基因多态性与结核易感性研究状况

陈家瑞，刘 冲，詹新立，莫 森，陈立艺，梁 妥，马 元，王泽群

(广西医科大学第一附属医院脊柱骨病外科，南宁 530021)

结核病是世界性疾病，中国是22个结核病负担较重的国家之一[1]。世界卫生组织报告称，2017年约有1 000万人患有结核病[2]。全球约有1/3人口感染结核杆菌，但仅有1/10感染人群发病，大多数感染者能够控制甚至清除体内的结核杆菌，可见多因素参与结核病的发展，其中遗传因素(基因多态性)发挥较大作用，机体感染结核杆菌后是否发病存在个体差异。从20世纪70年代起，各种以家族为基础的基因连锁分析、以病例对照为基础的相关分析以及双分子研究等一系列研究表明，遗传因素在结核病个体易感性中发挥重要作用[3]。结核病的相关遗传易感性基因主要分为人类白细胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)基因和非HLA基因两类，目前对非HLA基因多态性的研究较多。现对近年来结核病宿主遗传易感性方面的研究状况予以综述。

1 HLA基因

HLA具有较明显的多态性，对控制人类疾病的个体易感性发挥着重要作用。HLA基因位于6p21.31区，其分布范围约为4 000 kb，占人类基因组的1/3 000[4-5]。

Yuliwulandari等[6]对印度尼西亚爪哇人结核病的病理研究发现，HLA-DRB1*1101等位基因可能与结核易感性相关。我国也有关于HLA-DR可能与贵州汉族人[7]、中国哈萨克族人[8]肺结核相关的报道。李素芝等[9]对中国藏族人群的研究认为，HLA-DRB1*0901、-DQA1*0101和-DQB1*0301可能是肺结核的易感基因，而HLA-DQA1*0301是肺结核的保护基因。另有研究表明，不同HLA基因与不同种族结核病存在明显关联。HLA基因具有非特异性和复杂的连锁不平衡性，故较难确定基因与疾病的联系，仍需要进一步的研究。

2 非HLA基因

2.1嘌呤受体基因 嘌呤受体家族可分为P1和P2两个家族，P1是一族包括腺苷及其受体核苷，P2包括ATP及其受体P2X1～7和P2Y1～6两个家族。人类嘌呤受体P2X7基因位于染色体12q24，包含13个外显子，编码595个氨基酸，其表达产物是一种在鼠类和人类巨噬细胞表面高表达的ATP依赖性配体-门控离子通道，参与炎症和免疫反应，介导细胞死亡等，在人类固有免疫过程中发挥重要作用[10-12]。

人类巨噬细胞等免疫细胞上的P2X7受体活化后对结核杆菌有杀伤功能。P2X7基因多态性可能使该杀伤功能减弱甚至消失，从而使机体对结核杆菌的易感性发生变化。目前，对P2X7相关基因的研究有-1513A>C、-762C>T、489C>T等位点。对-1513A>C位点的研究发现，C等位基因与结核易感性有关[11,13-16]。而Shamsi等[17]的研究表明，结核患者组1513A>C的A等位基因显著高于健康对照组，表明AA基因型是患结核病的危险因素之一。对-762T>C位点的研究认为，C等位基因为易感因素[15,18]。另有研究认为，T等位基因为易感因素[19]。但Singla等[14]的研究发现，-762T/C多态性对结核有保护作用。此外，Zhou等[18]的研究表明，489C>T位点T等位基因是中国南方汉族人群脊柱结核的高危因素。

2.2γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)基因及IFN-γ受体基因 IFN-γ属于一类水溶性二聚体细胞因子，可激活抗原呈递细胞，并通过上调转录因子T-bet 促进Th1细胞分化，具有调节免疫、抵抗病毒和肿瘤等作用。IFN可分为Ⅰ型IFN和Ⅱ型IFN，Ⅰ型 IFN主要包括α、β、ω、δ、κ、ε、ξ和τ等亚型，Ⅱ型 IFN只有IFN-γ。人类IFN-γ基因位于常染色体12q14，有6个多态性位点，位于启动子-179(G/T)、内含子1和内含子3以及3′端非翻译区+4766(C/T)。Smith和Denning[20]的研究发现，与结核相关的IFN-γ基因位点主要有+874T/A、+3234T/C、-1616C/T以及CA重复碱基。在结核感染过程中，IFN-γ属于抗结核杆菌感染的保护因子，高表达的IFN-γ可促进巨噬细胞活化和抗原呈递，并启动机体免疫反应，从而增加巨噬细胞抵抗以及清除结核杆菌。

人类IFN-γ受体基因1位于染色体6q23.3区，IFN-γ受体基因1缺失导致原发性免疫紊乱，对IFN-γ无应答，从而增加人体对结核分枝杆菌的易感性。Lu等[21]的研究表明，IFN-γ受体基因1的rs2234711位点携带C等位基因者不易患肺结核。He等[22]对中国藏族人群的研究发现，携带IFN-γ的rs2069705小A等位基因者易患肺结核，而IFN-γ受体基因1上的多个位点突变体对肺结核有保护作用。Li等[23]对中国汉族人群的研究发现，IFN-γ基因rs2069718位点与肺结核显著相关，而脊柱结核患者与未患病人群的差异无统计学意义。Wei等[24]的荟萃分析发现，+874T/A是肺结核和肺外结核的易感因素，且不同民族间的差异有统计学意义，但与王海宾等[25]的研究结论不同。Rolandelli等[26]对阿根廷人群的研究发现，IFN-γ基因的rs1861494位点与结核耐药性相关。

2.3白细胞介素(interleukin，IL)及其受体基因 IL由多种细胞产生，并对多种细胞起作用。目前，已发现有38种IL，被命名为IL-1～38，具有复杂的功能[27]。IL与IL受体结合后，可激活并调节免疫细胞的活化和增殖等，在感染结核时发挥重要作用。可见，IL及其受体的基因多态性与结核易感性存在一定的关联。

IL-1有IL-1α和IL-1β两种存在形式，IL-1β基因位于人类染色体2q13～q21上；Meenakshi等[28]的研究发现，IL-1β基因+3954C/T位点CC基因型的结核病感染风险显著提高。而Mao等[29]的荟萃分析表明，非洲携带IL-1β基因-511T/C人群的结核病患病率降低。

IL-6基因位于染色体7p21～p14，包括5个外显子和4个内含子。有研究发现，IL-6基因多态性主要存在于启动子区的-597G/A、-572C/C、-190C/T、-174G/C以及-373An Tn[30-31]。孙永红等[32]的研究结果表明，IL-6-572位点 CC型可能与肺结核发病相关，经多因素调整后，其相关性仍有统计学意义；Mao等[29]的荟萃分析表明，携带 IL-6 -174C/G的美国人群的结核病患病率降低。IL-10的编码基因位于人类染色体1q31～q32；杨慧等[33]的研究表明，-1082G/A位点与中国汉族人肺结核易感性相关，A/A基因型可能是肺结核的危险因素，该研究结论与马志明等[34]的研究结论一致。而Meenakshi等[28]的研究发现，携带GA基因型人群患结核病的风险显著增加。谭国超等[35]对我国西部汉族人的研究发现，-1802A/G位点与肺结核易感性显著相关，G是危险等位基因。

IL-12由IL-12A、IL-12B构成，基因分别位于人类染色体3p12～q13.2和5q31～33上。陆潞等[36]的研究表明，IL-12A基因rs568408G/A和IL-12B基因rs3212227A/C位点基因多态性与广西壮族骨关节结核患者无明显关联。伍平[37]的研究表明，与健康对照组相比，脊柱结核患者IL-12B受体1基因rs436857位点A等位基因和AA基因型出现的频率较高，等位基因A可能是脊柱结核的危险因素。

IL-23受体基因位于人类染色体1p31。吴昭元等[38]对广西壮族人群的研究发现，IL-23受体基因rs10489629位点C等位基因、rs10889675位点A等位与骨关节结核易感性相关。江道斌[39]对新疆维吾尔族人群的研究发现，IL-23受体基因rs10889677位点和rs7518660位点可能是肺结核的危险因素；Ben-Selma和Boukadida[40]对突尼斯人的研究表明，IL-23受体基因rs11209026位点基因多态性和肺结核的活动性严重程度存在明显关联。

呼吸机相关性肺炎病因很多,包括患者自身免疫系统低下,容易感染[5]。由于机械通气患者,多数本身患有基础性疾病,或年纪较大导致免疫能力下降,院内停留时间也较长,与各类致病菌的接触较多,因此发生呼吸机相关性肺炎的几率大大提升。同时,由于在机械通气的过程中,患者的呼吸道插管是个重复性多次动作,使得呼吸道损伤几率大大增加,加之气管在下插过程中可能将上呼吸道的病菌带至下呼吸道,进一步引起感染。此外,引发呼吸机相关性肺炎也有可能由于患者的频繁治疗导致病病菌耐药性大大提高,病菌得以大量繁殖,增加了呼吸机相关性肺炎的发生率。

目前，对IL及其受体基因和结核易感性关系的研究较多，但IL家族庞大，对每一类IL及其受体基因的研究相对较少，故需要对IL及其受体基因与结核易感性的关系进行大量的深入研究。

2.4单核细胞趋化蛋白-1 单核细胞趋化蛋白-1属于单核细胞和巨噬细胞的趋化因子，可诱导激活单核细胞。单核细胞趋化蛋白-1可增加单核细胞内的游离氧浓度，从而增强单核细胞对细菌的杀伤作用，还可限制结核杆菌的体内传播，并继发调控与免疫反应密切相关结核病的发生和发展[41]。Hussain等[42]也发现，单核细胞趋化蛋白-1与体内结核病的发生和发展明显相关。

人类单核细胞趋化蛋白-1编码基因位于 17q11.2 区。关于-2518A/G位点基因多态性的研究认为，G等位基因携带者更易患结核病[43-48]。关于-362G/C位点的研究结论却不一致，张宏其等[49]对湖南汉族人群的研究发现，CC基因型与脊柱结核明显相关；Guo等[50]对中国人-362G/C多态性与血浆单核细胞趋化蛋白-1升高关系的研究认为，小c 等位基因是脊柱结核的危险因素，但与Velez Edwards等[51]的研究结果相反。Thye等[52]的研究结果显示，-362位点的CC基因型不仅与结核易感性无关，还可在一定程度上抵抗结核感染。

2.5人类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因 鼠类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因可促进鼠类结核病的发生、发展，而人类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因是鼠类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因的人类同源性基因，与鼠类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因有89%的同源性[53]。有研究发现，自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因作为一种遗传学因素在宿主防御机制中占有重要地位[54]。

人类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因定位于人染色体2q35。近年来，关于人类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1基因多态性与结核易感性关系方面的研究多在D543N和3′非翻译区位点上。熊宇和李革[55]对重庆汉族人群的研究发现，携带D543N A等位基因、3′非翻译区TGTG(-)等位基因人群的肺结核易感性更强。Ben-Selma等[56]对突尼斯人群肺结核和肺外结核易感性的研究显示，按性别分层时，结核病(肺结核组野生GG基因型)女性患者与健康女性的基因型分布差异有统计学意义；进行年龄分组时，D543N基因位点AG基因型和GG基因型患肺外结核风险较低，表明GG基因型对活动性肺结核有一定的保护作用。Wu等[8]对中国哈萨克族人群的研究发现，结核患者组(TGTG+/-基因型)和f等位基因的频率显著高于健康对照组，并认为3′非翻译区与结核病的发展相关，Wu等[57]的研究也得到了类似的结论。

FokI基因多态性与结核易感性相关[60-63]。多项研究认为，f基因是结核病的危险因素[8,57,64-66]。但也有研究认为，F基因是结核病的危险因素[67-68]。FokI基因多态性与结核无关[69]。其中，Lee和Song[68]进行的荟萃分析表明，维生素D受体的FokI多态性f等位基因与肺结核无关；对患者进行种族分析后发现，东亚人FokI F等位基因与肺结核易感性相关。孙亚萍[62]的荟萃分析表明，亚洲人FokI基因多态性与结核病易感性相关。

有研究认为，结核病患者的BsmI基因位点BB基因型和B等位基因明显增多[67,69-70]。另有研究认为，BsmI基因与结核无明显关联，不同种族间可能存在一定差异[65,68]。Salimi等[66]的研究认为，Bsml基因多态性与肺结核无明显关系，但Bsml单倍体型f-T-B和f-t-b可潜在地增加肺结核的易感性。

目前，对ApaI和TaqI的研究较少。研究表明，ApaI基因多态性与结核易感性相关[66,71]。但与Selvaraj等[67]的研究结果不一致。至今尚未发现TaqI基因与结核易感性相关，Salimi等[66]认为，TaqI基因多态性与肺结核无关，但TaqI的单倍体型f-T-B、f-t-b可潜在地增加肺结核易感性。

2.7肝脏X受体 肝脏X受体由肝脏X受体A和肝脏X受体B构成，属于细胞核受体转录因子的亚集之一，也是调节脂质、炎症、糖代谢的因子，在树突状细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等免疫细胞中表达，对调节免疫基因系统发挥重要的作用[72]。

人类肝脏X受体A基因和肝脏X受体B基因分别位于染色体11p11.2区和19q13.3区。肝脏X受体在肝脏表达较多，目前关于肝脏X受体基因与人类结核易感性的研究甚少。Korf等[72]对感染结核杆菌小鼠的研究发现，缺乏肝脏X受体亚型的小鼠更易感染结核，并且感染程度更重，故推测肝脏X受体基因多态性与结核有一定的联系。此外，Han等[73]对中国汉族人群的研究发现，携带rs1449627的G等位基因和rs1405655的T等位基因人群的结核病患病风险增加；肝脏X受体A以及肝脏X受体B基因的多个位点对结核病具有保护作用。

除上述基因外，其他基因也与结核易感性存在关联，如骨形态发生蛋白与骨桥蛋白基因[63]、蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型22基因[74]、嗜乳脂样蛋白2基因[75]、核苷酸结合寡聚化结构域2基因[76]、甘露糖结合凝集素基因[57]、核体蛋白SP110基因[77]、肿瘤坏死因子-α基因[77-78]等。

3 小 结

目前，关于基因多态性与结核病易感性相关性的研究尚无统一的结论。人种与地理环境的差异、基因与环境之间的相互作用、基因的相互作用以及研究条件和研究的样本量等均可对研究结果产生影响。多个基因与结核易感性相关，而每个基因又存在多个基因位点，对同地区同民族的相同基因位点的研究次数较少，且缺乏相关验证性研究，故目前尚无统一的研究结论。进一步研究结核易感性与基因多态性关系，掌握基因水平的结核病易感性免疫学机制，对结核病易感性的研究起积极作用，并对有效预防和治疗疾病具有重要意义，将为早期预防、个体化治疗和基因水平精准治疗结核病提供理论依据。