Как работает тестирование на генетическую устойчивость к ВИЧ?

Ожидается, что даже у людей с оптимальной приверженностью терапии определенная степень лекарственной устойчивости ВИЧ будет развиваться со временем из-за естественных мутаций вируса. В других случаях резистентность может быстро развиваться, когда субоптимальное соблюдение позволяет устойчивым популяциям ВИЧ процветать, что в конечном итоге приводит к неудаче лечения.

В случае неудачи лечения необходимо выбрать альтернативные комбинации лекарств, чтобы подавить эту новую популяцию резистентного вируса. Тестирование генетической устойчивости помогает облегчить это, выявляя типы устойчивых мутаций в «вирусном пуле» человека, одновременно выясняя, насколько восприимчивы эти вирусы к возможным антиретровирусным препаратам.

Для тестирования генетической устойчивости на ВИЧ используются два основных инструмента: Генотипический анализ на ВИЧ и ВИЧ-фенотипический анализ.

Что такое генотип и фенотип?

По определению, генотип - это просто генетическая структура организма, а фенотип - это наблюдаемые характеристики или признаки этого организма.

Генотипические анализы (или генотипирование) функционируют путем идентификации унаследованных инструкций в рамках генетического кодирования клетки или ДНК. Фенотипические анализы (или фенотипирование) подтверждают экспрессию этих инструкций под влиянием различных условий окружающей среды.

Хотя связь между генотипом и фенотипом не является абсолютной, генотипирование часто может быть предиктором фенотипа, особенно когда изменения в генетическом коде предполагают ожидаемые изменения в признаках или характеристиках - как в случае развития лекарственной устойчивости.

Фенотипирование, с другой стороны, подтверждает «здесь и сейчас». Он направлен на оценку реакции организма на конкретные изменения давления окружающей среды, например, когда ВИЧ подвергается воздействию различных лекарств и / или концентраций лекарств.

Объясняя генотипирование ВИЧ

Генотипирование ВИЧ, как правило, является наиболее распространенной технологией, используемой для тестирования на устойчивость. Целью анализа является выявление специфических генетических мутаций в Кляп-Pol область вируса геном (или генетический код). Это регион, где ферменты обратной транскриптазы, протеазы и интегразы - мишени большинства антиретровирусных препаратов - кодируются в цепи ДНК.

Сначала амплифицируя геном ВИЧ, используя технологию полимеразной цепной реакции (ПЦР), лаборанты могут упорядочить (или «отобразить») генетику вируса, используя различные технологии обнаружения мутаций.

Эти мутации (или накопление мутаций) интерпретируются техническими специалистами, которые анализируют взаимосвязь между выявленными мутациями и ожидаемой восприимчивостью вируса к различным антиретровирусным препаратам. Онлайновые базы данных могут помочь, сравнивая тестовую последовательность с последовательностью прототипа вируса «дикого типа» (т.е. ВИЧ, который не содержит устойчивых мутаций).

Интерпретация этих тестов используется для определения лекарственной восприимчивости с большим количеством ключевых мутаций, связанных с более высокими уровнями лекарственной устойчивости.

Объясняя фенотипирование ВИЧ

Фенотипирование ВИЧ оценивает рост ВИЧ человека в присутствии лекарства, а затем сравнивает его с ростом контрольного вируса дикого типа в том же препарате.

Как и в случае генотипических анализов, фенотипические тесты усиливают область gag-pol в геноме ВИЧ. Этот раздел генетического кода затем «прививается» на клон дикого типа, используя технология рекомбинантных ДНК, Полученный рекомбинантный вирус используется для заражения клеток млекопитающих in vitro (в лаборатории).

Образец вируса затем подвергают воздействию повышенных концентраций различных антиретровирусных препаратов до достижения 50% и 90% подавления вируса. Затем концентрации сравнивают с результатами контрольного образца дикого типа.

Относительные «кратные» изменения обеспечивают диапазон значений, по которому определяется восприимчивость к лекарственным средствам. Четырехкратное изменение просто означает, что для достижения подавления вируса необходимо в четыре раза больше лекарственного средства по сравнению с диким типом. Чем больше значение кратности, тем менее восприимчив вирус к конкретному лекарству.

Эти значения затем помещаются в нижний клинический и верхний клинический диапазоны, причем верхние значения соответствуют более высоким уровням лекарственной устойчивости. (См. Пример отчета.)

Когда проводится тест на генетическую устойчивость?

В США тестирование генетической устойчивости традиционно проводится на пациентах, не получавших лечение, чтобы определить, есть ли у них «приобретенная» лекарственная устойчивость. Исследования в США показывают, что от 6 до 16% передаваемого вируса будет устойчивым по крайней мере к одному антиретровирусному препарату, в то время как почти 5% будут устойчивы к более чем одному классу лекарств.

Генетическая резистентность также используется, когда у лиц, проходящих терапию, есть подозрение на лекарственную устойчивость. Тестирование проводится в то время, когда пациент либо принимает неудачный режим, либо в течение четырех недель после прекращения лечения, если вирусная нагрузка превышает 500 копий / мл. Генотипическое тестирование обычно предпочтительнее в этих случаях, поскольку они стоят дешевле, имеют более быстрое время оборота и предлагают большую чувствительность для обнаружения смесей дикого типа и резистентного вируса.

Комбинация фенотипического и генотипического тестирования обычно предпочтительна для лиц со сложной, множественной лекарственной устойчивостью, особенно для тех, кто подвергается воздействию ингибиторов протеазы.