基因多态性与肺结核易感性关系的研究进展

来源:岁月联盟 作者: 时间:2010-07-12

【关键词】  结核,肺;基因

    结核病是全球由单一致病菌引致死亡最多的疾病,每年约有300万人死于结核病,即大约每10秒钟有一个人死于结核病。全球约有1/3的人感染结核杆菌,但其中不到1/10为结核病,究其原因,这些患者中除少部分有明显的危险因素如艾滋病病毒(HIV)感染、糖尿病和应用激素等外,其余大部分是由遗传因素(基因多态性)与环境因素共同作用的结果。近年来,对肺结核的易感性与遗传因素(基因多态性)关系进行了广泛研究,现综合如下。

  1  人类抵抗相关巨噬细胞蛋白1(NRAMP1)基因多态性与结核病发病相关性

    NRAMP1基因位于静息巨噬细胞晚期胞内腔内,在巨噬细胞吞噬病原体后,转移到吞噬体膜[1]。NRAMP1可能通过改变吞噬溶酶体内环境,限制胞内病原体的繁殖[2]。研究结果表明[3],NRAMP1基因中存在多个多态性位点,其不同的基因型可能影响宿主对结核分支杆菌的抵抗力。
        
  Bellamy等[4]研究结果显示,NRAMP1基因的INT4、D543N及3’UTR三个多态性位点与非洲人肺结核发病均有显著相关性,并且基因型分布频率存在人种差异。我国安雅臣等[5]研究显示:NRAMP1基因3’UTR位点多态性可能是北方汉族成人肺结核的易感因素,而INT4多态性可能与肺结核的病变性质有关系。刘玮等[6]的研究结果显示:NRAMP1基因D543N及3’UTR位点多态性可能是汉族人群肺结核的易感因素,而病例和对照组INT4位点多态性比较差异未见显著性。纪春梅等[7]也观察到NRAMP1基因中D543N、3’UTR位点多态性可能是国内北方汉族成人肺结核的易感因素。曲亚斌等[8]在探讨NRAMP1基因多态性与接尘工人肺结核易感性的关系时,发现NRAMP1基因第4内含子(INT4)G>C单核苷酸可能是接尘工人肺结核的易感因素,而 D543N位点多态与接尘工人肺结核易感性之间无关联。Vejbaesya S等[9]研究提示NRAMP1基因与泰国人肺结核易感性无关。

  2  人类白细胞抗原(HLA)基因多态性与结核病发病相关性
      
  位于第6号染色体短臂上的HLA基因是人体免疫功能的调控基因之一。HLA基因座分为3个区域,Ⅰ类位于染色体短臂远端,包括HLA-A、HLA-B、HLA-c抗原。Ⅱ类接近染色体着丝点,主要包括DR、DQ、DP 3个亚区。此外,还有DO、DN、DM等亚区。DR亚区分为A、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9共10个基因座:DQ可分成A1、B1、A2、B2、B3基因座;DP分为A1、B1、A2、B2 4个基因座。Ⅲ类位于两者之间,编码的蛋白不参与抗原递呈,有些参与补体途径和TNF-α和β基因,以及一些非免疫相关基因如热休克蛋白和21-羟基化酶基因等。

  2.1  HLA-Ⅰ类基因与肺结核 

  Ⅰ类基因与结核病的研究开展较早。国内外的许多研究已经发现,结核病与HLA-Ⅰ类基因有相关性,但人种不同则表现型也不同。例如,加拿大和高加索人群肺结核与HLA-B8相关,埃及和北美黑人肺结核与HLA-B5基因关联。而波兰人肺结核则与HLA-B62和HLA-CW5相关[9~12]。希腊白人和我国汉族肺结核[13]与HLA-B27相关。我国研究还发现[13],HLA-B也可能是我国汉族肺结核患者的易感基因之一,而HLA-A可能是该病的抗性基因或称预防性基因。

  2.2  HLA-Ⅱ类基因与肺结核 

  HLA-Ⅱ类基因呈高度多态性,国内外有大量肺结核与Ⅱ类基因的相关报道。对于HLA-DR亚区的研究,印度、韩国、印度尼西亚、俄罗斯、吉尔吉斯均发现[14~19],肺结核的发病与HLA-DR2呈正相关,其中印度报道的主要位点是DRB1*1501,而韩国则为HLA-DRB1*0803,北美黑人肺结核则与HLA-DR5相关。同时大多数的研究还发现HLA-DR3可能为抗性基因;对于HLA-DQ亚区的研究,印度和韩国的研究均发现HLA-DQB1*0601为易感基因位点,对于抗性基因位点的研究结果则不同,越南HLA-DQB1*0503可能为结核病的抗性基因,而泰国结核病的抗性基因则为HLA-DQB1*0502[20] ;HLA-DP亚区的研究则较少,印度的一项研究发现[14],HLA-DPB1*02为易感基因位点。在国内Ⅱ类基因与肺结核的相关研究也有进展,但北方和南方的报道结果存在很大差异,王敬慧等[21]报道中国北方汉族肺结核可能的易感基因是DR15,可能的抗性基因为DR11。同时还发现携带DR15基因的患者中复治病例数、耐药的患者例数均显著高于DR15阴性组。而刘志辉等[22]报道中国南方汉族部分人群肺结核易感基因为DR16,可能的抗性基因为DR1及DR13.3。周希玲等[23]报道我国北方汉族儿童结核病发病与HLA-DRB1*1501基因相关。赵雁玲等[24]研究提示DRB1*09基因可能是肺结核合并2型糖尿病的易感基因;DQB1*05基因可能是肺结核合并2型糖尿病的保护基因。总之,大多数研究均提示肺结核与HLA的相关性多与DR和DQ基因相关。

  2.3  HLA-Ⅲ类基因与肺结核     

  Ⅲ类基因的易感性研究报道相对较少。Bikmaeva AR等[25]报道,别克斯坦人肺结核患者TNF-α 308基因型高表达,认为该基因与肺结核易感性或干扰免疫应答有关。在乌干达[26]的研究支持TNF-α基因为肺结核易感基因。我国纪春梅等[27]的研究结果则提示:①TNF-β基因突变型可能是中国北方汉族肺结核发病易感基因型。②TNF-α-238基因型与肺结核发病无相关性。而Selvaraj等[28] 在印度所做的一项研究认为,TNF-α与TNF-β基因均与肺结核无明显相关,但与其他基因连锁分析则有一定的意义。其中TNF-α238/A在对照组与HLA-A1、B17、DR7有较强的关联,形成抗性基因连锁。在病例组则与B17相关联,形成易感基因连锁。HLA-B17-TNF-α238/A、B17-TNF-α308/2和B17-TNF-β2在活动性结核病人中出现的基因频率比非活动性结核病人中高。Vejbaesya S等[29]研究提示TNF-α基因与泰国人肺结核易感性无关。王春梅等[29]的研究认为,HLA-C4BQO基因可能是我国汉族人结核病的抗性或称预防性基因。
      
  虽然多数的研究均提示,肺结核的发病与HLA基因多态性呈相关性,但是目前也有些研究提出了相反的意见。Sanjeevi等[30] 在印度南部进行的一项肺结核患者HLA易感基因的研究发现,在38例患者与36例正常对照人群中HLA-DRB、DQA、DQB的基因频率无明显差异。对家庭成员的连锁分析也没有发现结核病与HLA-DRB、DQA、DQB的基因存在相关性。

  3  维生素D受体(VDR)基因多态性与肺结核易感性
      
  维生素D以活性形式与VDR结合后,可发挥其协助单核巨噬细胞抑制结核分支杆菌胞内生长的作用。
      
  Bellamy 等[31]报道,VDR基因多态性与非洲人结核病的发病有关。陈雪融等[32]检测VDR基因中Fok1与Taq1多态性,分析两种多态性与痰结核杆菌培养及抗酸染色之间的关系。结果VDR-FF、VDR-Ff及VDR-ff三种基因型在菌阳组和菌阴组的分布频率分别为36%、40%、24%和59%、33%、8%,其中ff基因型在菌阳组中的频率显著高于菌阴组,结论是VDR-ff基因型可能是中国藏族菌阳肺结核病人的易感基因型。另外的研究结果也提示,VDR-FoK1[33]、VDR-ff[34]基因型可能是中国汉族人群肺结核病的易感基因型。
      
  而杨本付等[35]的研究结果则提示,尚不能认为VDR基因多态性是肺结核易感性的影响因素。

  4  甘露糖结合蛋白(MBP)基因多态性与肺结核发病的关系

    MBP是由肝脏分泌的钙离子依赖性凝集素,具有与甘露糖和N-乙酰葡糖胺末端结合的功能,在宿主的抗感染免疫中发挥重要的作用。

    国外报道[36,37],印度人和非洲裔美国人肺结核病例MBP-54等位基因突变频率高于对照组,而在美国白人和西班牙裔人及土耳其人中未发现MBP基因突变与肺结核的相关性[37,38] ,甚至发现MBP-57位点突变型是肺结核的保护基因型[39]。
      
  国内冯福民等[40]研究则认为,总MBP和MBP-52突变型等位基因可能与肺结核发病有关。还认为[41]MBP-54位点G/A突变可能与肺结核发病相关。刘玮等[42]研究认为,甘露糖结合凝集素(MBL)基因多态性可能与汉族人群肺结核发生的易感性相关。

  5  其他
       
  Tosh K 等[43]报道,SP110基因多态性与西非人肺结核易感性有关,而C.Babb等[44]研究则认为SP110基因多态性与南非人肺结核易感性无关,Jeffrey S 等[45]研究也认为SP110基因多态性与俄罗斯人肺结核易感性无关。A.R.Bikmaeva等[46]研究认为,CYP2E1基因多态性与别克斯坦人肺结核易感性有关,等等。


      
  总之,从目前的研究结果来看,人类肺结核易感性与基因多态性有关联性,但种族间这种关联性存在差异。何种基因多态性与肺结核易感性的相关性更密切、更直接,仍有待更进一步研究。随着研究的进一步深入,人们一定能揭示人类肺结核发生的相关的遗传学基础,为根治结核病提供根本的方法与可能手段,为真正实现疾病的预防与控制提供可能。

【】
    Gruenheid S, Pinner E, Desjardins M, et al. Natural resistance to infection with intracellular pathogens: the Nram p 1 protein is recruited to the membrane of the phagosome [J]. J Exp Med,1997,185(4):717-730.

  Supek F, Supekova L, Nelson H, et al. A yeast manganese transporter related to the macrophage protein involved in conferring resistance to mycobacteria [J]. Proc Natl Acad Sci USA,1996,93(10):5105-5110.

  Liu J, Fujiwara TM, Buu NT, et al. Identification of polymorphisms and sequence variants in the human homologue of the mouse natural resistance-associated macrophage protein gene [J]. Am J Hum Genet,l995,56(4):845-853.

  Bellamy R, Ruwende C, Corrah T, et al. Variation in the human NRAMP1 gene and human tuberculosis in an African population [J]. N Engl J Med,l998,338:640-644.

  安雅臣,冯福民,袁聚祥,等.NRAMPI基因INT4和3’UTR位点多态性与肺结核易感性的研究[J].中华流行病学杂志,2006,27(1): 37-40.

  刘玮,张翠英,田磊,等.抗性相关巨噬细胞蛋白1基因多态性与肺结核易感性的研究[J].中华预防医学杂志,2003,37(6):408-411.

  纪春梅, 安雅臣,李军,等.人自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因D543N和3’UTR位点多态性与北方汉族成人肺结核易感性的关系[J].中国临床康复,2006,28(10):16-19.

  曲亚斌,唐云霞,张忠彬,等.人类NRAMP1基因单核苷酸多态与接尘工人肺结核易感性[J].中华劳动卫生职业病杂志,2006,24(9):531-533.

  Vejbaesya S, Chierakul N, Luangtrakool P, et al. NRAMP1 and TNF-alpha polymorphisms and susceptibility to tuberculosis in Thais [J]. Respirology.2007,12(2):202-206.

  Hafez M, Eisalab SH, Eishennawy F. HLA-antigens and tuberculosis in the Egyption population [J]. Tubercle,1985,66(1):35-49.

  A.L.Arif. L.L, Goldstein R.A, Afmnti L.F, et al. HLA-Bwl5 and tuberculosis in a North American black population [J]. Am Rev Respir Dis,1979,120(8):1275-1280.

  Cox RA, Arnold DR, Cook D, et al. HLA phenotypes in Mexican Americans with tuberculosis [J]. Am Rev Respir Dis,1982,126(4):653-658.

  刘丽红.HLA与结核病相关性研究[J].哈尔滨医药,2001,21(1):4-6.

  Selvaraj P. HLA antigen profile in pulmonary tuberculosis patients and their spouses [J]. Indian J Med Res,1998,107(2):155-159.

  Kim HS, Park MH, Song EY, et al. Association of HLA-DR and HLA-DQ genes with susceptibility to pulmonary tuberculosis in Koreans: preliminary evidence of associations with drug resistance, disease severity, and disease recurrence [J]. Hum Immunol,2005,66(10):1074-1081.

  Bothamley GH, Beck JS, Sehreuder GM, et al. Association.of tuberculosis and M.tuberculosis specific antibody levels with HLA [J]. J Infect Dis,1989,159(3):549-553.

  Khomenko AG, Litvinov VI, Chukanova VP, et al. Tuberculosis in patients with various HLA phenotypes [J]. Tubercle,1990,71(2):187-191.

  Alishemv AS, Kitaev MI, Tarasenko OM, et al. HLA genes in patients with pulmonary tuberculosis in the Kinghiz population [J]. Probl Tuberk,1997,5(1):41-46.

  Brahmajothi V, Pitehappan RM, Kakkanaiah VN, et al. Association of pulmonary tuberculosis and HLA in South India [J]. Tubercle,1991,72(1):l23-128.

  Vejbaesya S, Chierakul N, Luangtrakol K. Strinak D, et al. Associations of HLA class alleles with pulmonary tuberculosis in Thais [J]. Eur J lmmunogenet,2002,29(3):431-434.

  王敬慧,宋长兴,王苏民,等.人类白细胞抗原DRB1基因与肺结核的相关性研究[J].中华结核和呼吸杂志,2001,28(24):302-306.

  刘志辉,罗一鲁,周琳,等.HLA-DR基因与中国南方汉族部分人群肺结核易感基因的研究[J].中华结核和呼吸杂志,2004,28(6):390-394.

  周希玲,江载芳,孙逸平.结核病与主要组织相容性复合体Ⅱ类基因的关联性研究[J].中华儿科杂志,1999,37(5): 346-350.

  赵雁林,端木宏谨.人类白细胞抗原-DRB1和DQB1基因与肺结核合并糖尿病的相关性分析[J].中华结核和呼吸杂志,2001,24(2):75-79.

  Bikmaeva AR, Sibiriak SV, Valiakhmetova DKH, et al. Polymorphism of the tumor necrosis factor alpha gene in patients with infiltrative tuberculosis and from the Bashkorstan populations [J]. Mol Biol(Mosk),2002,36(5):784-787.

  Stein CM, Nshuti L, Chiunda AB, et al. Evidence for a major gene influence on tumor necrosis factor-alpha expression in tuberculosis: path and segregation analysis [J]. Hum Hered,2005,60(2):109-118.

  纪春梅,安雅臣,李军,等.肿瘤坏死因子α、β基因多态性与中国北方汉族肺结核发病的关系:1:1病例对照[J].中国临床康复,2006,10(28):16-19.

  Selvaraj P, Sriram U, Mathan KS, et al. Tumour necrosis factor alpha(-238 and 308)and beta gene polymorphisms in pulmonary tuberculosis:haplotype analysis with HLA-A, Band DR genes [J]. Tuberculosis(Edinb),2001,81(2):335-345.

  王春梅,李军.HLA-Ⅲ类基因多态性与汉族肺结核病易感性关系的研究[J].哈尔滨医药,1999,19(1):1-2.

  Sanjeevi PR, Narayanan PR, Prabakar R, eta el. No association or linkage with HLA-DR or DQ genes in south Indians with pulmonary tuberculosis [J]. Tubemle and Lung Disease,1992,73(2):280.

  Bellamy R, Ruwende C, Corrah T, et al. Tuberculosis and chronic hepatitis B virus infection in Africans and variation in the vitamin D receptor gene [J]. J Infect Dis,1999,179(3):721-724.

  陈雪融,冯玉麟,唐晓燕,等. 维生素D受体基因多态性对中国藏族肺结核病人排菌情况的影响[J].中国呼吸与危重监护杂志,2006,5(1):42-45.

  刘玮,张翠英,田磊,等.维生素D受体基因多态性与肺结核易感基因的病例对照研究[J].军事院院刊,2003,27(6):409-412.

  刘玮,张翠英,吴晓明,等.中国汉族人群肺结核易感基因的病例对照研究[J].中华流行病学杂志,2003,24(6):389-392.

  杨本付,韩长磊.维生素D受体基因多态性与肺结核关系的Meta分析[J].中国热带医学,2006,6(8):1347-1349.

  Selvaraj P, Narayanan PR, Reetha AM. Association of functional mutant homozygotes of the mannose binding protein gene with susceptibility to pulmonary tuberculosis in Indian [J]. Tuber Lung Dis,1999,79(4):221-227.

  El Sahly HM, Reich RA, Dou SJ, et al. The effect of mannose binding lectin gene polymorphisms on susceptibility to tuberculosis in different ethnic groups [J]. Scand J Infect Dis,2004,36(2):106-108.

  Ozhas-Gerceker F, Tezcean I, Berke1 AI, et al. The effect of mannose binding-protein gene polymorphisms in recurrent respiratory system infections in children and lung tuberculosis [J]. Turk J Pediatr,2003,45(2):95-98.

  Bellamy R, Ruwende C, McAdam KP, et al. Mannose binding protein deficiency is not associated with malaria,hepatitis B carriage nor tuberculosis in Africans [J]. QJM ,1998,91(1):13-18.

  冯福民,郭梅,刘茜,等.甘露醇结合蛋白基因多态性与肺结核发病关系的研究[J].中华流行病学,2006,27(12):1082-1085.

  冯福民,刘茜,郭梅,等.甘露醇结合蛋白基因突变与肺结核发病关系[J].中国公共卫生,2006,22(11):1353-1355.

  刘玮,张芳,赵秋敏,等.甘露糖结合凝集素基因多态性与肺结核易感性的研究[J].中国热带医学,2006,6(3):387-389.

  Tosh K, Campbell SJ, Fielding K, et al. Variants in the SP110 gene are associated with genetic susceptibility to tuberculosis in West Africa [J]. Proc Natl Acad USA,2006,103(27):10364-10368.

  Babb C, Keet EH, van Helden PD, et al. SP110 polymorphisms are not associated with pulmonary tuberculosis in a South African population [J]. Hum Genet,2007,121(3-4):521-522.

  Jeffrey S, Szeszko, Barry Healy, et al. Resequencing and association analysis of the SP110 gene in adult pulmonary tuberculosis [J]. Human Genetics,2007,121(2):155-160.

  A.R.Bikmaeva, S.V.Sibiryak, E.K.Khusnutdinova. Insertion polymorphism of the CYP2E1 gene in patients with infiltrative pulmonary tuberculosis from Bashkortostan [J]. Molecular Biology.2004,38(2):196-199.