王勝芬 周楊 逄宇 趙雁林

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結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株的流行特征及其與耐藥的關(guān)系
——2007年全國(guó)結(jié)核病耐藥基線(xiàn)調(diào)查資料分析

王勝芬 周楊 逄宇 趙雁林

目的 探討結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株的流行特征及其與耐藥的關(guān)系。方法 2007年我國(guó)開(kāi)展全國(guó)結(jié)核病耐藥基線(xiàn)調(diào)查，調(diào)查覆蓋除香港、澳門(mén)和臺(tái)灣地區(qū)外的全國(guó)31省(自治區(qū)、直轄市)，含70個(gè)調(diào)查點(diǎn)。本研究對(duì)來(lái)自基線(xiàn)調(diào)查的3861例涂陽(yáng)結(jié)核病患者的分離菌株進(jìn)行分析，采用比例法進(jìn)行藥物敏感性試驗(yàn)，以間隔區(qū)寡核苷酸分型(Spoligotyping)方法對(duì)結(jié)核病患者的分離株進(jìn)行基因分型。采用Epi Info 3.5.1建立數(shù)據(jù)庫(kù)，SAS 9.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以卡方檢驗(yàn)分析不同變量之間的關(guān)系，以P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果 北京基因型菌株在我國(guó)廣泛流行，占總分離菌株的63.97%(2470/3861)。感染北京基因型菌株與年齡(<30歲和≥60歲：OR=0.9604，95%CI=0.7995～1.1536；30～歲和≥60歲：OR=1.0620，95%CI=0.9071～1.2434，χ2=0.3885,Ptrend=0.6977)、性別(OR=1.1526，95%CI=0.9973～1.3321，χ2=3.7024,P=0.0543)無(wú)關(guān)；北京基因型菌株與抗結(jié)核藥物INH(OR=0.9020，95%CI=0.766～1.0619，χ2=1.5356,P=0.2153)、RFP(OR=1.0017，95%CI=0.8166～1.2288，χ2=0.0003,P=0.9868)、Sm(OR=0.9406，95%CI=0.8139～1.08711，χ2=0.6869,P=0.4072)、EMB(OR=0.9222，95%CI=0.7205～1.1804，χ2=0.4140,P=0.5199)、Ofx(OR=0.9624，95%CI=0.6923～1.3378，χ2=0.0520,P=0.8196)和Km(OR=1.1666，95%CI=0.7624～1.7852，χ2=0.5049,P=0.4774)任何耐藥均無(wú)關(guān)聯(lián)；與單耐INH(OR=0.9955，95%CI=0.7206～1.3753，χ2=0.0007,P=0.9783)、RFP(OR=0.9615，95%CI=0.4880～1.8944，χ2=0.0129,P=0.9096)、EMB(OR=0.5533，95%CI=0.2023～1.5136，χ2=1.3675,P=0.2422)、Ofx(OR=0.8445，95%CI=0.3965～1.7984，χ2=0.1926,P=0.6608)、Km(OR=1.7779，95%CI=0.4440～7.1203，χ2=0.6791,P=0.4099)也均無(wú)關(guān)聯(lián)；與耐多藥(MDR)(OR=0.9884，95%CI=0.7594～1.2284，χ2=0.0110,P=0.9166)和廣泛耐藥(XDR)(OR=1.1502，95%CI=0.5372～2.4626，χ2=0.1300,P=0.7185)均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)。結(jié)論 我國(guó)是北京基因型菌株的高流行區(qū)，感染北京基因型菌株與年齡、性別無(wú)關(guān)，北京基因型菌株與耐藥無(wú)關(guān)。

結(jié)核分枝桿菌； 基因型； 抗藥性, 細(xì)菌； 患病率

自從1995年首次報(bào)道結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株以來(lái)，北京基因型菌株備受關(guān)注[1]。中國(guó)是北京基因型菌株的高流行區(qū)，有報(bào)道中國(guó)1/2以上的結(jié)核病患者感染了北京基因型菌株[2]，有文獻(xiàn)報(bào)道北京基因型菌株已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛流行[3-4]。另外，北京基因型菌株具有較強(qiáng)的毒力[5]，感染北京基因型菌株與治療失敗[6]和結(jié)核病復(fù)發(fā)[7]的有關(guān)報(bào)道引起了公共衛(wèi)生領(lǐng)域的高度重視。感染北京基因型菌株與抗結(jié)核藥物耐藥之間的關(guān)系引發(fā)全球關(guān)注，來(lái)自俄羅斯[8]、越南[9-10]、伊朗[11]和意大利[12]的報(bào)道表明，北京基因型菌株與耐藥相關(guān)。在中國(guó)，有研究顯示感染北京基因型菌株容易發(fā)生耐藥[13]，另有研究報(bào)道感染北京基因型菌株與耐藥無(wú)關(guān)[14-16]。感染北京基因型菌株與抗結(jié)核藥物耐藥之間的關(guān)系尚無(wú)定論。

中國(guó)既是北京基因型菌株高流行區(qū)，又是全球結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國(guó)家，同時(shí)也是耐多藥結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國(guó)家[17]。因此，分析和研究北京基因型菌株的流行特征及其與耐藥的關(guān)系，對(duì)我國(guó)結(jié)核病控制工作具有積極意義。

材料和方法

一、菌株來(lái)源

2007年我國(guó)開(kāi)展全國(guó)結(jié)核病耐藥基線(xiàn)調(diào)查，從除“港澳臺(tái)地區(qū)”外的全國(guó)31省(自治區(qū)、直轄市)抽取70個(gè)調(diào)查點(diǎn)，每個(gè)調(diào)查點(diǎn)納入新診斷(登記)的涂陽(yáng)結(jié)核病初治患者51例，復(fù)治患者17例。調(diào)查共納入4600例患者，每例患者有一份信息表和相應(yīng)的分離菌株，經(jīng)過(guò)菌種鑒定，3929例患者感染的菌株為結(jié)核分枝桿菌。本研究對(duì)98.27%(3861/3929)結(jié)核病患者的分離株進(jìn)行了基因型分析。3861例患者中，男2767例，占71.67%；女1094例，占28.33%；年齡17～93歲，平均年齡(45.79±18.47)歲。

二、方法

1.信息收集：本次調(diào)查以信息表收集患者的基本信息、用藥史和治療史等信息。

2. 藥物敏感性試驗(yàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)“藥敏試驗(yàn)”)：藥敏試驗(yàn)采用WHO推薦的比例法，含藥培養(yǎng)基中藥物濃度為INH 0.2 μg/ml, RFP 40 μg/ml, Sm 4 μg/ml, EMB 2 μg/ml, Ofx 4 μg/ml和Km 40 μg/ml。

3.基因組DNA提取：取Lowenstein-Jensen培養(yǎng)基(L-J培養(yǎng)基)斜面上的菌落于400 μl TE緩沖液中，85 ℃滅活30 min，煮沸20 min，12 000 r/min，離心半徑10 cm,離心5 min，取上清置于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

4.間隔區(qū)寡核苷酸分型(Spoligotyping)法進(jìn)行基因分型：依據(jù)Kamerbeek等[18]建立的Spoligotyping標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)結(jié)核分枝桿菌進(jìn)行基因分型。典型的北京基因型菌株與間隔區(qū)35～43的寡核苷酸探針雜交，北京樣基因型菌株也會(huì)與間隔區(qū)35～43的寡核苷酸探針雜交，但是雜交的探針少于9個(gè)(除外僅與間隔區(qū)37、38探針雜交的菌株，田鼠分枝桿菌)。本研究中典型的北京基因型菌株和北京樣基因型菌株統(tǒng)稱(chēng)為北京基因型菌株。

5.質(zhì)量控制：藥敏試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)菌株H37Rv進(jìn)行質(zhì)控，Spoligotyping基因分型采用標(biāo)準(zhǔn)菌株H37Rv和牛結(jié)核分枝桿菌的DNA進(jìn)行質(zhì)控。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

以Epi Info 3.5.1(美國(guó)CDC出品)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，以SAS 9.1統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以卡方檢驗(yàn)分析不同變量之間的關(guān)系并計(jì)算比值比與其95%可信區(qū)間，以P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、我國(guó)不同區(qū)域北京基因型菌株的流行情況

對(duì)3861株結(jié)核分枝桿菌臨床分離株采用Spoligotyping 基因分型，結(jié)果顯示北京基因型菌株2470株，占63.97%；非北京基因型菌株1391株，占36.03%。由于我國(guó)幅員遼闊，不同區(qū)域人口密度、民族分布等不同，如果按照區(qū)域?qū)⑽覈?guó)分成6區(qū)，即華北、東北、華東、中南、西南、西北6區(qū)，可以看到不同區(qū)域北京基因型菌株的比率差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=201.9132，P<0.0001)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，華北與東北區(qū)北京基因型菌株的比率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.4249,P=0.5145)；中南與西北區(qū)北京基因型菌株的比率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.7575,P=0.3841)。如將華北、東北片區(qū)合并統(tǒng)稱(chēng)為北部地區(qū)，中南、西北片區(qū)合并后再與華東區(qū)、西南區(qū)比較，發(fā)現(xiàn)4個(gè)區(qū)域兩兩比較北京基因型菌株的比率差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.0001)，其中北部地區(qū)北京基因型菌株的比率最高，為80.75%(579/717)；其次為華東區(qū)，北京基因型菌株的比率為70.44%；西南區(qū)北京基因型菌株的比率為59.97%；中南-西北區(qū)北京基因型菌株的比率為51.90%(725/1397)(表1)。

二、北京基因型菌株的易感因素分析

患者感染北京基因型菌株與性別(OR=1.1526，95%CI=0.9973～1.3321)、年齡(<30歲和≥60歲：OR=0.9604，95%CI=0.7995～1.1536；30～歲和≥60歲：OR=1.0620，95%CI=0.9071～1.2434)無(wú)關(guān)；相對(duì)于其他少數(shù)民族，漢族人群更易感染北京基因型菌株(OR=2.2185，95%CI=1.8090～2.7207)(表2)。以地區(qū)進(jìn)行分層，分別分析新疆、青海、寧夏、廣西等少數(shù)民族聚集的區(qū)域，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漢族較維吾爾族、回族、壯族人群易感北京基因型菌株(表3)。

表1 2007年我國(guó)不同地區(qū)結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株的流行情況

注 表中數(shù)據(jù)不包括“港澳臺(tái)地區(qū)”

表2 2007年我國(guó)不同特征人群對(duì)結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株易感因素分析

注 表中數(shù)據(jù)不包括“港澳臺(tái)地區(qū)”；a： 趨勢(shì)卡方檢驗(yàn)；b： 本研究患者總數(shù)3861例，但有2例缺失值，故此處患者總數(shù)為3859例

表3 2007年不同民族地區(qū)結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株易感性的分層分析

注a： 精確概率法；“-”為 不適用

三、北京基因型菌株與耐藥的關(guān)系

結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株與任何耐INH(OR=0.9020，95%CI=0.766～1.0619)、RFP(OR=1.0017，95%CI=0.8166～1.2288)、EMB(OR=0.9222，95%CI=0.7205～1.1804)、Sm(OR=0.9406，95%CI=0.8139～1.08711)、Km(OR=1.1666，95%CI=0.7624～1.7852)、Ofx(OR=0.9624，95%CI=0.6923～1.3378)均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)；感染北京基因型菌株與耐多藥(OR=0.9884，95%CI=0.7594～1.2284)、廣泛耐藥(OR=1.1502，95%CI=0.5372～2.4626)也均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)；同樣，感染北京基因型菌株也與單耐EMB(OR=0.5533，95%CI=0.2023～1.5136)、INH(OR=0.9955，95%CI=0.7206～1.3753)、RFP(OR=0.9615，95%CI=0.4880～1.8944)、Km(OR=1.7779，95%CI=0.4440～7.1203)、Ofx(OR=0.8445，95%CI=0.3965～1.7984)均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)(表4)。

表4 2007年我國(guó)結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株與耐藥的關(guān)系

注 表中數(shù)據(jù)不包括“港澳臺(tái)地區(qū)”；“-”為不適用

四、北京基因型菌株與耐藥的分層分析

考慮到患者產(chǎn)生耐藥的影響因素眾多，一個(gè)常見(jiàn)的因素即患者的抗結(jié)核藥物治療不規(guī)范也可能導(dǎo)致耐藥。為了控制混雜因素，本研究參照《中國(guó)結(jié)核病防治規(guī)劃實(shí)施工作指南(2008年版)》的患者登記分類(lèi)，按照治療史將研究對(duì)象分為4層，分別是未用藥的新患者、新患者用藥少于1個(gè)月、復(fù)發(fā)患者、其他復(fù)治患者(包括初治失敗、返回和其他復(fù)治)，分別分析北京基因型菌株與任何耐INH、RFP、 EMB、Sm、Km、Ofx之間的關(guān)系，以及北京基因型菌株與MDR和XDR的關(guān)系。無(wú)論是未用藥的新患者、新患者用藥少于1個(gè)月、復(fù)發(fā)患者還是其他復(fù)治患者，各層分析的結(jié)果顯示，北京基因型菌株與任何耐INH、RFP、EMB、Sm、Km、Ofx均無(wú)關(guān)聯(lián)，與MDR、XDR也均無(wú)關(guān)聯(lián)(表5，6)。

討 論

一、結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株的流行情況

中國(guó)是北京基因型菌株的高流行區(qū)，既往來(lái)自不同區(qū)域的研究報(bào)告顯示，北京基因型菌株的比率在62.2%～91.7%之間[19-20]。本研究采用具有代表性的、來(lái)自全國(guó)70個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的結(jié)核分枝桿菌臨床分離株菌株3861株進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)北京基因型菌株占臨床分離株的比率為63.97%，不同區(qū)域北京基因型菌株所占的比率不同，其中北部地區(qū)(包括東北、華北區(qū))最高，達(dá)80.75%(579/717)，其次華東區(qū)70.44%，西南區(qū)為59.97%，中南和西北區(qū)較低，為51.89%(725/1397)。這與相關(guān)報(bào)道相似但不完全相同[2,13]，可能在地域劃分和菌株選擇方面存在不同。促使北京基因型菌株流行的因素，以及不同區(qū)域北京基因型菌株所占比率差異的原因有待進(jìn)一步闡明。

表5 2007年我國(guó)結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株與耐藥關(guān)系的分層分析(新患者)

注a:Fisher 精確概率法； “-”為不適用；表中數(shù)據(jù)不包括“港澳臺(tái)地區(qū)”

表6 2007年我國(guó)結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株與耐藥關(guān)系的分層分析(復(fù)治患者)

注 表中數(shù)據(jù)不包括“港澳臺(tái)地區(qū)”；“其他復(fù)治患者”包括除復(fù)發(fā)外的其他登記分類(lèi)的復(fù)治患者，包括返回、初治失敗、遷入和醫(yī)療機(jī)構(gòu)不規(guī)則治療1個(gè)月以上的患者

二、結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株的易感因素

為了解與北京基因型菌株流行有關(guān)的因素，本研究對(duì)常見(jiàn)的變量如年齡、性別等與感染北京基因型菌株的關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，感染北京基因型菌株與性別無(wú)關(guān)，也與年齡無(wú)關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，感染北京基因型菌株與民族有關(guān)，相對(duì)于少數(shù)民族，漢族人群更容易感染北京基因型菌株；但考慮地域可能是一個(gè)混雜因素，因?yàn)榈赜虿煌?，人口密度等可能大不相同，北京基因型菌株的傳播也可能不同。研究進(jìn)一步分析了少數(shù)民族集中的3個(gè)區(qū)域中民族與感染北京基因型菌株的關(guān)系。在新疆主要為漢族和維吾爾族，研究沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漢族人群較維吾爾族人群更易感染北京基因型菌株；在青海、寧夏的研究沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漢族人群較回族人群更容易感染北京基因型菌株；同樣，在廣西壯族自治區(qū)的研究也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漢族較壯族人群更容易感染北京基因型菌株。在國(guó)內(nèi)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中，同一地區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漢族與其他民族人群在北京基因型菌株易感性方面差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[20]。因此，本研究得出的漢族較其他民族人群易感北京基因型菌株的結(jié)果可能是由于地域這一混雜因素作用的結(jié)果。

三、結(jié)核分枝桿菌北京基因型菌株與耐藥的關(guān)系

中國(guó)是結(jié)核病和耐藥結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國(guó)家，關(guān)于北京基因型菌株與耐藥之間的關(guān)系國(guó)內(nèi)也有不同報(bào)道，有研究提示北京基因型菌株與耐藥有關(guān)[2,13]，也有研究報(bào)道北京基因型菌株與耐藥無(wú)關(guān)[14-16,21]。不同的結(jié)論有可能是由于在研究地域和菌株的選擇方面存在差異。本研究采用具有中國(guó)流行代表性的菌株，研究結(jié)果顯示，北京基因型菌株與任何耐INH、RFP、EMB、Sm、Km、Ofx均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)；感染北京基因型菌株與MDR、XDR無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)；感染北京基因型菌株與單耐INH、RFP、EMB、Sm、Km、Ofx均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)?？紤]到患者不同的治療史可能對(duì)耐藥產(chǎn)生影響，在研究中按照治療史進(jìn)行了分層，分別研究了感染北京基因型菌株與任何耐藥、MDR、XDR的關(guān)系，各層研究的結(jié)果均顯示，北京基因型菌株與任何耐藥、耐多藥、廣泛耐藥均無(wú)顯著性關(guān)聯(lián)。本研究結(jié)果與有關(guān)研究結(jié)果一致[22]，即北京基因型菌株在中國(guó)廣泛流行但與耐藥無(wú)關(guān)，這也與國(guó)內(nèi)其他研究結(jié)果一致[16]。

本研究的局限性:本研究采用具有中國(guó)代表性的菌株分析了北京基因型菌株與耐藥表型之間的關(guān)系，但是北京基因型菌株是一大家族，根據(jù)不同的分子標(biāo)示可將北京基因型菌株分為不同的亞型或譜系，不同亞型或譜系的北京基因型菌株其耐藥表型或許不同，應(yīng)進(jìn)行深入研究。

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(本文編輯：薛愛(ài)華)

Epidemic characteristics ofMycobacteriumtuberculosisof Beijing genotype strains and its association with drug resis-tance——Analysis of the data from national drug resistant tuberculosis baseline survey in 2007

WANGSheng-fen,ZHOUYang,PANGYu,ZHAOYan-lin.

DepartmentofTuberculosisReferenceLaboratory,NationalCenterforTuberculosisPreventionandControl,ChineseCenterforDiseaseControlandPrevention,Beijing102206,China

ZHAOYan-lin,Email:zhaoyanlin@chinatb.org

Objective To explore epidemic characteristics ofMycobacteriumtuberculosisof Beijing genotype and associations of Beijing genotype strains with drug resistance. Methods National tuberculosis (TB) drug resistance baseline survey was conducted in 2007, 70 clusters were randomly selected from 31 provinces (Autonomous region, Municipalities), excepting Hongkong, Macao and Taiwan regions. 3861Mycobacteriumtuberculosisstrains isolated from smear positive TB patients participating in the survey were analyzed in this study. Drug susceptibility test was determined by the proportion method,Mycobacteriumtuberculosisstrains were genotyped by spacer oligonucleotide typing (spoligotyping). Database was set up by use of Epi Info software, version 3.5.1 (CDC), and the data was analyzed by SAS software, version 9.1, Chi-square test was used to explore associations between different variables and the level of significance was set toP<0.05. Results Beijing strains ofMycobacteriumtuberculosiswere widespread in China, the total prevalence was 63.97% (2470/3861). There were no statistical significant associations between Beijing genotype strains infected with age (<30 vs ≥60：OR=0.9604，95%CI=0.7995-1.1536；30- vs ≥60：OR=1.0620，95%CI=0.9071-1.2434,χ2=0.3885,Ptrend=0.6977), sex (OR=1.1526，95%CI=0.9973-1.3321,χ2=3.7024,P=0.0543), respectively; there were no statistical significant associations between Beijing genotype strains and any resistant to INH (OR=0.9020，95%CI=0.766-1.0619,χ2=1.5356,P=0.2153), RFP (OR=1.0017，95%CI=0.8166-1.2288,χ2=0.0003,P=0.9868), Sm (OR=0.9406，95%CI=0.8139-1.08711,χ2=0.6869,P=0.4072), EMB (OR=0.9222，95%CI=0.7205-1.1804,χ2=0.4140,P=0.5199), Ofx (OR=0.9624，95%CI=0.6923-1.3378,χ2=0.0520,P=0.8196), Km (OR=1.1666，95%CI=0.7624-1.7852,χ2=0.5049,P=0.4774), respectively; and we did not find any associations between Beijing genotype strains and monodrug resistant to INH (OR=0.9955，95%CI=0.7206-1.3753,χ2=0.0007,P=0.9783), RFP (OR=0.9615，95%CI=0.4880-1.8944,χ2=0.0129,P=0.9096), EMB (OR=0.5533，95%CI=0.2023-1.5136,χ2=1.3675,P=0.2422), Ofx (OR=0.8445，95%CI=0.3965-1.7984,χ2=0.1926,P=0.6608), Km (OR=1.7779，95%CI=0.4440-7.1203,χ2=0.6791,P=0.4099), respectively; also, there were no significant associations between Beijing genotype strains and multidrug resistance (MDR) (OR=0.9884，95%CI=0.7594-1.2284,χ2=0.0110,P=0.9166), extensively drug resistance (XDR) (OR=1.1502，95%CI=0.5372-2.4626,χ2=0.1300,P=0.7185)TB. Conclusion Beijing genotype strains are highly prevalent in China, there are no significant associations with age or sex, and there are no significant associations between Beijing genotype strains and drug resistance.

Mycobacteriumtuberculosis； Genotype； Drug Resistance, Bacterial； Prevalence

10.3969/j.issn.1000-6621.2015.08.008

“十二五”國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)(2014ZX10003001-001)

102206 北京，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心結(jié)核病預(yù)防控制中心參比實(shí)驗(yàn)室

趙雁林，Email: zhaoyanlin@chinatb.org

2015-05-20)