Genotypic and drug resistance of Mycobacterium tuberculosis in Beijing，2024

doi:10.19982/j.issn.1000-6621.20250450

Abstract

Abstract:

Objective：To characterize the genotypic characteristics and drug resistance features of Mycobacterium tuberculosis （MTB） clinical isolates from management of pulmonary tuberculosis （PTB） patients in Beijing in 2024，as well as the correlation between them，providing scientific evidence for tuberculosis prevention and control in Beijing. Methods：A total of 923 clinical isolates of MTB and their epidemiological data were systematically collected from registered PTB patients in Beijing Tuberculosis Prevention and Care System between January and December，2024 who met the study criteria. Polymerase chain reaction （PCR） was used for species identification of all strains. The Beijing genotype and non-Beijing genotype were identified using the RD105 deletion gene detection method，and ancient and modern Beijing genotypes were distinguished according to the integrity of the NTF region. Genotyping was conducted using 15-locus Mycobacterial Interspersed Repetitive Unit-Variable Number Tandem Repeat （MIRU-VNTR 15） analysis. The polymorphism and discriminatory power of each VNTR locus and the entire typing system were evaluated by the Hunter-Gaston Index （HGI） and the overall Hunter-Gaston Discriminatory Index （HGDI）. Meanwhile，the clustering of genotypes was observed，and the minimum inhibitory concentration （MIC） method was used to perform drug susceptibility testing for 4 first-line and 4 Group A anti-tuberculosis drugs. Results：Species identification and genotyping results of 923 strains showed that there were 922 strains of MTB and 1 strain of Mycobacterium africanum. Among the MTB strains，the Beijing genotype accounted for 90.89% （838/922），mainly dominated by the modern type （85.20%，714/838）. MIRU-VNTR genotyping revealed an HGDI value of 0.998，among which two loci，QUB11b （HGI=0.722） and QUB26 （HGI=0.639），exhibited high polymorphism and were key loci for distinguishing strains. All 230 clustered MTB strains were of the Beijing genotype，with a clustering rate of 24.95% （230/922），and 98.26% （226/230） of them were modern Beijing genotype. A total of 63 clusters were formed，and the largest cluster contained 29 strains，all of which were modern Beijing genotype. Drug resistance testing showed that isoniazid had the highest resistance rate （12.26% （113/922）），while ethambutol had the lowest （0.22%，2/922）. The drug resistance rates of the Beijing genotype to isoniazid and levofloxacin （12.89% （108/838） and 9.79% （82/838），respectively） were significantly higher than those of the non-Beijing genotype （5.95% （5/84） and 2.38% （2/84），respectively）. The modern type had a significantly lower drug resistantce rate to isoniazid （11.76% （84/714）） and rifampicin （5.18% （37/714）） than the ancient type （19.35% （24/124） and 11.29% （14/124）），with all differences being statistically significant （χ²=3.415，P=0.039；χ²=5.055，P=0.012；χ²=5.421，P=0.018；χ²=6.897，P=0.011）. Conclusion：The modern Beijing genotype，characterized by high genetic diversity and transmission activity，is the dominant epidemic strain and the main genotype responsible for recent transmission of MTB in Beijing，with isoniazid resistance being the most prominent problem. Therefore，it is necessary to strengthen molecular monitoring and transmission chain tracing of modern Beijing genotype strains，especially for drug-resistant strains.

Key words: Mycobacterium tuberculosis, Genotyping, Tandem repeat sequences, Tuberculosis, multidrug-resistant

CLC Number:

Miao Honghao, Zhang Jie, Pang Mengdi, Ren Yixuan, Deng Yang, Yi Junli, Fan Ruifang, Chen Shuangshuang, Chen Hao, Yu Lan, Li Jie, Li Chuanyou, Yang Xinyu. Genotypic and drug resistance of Mycobacterium tuberculosis in Beijing，2024[J]. Chinese Journal of Antituberculosis, 2026, 48(4): 477-484. doi: 10.19982/j.issn.1000-6621.20250450

Figures/Tables 5

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特征	北京基因型（838株）					非北京基因型（84株）	χ²值	P值^b	合计
特征	古老型（124株）	现代型（714株）	χ²值	P值^a	合计	非北京基因型（84株）	χ²值	P值^b	合计
性别			0.024	0.476			0.003	0.530
男性	83（9.90）	483（57.64）			566（67.54）	57（67.86）			623（67.57）
女性	41（4.89）	231（27.57）			272（32.46）	27（32.14）			299（32.43）
年龄组（岁）			2.525	0.642			8.969	0.062
≤20	4（0.48）	17（2.03）			21（2.51）	2（2.38）			23（2.49）
21~40	31（3.70）	171（20.41）			202（24.11）	26（30.95）			228（24.73）
41~60	37（4.42）	189（22.55）			226（26.97）	31（36.90）			257（27.87）
61~80	36（4.29）	257（30.67）			293（34.96）	18（21.43）			311（33.73）
81~97	16（1.91）	80（9.55）			96（11.46）	7（8.33）			103（11.17）
治疗类型			0.975	0.229			0.101	0.750
初治	120（14.32）	676（80.67）			796（94.99）	81（96.43）			877（95.12）
复治	4（0.48）	38（4.53）			42（5.01）	3（3.57）			45（4.88）

菌株	株数	北京型		非北京型	患者性别		患者年龄					患者治疗类型
菌株	株数	古老型	现代型	非北京型	男性	女性	≤20岁	21~40岁	41~60岁	61~80岁	≥81岁	初治	复治
成簇菌株	230	4	226	0	161	69	6	52	53	95	24	220	10
Ⅰ群	29	0	29	0	22	7	1	3	6	13	6	27	2

药物	北京基因型（838株）					非北京基因型（84株）	χ²值	P值	合计（922株）
药物	古老型（124株）	现代型（714株）	χ²值	P值	合计	非北京基因型（84株）	χ²值	P值	合计（922株）
异烟肼	24（19.35）	84（11.76）	5.421	0.018	108（12.89）	5（5.95）	3.415	0.039	113（12.26）
利福平	14（11.29）	37（5.18）	6.897	0.011	51（6.09）	2（2.38）	1.311	0.252	53（5.75）
乙胺丁醇	0（0.00）	2（0.28）	-	0.726	2（0.24）	0（0.00）	-	0.826	2（0.22）
吡嗪酰胺	6（4.84）	28（3.92）	0.228	0.389	34（4.06）	3（3.57）	-	0.560	37（4.01）
莫西沙星	6（4.84）	46（6.44）	0.467	0.327	52（6.21）	1（1.19）	2.679	0.102	53（5.75）
左氧氟沙星	12（9.68）	70（9.80）	0.002	0.560	82（9.79）	2（2.38）	5.055	0.012	84（9.11）
贝达喹啉	2（1.61）	1（0.14）	-	0.059	3（0.36）	0（0.00）	-	0.751	3（0.33）
利奈唑胺	0（0.00）	3（0.42）	-	0.618	3（0.36）	1（1.19）	-	0.318	4（0.43）

耐药模式	初治（877株）	复治（45株）	χ²值	P值	北京基因型					非北京基因型（84株）	χ²值	P值	合计（922株）
耐药模式	初治（877株）	复治（45株）	χ²值	P值	古老型（124株）	现代型（714株）	合计（838株）	χ²值	P值	非北京基因型（84株）	χ²值	P值	合计（922株）
全敏感	705 （80.39）	29 （64.44）	1034.273	<0.001	93 （75.00）	566 （79.27）	659 （78.64）	528.299	<0.001	75 （89.29）	77.912	<0.001	734 （79.61）
利福平耐药	43 （4.90）	10 （22.22）	21.155	<0.001	14 （11.29）	37 （5.18）	51 （6.09）	10.668	<0.001	2 （2.38）	46.642	<0.001	53 （5.75）
耐多药	35 （3.99）	8 （17.78）	11.487	<0.001	13 （10.48）	28 （3.92）	41 （4.89）	5.613	0.018	2 （2.38）	36.217	<0.001	43 （4.66）