Вскоре после начала применения АРВ-препаратов для лечения ВИЧ-инфекции было обнаружено, что благодаря высокой изменчивости вируса в случае неполного подавления его размножения в организме появляются вирусные варианты, которые могут продолжать реплицироваться в присутствии АРВ-препаратов. Эволюция вируса и появление резистентных форм были показаны с помощью культуральных методов. Дальнейшее изучение этого вопроса с помощью метода секвенирования, который стал широко доступен в конце 90-х годов прошлого века, показало, что в большинстве случаев определенные паттерны (комбинации) мутаций соответствуют способности вируса размножаться в присутствии определенных АРВ-препаратов в различных концентрациях. С течением времени культуральных и молекулярных исследований на данную тему становилось все больше и степень резистентности вируса на основании анализа его нуклеотидной последовательности к тому или иному препарату можно было предсказать все точнее.
В 1998 г. в Стенфордском университете была создана база данных [HIV Drug Resistance Database (https://hivdb.stanford.edu/)], в которой исследователи начали накапливать нуклеотидные последовательности ВИЧ-1 от пациентов с известными схемами АРТ. Информация о частоте встречаемости мутаций вируса у пациентов с опытом приема АРВ-препаратов и без него, результаты фенотипических исследований in vitro о влиянии мутаций на степень устойчивости к препаратам позволили создателям базы разработать алгоритм, дающий возможность путем анализа нуклеотидной последовательности оценить восприимчивость вируса к АРВ-препаратам [1, 2]. С тех пор и до настоящего времени база данных Стенфордского университета продолжает пополняться, а алгоритм определения ЛУ ВИЧ обновляется как в отношении давно известных АРВ-препаратов, так и в отношении новых регистрируемых препаратов.
На текущий момент эта база является наиболее часто используемым инструментом при оценке ЛУ ВИЧ в мире, а ВОЗ применяет этот ресурс для клинических и эпидемиологических целей [3].
База данных выделяет пять уровней ЛУ ВИЧ-1 в зависимости от количества баллов (drug penalty score), присвоенных каждой выявленной мутации или комбинации мутаций и характеризующих частоту ассоциаций мутаций с резистентностью ВИЧ к АРВ препаратам:
- 0–9 баллов — вирус чувствителен. Чаще всего это вирус «дикого» типа;
- 10–14 баллов — вирус имеет устойчивость потенциально низкого уровня. Обнаружены мутации, вероятно, свидетельствующие о применении АРВ-препаратов в прошлом, но заметно не влияющие на эффективность АРТ. Данный уровень учитывается как чувствительный согласно рекомендациям ВОЗ по оценке и интерпретации ЛУ ВИЧ-1 [3];
- 15–29 баллов — вирус имеет устойчивость низкого уровня. Вирусы имеют сниженную чувствительность к препаратам в экспериментах in vitro или пациенты, инфицированные данным вирусом, имеют субоптимальный вирусологический ответ на АРТ;
- 30–59 баллов — средний уровень устойчивости. Чувствительность вируса к АРВ-препаратам снижена, однако значительная противовирусная активность этих препаратов сохранена;
- более 60 баллов — высокий уровень устойчивости. Максимальное снижение чувствительности вируса в экспериментах in vitro или пациенты, инфицированные данным вирусом, не отвечают/слабо отвечают на лечение данным препаратом.
Мутациям могут присваиваться также отрицательные баллы в том случае, если они приводят к повышению восприимчивости вируса к АРВ-препаратам.
Согласно базе данных Стендфордского университета, мутации классифицируются как основные (major), дополнительные (accessory) и прочие (other). К основным относятся неполиморфные мутации (встречающиеся у пациентов без опыта приема АРВ-препаратов реже чем в 1% случаев), которые вносят основной вклад в формирование ЛУ, им присваивается от 30 до 60 баллов. К дополнительным относятся неполиморфные или минимально полиморфные мутации, которые способствуют снижению восприимчивости в комбинации с основными мутациями. В этот список включены нетипичные и плохо охарактеризованные мутации в основных позициях ЛУ, им присваивается менее 30 баллов. К прочим относятся высокополиморфные мутации, которые могут быть слабо ассоциированы с ЛУ или способствовать возникновению ЛУ, они не получают баллов.
База данных Стендфордского университета используется также и при проведении надзора за ЛУ ВИЧ-1 на популяционном уровне. В таких случаях используется инструмент базы Calibrated population resistance tool (http://cpr.stanford.edu/pages/releaseNotes.html), позволяющий выявлять мутации из списка Surveillance Drug Resistance Mutation. Этот список включает надзорные мутации, которые являются неполиморфными, вызывают или способствуют возникновению ЛУ, могут появляться в случае неэффективной терапии и встречаются у наиболее распространенных генетических вариантов вируса [4].
Существуют и другие ресурсы для анализа нуклеотидных последовательностей ВИЧ на предмет устойчивости к АРВ-препаратам. К ним относятся Agense Nationale de Recherhes sur le Sida (http://www.hivfrenchresistance.org/) и Geno2pheno German National Reference Center (https://www.geno2pheno.org/).
С увеличением количества нуклеотидных последовательностей ВИЧ и развитием методов биоинформатики за последние 20 лет исследования в области молекулярной эпидемиологии получили широкое развитие. В этих работах геном вируса анализируется как дополнительный параметр пациента, позволяющий более точно определить кластеры передачи, скорость распространения вируса и другие важные эпидемиологические характеристики. В связи с этим существуют базы данных, которые не предназначены для определения ЛУ ВИЧ, однако содержат большое количество сиквенсов вируса и сопутствующей информации о пациентах. Такие хранилища могут быть использованы в том числе и для изучения резистентности ВИЧ. Наиболее крупными базами данных являются HIV database Los Alamos national laboratory (https://www.hiv.lanl.gov/content/index) и European multidisciplinary network for the fight of HIV drug resistance (EuResist) (https://www.euresist.org/).
Важно отметить, что существуют как «открытые» базы данных, например HIV database Los Alamos national laboratory, где любому пользователю доступна вся хранящаяся в базе информация, так и «закрытые», в которых информация доступна только специализированным учреждениям. Например, информация из базы данных ЛУ ВИЧ Великобритании (https://www.hivrdb.org.uk/) доступна только для определенных институтов этой страны, а база данных EuResist — только для членов этого научного сообщества. В развитых странах (США, Канада, Швейцария, Нидерланды и др.) существуют национальные базы данных, содержащие нуклеотидные последовательности ВИЧ и сопутствующую информацию о пациентах.