Document

Genetic structure and dynamics of mycobacterium tuberculosis in Oman.

Other titles
كشف التنميط الجيني VNTR-MIRU ديناميكيات السل المتفطرة في عمان
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2022
Language
English
English abstract
Background and aim: Tuberculosis (TB) is one of the top 10 leading cause of death worldwide, and is the leading cause of death, from an infectious disease, other than COVID-19, ranking above HIV/AIDS. In Oman, the national TB control program has successfully implemented strategies that led to 85% reduction in all forms of TB, between 1981 and 2005. However, the past decade has witnessed a stagnating trend in TB cases. At the same time, spoligotyping analysis revealed similar Mycobacterium tuberculosis lineages, and a large proportion of shared strains, among nationals and expatriates. The present study has therefore, using a more discriminatory genetic marker, 24-locus MIRU-VNTR, examined the genetic structure of M. tuberculosis in different regions in Oman, and assessed transmission dynamics among Omanis and expatriates. Methods: A total of 192 M. tuberculosis isolates, collected from Omani patients (n= 89) and expatriates (n= 103), from 8 provinces (Muscat (n= 59), Batinah (n= 50), Dhofar (n= 28), Dakhliya (n= 12), Dhahira (n= 11), Sharqiyah (n= 10), Wousta (n= 4) and Buraimi (n= 1), between 2014 and 2018. The M. tuberculosis isolates were subjected to 24- MIRU-VNTR genotyping using established protocol. The generated MLGs data was used to estimate standard population genetic indices (expected heterozygosity (h) and FST) to assess the extent of diversity and genetic structure of M. tuberculosis. Results: High extent of allelic diversity of the examined MIRUs was observed among M. tuberculosis obtained from both Omanis (h = 0.632) and expatriates (h= 0.626), which remained stable in space and over the study period (2014-2018). However, M. tuberculosis in Dhofar also exhibited a relatively lower allelic diversity (h= 0.559) compared to other provinces (average h= 0.621). High extent of genetic relatedness (lack of differentiation) was seen among M. tuberculosis infecting Omanis and expatriates (FST= 0.001) as well as drug resistant and susceptible strains (FST= 0.010). Similarly, there was a lack of differentiation of M. tuberculosis in different provinces (FST= -0.0001 to 0.0544) and over the study years (FST= -0.0002 to 0.0068). However, a moderate differentiation existed between M. tuberculosis in Dhofar and geographically distant provinces; Batinah (FST= 0.0544), Muscat (FST= 0.0271) and Sharqiyah (FST= 0.0225). Pairwise analysis of matching multi-locus haplotypes revealed a higher probability for pairs of M. tuberculosis isolates to originate from the same province, when sharing a large number of identical alleles. However, each of the examined 192 M. tuberculosis isolates displayed a unique MIRU-VNTR profile, demonstrating a high extent of diversity and indicating absence of transmission. Conclusion: The stability of high allelic diversity and absence of spatiotemporal genetic differentiation of M. tuberculosis are indicative of a large population size of the pathogen. Though, no evidence of transmission was detected, between and among the Omanis and expatriates. Therefore, LTBI screening and targeted preventative therapy of high-risk groups can lead to consistent reduction in TB incidence and M. tuberculosis population size, to achieve the elimination targets of 2035. The moderate differentiation of M. tuberculosis in Dhofar warrants further analysis to test whether the pathogen is genetically sub-structured and thus require tailored controlled efforts.
Arabic abstract
الخلفية والهدف: السل )TB )هو أحد الاسباب العشرة الاولى للوفاة في جميع أنحاء العالم ، وهو السبب الرئيسي للوفاة ، بخالف -19COVID ، من مرض معدي ، ويحتل مرتبة أعلى من فيروس نقص المناعة البشرية / الايدز. في ُعمان ، نفذ البرنامج الوطني لمكافحة السل بنجاح استراتيجيات أدت إلى انخفاض بنسبة ٪85 في جميع أشكال السل ، بين عامي 1981 و .2005 ومع ذلك ، فقد شهد العقد الماضي اتجاها راكدًا في حالات السل ، مما يستلزم تطوير تدابير جديدة للمكافحة. للوصول إلى أهداف القضاء على 1 لكل مليون بحلول عام .2035 في الوقت نفسه ، كشف تحليل التنميط الخفيف عن سالالت متشابهة من المتفطرة السلية ، ونسبة كبيرة من السلالات المشتركة بين المواطنين والمغتربين. استخدمت الدراسة الحالية واس ًما جينيًا أكثر تميي ًزا ، 24 موضعًا VNTR-MIRU ، لفحص التركيب الجيني لمرض السل في مناطق مختلفة في عمان ، وتقييم ديناميكيات الانتقال بين العمانيين والمغتربين. الطريقة: ما مجموعه 192 M. عزلة من السل ، تم جمعها من المرضى العمانيين )ن = 89( والوافدين )ن = 103( ، من 8 محافظات في عمان )مسقط )ن = 59( ، الباطنة )ن = 50( ، ظفار )ن( ن = 28( ، الداخلية )ن = 12( ، الظاهرة )ن = 11( ، الشرقية )ن = 10( ، الوسطى )ن = 4( ، البريمي )ن = 1(( ، بين عامي 2014 و .2018 تعرضت العزلات إلى التنميط الجيني -24VNTR-MIRU باستخدام البروتوكول المعتمد. تم استخدام بيانات MLGs التي تم إنشاؤها لتحليل مدى التنوع والبنية الجينية لمرض السل. النتائج: لوحظ مدى عالي من التنوع الاليلي في MIRUs التي تم فحصها بين المتفطرة السلية التي تم الحصول عليها من كل من العمانيين )0.632 = h )والوافدين )0.626 = h )، والتي ظلت مستقرة في الفضاء وطوال فترة الدراسة )2018-2014(. ومع ذلك ، أظهر مرض السل في ظفار أي ًضا تنوع أليالت أقل نسبيًا )0.559 = h )مقارنة بالمقاطعات الاخرى )متوسط 0.621 = h). لوحظ مدى عا ٍل من الارتباط الوراثي )عدم التمايز( بين مرض السل الذي يصيب العمانيين والمغتربين ) = FST 0.001( وكذلك السلالات المقاومة والاثرية لألدوية )0.010 = F). وبالمثل ، كان هناك نقص في تمايز المتفطرة السلية في مقاطعات مختلفة )-0.0001 = FST إلى 0.0544( وعلى مدار سنوات الدراسة )-0.0002 = FST إلى 0.0068(. ومع ذلك ، لوحظ تمايز معتدل بين المتفطرة السلية في ظفار والمحافظات البعيدة جغرافيا. الباطنة ) = F 0.0544( ، مسقط )0.0271 = F )والشرقية )0.0225 = F). كشف التحليل الثنائي لألنماط الفردانية متعددة المواضع المطابقة عن احتمالية أكبر لنشوء أزواج من عزالت المتفطرة السلية من نفس المقاطعة عند مشاركة عدد أكبر من الاليالت. ومع ذلك ، فإن كل من عزالت السل التي تم فحصها 192 M. أظهر ملف تعريف -MIRU VNTR فريدًا يبرز مدى التنوع ويشير إلى غياب الانتقال. الخالصة: استقرار التنوع الاليلي العالي وغياب التمايز الوراثي الزماني المكاني لمرض السل يشير إلى وجود عدد كبير من السكان الممرض. ومع ذلك ، لم يتم الكشف عن أي دليل على انتقال العدوى ، بين وبين العمانيين والمغتربين في هذه الدراسة. يمكن لمزيد من التحليل أن يوضح ما إذا كان مرض السل في ظفار منظ ًما وراثيًا وبالتالي يتطلب جهودًا مضبوطة مخصصة. ومع ذلك ، يمكن أن تستفيد مكافحة السل من فحص LTBI المعزز والعالج الوقائي المستهدف للفئات المعرضة لمخاطر عالية لتحقيق أهداف القضاء على السل المتوقعة بحلول عام .2035
Category
Theses and Dissertations

Same Subject

Theses and Dissertations
0
0
Al-Marhoubiyah, Asmahan Mohammed Nasser.
Sultan Qaboos University.
2020