MLVA和Spoligotyping用于北京地区结核分枝杆菌临床分离株基因分型的初步研究

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时至今日,结核病(Tuberculosis,TB)这一古老的疾病仍然严重威胁人类的健康。近年来由于结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,TB)耐药性的产生,尤其是耐多药结核病(Multidrug-resistant Tuberculosis,MDR-TB)的出现,导致疫情更加难以控制。由于结核病具有潜伏期长、慢性发病和病程长等特点,故此传统的流行病学方法难以从机制上阐明其感染传播、内燃复发和再感染以及耐药性的产生等问题。现代流行病学研究已经发展到从病原分子水平检测感染的暴发、追踪某种特定结核菌菌株的传播以及揭示感染传播机制。因此对受感染个体的菌株进行分子分型鉴定在追踪传染源方面起重要作用。   随着现代分子生物学技术的发展,结核病分子流行病学研究技术也得到了快速的发展,研究人员先后研究建立了多种分子分型鉴定技术,如限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RLFP)、DNA指纹图谱分析、脉冲场凝胶电泳、随机扩增DNA多态性、DNA序列分析以及基因芯片技术等等。其中,IS6110-RFLP基因分型是国际公认的结核分枝杆菌基因分型方法,但是该方法费时费力,需要培养大量的菌株,此外,对IS6110低拷贝菌株和无拷贝菌株,该方法的分型效果不佳,且重复性差,使各实验室间的结果难以进行比较。因此一些以聚合酶链式反应(PCR)为基础的基因分型方法正逐渐得到重视,多位点可变数目串联重复序列分析(Multiple Loci VNTR Analysis,MLVA)和间隔区寡核苷酸分型(spacer oligonucleotide typing,Spoligotyping)技术就是研究较多的两种。   为了了解MLVA分型技术和Spoligotyping分型技术在结核分枝杆菌进行基因多态性和分型研究中的应用效果,本研究对从北京地区结核病患者分离到的220株结核分枝杆菌临床分离株进行了基因分型研究。   采用MLVA分型方法,根据被检菌株15个VNTR位点的重复次数,对北京分离的220株结核分枝杆菌临床分离株进行聚类分析,生成系统树图(dendrograms)。系统树图中所检测的220株结核分枝杆菌呈现5个基因群59种基因型,其中57种基因型只有1株菌,占28.22%(57/220),另有163株菌表现出2种基因型,成簇数为2,占71.78%(163/220)主要的基因群为主要为Beijingfamily、China2和China3,分别占91.37%、2.73%和4.55%。北京地区结核分枝杆菌具有明显的基因多态性,其主要流行型为北京家族。北京家族菌株与耐药性无明显相关性。   采用Spoligotyping分型方法,北京地区220株结核分枝杆菌进行基因分型,可分为2个基因群,即北京家族(Beijing family)和非北京家族(non-Beijingfamily),20种基因型。其中北京家族含有202株菌,占91.82%。北京家族菌株中,典型北京家族菌株占95.05%(192/202),非典型北京家族占4.95%(10/202)。北京家族菌株的耐药率为22.55%(22/98),非北京家族菌株的耐药率为16.67%(1/6),两者间的差异无统计学意义(fisher analysis,P=0.5835>0.05)。   本研究发现,北京地区北京家族的耐药率与非北京家族的耐药率之间差异无统计学意义。并且两个地区北京基因型菌株的传播力在各年龄段、性别、结核病类型上的差异无统计学意义,不能证明在北京地区北京基因型菌株的流行在年龄、性别和结核病类型上有差异。   综上所述,以PCR为基础的两种新型的基因分型技术相比较,Spoligotyping分型方法的分辨力较MLVA分型方法略差,但是两种方法相互补充可大大提高对结核分枝杆菌进行株水平基因分型的能力。两种分型技术重复性好,灵敏度、特异度高,操作简便快速(一天之内即可获得结果),尤其是两种分型方法不需要大量高质量的DNA,并且试验结果可以进行数字化编码,便于各个实验室之间结果的比较,为探讨疾病的感染源、病原流行株的分子进化、建立全球化数据库开辟了新的途径。
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