基因多態(tài)性與結(jié)核易感性研究狀況

陳家瑞，劉 沖，詹新立，莫 森，陳立藝，梁 妥，馬 元，王澤群

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院脊柱骨病外科，南寧 530021)

結(jié)核病是世界性疾病，中國(guó)是22個(gè)結(jié)核病負(fù)擔(dān)較重的國(guó)家之一[1]。世界衛(wèi)生組織報(bào)告稱，2017年約有1 000萬(wàn)人患有結(jié)核病[2]。全球約有1/3人口感染結(jié)核桿菌，但僅有1/10感染人群發(fā)病，大多數(shù)感染者能夠控制甚至清除體內(nèi)的結(jié)核桿菌，可見多因素參與結(jié)核病的發(fā)展，其中遺傳因素(基因多態(tài)性)發(fā)揮較大作用，機(jī)體感染結(jié)核桿菌后是否發(fā)病存在個(gè)體差異。從20世紀(jì)70年代起，各種以家族為基礎(chǔ)的基因連鎖分析、以病例對(duì)照為基礎(chǔ)的相關(guān)分析以及雙分子研究等一系列研究表明，遺傳因素在結(jié)核病個(gè)體易感性中發(fā)揮重要作用[3]。結(jié)核病的相關(guān)遺傳易感性基因主要分為人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)基因和非HLA基因兩類，目前對(duì)非HLA基因多態(tài)性的研究較多?，F(xiàn)對(duì)近年來(lái)結(jié)核病宿主遺傳易感性方面的研究狀況予以綜述。

1 HLA基因

HLA具有較明顯的多態(tài)性，對(duì)控制人類疾病的個(gè)體易感性發(fā)揮著重要作用。HLA基因位于6p21.31區(qū)，其分布范圍約為4 000 kb，占人類基因組的1/3 000[4-5]。

Yuliwulandari等[6]對(duì)印度尼西亞爪哇人結(jié)核病的病理研究發(fā)現(xiàn)，HLA-DRB1*1101等位基因可能與結(jié)核易感性相關(guān)。我國(guó)也有關(guān)于HLA-DR可能與貴州漢族人[7]、中國(guó)哈薩克族人[8]肺結(jié)核相關(guān)的報(bào)道。李素芝等[9]對(duì)中國(guó)藏族人群的研究認(rèn)為，HLA-DRB1*0901、-DQA1*0101和-DQB1*0301可能是肺結(jié)核的易感基因，而HLA-DQA1*0301是肺結(jié)核的保護(hù)基因。另有研究表明，不同HLA基因與不同種族結(jié)核病存在明顯關(guān)聯(lián)。HLA基因具有非特異性和復(fù)雜的連鎖不平衡性，故較難確定基因與疾病的聯(lián)系，仍需要進(jìn)一步的研究。

2 非HLA基因

2.1嘌呤受體基因 嘌呤受體家族可分為P1和P2兩個(gè)家族，P1是一族包括腺苷及其受體核苷，P2包括ATP及其受體P2X1～7和P2Y1～6兩個(gè)家族。人類嘌呤受體P2X7基因位于染色體12q24，包含13個(gè)外顯子，編碼595個(gè)氨基酸，其表達(dá)產(chǎn)物是一種在鼠類和人類巨噬細(xì)胞表面高表達(dá)的ATP依賴性配體-門控離子通道，參與炎癥和免疫反應(yīng)，介導(dǎo)細(xì)胞死亡等，在人類固有免疫過(guò)程中發(fā)揮重要作用[10-12]。

人類巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞上的P2X7受體活化后對(duì)結(jié)核桿菌有殺傷功能。P2X7基因多態(tài)性可能使該殺傷功能減弱甚至消失，從而使機(jī)體對(duì)結(jié)核桿菌的易感性發(fā)生變化。目前，對(duì)P2X7相關(guān)基因的研究有-1513A>C、-762C>T、489C>T等位點(diǎn)。對(duì)-1513A>C位點(diǎn)的研究發(fā)現(xiàn)，C等位基因與結(jié)核易感性有關(guān)[11,13-16]。而Shamsi等[17]的研究表明，結(jié)核患者組1513A>C的A等位基因顯著高于健康對(duì)照組，表明AA基因型是患結(jié)核病的危險(xiǎn)因素之一。對(duì)-762T>C位點(diǎn)的研究認(rèn)為，C等位基因?yàn)橐赘幸蛩豙15,18]。另有研究認(rèn)為，T等位基因?yàn)橐赘幸蛩豙19]。但Singla等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，-762T/C多態(tài)性對(duì)結(jié)核有保護(hù)作用。此外，Zhou等[18]的研究表明，489C>T位點(diǎn)T等位基因是中國(guó)南方漢族人群脊柱結(jié)核的高危因素。

2.2γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)基因及IFN-γ受體基因 IFN-γ屬于一類水溶性二聚體細(xì)胞因子，可激活抗原呈遞細(xì)胞，并通過(guò)上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子T-bet 促進(jìn)Th1細(xì)胞分化，具有調(diào)節(jié)免疫、抵抗病毒和腫瘤等作用。IFN可分為Ⅰ型IFN和Ⅱ型IFN，Ⅰ型 IFN主要包括α、β、ω、δ、κ、ε、ξ和τ等亞型，Ⅱ型 IFN只有IFN-γ。人類IFN-γ基因位于常染色體12q14，有6個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，位于啟動(dòng)子-179(G/T)、內(nèi)含子1和內(nèi)含子3以及3′端非翻譯區(qū)+4766(C/T)。Smith和Denning[20]的研究發(fā)現(xiàn)，與結(jié)核相關(guān)的IFN-γ基因位點(diǎn)主要有+874T/A、+3234T/C、-1616C/T以及CA重復(fù)堿基。在結(jié)核感染過(guò)程中，IFN-γ屬于抗結(jié)核桿菌感染的保護(hù)因子，高表達(dá)的IFN-γ可促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化和抗原呈遞，并啟動(dòng)機(jī)體免疫反應(yīng)，從而增加巨噬細(xì)胞抵抗以及清除結(jié)核桿菌。

人類IFN-γ受體基因1位于染色體6q23.3區(qū)，IFN-γ受體基因1缺失導(dǎo)致原發(fā)性免疫紊亂，對(duì)IFN-γ無(wú)應(yīng)答，從而增加人體對(duì)結(jié)核分枝桿菌的易感性。Lu等[21]的研究表明，IFN-γ受體基因1的rs2234711位點(diǎn)攜帶C等位基因者不易患肺結(jié)核。He等[22]對(duì)中國(guó)藏族人群的研究發(fā)現(xiàn)，攜帶IFN-γ的rs2069705小A等位基因者易患肺結(jié)核，而IFN-γ受體基因1上的多個(gè)位點(diǎn)突變體對(duì)肺結(jié)核有保護(hù)作用。Li等[23]對(duì)中國(guó)漢族人群的研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ基因rs2069718位點(diǎn)與肺結(jié)核顯著相關(guān)，而脊柱結(jié)核患者與未患病人群的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Wei等[24]的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，+874T/A是肺結(jié)核和肺外結(jié)核的易感因素，且不同民族間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但與王海賓等[25]的研究結(jié)論不同。Rolandelli等[26]對(duì)阿根廷人群的研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ基因的rs1861494位點(diǎn)與結(jié)核耐藥性相關(guān)。

2.3白細(xì)胞介素(interleukin，IL)及其受體基因 IL由多種細(xì)胞產(chǎn)生，并對(duì)多種細(xì)胞起作用。目前，已發(fā)現(xiàn)有38種IL，被命名為IL-1～38，具有復(fù)雜的功能[27]。IL與IL受體結(jié)合后，可激活并調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活化和增殖等，在感染結(jié)核時(shí)發(fā)揮重要作用?？梢?，IL及其受體的基因多態(tài)性與結(jié)核易感性存在一定的關(guān)聯(lián)。

IL-1有IL-1α和IL-1β兩種存在形式，IL-1β基因位于人類染色體2q13～q21上；Meenakshi等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，IL-1β基因+3954C/T位點(diǎn)CC基因型的結(jié)核病感染風(fēng)險(xiǎn)顯著提高。而Mao等[29]的薈萃分析表明，非洲攜帶IL-1β基因-511T/C人群的結(jié)核病患病率降低。

IL-6基因位于染色體7p21～p14，包括5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。有研究發(fā)現(xiàn)，IL-6基因多態(tài)性主要存在于啟動(dòng)子區(qū)的-597G/A、-572C/C、-190C/T、-174G/C以及-373An Tn[30-31]。孫永紅等[32]的研究結(jié)果表明，IL-6-572位點(diǎn) CC型可能與肺結(jié)核發(fā)病相關(guān)，經(jīng)多因素調(diào)整后，其相關(guān)性仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Mao等[29]的薈萃分析表明，攜帶 IL-6 -174C/G的美國(guó)人群的結(jié)核病患病率降低。IL-10的編碼基因位于人類染色體1q31～q32；楊慧等[33]的研究表明，-1082G/A位點(diǎn)與中國(guó)漢族人肺結(jié)核易感性相關(guān)，A/A基因型可能是肺結(jié)核的危險(xiǎn)因素，該研究結(jié)論與馬志明等[34]的研究結(jié)論一致。而Meenakshi等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，攜帶GA基因型人群患結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。譚國(guó)超等[35]對(duì)我國(guó)西部漢族人的研究發(fā)現(xiàn)，-1802A/G位點(diǎn)與肺結(jié)核易感性顯著相關(guān)，G是危險(xiǎn)等位基因。

IL-12由IL-12A、IL-12B構(gòu)成，基因分別位于人類染色體3p12～q13.2和5q31～33上。陸潞等[36]的研究表明，IL-12A基因rs568408G/A和IL-12B基因rs3212227A/C位點(diǎn)基因多態(tài)性與廣西壯族骨關(guān)節(jié)結(jié)核患者無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。伍平[37]的研究表明，與健康對(duì)照組相比，脊柱結(jié)核患者IL-12B受體1基因rs436857位點(diǎn)A等位基因和AA基因型出現(xiàn)的頻率較高，等位基因A可能是脊柱結(jié)核的危險(xiǎn)因素。

IL-23受體基因位于人類染色體1p31。吳昭元等[38]對(duì)廣西壯族人群的研究發(fā)現(xiàn)，IL-23受體基因rs10489629位點(diǎn)C等位基因、rs10889675位點(diǎn)A等位與骨關(guān)節(jié)結(jié)核易感性相關(guān)。江道斌[39]對(duì)新疆維吾爾族人群的研究發(fā)現(xiàn)，IL-23受體基因rs10889677位點(diǎn)和rs7518660位點(diǎn)可能是肺結(jié)核的危險(xiǎn)因素；Ben-Selma和Boukadida[40]對(duì)突尼斯人的研究表明，IL-23受體基因rs11209026位點(diǎn)基因多態(tài)性和肺結(jié)核的活動(dòng)性嚴(yán)重程度存在明顯關(guān)聯(lián)。

呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎病因很多,包括患者自身免疫系統(tǒng)低下,容易感染[5]。由于機(jī)械通氣患者,多數(shù)本身患有基礎(chǔ)性疾病,或年紀(jì)較大導(dǎo)致免疫能力下降,院內(nèi)停留時(shí)間也較長(zhǎng),與各類致病菌的接觸較多,因此發(fā)生呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的幾率大大提升。同時(shí),由于在機(jī)械通氣的過(guò)程中,患者的呼吸道插管是個(gè)重復(fù)性多次動(dòng)作,使得呼吸道損傷幾率大大增加,加之氣管在下插過(guò)程中可能將上呼吸道的病菌帶至下呼吸道,進(jìn)一步引起感染。此外,引發(fā)呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎也有可能由于患者的頻繁治療導(dǎo)致病病菌耐藥性大大提高,病菌得以大量繁殖,增加了呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的發(fā)生率。

目前，對(duì)IL及其受體基因和結(jié)核易感性關(guān)系的研究較多，但I(xiàn)L家族龐大，對(duì)每一類IL及其受體基因的研究相對(duì)較少，故需要對(duì)IL及其受體基因與結(jié)核易感性的關(guān)系進(jìn)行大量的深入研究。

2.4單核細(xì)胞趨化蛋白-1 單核細(xì)胞趨化蛋白-1屬于單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的趨化因子，可誘導(dǎo)激活單核細(xì)胞。單核細(xì)胞趨化蛋白-1可增加單核細(xì)胞內(nèi)的游離氧濃度，從而增強(qiáng)單核細(xì)胞對(duì)細(xì)菌的殺傷作用，還可限制結(jié)核桿菌的體內(nèi)傳播，并繼發(fā)調(diào)控與免疫反應(yīng)密切相關(guān)結(jié)核病的發(fā)生和發(fā)展[41]。Hussain等[42]也發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞趨化蛋白-1與體內(nèi)結(jié)核病的發(fā)生和發(fā)展明顯相關(guān)。

人類單核細(xì)胞趨化蛋白-1編碼基因位于 17q11.2 區(qū)。關(guān)于-2518A/G位點(diǎn)基因多態(tài)性的研究認(rèn)為，G等位基因攜帶者更易患結(jié)核病[43-48]。關(guān)于-362G/C位點(diǎn)的研究結(jié)論卻不一致，張宏其等[49]對(duì)湖南漢族人群的研究發(fā)現(xiàn)，CC基因型與脊柱結(jié)核明顯相關(guān)；Guo等[50]對(duì)中國(guó)人-362G/C多態(tài)性與血漿單核細(xì)胞趨化蛋白-1升高關(guān)系的研究認(rèn)為，小c 等位基因是脊柱結(jié)核的危險(xiǎn)因素，但與Velez Edwards等[51]的研究結(jié)果相反。Thye等[52]的研究結(jié)果顯示，-362位點(diǎn)的CC基因型不僅與結(jié)核易感性無(wú)關(guān)，還可在一定程度上抵抗結(jié)核感染。

2.5人類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因 鼠類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因可促進(jìn)鼠類結(jié)核病的發(fā)生、發(fā)展，而人類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因是鼠類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因的人類同源性基因，與鼠類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因有89%的同源性[53]。有研究發(fā)現(xiàn)，自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因作為一種遺傳學(xué)因素在宿主防御機(jī)制中占有重要地位[54]。

人類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因定位于人染色體2q35。近年來(lái)，關(guān)于人類自然抵抗相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因多態(tài)性與結(jié)核易感性關(guān)系方面的研究多在D543N和3′非翻譯區(qū)位點(diǎn)上。熊宇和李革[55]對(duì)重慶漢族人群的研究發(fā)現(xiàn)，攜帶D543N A等位基因、3′非翻譯區(qū)TGTG(-)等位基因人群的肺結(jié)核易感性更強(qiáng)。Ben-Selma等[56]對(duì)突尼斯人群肺結(jié)核和肺外結(jié)核易感性的研究顯示，按性別分層時(shí)，結(jié)核病(肺結(jié)核組野生GG基因型)女性患者與健康女性的基因型分布差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；進(jìn)行年齡分組時(shí)，D543N基因位點(diǎn)AG基因型和GG基因型患肺外結(jié)核風(fēng)險(xiǎn)較低，表明GG基因型對(duì)活動(dòng)性肺結(jié)核有一定的保護(hù)作用。Wu等[8]對(duì)中國(guó)哈薩克族人群的研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)核患者組(TGTG+/-基因型)和f等位基因的頻率顯著高于健康對(duì)照組，并認(rèn)為3′非翻譯區(qū)與結(jié)核病的發(fā)展相關(guān)，Wu等[57]的研究也得到了類似的結(jié)論。

FokI基因多態(tài)性與結(jié)核易感性相關(guān)[60-63]。多項(xiàng)研究認(rèn)為，f基因是結(jié)核病的危險(xiǎn)因素[8,57,64-66]。但也有研究認(rèn)為，F(xiàn)基因是結(jié)核病的危險(xiǎn)因素[67-68]。FokI基因多態(tài)性與結(jié)核無(wú)關(guān)[69]。其中，Lee和Song[68]進(jìn)行的薈萃分析表明，維生素D受體的FokI多態(tài)性f等位基因與肺結(jié)核無(wú)關(guān)；對(duì)患者進(jìn)行種族分析后發(fā)現(xiàn)，東亞人FokI F等位基因與肺結(jié)核易感性相關(guān)。孫亞萍[62]的薈萃分析表明，亞洲人FokI基因多態(tài)性與結(jié)核病易感性相關(guān)。

有研究認(rèn)為，結(jié)核病患者的BsmI基因位點(diǎn)BB基因型和B等位基因明顯增多[67,69-70]。另有研究認(rèn)為，BsmI基因與結(jié)核無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，不同種族間可能存在一定差異[65,68]。Salimi等[66]的研究認(rèn)為，Bsml基因多態(tài)性與肺結(jié)核無(wú)明顯關(guān)系，但Bsml單倍體型f-T-B和f-t-b可潛在地增加肺結(jié)核的易感性。

目前，對(duì)ApaI和TaqI的研究較少。研究表明，ApaI基因多態(tài)性與結(jié)核易感性相關(guān)[66,71]。但與Selvaraj等[67]的研究結(jié)果不一致。至今尚未發(fā)現(xiàn)TaqI基因與結(jié)核易感性相關(guān)，Salimi等[66]認(rèn)為，TaqI基因多態(tài)性與肺結(jié)核無(wú)關(guān)，但TaqI的單倍體型f-T-B、f-t-b可潛在地增加肺結(jié)核易感性。

2.7肝臟X受體 肝臟X受體由肝臟X受體A和肝臟X受體B構(gòu)成，屬于細(xì)胞核受體轉(zhuǎn)錄因子的亞集之一，也是調(diào)節(jié)脂質(zhì)、炎癥、糖代謝的因子，在樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞中表達(dá)，對(duì)調(diào)節(jié)免疫基因系統(tǒng)發(fā)揮重要的作用[72]。

人類肝臟X受體A基因和肝臟X受體B基因分別位于染色體11p11.2區(qū)和19q13.3區(qū)。肝臟X受體在肝臟表達(dá)較多，目前關(guān)于肝臟X受體基因與人類結(jié)核易感性的研究甚少。Korf等[72]對(duì)感染結(jié)核桿菌小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，缺乏肝臟X受體亞型的小鼠更易感染結(jié)核，并且感染程度更重，故推測(cè)肝臟X受體基因多態(tài)性與結(jié)核有一定的聯(lián)系。此外，Han等[73]對(duì)中國(guó)漢族人群的研究發(fā)現(xiàn)，攜帶rs1449627的G等位基因和rs1405655的T等位基因人群的結(jié)核病患病風(fēng)險(xiǎn)增加；肝臟X受體A以及肝臟X受體B基因的多個(gè)位點(diǎn)對(duì)結(jié)核病具有保護(hù)作用。

除上述基因外，其他基因也與結(jié)核易感性存在關(guān)聯(lián)，如骨形態(tài)發(fā)生蛋白與骨橋蛋白基因[63]、蛋白酪氨酸磷酸酶非受體型22基因[74]、嗜乳脂樣蛋白2基因[75]、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域2基因[76]、甘露糖結(jié)合凝集素基因[57]、核體蛋白SP110基因[77]、腫瘤壞死因子-α基因[77-78]等。

3 小 結(jié)

目前，關(guān)于基因多態(tài)性與結(jié)核病易感性相關(guān)性的研究尚無(wú)統(tǒng)一的結(jié)論。人種與地理環(huán)境的差異、基因與環(huán)境之間的相互作用、基因的相互作用以及研究條件和研究的樣本量等均可對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生影響。多個(gè)基因與結(jié)核易感性相關(guān)，而每個(gè)基因又存在多個(gè)基因位點(diǎn)，對(duì)同地區(qū)同民族的相同基因位點(diǎn)的研究次數(shù)較少，且缺乏相關(guān)驗(yàn)證性研究，故目前尚無(wú)統(tǒng)一的研究結(jié)論。進(jìn)一步研究結(jié)核易感性與基因多態(tài)性關(guān)系，掌握基因水平的結(jié)核病易感性免疫學(xué)機(jī)制，對(duì)結(jié)核病易感性的研究起積極作用，并對(duì)有效預(yù)防和治療疾病具有重要意義，將為早期預(yù)防、個(gè)體化治療和基因水平精準(zhǔn)治療結(jié)核病提供理論依據(jù)。