杜敏+李釗偉+唐保明+李澤清
【摘要】結核的發(fā)展是多原因綜合作用結果,隨著人類的基因組計劃完成,多個易感性基因已經被發(fā)現,中國是結核病高發(fā)國家,進行結核病因學探討,可有效地推動結核病防治,這些易感基因的發(fā)現和研究對于建立和健全結核預防和控制措施起到不可忽視的作用。據調查,全世界大約1/3人數感染過結核菌,年均約300萬人死于結核病,此病是單個感染因素引起病死率最高的病種。而感染者中僅1/10患病,提示結核病易感性與個體差異可能相關。有研究表明結核病的遺傳易感性或抗性由多個基因共同控制,結核病易感性差異可能是由少數幾個主效基因或多個微效基因共同決定的。宿主對結核菌的易感程度受遺傳背景影響,宿主的免疫基因改變可能影響抗結核的免疫能力,影響其T細胞的調節(jié)作用和巨噬細胞的吞噬和清除能力,從而結核病臨床表現以及其特征被影響。
【關鍵詞】結核;易感基因;結核發(fā)病機制
【中圖分類號】R521 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095-6681.2016.35.0.03
結核菌入侵宿主體內,感染、發(fā)病、轉歸都與大多細菌性疾病有巨大差異,因而宿主反應有特殊研究意義。結核菌感染引起宿主免疫反應過程中的免疫成分變化,都可能導致結核感染者發(fā)展成活動性結核病。而這些免疫成分皆由基因控制合成,這些基因的多態(tài)性可能決定著結核的發(fā)生、發(fā)展、轉歸,所以研究這些基因是必要的。大量研究顯示若干候選易感基因產物:甘露糖結合凝集素(MBL)、自然抗性相關巨噬細胞蛋白1(NRAMPl)、維生素D受體(VDR)。以及IL-6基因rs1800796位點、HLA-DRB*16和HLA-A*02可能是人群結核病易感基因[9],還有r-干擾素編碼基因(IFNG)也可能與結核病的發(fā)生和發(fā)展相關[10]。
1 白細胞介素(IL)基因
IL-6為機體的免疫炎癥反應生物學標記物,有者抗炎因子和前炎因子兩種功能和角色,在機體炎癥和免疫反應過程中都起著重要作用[2,3]。研究顯示結核患者血清內IL-6有不同程度上升,且可能和結核病活動及結核嚴重程度有一定相關[4]。??∶?,張東杰研究發(fā)現結核性腦膜炎患者IL-6含量較高,其隨著有效治療IL-6呈下降的趨勢。所以對這類患者進行IL-6檢查,能夠對該類患者免疫能力進行說明[1]。因此學者們猜測IL-6基因位點多態(tài)性可能影響IL-6蛋白表達水平從而影響結核易感性。張國良[5]等采用病例-對照的研究方法,發(fā)現在漢族人群中IL-6基因啟動子區(qū)的單核苷酸多態(tài)性位點rsl800796結核組與健康組差別有統計學意義,C為易感等位基因。rsl800796位點多態(tài)性能夠影響IL-6蛋白表達水平,rsl800796基因座位作為一個能預警的分子標記物,其能利于早期發(fā)現潛在的可能發(fā)展成活動性結核病的高危人群,也為揭示宿主調控IL-6基因表達的機制提供部分依據。但rsl800796基因座位多態(tài)性究竟通過何種機制來調控IL-6基因表達尚不明確,更加深入的機制探討將是我們未來的研究方向。
有關研究也表明IL-12基因也與結核易感性相關。胡世玲[6]等綜述得IL-12基因多態(tài)性與人類結核易感性具有關聯性,但這種關聯性在種族間存在差異。伍平[8]研究發(fā)現IL-12BR1 rs436857基因位點多態(tài)性與脊柱結核相關,A等位基因是脊柱結核的危險因素。張?zhí)焱衃7]等研究其機制為IL-12誘導IFN-γ產生,促進Th1細胞反應,改變了Th1/Th2平衡,對結核菌感染小鼠產生保護效應。但也有研究發(fā)現IL-12A基因rs568408G/A和IL-12B基因rs3212227A/C位點多態(tài)性可能與骨關節(jié)結核易感性無關。
2 NRAMPl基因
人類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1(NRAMP1)基因又稱SLCllA1基因,在結核病發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮一定作用。央拉[11]等研究發(fā)現NRAMP1基因D543N多態(tài)性位點在世居藏族結核病患者以及健康者之間的基因型分布存在明顯不同,表明該位點可能與世居藏族易感結核相關。當吞噬細胞吞噬結核菌后,其會以Fg2+、Mg2+、Mn2+等離子作為輔助因子高效合成自己的防御體系,來抵制內吞小體內活性氧以和活性氮的中間殺菌產物。可NRAMP1則能將內吞小體中的Fg2+、Mg2+、Mn2+等離子轉運出小體,破環(huán)結核菌合成防御體系。蘇保輝[12]等研究也發(fā)現NRAMP1基因D543N多態(tài)性可能是脊柱結核的遺傳易感因素。許洪,張宏其[13]綜述顯示NRAMP1基因上5'(GT)n、INT4、D543N、3'UTR單核苷酸多態(tài)性與結核易感性相關。但于潞[14]等也發(fā)現維吾爾族人群SLC11A1基因多態(tài)性與肺結核易感性不存在相關性,實驗結果的產生可能由于維吾爾族人群與漢族及哈薩克族遺傳背景存在差異有關,還可能與實驗樣本量不足有關。有關研究發(fā)現TB感染的肺巨噬細胞內,激活的Wnt/β-catenin信號通路能活化細胞凋亡蛋白酶依賴的通路,促進TNF-α和IL-6等炎性因子的表達以及巨噬細胞凋亡。NRAMP1基因各處研究差異說明對局部人群深入研究可能更有意義。從而找到易感人群及其聚集地,對預防結核病更具有指導意義。
3 VRD基因
維生素D(VD)與巨噬細胞活化相關甚密,機制可能為VD的代謝產物1,25(OH)2D3為重要的免疫相關凋節(jié)物,其通過影響免疫應答和激活巨噬細胞來提高殺菌能力,VD也能抑制其胞內TB生長,淋巴細胞的增殖、免疫球蛋白生成、細胞因子合成也能抑制。患有結核病的人巨噬細胞產生的VD有可能參與了針對結核菌的免疫反應,這些功能又必須與VD受體相互作用才能實現,因此VDR基因多態(tài)性可以影響機體對結核病易感性。陳丹丹[18]等在寧夏人群中研究發(fā)現肺結核易患性可能與VRD-TaqI、FokI位點多態(tài)性有關聯,VRD-(FF+ff)、tt基因型可能為危險因素,而Ff、VRD-(TT+Tt)基因型可能為保護的因素。也有文章揭示[19]亞洲人群中FokI位點ff基因型是結核感染或發(fā)病的危險因素BsmI位點bb基因型為保護因素TaqI、ApaI位點與結核易感性的相關性差異無統計學意義(P>0.05)。李春柱[20]基因FokI多態(tài)性與新疆哈薩克族人群結核病易感性有關聯,與TaqI多態(tài)性無關聯;等位基因f可能是新疆哈薩克族人群結核病易感基因;FokI與TaqI兩位點之間不存在連鎖不平衡。張娟[15]等研究發(fā)現在中國沈陽地區(qū),VDR基因(rs731236和rs2228570)SNP可能與結核病易感性關聯不大。而國外學者研究表明,VDR基因Taq和Fok位點多態(tài)性與結核病易感性有關[16-17],這表明VDR基因多態(tài)在一定程度上存在種族差異。
4 甘露糖結合凝集素(MBL)基因
MBL屬于Ca2+依賴型凝集素家族一員,其主要是通過調理作用以及激活補體途徑來發(fā)揮天然的防御作用。有研究證實,MBL血清濃度低下或結構缺損受MBL基因的6個多態(tài)性位點的影響,這其中包括位于啟動子區(qū)-550位的H/L,-221位的X/Y和+4位的P/Q以及外顯子1區(qū)的52、54、57,3個多態(tài)性位點。李宇等[21]采用病例-對照研究方法和引物序列特異性PCR擴增技術對新疆地區(qū)的231例肺結核患者和226例健康志愿者研究得出MBL基因AA基因型與新疆漢族人群結核病負相關,其可能為當地漢族人群結核病的抵抗基因,而MBL基因AB基因型與新疆漢族人群結核病相關,其可能是當地漢族人群結核病的易感基因。WLiu,FZhang等[22]研究揭示在病例組中XB單倍型組呈超顯性,這表明在我國漢族人群內XB單倍型組導致了MBL血清學水平缺陷和或降低,使其更易發(fā)展成結核病。他們推測:某因素使MBL基因可能通過改變表達的數量在此病程中顯現出復雜特性,而其表達的質量在發(fā)展成臨床結核中則更為重要,而并非在肺泡巨噬細胞最初吞噬TB時只起增強作用。但MBL基因多態(tài)性和肺結核之間的關聯沒有觀察到令人信服的證據。秦花[23]等應用Meta分析方法在亞洲人群中,MBL2基因P52位點可能是增加結核病患病風險的危險因素,在高加索人群中,MBL2基因P52位點多態(tài)性與結核病的發(fā)病風險可能不存在相關性。劉洋[24]在MBL26個單倍體型中,YA/YA基因型可能是一種保護基因型,MBL基因多態(tài)性可能與肺結核易感性有關,并與肺結核病人復發(fā)等相關。
5 人類白細胞抗原(HLA)基因
隨著HLA在免疫功能中主要地位的確立以及結核病的免疫機制進一步闡明,人類HLA基因和結核發(fā)病機制之間的關聯研究也取得了一定的進展。但由于HLA等位基因分布因地域、人種不同而有明顯差異,所以對不同地域結核患者和HLA基因關聯性的研究才有意義。HLA基因復合體分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域,其中HLA-Ⅱ基因區(qū)最具多態(tài)性,它包括DP、DR、DQ、DM等基因座位,其中與結核易感性相關的基因大部分集中在DR、DQ基因上。劉玉彩等[25]研究得出HLA-DQB1*0201可能為新疆漢族人群的結核病患病易感基因。而HLA基因存在緊密連鎖不平衡以及其高度的復雜性,現在所做的研究僅僅是其單個的基因在結核發(fā)病中的作用,想要更好地了解其與結核發(fā)病的關系,還需對其單倍型作用進一步分析。有研究HLA-DRB1*0701、DQB1*0301可能是中國新疆漢族人群肺結核的易感基因,DRB1*07:01-DQB1*02:02、DRB1*09:01-DQB1*03:03可能是中國新疆漢族人群肺結核的易感單倍型。也有[26]研究得出HLA- DRB1*09、DQB1*0301可能是我國骨關節(jié)結核的易感基因,DRB1*13.2是保護性基因。且肺結核與骨關節(jié)結核間的易感基因存在不同。王育華等[27]研究揭示HLA-DR15基因的突變型可能為肺結核患病的易感基因型;當DR16位點如果和DR15位點突變同時發(fā)生時,二者聯合作用可能有協同效應,結核病易感性能明顯增強。
6 其他研究中的易感基因
結核發(fā)病機制較復雜,參與的細胞因子較多,故而目前對結核的相應的易感基因研究的種類較多,除上述幾種研究較多的易感基因外還有如下幾種:TNF-α-308、-238位點基因、IFN-γ的基因、CD209基因、CISH基因rs2239751位點、KLF4基因、單核細胞趨化蛋白-1啟動子區(qū)2518基因位點GG基因型和G等位基因、PRDM1-ATG5間的候選基因、人類SP110基因、Toll樣受體基因、Wnt信號通路SFRP1基因、白三烯A4水解酶基因中rs1978331基因、rs1978331和rs2660898基因等都有相關的研究其多態(tài)性和結核易感性存在一定相關。
綜上各研究存在差異,可能與以下幾個原因相關:①結核病屬于典型的多基因作用疾病,單個位點對其作用不明顯;②各地區(qū)和民族之間存在差異;③各易感基因間也可能存在連鎖不平衡而造成假性關聯;④選取樣本較少或較片面,造成一定程度的結果差異。還有基因與環(huán)境互作用等尚需進一步研究。上述研究都體現出一個重要特征即結核疾病的可能易感性。可能不同地域、人群中存在的易感基因差異,但也不可忽視基因同環(huán)境之間,各基因之間的互相作用。隨著生物技術進一步不斷發(fā)展,相信一定能推動結核易感基因相關研究,從而達到控制結核的目的。
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