張榮強(qiáng)，劉啟玲，孫 娜，康武林，袁普衛(wèi)

陜西中醫(yī)藥大學(xué) 1公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室 2第一臨床醫(yī)學(xué)院骨科，陜西咸陽 712046

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·論 著·

人類免疫缺陷病毒合并結(jié)核桿菌感染者外周血差異表達(dá)基因的生物信息學(xué)分析

張榮強(qiáng)1，劉啟玲1，孫 娜1，康武林2，袁普衛(wèi)2

陜西中醫(yī)藥大學(xué)1公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室2第一臨床醫(yī)學(xué)院骨科，陜西咸陽 712046

目的 分析人類免疫缺陷病毒(HIV)/結(jié)核桿菌(TB)感染者外周血基因的生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制及關(guān)鍵蛋白，為HIV/TB感染者的早期診斷和臨床治療提供新依據(jù)。方法 從基因芯片公共數(shù)據(jù)庫GEO中下載了22例南非HIV感染者和22例HIV/TB感染者的外周血基因芯片數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入分析軟件QOE、STRING、PANTHER、GenClip等，分析兩組患者的基因表達(dá)譜、蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)、分子生物學(xué)過程、基因功能等，尋找區(qū)別兩類患者的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因。結(jié)果 兩組患者15 529個(gè)基因的表達(dá)譜相似，44名受試者的基因表達(dá)譜具有高度關(guān)聯(lián)性；251個(gè)(1.62%)差異表達(dá)基因?qū)υ\斷HIV/TB感染具有良好的診斷能力；RPLP1是蛋白-蛋白相互作用圖譜子網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)；差異表達(dá)基因與正向調(diào)節(jié)外界刺激、細(xì)胞內(nèi)信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)、中性粒細(xì)胞的遷移、人體免疫等有關(guān)，主要參與自由基相關(guān)凋亡、炎性反應(yīng)等通路的活化。結(jié)論 共發(fā)現(xiàn)251個(gè)差異表達(dá)的基因可將單純HIV感染和HIV/TB感染進(jìn)行區(qū)別，其中差異表達(dá)的前40個(gè)基因的蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)中所包含的RPLP1基因可能與HIV/TB感染密切關(guān)聯(lián)，主要涉及正向調(diào)節(jié)外界刺激、細(xì)胞內(nèi)信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)、中性粒細(xì)胞的遷移、人體免疫等生物學(xué)功能，為HIV/TB感染的診斷和治療提供了一定的參考依據(jù)。

人類免疫缺陷病毒；結(jié)核桿菌；差異表達(dá)基因；生物信息學(xué)

ActaAcadMedSin，2017,39(3)：336-344

艾滋病是由人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染引起的一種傳染病，可嚴(yán)重破壞人體免疫系統(tǒng)，病死率較高[1]。結(jié)核病是由結(jié)核桿菌(tubercle bacilli，TB)感染引起的一種慢性傳染病，主要侵犯肺臟，病死率較高。這兩種傳染病的早期診斷對積極采取合理的治療方案具有重要意義[2]。然而，在現(xiàn)階段醫(yī)療技術(shù)的條件下，HIV感染者感染TB的早期診斷具有極大挑戰(zhàn)性。近年來，基因組學(xué)技術(shù)取得了巨大進(jìn)展，為TB感染尤其是HIV合并TB感染(HIV/TB)的診斷提供了重要參考依據(jù)[3- 7]。酸性核糖體磷酸蛋白P1基因(acidic ribosomal phosphoprotein P1，RPLP1)是酸性核糖體磷酸化蛋白基因家族成員之一，在生物體內(nèi)如果發(fā)生了磷酸化，酸性核糖體磷酸化蛋白才能夠發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)活性，如：參與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞凋亡等過程，且與腫瘤、免疫疾病(系統(tǒng)性紅斑狼瘡等)有一定關(guān)聯(lián)[8]。本研究對基因芯片公共數(shù)據(jù)庫(Gene Expression Omnibus，GEO)收錄的一組HIV和HIV/TB感染者外周血差異表達(dá)的基因芯片數(shù)據(jù)資料進(jìn)行生物信息學(xué)分析，深入探討了HIV/TB感染者外周血分子網(wǎng)絡(luò)改變情況及其可能涉及的分子生物學(xué)功能，以期進(jìn)一步了解RPLP1與HIV可能存在的生物學(xué)關(guān)聯(lián)，幫助臨床預(yù)防、早期診斷和治療HIV/TB感染。

資料和方法

資料來源 以“HIV”為檢索詞在PubMed的GEO數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，獲得Dawany N和 Showe LC等于2014年6月提交的GSE50834基因芯片數(shù)據(jù)。GSE50834數(shù)據(jù)是采用Illumina公司提供的人類HumanHT- 12 V4.0基因表達(dá)芯片平臺GPL10558檢測獲得?；蛐酒瑪?shù)據(jù)來自于南非一個(gè)人群隊(duì)列(HIV感染者22例，HIV/TB感染者22例)的外周血單核細(xì)胞RNA標(biāo)本。GSE50834數(shù)據(jù)集共包含了15 529個(gè)基因的表達(dá)資料。

兩組患者基因表達(dá)譜系分析 Qlucore Omics Explorer 3.1(QOE)是一種新型的生物信息分析軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)全面、迅速地針對基因表達(dá)、高通量基因芯片、實(shí)時(shí)定量PCR(RT-PCR)及DNA甲基化等多種原始生物學(xué)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析。本研究將數(shù)據(jù)集GSE50834導(dǎo)入到QOE軟件，對數(shù)據(jù)集GSE50834中的基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行(均數(shù)=0，標(biāo)準(zhǔn)差=1)標(biāo)準(zhǔn)化處理；通過(P<0.01，q<0.01)過濾后行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，篩選出單純HIV感染者與HIV/TB感染者的差異表達(dá)基因，然后對數(shù)據(jù)集GSE50834中的基因芯片數(shù)據(jù)行主成分分析及分層聚類分析。

差異表達(dá)基因的蛋白-蛋白相互作用圖譜分析 將HIV感染者和HIV/TB感染者差異表達(dá)的前40個(gè)基因相應(yīng)的蛋白名稱上傳至STRING 9.05蛋白-蛋白相互作用在線分析軟件，根據(jù)具體分析結(jié)果適當(dāng)調(diào)節(jié)可信度和附加節(jié)點(diǎn)參數(shù)，繪制兩組差異表達(dá)基因的蛋白-蛋白相互作用圖譜。

差異表達(dá)基因的GO功能富集、信號通路分析和文獻(xiàn)挖掘 將前40個(gè)明顯差異基因列表上傳至人類基因功能和網(wǎng)絡(luò)分析軟件GenCliP 2.0，根據(jù)需要調(diào)節(jié)各類分析的主要參數(shù)，分析兩組患者差異表達(dá)基因的GO功能富集狀況與涉及的信號通路，并檢索“艾滋病”和“肺結(jié)核”進(jìn)行文獻(xiàn)挖掘。

結(jié) 果

HIV/TB感染者與單純HIV感染者基因表達(dá)譜分析 兩組患者基因表達(dá)狀況如圖1所示，兩組患者的基因表達(dá)譜基本相似；將44名受試者的基因表達(dá)數(shù)據(jù)導(dǎo)入QOE軟件行相關(guān)性分析，結(jié)果表明HIV感染者與HIV/TB感染者的基因表達(dá)譜高度關(guān)聯(lián)，提示本研究所采用的數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)穩(wěn)定(圖2)。

HIV：人類免疫缺陷病毒；TB：結(jié)核桿菌

HIV：human immunodeficiency virus；TB：tubercle bacilli

圖 1 HIV/TB感染者與單純HIV感染者基因表達(dá)狀況

Fig 1 Gene expression profiles in HIV/TB co-infected patients and HIV-infected patients

圖 2 受試個(gè)體基因表達(dá)圖譜相關(guān)性分析

Fig 2 Correlation analysis of gene expression profiles of subjects

兩組患者基因表達(dá)模式比較 對兩組患者基因表達(dá)主成分的分析結(jié)果顯示，根據(jù)兩組患者的基因表達(dá)模式可以將單純HIV感染和HIV/TB感染的患者很好的區(qū)別開，X軸、Y軸、Z軸的數(shù)據(jù)方差貢獻(xiàn)率分別為10%、7%、30%(圖3A)，在Z軸方向上單純HIV感染和HIV/TB感染的患者表達(dá)差異最明顯。兩組患者15 529個(gè)基因表達(dá)PCA圖顯示：單純HIV感染與HIV/TB感染狀況可能會影響患者外周血基因組的表達(dá)模式(圖3B)。

差異表達(dá)基因?qū)IV/TB感染者的診斷能力 QOE軟件對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)，共發(fā)現(xiàn)251個(gè)(1.62%)差異表達(dá)基因(P<0.05)；差異表達(dá)基因的聚類熱圖顯示，251個(gè)差異表達(dá)基因?qū)υ\斷HIV/TB感染具有良好的診斷能力(圖4)。

A.各受試對象的基因表達(dá)主成分分析圖；B.各受試基因的表達(dá)主成分分析圖

A. principal components analysis pattern of gene expression from tested subjects；B. principal components analysis pattern of gene expression from tested genes

圖 3 HIV/TB感染者與單純HIV感染者基因表達(dá)模式比較

Fig 3 Comparison of gene expression patterns between HIV/TB co-infected patients and HIV-infected patients

圖 4 251個(gè)差異表達(dá)基因的聚類熱圖

Fig 4 Clustering heat maps of 251 differentially expressed genes

差異表達(dá)基因的蛋白-蛋白相互作用結(jié)果 本研究選擇差異表達(dá)的前40個(gè)基因進(jìn)行蛋白-蛋白相互作用圖譜分析，其中HIV/TB感染者表達(dá)下調(diào)的基因有19個(gè)(45.00%)，表達(dá)上調(diào)的有21個(gè)(55.00%)。將前40個(gè)基因相對應(yīng)的蛋白名稱導(dǎo)入STRING 9.05軟件分析蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果顯示拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中包含1個(gè)最典型的子網(wǎng)絡(luò)，主要與蛋白質(zhì)的合成等生物學(xué)功能有關(guān)。其中，RPLP1與網(wǎng)絡(luò)中的其他≥10個(gè)蛋白存在相互作用關(guān)系，刪除該節(jié)點(diǎn)后，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)渙散，可以認(rèn)為RPLP1是子網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，同時(shí)提示RPLP1可能對區(qū)別兩類患者具有一定的價(jià)值(圖5)。

差異表達(dá)基因涉及的GO功能富集分析 采用GenClip在線軟件分析兩組患者前40個(gè)差異表達(dá)基因的GO功能富集狀況，結(jié)果顯示17個(gè)基因(42.50%)(CST3、GPX1、GRN、DBNL、LCP1、LGALS1、MYL6、ATP6AP1、CPVL、PSAP、PTMA、RPLP1、S100A9、S100A10、TALDO1、WARS、GSTO1)與外細(xì)胞器、細(xì)胞囊的形成等有關(guān)；12個(gè)基因(30.00%)(CCBE1、GPR183、FCER1G、GPX1、DBNL、CXCL8、LGALS1、ATP6AP1、PPBP、PSAP、S100A9、GSTO1)與正向調(diào)節(jié)外界刺激有關(guān)；5個(gè)基因(12.50%)(GPR183、FCER1G、LCP1、LGALS1、PPBP)主要與細(xì)胞內(nèi)信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)；4個(gè)基因(10.00%)(FCER1G、CXCL8、PPBP、S100A9)主要與中性粒細(xì)胞的遷移有關(guān)；3個(gè)基因(7.50%)(FCER1G、CXCL8、PPBP)主要與白細(xì)胞介導(dǎo)的人體免疫有關(guān)?！?個(gè)基因具有相同生物學(xué)功能的聚類分析見圖6。

圖 5 差異表達(dá)基因的蛋白—蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖

Fig 5 Network of protein-protein interactions for differentially expressed genes

圖 6 差異表達(dá)基因涉及的生物學(xué)功能的GO功能富集分析

Fig 6 GO function enrichment analysis of the biological functions of differentially expressed genes

差異表達(dá)基因涉及的通路分析 兩組患者前40個(gè)差異表達(dá)基因主要涉及自由基相關(guān)凋亡通路、炎性反應(yīng)通路、哮喘通路、胱甘肽代謝通路、幽門螺桿菌感染上皮細(xì)胞信號通路、血小板活化狀態(tài)通路、血小板栓子形成通路、血小板脫粒通路、趨化因子受體通路、肽配體結(jié)合受體通路、溶酶體通路、止血通路等12條通路，≥3個(gè)基因涉及相同信號通路的聚類分析見圖7。

圖 7 差異表達(dá)基因涉及的信號通路分析

Fig 7 Analysis of signaling pathways of differentially expressed genes

差異表達(dá)基因的文獻(xiàn)挖掘 利用GenClip檢索包含指定的40個(gè)基因及“艾滋病”和“結(jié)核病”的文獻(xiàn)，并進(jìn)行聚類分析，結(jié)果顯示，指定的40個(gè)基因中，CEBPP、DBNL、CST3、CXCL8、PPBP、S100A9、WARS、GPx1、GRN、HLA-DRA等基因與“艾滋病”和“結(jié)核病”的陽性報(bào)道較多，提示這幾個(gè)基因可能與兩種疾病關(guān)聯(lián)較密切，其主要涉及DNA合成、細(xì)胞凋亡與激活、免疫功能、炎性反應(yīng)等生物學(xué)過程；而RPLP1基因主要參與免疫應(yīng)答與細(xì)胞死亡等通路，(圖8)。

討 論

結(jié)核病是HIV感染者(含艾滋病患者)最常見的合并感染的傳染病，也是該類患者常見的死亡原因。HIV和TB可以在患者機(jī)體內(nèi)發(fā)生交互作用，對患者產(chǎn)生重要影響，表現(xiàn)為：患者可以迅速發(fā)展為活動性結(jié)核患者；由于患者的免疫系統(tǒng)破壞，再次感染TB的機(jī)會增多；明確診斷越來越難。流行病學(xué)研究結(jié)果表明，HIV是促進(jìn)TB流行的動力因子，TB是艾滋病患者最常見的機(jī)會性感染[9- 12]。目前，艾滋病在全球流行，HIV/TB感染成為日益突出的問題，特別是在非洲地區(qū)，HIV/TB的預(yù)防、診斷和治療已引起越來越多的醫(yī)務(wù)人員關(guān)注。

臨床上，HIV/TB感染的診斷主要依靠臨床綜合診斷，但存在很大困難。細(xì)菌培養(yǎng)是包括HIV/TB感染在內(nèi)的結(jié)核病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但檢測時(shí)間長，陽性率偏低。近年來，分子生物學(xué)診斷技術(shù)有了很大發(fā)展，但在實(shí)際臨床工作中，該類診斷所需要的儀器設(shè)備、技術(shù)能力、試劑耗材等要求較高，無法在實(shí)際工作中廣泛推廣。因此，HIV/TB感染的明確診斷還需要進(jìn)一步深入研究，尋找診斷可靠、可在各類醫(yī)院廣泛推廣的診斷技術(shù)是廣大醫(yī)務(wù)工作者的共同心愿。伴隨著基因組學(xué)研究方法的發(fā)展，在HIV/TB感染研究領(lǐng)域也有了許多研究結(jié)果和數(shù)據(jù)資料。采用生物信息學(xué)技術(shù)對這些數(shù)據(jù)資料進(jìn)行深入挖掘，可能對HIV/TB感染的早期診斷具有重要的臨床價(jià)值[13- 15]。

本研究采用分子生物學(xué)技術(shù)對一組來自非洲隊(duì)列的HIV感染(n=22)和HIV/TB感染(n=22)的患者基因芯片檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)致挖掘。基因譜結(jié)果提示：兩組患者15 529個(gè)基因表達(dá)模式具有高度的一致性，這可能是HIV/TB感染者較難確診的遺傳基礎(chǔ)，同時(shí)提示對兩組基因的表達(dá)資料進(jìn)行更深層次的挖掘是有必要的。采用QOE在線分析軟件進(jìn)行兩組患者基因表達(dá)模式的主成分分析結(jié)果顯示：兩組患者的基因表達(dá)模式實(shí)際上有明顯差別，共發(fā)現(xiàn)251個(gè)差異表達(dá)的基因，且可以將單純HIV感染和HIV/TB感染者很好地區(qū)別開，究其原因可能是HIV合并感染TB病菌后，患者的免疫系統(tǒng)呈抑制狀態(tài)，從而影響某些重要基因的合成或蛋白質(zhì)降解的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響DNA的表達(dá)水平[16- 18]。兩組差異表達(dá)的前40個(gè)基因的蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)中包含1個(gè)最典型的子網(wǎng)絡(luò)，主要參與蛋白質(zhì)的合成，RPLP1是子網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，提示RPLP1可能對區(qū)別兩類患者具有一定的臨床價(jià)值。Zampieri等[19]研究發(fā)現(xiàn)，RPLP1蛋白依賴Caspase完成脫磷酸化，然后暴露于自身免疫系統(tǒng)之下從而導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)，這可能是系統(tǒng)紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)發(fā)病的始動因子。艾滋病的發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚，但其與SLE患者的免疫功能會發(fā)生相似改變，如T細(xì)胞異常等。目前已有證據(jù)表明HIV病毒可以誘發(fā)艾滋病和SLE等自身免疫性疾病。上述研究結(jié)果表明：RPLP1基因完成脫磷酸化后可能在HIV逆轉(zhuǎn)錄病毒誘發(fā)SLE、艾滋病等自身免疫性疾病的過程中發(fā)揮著一定的作用，但需進(jìn)一步深入探討[20]；RPLP1基因與肺結(jié)核的關(guān)系目前尚未見報(bào)道，綜合本研究的分析結(jié)果提示：RPLP1基因可能與HIV合并感染TB病菌有密切關(guān)聯(lián)。

圖 8 差異表達(dá)基因與文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果相關(guān)性分析

Fig 8 Correlation analysis between differentially expressed genes and reported results

基因的生物學(xué)功能分析結(jié)果顯示：兩組差異表達(dá)的前40個(gè)基因主要參與細(xì)胞器的形成、信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫系統(tǒng)的保護(hù)等生物學(xué)過程；主要涉及自由基相關(guān)凋亡通路、炎性反應(yīng)通路等信號通路。提示HIV合并感染TB病菌后，機(jī)體的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵因子激活了凋亡相關(guān)信號通路、炎癥相關(guān)信號通路等，影響了機(jī)體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)能力、免疫系統(tǒng)狀態(tài)等，呈現(xiàn)出不同的臨床癥狀同時(shí)影響預(yù)后[20- 21]。通過文獻(xiàn)挖掘，本研究的分析結(jié)果大部分可以在目前已發(fā)表的文獻(xiàn)中找到相似的證據(jù)。

綜上，本研究采用生物信息學(xué)研究方法對南非22例HIV感染者和22例HIV/TB感染者外周血單核細(xì)胞的15 529個(gè)基因表達(dá)的基因芯片數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，共發(fā)現(xiàn)251個(gè)差異表達(dá)的基因可將單純HIV感染和HIV/TB感染者進(jìn)行區(qū)別，其中差異表達(dá)的前40個(gè)基因的蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)中所包含的RPLP1基因可能與HIV合并感染TB有密切關(guān)聯(lián)；兩組差異基因主要參與細(xì)胞凋亡和炎癥相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這為HIV合并TB感染的早期診斷提供了一定的科學(xué)依據(jù)。在進(jìn)一步研究時(shí)，應(yīng)加入正常人群的外周血細(xì)胞基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，再進(jìn)行細(xì)致的生物信息學(xué)分析，可能會得到更為全面詳盡的分析結(jié)果。

[1]Apidechkul T. A 20-year retrospective cohort study of TB infection among the Hill-tribe HIV/AIDS populations，Thailand[J]. BMC Infect Dis，2016，16：72.doi:10.1186/s12879-016-1407- 4.

[2]Kassa D，de Jager W，Gebremichael G，et al. The effect of HIV coinfection，HAART and TB treatment on cytokine/chemokine responses to mycobacterium tuberculosis(Mtb)antigens in active TB patients and latently Mtb infected individuals[J]. Tuberculosis(Edinb)，2016，96：131- 140.

[3]Lawn SD，Kerkhoff AD. Rapid diagnosis of TB in HIV-positive in-patients with M. tuberculosis bacteraemia in sub-Saharan Africa[J]. Int J Tuberc Lung Dis，2015，19(12)：1557- 1559.

[4]Anwar MN. Childhood TB in HIV ERA-in sub saharan africa[J]. Intensive Care Med Exp，2015，3(Suppl 1)：A346.

[5]Montales MT，Chaudhury A，Beebe A，et al. HIV-associated TB syndemic：a growing clinical challenge worldwide[J]. Front Public Health，2015，3：281.

[6]Efsen AM，Schultze A，Post F A，et al. Major challenges in clinical management of TB/HIV coinfected patients in Eastern Europe compared with Western Europe and Latin America[J]. PLoS One，2015，10(12)：e145380. doi：10.1371/journal. pone.0145380.eCollection 2015.

[7]Ndagijimana A，Rugigana E，Uwizeye CB，et al. One-stop TB-HIV services evaluation in Rwanda：comparison of the 2001- 2005 and 2006- 2010 cohorts[J]. Public Health Action，2015，5(4)：209- 213.

[8]吳海燕，唐圣松. 酸性核糖體磷酸化蛋白P(0- 2)的研究進(jìn)展[J]. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2006，34(5)：634- 636.

[9]Skogmar S，Schon T，Balcha TT，et al. Plasma levels of neopterin and C-reactive protein(CRP)in tuberculosis(TB)with and without HIV coinfection in relation to CD4 cell count[J]. PLoS One，2015，10(12)：e144292. doi：10.1371/journal.pone. 0144292.eCollection 2015.

[10]D’Elia A，Evans D，McNamara L，et al. Predictive and prognostic properties of TB-LAM among HIV-positive patients initiating ART in Johannesburg，South Africa[J]. Pan Afr Med J，2015，22：4. doi：10.11604/pamj.2015.22.4.6075.

[11]Barnett B，Gokhale RH，Krysiak R，et al. Prevalence of drug resistant TB among outpatients at an HIV/TB clinic in Lilongwe，Malawi[J]. Trans R Soc Trop Med Hyg，2015，109(12)：763- 768.

[12]Belay M，Bjune G，Abebe F. Prevalence of tuberculosis，HIV，and TB-HIV co-infection among pulmonary tuberculosis suspects in a predominantly pastoralist area，northeast Ethiopia[J]. Glob Health Action，2015，8(1)：27949.

[13]Ford N，Getahun H. Service integration to reduce HIV-associated TB mortality[J]. Public Health Action，2015，5(4)：204.

[14]Mekonnen D，Derbie A，Desalegn E. TB/HIV co-infections and associated factors among patients on directly observed treatment short course in Northeastern Ethiopia：a 4 years retrospective study[J]. BMC Res Notes，2015，8：666.doi:10.1186/s13104-015-1664- 0.

[15]Nglazi MD，Bekker LG，Wood R，et al. The impact of HIV status and antiretroviral treatment on TB treatment outcomes of new tuberculosis patients attending co- located TB and ART services in South Africa：a retrospective cohort study[J]. BMC Infect Dis，2015，15：536.doi:10.1186/s12879- 015-1275-3.

[16]Thi AM，Shewade HD，Kyaw NT，et al. Timing of antiretroviral therapy and TB treatment outcomes in patients with TB-HIV in Myanmar[J]. Public Health Action，2016，6(2)：111- 117.

[17]Gray JM，Cohn DL. Tuberculosis and HIV coinfection[J]. Semin Respir Crit Care Med，2013，34(1)：32- 43.

[18]Ford N，Matteelli A，Shubber Z，et al. TB as a cause of hospitalization and in-hospital mortality among people living with HIV worldwide：a systematic review and meta-analysis[J]. J Int AIDS Soc，2016，19(1)：20714.

[19]Zampieri S，Degen W，Ghirardello A，et al. Dephosphorylation of auto antigenic ribosomal P proteins during Fas-L induced apoptosis：a possible trigger for the development of the autoimmune response in patients with systemic lupus erythematosus[J]. Ann Rheum Dis，2001，60：72- 76.

[20]尹婧，葉冬青. HIV誘發(fā)系統(tǒng)性紅斑狼瘡的作用及對療效的影響[J]. 國外醫(yī)學(xué)：流行病學(xué)傳染病學(xué)分冊，2003，30(2)：70- 72.

[21]Deshmukh R，Shah A，Sachdeva KS，et al. Scaling up of HIV-TB collaborative activities：Achievements and challenges in India[J]. Indian J Tuberc，2016，63(1)：4- 7.

[22]Glaziou P，F(xiàn)loyd K，Weil D，et al. TB deaths rank alongside HIV deaths as top infectious killer[J]. Int J Tuberc Lung Dis，2016，20(2)：143- 144.

Bioinformatic Analysis of Differentially Expressed Genes in Peripheral Blood ofHuman Immunodeficiency Virus/Tubercle Bacilli Co-infected Patients

ZHANG Rongqiang1，LIU Qiling1，SUN Na1，KANG Wulin2，YUAN Puwei2

1Department of Epidemiology and Health Statistics，School of Public Health，2Department of Orthopedics，the First ClinicalMedical College，Shaanxi University of Chinese Medicine，Xianyang，Shaanxi 712046，ChinaCorresponding author：ZHANG Rongqiang Tel：029- 38185219，E-mail：zhangrqxianyang@163.com

Objective To analyze the differentially expressed genes in peripheral blood of human immunodeficiency(HIV)/tubercle bacilli co-infected patients and explore the biological regulatory mechanism and network of key proteins，so as to provide new evidence for early diagnosis and clinical treatment of HIV/TB co-infected patients. Methods Microarray gene chip data of HIV/TB co-infected patients were downloaded from public databases GEO and imported into the analysis software GEO，STRING，PANTHER，and GenClip. The gene expression profiles，protein interaction networks，processes of molecular biology，and gene functions were analyzed. Results The expression profiles of 15 529 genes between the two groups of patients were similar，and gene expression profiles from 44 subjects were highly correlated. The 251 differentially expressed genes had good diagnostic capabilities in the differential diagnosis of HIV/TB infection. RPLP1 might be a key gene in the diagnosis of HIV/TB infection. The differentially expressed genes and positive regulators showed certain functions such as external stimuli，signal transduction pathways in cells，migration of neutrophils，and immunological and other relevant functionalities. Meanwhile，they may also be involved in free radical-related apoptosis，inflammation，and activation pathways. Conclusions A total of 251 differentially expressed genes are found to be able to distinguish simple HIV infection from HIV/TB infection. Protein-protein interaction network of top 40 differential expression genes includes RPLP1 gene，which is possibly associated with HIV/TB co-infection and may be involved in and the positive regulation of external stimuli，signal transduction pathways in cells，migration of neutrophils，and immunological functions. These findings may provide certain evidence for the diagnosis and treatment of HIV/TB infection.

human immunodeficiency virus；tubercle bacilli；differentially expressed genes；bioinformatics

咸陽市科技局重點(diǎn)項(xiàng)目(2013K12- 01)和陜西中醫(yī)藥大學(xué)青年基金項(xiàng)目(2015QN05)Supported by the Key Project of Science and Technology Bureau of Xianyang(2013K12- 01)and the Youth Project of Shaanxi University of Chinese Medicine(2015QN05)

張榮強(qiáng) 電話：029- 38185219，電子郵件：zhangrqxianyang@163.com

R183.9

A

1000- 503X(2017)03- 0336- 09

10.3881/j.issn.1000- 503X.2017.03.007

2016- 09- 06)