🧬 Описание пейплайна
Staphylococcus aureus — грамположительный кокк, образующий характерные гроздеобразные скопления. Ведущий возбудитель широкого спектра инфекций: от кожно-мягкотканых (фурункулы, абсцессы) до жизнеугрожающих — бактериемии, инфекционного эндокардита, остеомиелита, ИВЛ-ассоциированной пневмонии. ВОЗ включила MRSA в список приоритетных патогенов по AMR (категория «высокий приоритет»).
Ключевой клинический вопрос при любом S. aureus — MRSA или MSSA. Ответ определяет всю стратегию терапии. Наш пайплайн даёт полный геномный ответ: mecA/mecC статус, профиль AMR по всем классам антибиотиков, факторы вирулентности (PVL, TSST-1, биоплёнка) и молекулярный тип штамма.
- 📥 На входе: Сырые данные в формате
FASTQ после High Accuracy basecalling (Dorado SUP, химия R10.4.1). Материал: кровь, гной, мокрота, биоптат, мазок с раны.
- 📤 На выходе: HTML-отчёт для клинициста — MRSA/MSSA статус, полный профиль AMR, ключевые факторы вирулентности, SCCmec-тип; QC-отчёт для биоинформатика.
📊 Доступность продукта
| Платформа |
Статус доступности |
| OnSiteSeq Cockpit Edge |
🟡 В разработке |
| OnSiteSeq Cockpit Desktop |
🟡 В разработке |
| OnSiteSeq Cockpit Cloud |
🔴 Не доступно |
🎯 Гены резистентности и клинические фенотипы
Бета-лактамы — ключевой вопрос: MRSA или MSSA
| Ген |
Механизм |
Фенотип |
| mecA |
Модифицированный PBP2a — нечувствителен к β-лактамам |
MRSA — устойчивость ко всем β-лактамам |
| mecC |
Дивергентный вариант mecA (LA-MRSA CC130) |
MRSA — детектируется стандартными тестами хуже |
| blaZ |
β-лактамаза |
Устойчивость к пенициллину (>95% изолятов) |
Гликопептиды — последняя линия при MRSA
| Ген |
Фенотип |
Значение |
| vanA |
VRSA (MIC ≥ 16 мкг/мл) |
Редко, но летально — абсолютная экстренность |
| vanB |
VRSA (умеренный) |
Редко |
| Нет vanA/B + толщённая клеточная стенка |
hVISA/VISA |
Гетерорезистентность к ванкомицину (важно при неудаче терапии) |
Другие классы антибиотиков
| Ген |
Мутация / механизм |
Класс антибиотиков |
| ermA / ermB / ermC |
Метилаза 23S рРНК |
Макролиды (азитромицин), линкозамиды (клиндамицин) — MLSB |
| msrA |
Эффлюксная помпа |
Макролиды (M-фенотип) |
| tetM / tetK |
Защита рибосомы / эффлюкс |
Тетрациклины |
| aac(6’)/aph(2”) |
Аминогликозидная модификация |
Гентамицин, тобрамицин |
| grlA / gyrA (мутации) |
Изменение мишени |
Фторхинолоны (ципрофлоксацин) |
| rpoB (мутации) |
Изменение РНК-полимеразы |
Рифампицин |
| fusB / fusC |
Фузидат-защитный белок |
Фузидиевая кислота |
| mupA |
Изменённая изолейцил-тРНК-синтетаза |
Мупироцин (высокоуровневая резистентность) — неудача деколонизации |
| cfr |
Метилаза 23S рРНК |
Линезолид, хлорамфеникол |
Профиль антибиотиков в отчёте
| Антибиотик |
Класс |
Значение при S. aureus |
| Оксациллин |
Пенициллиназоустойчивый β-лактам |
Суррогатный маркер MRSA (если R → MRSA) |
| Ванкомицин |
Гликопептид |
Золотой стандарт лечения MRSA |
| Линезолид |
Оксазолидинон |
Альтернатива при непереносимости ванкомицина |
| Даптомицин |
Липопептид |
Бактериемия и эндокардит при MRSA |
| Триметоприм/сульфаметоксазол |
Антифолат |
Внебольничная MRSA-инфекция кожи |
| Клиндамицин |
Линкозамид |
MRSA-SSTI (D-тест на индуцибельную резистентность) |
| Рифампицин |
Ансамицин |
Биоплёнка, комбинированная терапия |
| Мупироцин |
Местный антибиотик |
Деколонизация носителей MRSA |
☣️ Факторы вирулентности
Помимо AMR, пайплайн детектирует ключевые гены вирулентности, определяющие клиническую тяжесть:
| Ген |
Фактор |
Клиническое значение |
| pvl (lukSF-PV) |
PVL (лейкоцидин Пантона-Валентина) |
Некротизирующая пневмония, рецидивирующие абсцессы кожи |
| tst |
TSST-1 (токсин синдрома токсического шока) |
Синдром токсического шока |
| hla |
α-токсин (гемолизин) |
Некроз тканей, деструкция эритроцитов |
| icaADBC |
Биоплёнка (полисахарид PIA/PNAG) |
Инфекции имплантов, катетер-ассоциированные инфекции |
| sdrCDE, fnbAB |
Фибронектин-связывающие белки |
Адгезия к эндотелию → эндокардит |
⚙️ Версии и ML-модели
Основной инструмент
| Компонент |
Статус |
| OnSiteSeq SA Pipeline |
🟡 В разработке |
Планируемые ML-модели
| Модель |
Целевая задача |
| SA-Res-Detector |
Предсказание AMR-фенотипа по WGS (все классы антибиотиков) |
| SA-Virulence-Classifier |
Классификация вирулентного профиля (PVL+/-, биоплёнка+/-) |
| SA-Typер |
In silico MLST и SCCmec-типирование (CC8/USA300, CC5, CC22, CC398) |
Обучение на геномах из PATRIC/BV-BRC (>10 000 геномов S. aureus), EUCAST и данных российских стационаров.
🛠 Под капотом: Зависимости и Окружение (Pipeline Stack)
| Этап пайплайна |
Ключевые библиотеки и инструменты |
| 1. Контроль качества (QC) |
porechop_abi, NanoFilt, pigz |
| 2. Выравнивание (Mapping) |
minimap2 2.26, samtools (Референс: S. aureus MRSA252 / USA300) |
| 3. Поиск мутаций (Variant Calling) |
clair3 >=1.0.4, medaka |
| 4. Детекция генов AMR и вирулентности |
AMRFinderPlus (NCBI), abricate (CARD, Resfinder, VFDB) |
| 5. SCCmec и MLST-типирование |
sccmec (SCCmecFinder), mlst (PubMLST схема S. aureus) |
| 6. ML-инференс |
PyTorch, pandas, scikit-learn |
🌍 Глобальный контекст
- ВОЗ, 2017 — MRSA включён в список приоритетных патогенов (категория «высокий приоритет»).
- Россия — по данным СКАТ, доля MRSA среди нозокомиальных S. aureus в ОРИТ составляет 30–60% в зависимости от стационара.
- PVL-MRSA — штаммы CC8/USA300 с геном pvl вызывают вспышки некротизирующей пневмонии у молодых, ранее здоровых пациентов; зафиксированы в РФ.
- LA-MRSA CC398 — MRSA, ассоциированный со скотом (Livestock-Associated MRSA); передаётся от животных работникам ферм; mecC-MRSA не обнаруживается стандартными экспресс-тестами на mecA.
- VRSA — крайне редко, но ежегодно фиксируются единичные случаи в мире; раннее выявление vanA критично для предотвращения распространения.
🔬 Связанные источники
© 2026 Роман Горбенко, МФТИ-стартап "OnSiteSeq - Секвенирование на месте (у кровати / у стола / в поле)"