基因多態性與結核易感性研究狀況

陳家瑞，劉 沖，詹新立，莫 森，陳立藝，梁 妥，馬 元，王澤群

(廣西醫科大學第一附屬醫院脊柱骨病外科，南寧 530021)

結核病是世界性疾病，中國是22個結核病負擔較重的國家之一[1]。世界衛生組織報告稱，2017年約有1 000萬人患有結核病[2]。全球約有1/3人口感染結核桿菌，但僅有1/10感染人群發病，大多數感染者能夠控制甚至清除體內的結核桿菌，可見多因素參與結核病的發展，其中遺傳因素(基因多態性)發揮較大作用，機體感染結核桿菌后是否發病存在個體差異。從20世紀70年代起，各種以家族為基礎的基因連鎖分析、以病例對照為基礎的相關分析以及雙分子研究等一系列研究表明，遺傳因素在結核病個體易感性中發揮重要作用[3]。結核病的相關遺傳易感性基因主要分為人類白細胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)基因和非HLA基因兩類，目前對非HLA基因多態性的研究較多。現對近年來結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具有較明顯的多態性，對控制人類疾病的個體易感性發揮著重要作用。HLA基因位于6p21.31區，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]對印度尼西亞爪哇人結核病的病理研究發現，HLA-DRB1*1101等位基因可能與結核易感性相關。我國也有關于HLA-DR可能與貴州漢族人[7]、中國哈薩克族人[8]肺結核相關的報道。李素芝等[9]對中國藏族人群的研究認為，HLA-DRB1*0901、-DQA1*0101和-DQB1*0301可能是肺結核的易感基因，而HLA-DQA1*0301是肺結核的保護基因。另有研究表明，不同HLA基因與不同種族結核病存在明顯關聯。HLA基因具有非特異性和復雜的連鎖不平衡性，故較難確定基因與疾病的聯系，仍需要進一步的研究。

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P2Y1～6兩個家族。人類嘌呤受體P2X7基因位于染色體12q24，包含13個外顯子，編碼595個氨基酸，其表達產物是一種在鼠類和人類巨噬細胞表面高表達的ATP依賴性配體-門控離子通道，參與炎癥和免疫反應，介導細胞死亡等，在人類固有免疫過程中發揮重要作用[10-12]。

人類巨噬細胞等免疫細胞上的P2X7受體活化后對結核桿菌有殺傷功能。P2X7基因多態性可能使該殺傷功能減弱甚至消失，從而使機體對結核桿菌的易感性發生變化。目前，對P2X7相關基因的研究有-1513A>C、-762C>T、489C>T等位點。對-1513A>C位點的研究發現，C等位基因與結核易感性有關[11,13-16]。而Shamsi等[17]的研究表明，結核患者組1513A>C的A等位基因顯著高于健康對照組，表明AA基因型是患結核病的危險因素之一。對-762T>C位點的研究認為，C等位基因為易感因素[15,18]。另有研究認為，T等位基因為易感因素[19]。但Singla等[14]的研究發現，-762T/C多態性對結核有保護作用。此外，Zhou等[18]的研究表明，489C>T位點T等位基因是中國南方漢族人群脊柱結核的高危因素。

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胞因子，可激活抗原呈遞細胞，并通過上調轉錄因子T-bet 促進Th1細胞分化，具有調節免疫、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個多態性位點，位于啟動子-179(G/T)、內含子1和內含子3以及3′端非翻譯區+4766(C/T)。Smith和Denning[20]的研究發現，與結核相關的IFN-γ基因位點主要有+874T/A、+3234T/C、-1616C/T以及CA重復堿基。在結核感染過程中，IFN-γ屬于抗結核桿菌感染的保護因子，高表達的IFN-γ可促進巨噬細胞活化和抗原呈遞，并啟動機體免疫反應，從而增加巨噬細胞抵抗以及清除結核桿菌。

人類IFN-γ受體基因1位于染色體6q23.3區，IFN-γ受體基因1缺失導致原發性免疫紊亂，對IFN-γ無應答，從而增加人體對結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位點攜帶C等位基因者不易患肺結核。He等[22]對中國藏族人群的研究發現，攜帶IFN-γ的rs2069705小A等位基因者易患肺結核，而IFN-γ受體基因1上的多個位點突變體對肺結核有保護作用。Li等[23]對中國漢族人群的研究發現，IFN-γ基因rs2069718位點與肺結核顯著相關，而脊柱結核患者與未患病人群的差異無統計學意義。Wei等[24]的薈萃分析發現，+874T/A是肺結核和肺外結核的易感因素，且不同民族間的差異有統計學意義，但與王海賓等[25]的研究結論不同。Rolandelli等[26]對阿根廷人群的研究發現，IFN-γ基因的rs1861494位點與結核耐藥性相關。

2.3白細胞介素(interleukin，IL)及其受體基因 IL由多種細胞產生，并對多種細胞起作用。目前，已發現有38種IL，被命名為IL-1～38，具有復雜的功能[27]。IL與IL受體結合后，可激活并調節免疫細胞的活化和增殖等，在感染結核時發揮重要作用。可見，IL及其受體的基因多態性與結核易感性存在一定的關聯。

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]的研究發現，IL-1β基因+3954C/T位點CC基因型的結核病感染風險顯著提高。而Mao等[29]的薈萃分析表明，非洲攜帶IL-1β基因-511T/C人群的結核病患病率降低。

IL-6基因位于染色體7p21～p14，包括5個外顯子和4個內含子。有研究發現，IL-6基因多態性主要存在于啟動子區的-597G/A、-572C/C、-190C/T、-174G/C以及-373An Tn[30-31]。孫永紅等[32]的研究結果表明，IL-6-572位點 CC型可能與肺結核發病相關，經多因素調整后，其相關性仍有統計學意義；Mao等[29]的薈萃分析表明，攜帶 IL-6 -174C/G的美國人群的結核病患病率降低。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位點與中國漢族人肺結核易感性相關，A/A基因型可能是肺結核的危險因素，該研究結論與馬志明等[34]的研究結論一致。而Meenakshi等[28]的研究發現，攜帶GA基因型人群患結核病的風險顯著增加。譚國超等[35]對我國西部漢族人的研究發現，-1802A/G位點與肺結核易感性顯著相關，G是危險等位基因。

IL-12由IL-12A、IL-12B構成，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位點基因多態性與廣西壯族骨關節結核患者無明顯關聯。伍平[37]的研究表明，與健康對照組相比，脊柱結核患者IL-12B受體1基因rs436857位點A等位基因和AA基因型出現的頻率較高，等位基因A可能是脊柱結核的危險因素。

IL-23受體基因位于人類染色體1p31。吳昭元等[38]對廣西壯族人群的研究發現，IL-23受體基因rs10489629位點C等位基因、rs10889675位點A等位與骨關節結核易感性相關。江道斌[39]對新疆維吾爾族人群的研究發現，IL-23受體基因rs10889677位點和rs7518660位點可能是肺結核的危險因素；Ben-Selma和Boukadida[40]對突尼斯人的研究表明，IL-23受體基因rs11209026位點基因多態性和肺結核的活動性嚴重程度存在明顯關聯。

呼吸機相關性肺炎病因很多,包括患者自身免疫系統低下,容易感染[5]。由于機械通氣患者,多數本身患有基礎性疾病,或年紀較大導致免疫能力下降,院內停留時間也較長,與各類致病菌的接觸較多,因此發生呼吸機相關性肺炎的幾率大大提升。同時,由于在機械通氣的過程中,患者的呼吸道插管是個重復性多次動作,使得呼吸道損傷幾率大大增加,加之氣管在下插過程中可能將上呼吸道的病菌帶至下呼吸道,進一步引起感染。此外,引發呼吸機相關性肺炎也有可能由于患者的頻繁治療導致病病菌耐藥性大大提高,病菌得以大量繁殖,增加了呼吸機相關性肺炎的發生率。

目前，對IL及其受體基因和結核易感性關系的研究較多，但IL家族龐大，對每一類IL及其受體基因的研究相對較少，故需要對IL及其受體基因與結核易感性的關系進行大量的深入研究。

2.4單核細胞趨化蛋白-1 單核細胞趨化蛋白-1屬于單核細胞和巨噬細胞的趨化因子，可誘導激活單核細胞。單核細胞趨化蛋白-1可增加單核細胞內的游離氧濃度，從而增強單核細胞對細菌的殺傷作用，還可限制結核桿菌的體內傳播，并繼發調控與免疫反應密切相關結核病的發生和發展[41]。Hussain等[42]也發現，單核細胞趨化蛋白-1與體內結核病的發生和發展明顯相關。

人類單核細胞趨化蛋白-1編碼基因位于 17q11.2 區。關于-2518A/G位點基因多態性的研究認為，G等位基因攜帶者更易患結核病[43-48]。關于-362G/C位點的研究結論卻不一致，張宏其等[49]對湖南漢族人群的研究發現，CC基因型與脊柱結核明顯相關；Guo等[50]對中國人-362G/C多態性與血漿單核細胞趨化蛋白-1升高關系的研究認為，小c 等位基因是脊柱結核的危險因素，但與Velez Edwards等[51]的研究結果相反。Thye等[52]的研究結果顯示，-362位點的CC基因型不僅與結核易感性無關，還可在一定程度上抵抗結核感染。

2.5人類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因 鼠類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因可促進鼠類結核病的發生、發展，而人類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因是鼠類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因的人類同源性基因，與鼠類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因有89%的同源性[53]。有研究發現，自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因作為一種遺傳學因素在宿主防御機制中占有重要地位[54]。

人類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因定位于人染色體2q35。近年來，關于人類自然抵抗相關巨噬細胞蛋白1基因多態性與結核易感性關系方面的研究多在D543N和3′非翻譯區位點上。熊宇和李革[55]對重慶漢族人群的研究發現，攜帶D543N A等位基因、3′非翻譯區TGTG(-)等位基因人群的肺結核易感性更強。Ben-Selma等[56]對突尼斯人群肺結核和肺外結核易感性的研究顯示，按性別分層時，結核病(肺結核組野生GG基因型)女性患者與健康女性的基因型分布差異有統計學意義；進行年齡分組時，D543N基因位點AG基因型和GG基因型患肺外結核風險較低，表明GG基因型對活動性肺結核有一定的保護作用。Wu等[8]對中國哈薩克族人群的研究發現，結核患者組(TGTG+/-基因型)和f等位基因的頻率顯著高于健康對照組，并認為3′非翻譯區與結核病的發展相關，Wu等[57]的研究也得到了類似的結論。

FokI基因多態性與結核易感性相關[60-63]。多項研究認為，f基因是結核病的危險因素[8,57,64-66]。但也有研究認為，F基因是結核病的危險因素[67-68]。FokI基因多態性與結核無關[69]。其中，Lee和Song[68]進行的薈萃分析表明，維生素D受體的FokI多態性f等位基因與肺結核無關；對患者進行種族分析后發現，東亞人FokI F等位基因與肺結核易感性相關。孫亞萍[62]的薈萃分析表明，亞洲人FokI基因多態性與結核病易感性相關。

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

目前，對ApaI和TaqI的研究較少。研究表明，ApaI基因多態性與結核易感性相關[66,71]。但與Selvaraj等[67]的研究結果不一致。至今尚未發現TaqI基因與結核易感性相關，Salimi等[66]認為，TaqI基因多態性與肺結核無關，但TaqI的單倍體型f-T-B、f-t-b可潛在地增加肺結核易感性。

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構成，屬于細胞核受體轉錄因子的亞集之一，也是調節脂質、炎癥、糖代謝的因子，在樹突狀細胞、巨噬細胞和淋巴細胞等免疫細胞中表達，對調節免疫基因系統發揮重要的作用[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區和19q13.3區。肝臟X受體在肝臟表達較多，目前關于肝臟X受體基因與人類結核易感性的研究甚少。Korf等[72]對感染結核桿菌小鼠的研究發現，缺乏肝臟X受體亞型的小鼠更易感染結核，并且感染程度更重，故推測肝臟X受體基因多態性與結核有一定的聯系。此外，Han等[73]對中國漢族人群的研究發現，攜帶rs1449627的G等位基因和rs1405655的T等位基因人群的結核病患病風險增加；肝臟X受體A以及肝臟X受體B基因的多個位點對結核病具有保護作用。

除上述基因外，其他基因也與結核易感性存在關聯，如骨形態發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]、核苷酸結合寡聚化結構域2基因[76]、甘露糖結合凝集素基因[57]、核體蛋白SP110基因[77]、腫瘤壞死因子-α基因[77-78]等。

3 小 結

目前，關于基因多態性與結核病易感性相關性的研究尚無統一的結論。人種與地理環境的差異、基因與環境之間的相互作用、基因的相互作用以及研究條件和研究的樣本量等均可對研究結果產生影響。多個基因與結核易感性相關，而每個基因又存在多個基因位點，對同地區同民族的相同基因位點的研究次數較少，且缺乏相關驗證性研究，故目前尚無統一的研究結論。進一步研究結核易感性與基因多態性關系，掌握基因水平的結核病易感性免疫學機制，對結核病易感性的研究起積極作用，并對有效預防和治療疾病具有重要意義，將為早期預防、個體化治療和基因水平精準治療結核病提供理論依據。