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本研究分为二部分:
第一部分:VNTR(24位点)基因分型方法在北京地区北京基因型结核分枝杆菌中的应用研究
结核病是危害人类健康的重大传染病之一。由于结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)具有克隆传播的特性,因此基因分型方法在结核病分子流行病学研究中具有独特的优势,以PCR为基础的新技术多位点数目可变串联重复序列分析(Multiple locus VNTRs(variable number tandem repeat)analysis,MLVA)是目前最有前途的MTB基因分型方法,成为国际上研究的热点。
目的:评价国际上最新提出的VNTR24位点在北京基因型MTB菌株基因分型研究中的应用价值。
方法:采用MLVA技术对72株北京地区北京基因型菌株的24个VNTR位点进行研究,计算不同VNTR位点及位点组合的分辨指数Hunter-Gaston Index(HGI),采用BioNumerics软件进行聚类分析,并将结果与MTB基因分型的金标准——插入序列6110为基础的限制性片段长度多态性(IS6110-RFLP)的分型结果进行比较。
结果:VNTR24位点的多态性差异较大,位点QUB-11b(HGI0.665)、Mtub21(HGI0.570)和QUB-26(HGI0.532)的多态性较高,有两个位点(MIRU2和MIRU24)则不具有多态性,提示不同地区需要因地制宜,选择适合的位点组合进行基因分型;不同VNTR位点组合(12位点,15位点,24位点)分型后得到总的类型数分别为29个、59个和61个,独特类型数分别为19个、53个、55个,在北京基因型菌株中的分辨指数依次升高,分别为0.788、0.990、0.992;IS6110-RFLP分型后共得到69个类型,其中66个为独特类型,分辨力高达0.999,并可对MLVA(24位点)中成簇的菌株进一步区分;VNTR15位点和24位点组合在所研究菌株中的分辨力差异仅是由位点Mtub29引起的,提示VNTR15位点加Mtub29组合可有效地实现对北京地区流行菌株的基因分型。
结论:不同的VNTR位点在北京地区北京基因型菌株中的分辨力存在差异;MLVA16位点组合(VNTR15位点加Mtub29)可有效的对北京基因型MTB菌株进行区分,且该方法操作简单,具有实际操作上的优越性,便于不同实验室间的结果比较,适宜作为北京地区结核分枝杆菌分子流行病学研究的一线方法,其成簇菌株可再采用金标准IS6110-RFLP进一步细分。
第二部分:NRAMP1及VDR基因多态性与儿童结核病易感性相关研究
结核病的发生、发展和临床结局,不仅受病原体的毒力和环境因素的影响,而且受机体遗传基因及其多态性的影响。全球大约1/3人口感染过结核分枝杆菌,但感染人群中仅有1/10发展为有临床症状的结核病,提示宿主的遗传背景在结核分枝杆菌感染后结核病的发生、发展中起重要作用。以往国内外结核病的研究主要集中在致病菌及环境因素对发病的影响,近年来随着人类基因组的研究进展,宿主易感基因在结核病发生发展中的作用逐渐受到人们的重视。
目的:探讨NRAMP1及VDR基因多态性与结核病易感性是否存在相关性,进一步明确NRAMP1及VDR基因在儿童结核病发病中所起的作用,从而为结核病的防治提供新思路。
对象和方法:病例组为2005年1月至2008年3月北京儿童医院收治的儿童结核病人130例,其中活动性肺结核患者27例,结核性胸膜炎、骨结核、结核性胸膜炎等肺外结核患者91例,结核感染者12例;对照组为同期在北京儿童医院门诊健康体检及行外科手术前查体儿童,共390例。按照年龄、性别、民族以及地区与病例组进行匹配,无结核病接触史、经X线胸片检查未见异常,PPD硬结均小于5mm。采用病例一对照研究为基础的相关分析设计方法,应用PCR扩增后限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)实验技术,分别对NRAMP1基因的D543N、3UTR、INT4位点,以及VDR基因的FokI、TaqI位点的多态性与结核病易感性进行关联研究。
结果:病例组和对照组的NRAMP1和VDR基因上共计5个多态性位点的基因型和基因频率经检验均符合Hardy-Weinberg遗传平衡,且两组在性别、年龄构成上无差异。儿童结核病病例组NRAMP基因中的INT4位点G/G、G/C、C/C基因型分别为89例(68.5%)、39例(30%)和2例(1.5%),对照组分别为287例(73.6%)、96例(24.6%)和7例(1.8%),病例组INT4位点(C/C+G/C)基因型频率(31.5%)与对照组(26.4%)比较,x2值为1.281,P=0.258>0.05,没有统计学差异,OR值为1.28,95%可信区间(95%CI)为0.83~1.98,没有统计学意义;D543N位点G/G、G/A、A/A基因型分别为96例(73.9%)、32例(24.6%)和2例(1.5%),对照组分别为324例(83.1%)、60例(15.4%)和6例(1.5%),病例组D543N位点基因型(G/A和AA)频率(26.1%)明显高于对照组(16.9%),经检验差异显著(x2=5.349,P=0.021),OR值为1.74,95%CI为1.08~2.79,差异有显著意义;3UTR位点N/N、N/D、D/D基因型分别为100例(76.9%)、28例(21.6%)和2例(1.5%),对照组分别为339例(86.8%)、47例(12.1%)和4例(1.0%),3UTR位点基因型(N/D和D/D)频率(23.1%)也明显高于正常对照组(13.1%),经x2检验差异显著(x2=7.414,P=0.006),OR为1.99,95%CI为1.21~3.30,差异非常显著。
儿童结核病病例组VDR基因中的TaqI位点TT、Tt、tt基因型分别为118例(90.8%)、12例(9.2%)和0例,对照组分别为339例(86.9%)、50例(12.8%)和1例(0.3%);病例组Taq I位点基因型(tt+Tt)频率(9.2%)与对照组(13.1%)比较,x2值为1.355,P=0.244,没有统计学差异,OR值为0.68,95%CI为0.35~1.31,没有统计学意义;病例组FokI位点FF、Ff、ff基因型分别为39例(30.0%)、66例(50.8%)和25例(19.2%),对照组分别为104例(26.7%)、201例(51.5%)和85例(21.8%),将三组进行x2检验,结果x2值为0.708,P=0.702,没有统计学差异,Ff与FF基因型的OR值为0.88,95%CI为0.55~1.39,没有统计学意义,ff与FF基因型的OR值为0.78,95%CI为0.44~1.40,没有统计学意义。
结论:宿主NRAMPl基因D543N位位点G/A和AA基因型及3UTR位点ND和DD基因型可能与儿童结核病的发生存在相关性;D543N位点基因型G/A和AA基因型,及3UTR位点ND和DD基因型可能是结核病发生的易感基因型;但要明确NRAMP1基因与儿童结核病易感发生确切机制,需要对NRAMP1基因功能进一步研究。