GENETIC POLYMORPHISMS OF HELICOBACTER PYLORI CLINICAL ISOLATES IN SAINT PETERSBURG, RUSSIA

• Published in: Russian Journal of Infection and Immunity
• Main Authors: Alena Svarval, Daria Starkova, Raisa Ferman, Olga Narvskaya, Алена Сварваль Владимировна, Дарья Старкова Андреевна, Раиса Ферман Семеновна, Ольга Нарвская Викторовна
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Publishing house of Saint Petersburg Pasteur Institute 2022
• Subjects: Helicobacter pylori; cagA gene; vacA gene; oipA gene; gastritis; duodenal ulcer; gastric cancer; virulence determinants; genomic polymorphism; ген cagA; ген vacA; ген oipA; гастрит; язва двенадцатиперстной кишки; рак желудка; гены вирулентности; геномный полиморфизм; North-West Russia
• Online Access: https://www.iimmun.ru/iimm/article/view/1744; https://doi.org/10.15789/2220-7619-GPO-1744

Introduction: Helicobacter pylori was proved to be the principal causative agent of gastroduodenal disorders in human. Although Russian Federation is among the countries with a high prevalence of H. pylori infection (60-90%), there is currently a very limited number of studies evaluating H. pylori genotypes in Russia. Objective: Based on the assessment of virulence-associated cagA, oipA, and vacA genes, we aimed to determine H. pylori genotypes associated with the clinical outcomes in patients with H. pylori infection in St. Petersburg, North-West Russia. Methodology: Using PCR for the detection of cagA, oipA, and vacA s-, m-, i- allelic variants, we analyzed 61 H. pylori isolates isolated and cultured from biopsies collected during endoscopy of patients with chronic gastritis (G), duodenal ulcer (DU), and gastric cancer (GC). Results: The genetic diversity of H. pylori clinical isolates has been revealed (HGDI 0.88): 41 (67%) of 61 H. pylori isolates were cagA-positive, 38 (62%) - oipA-positive. The proportions of cagA+ isolates differed in patients with G (56.7%) and DU (80.9%), (p=0.06). The s, m, and i allelic variants of the vacA gene were detected in all strains, although the vacA s1 allele was significantly dominant in patients with DU (95.2%) rather than with G (64.9%), (p=0.01). The vacA alleles m1 and i1 in the isolates from patients with G and DU were found in almost equal proportions: 45.9% and 42.8% for m1 allele, 45.9% and 47.6% for i1 allele, respectively. Seven isolates (11.5%) were positive for different mixed combinations of vacA alleles s, m, and i. Noteworthy, all vacA s2 strains were cagA-negative and had the m2 allele. OipA+ strains were found in almost equal proportions in patients with G (62.2%) and DU (57.1%), p=0.71. All three cagA- and oipA- positive isolates from patients with GC carried vacA s1/m1/i1 alleles. Different combinations of virulence-associated determinants constituted 17 genetic profiles. The most common combined genotype cagA+/oipA+/vacAs1/m1/i1 comprised 18 (29.5%) H. pylori isolates. Conclusion: We have determined predominant genotypes in the H. pylori population in North-West Russia. The significant association between vacAs1 genotype of the pathogen and clinical manifestations of H. pylori infection has been established in our study. Введение: Helicobacter pylori - основной возбудитель гастродуоденальных заболеваний человека. Несмотря на то, что Российская Федерация относится к числу стран с высоким уровнем распространенности H. pylori-инфекции (60-90%), в настоящее время довольно ограниченное количество исследований посвящено генетическому разнообразию H. pylori в России. Цель: На основании оценки генов вирулентности cagA, oipA и vacA, целью настоящего исследования явилось изучение геномного полиморфизма клинических изолятов H. pylori, полученных от различных групп больных на территории Санкт-Петербурга, Россия. Материалы и методы: Изучены 61 штамм H. pylori, выделенных от пациентов с хроническим гастритом (ХГ), язвой двенадцатиперстной кишки (ЯДК) и раком желудка (РЖ). Стандартный метод ПЦР использовали для детекции генов cagA, oipA и аллельных вариантов гена vacA (s, m, i). Результаты: Установлена генетическая неоднородность 61 штамма H. pylori (HGDI 0.88): 41 (67%) штаммов являлись cagA-позитивными, 38 (62%) – oipA-позитивными. Доли cagA+ штаммов различались у пациентов с ХГ (56,7%) и ЯДК (80,9%) (p=0,06). Ген vасА в различных s, m, i - аллельных вариантах выявлен у всех штаммов. Доля штаммов аллельного варианта vacA s1 значительно доминировала у пациентов с ЯДК (95,2%), против ХГ (64,9%) (p=0,01). Аллели vacA m1 и i1 у штаммов от пациентов с ХГ и ЯДК были обнаружены почти в равных пропорциях: 45,9% и 42,8% для аллеля m1, 45,9% и 47,6% для аллеля i1, соответственно. Семь штаммов (11,5%) имели смешанные s, m и i генотипы. Все штаммы аллеля vacA s2 являлись cagA-негативными и несли аллель m2. Штаммы оipA+ практически в равных долях были обнаружены у больных ХГ (62,2%) и ЯДК (57,1%), р=0,71. Все три штамма от пациентов с РЖ являлись cagA- и oipA- позитивными и несли аллели vacA s1/m1/i1. Анализ результатов генотипирования позволил выявить 17 вариантов профилей (комбинированных генотипов). Наиболее распространенный комбинированный генотип cagA+/oipA+/ vacAs1/m1/i1 включал 18 (29,5%) штаммов H. pylori. Выводы: В результате анализа геномного полиморфизма клинических изолятов H. pylori, выделенных от больных хеликобактериозом, были выявлены доминирующие генотипы популяции H. pylori в Санкт-Петербурге, Россия. Установлена связь генотипа vacAs1 возбудителя с клиническими проявлениями H. pylori-инфекции.