годах. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2024; 101(5): 628-640. doi: 10.36233/0372-9311-571

22. Лебедева И.Б. и др. Генетическая структура и лекарственная устойчивость популяции Mycobacterium tuberculosis в Кемеровской области — Кузбассе. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2023; 100(6): 428-441. doi: 10.36233/0372-9311-449

23. Колесников С.И. и др. Санитарно-эпидемиологическое благополучие населения Сибири (медико-демографическая и эпидемиологическая характеристика). Вестник Российской академии медицинских наук. 2016; 71(6): 472-481. doi: 10.15690/vramn640

24. Gagneux S. Ecology and evolution of Mycobacterium tuberculosis. Nat Rev Microbiol. 2018; 16(4): 202-213. doi: 10.1038/nrmicro.2018.8