结核分枝杆菌北京基因型进化及其与耐药结核病传播关系研究

结核分枝杆菌北京家族（又称北京基因型）在我国（尤其是北方地区）广泛流行，是绝对的临床优势菌株。但引起这一家族传播的分子机制至今尚未阐明。本项目通过分析临床分离菌株基因组中差异序列（Region of Difference）多态性、基因单核苷酸多态性（SNPs）与IS6110插入序列的位置分析揭示北京基因型在高流行地区人群传播过程中的所经历的进化途径、主要的进化分枝以及分化所形成的亚型；阐明不同的进化分支与耐药结核病传播的关系，为研究该基因型在人群中广泛传播的分子机制打下基础；同时也为新疫苗的筛选和各类亚单位疫苗的效果评估提供依据。

研究背景：结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis， MTB）北京基因型在传播过程中已进化出了多个亚型，阐明各个亚型的流行状况对于揭示北京基因型传播的机制具有重要的意义。另一方面，我国是每年新发耐多药结核病（Multi-drug Resistant TB, MDR-TB）例数最多的国家。国外多个地区的研究证实北京基因型菌株可引起MDR的广泛传播，但我国多个省市调查则未发现北京基因型与MDR相关。然而，迄今为止我国还未对北京基因型亚型与耐药结核病传播关系开展深入研究。本研究的目的是揭示北京基因型菌株各个亚型的流行，并研究各个亚型与耐药结核病传播的关系，特别是与MDR-TB流行的关系。.研究方法：对2012年1月至2015年3月分离的菌株采用比例法开展药敏分析。通过对MTB菌株基因组中差异片段（Regions of difference, RD）RD207和RD105片段缺失分析鉴定北京基因型。北京基因型菌株在进化过程中出现的古代株与现代株通过基因组NTF区的IS6110插入序列的存在情况进行判定。分析RD181,、RD150和RD142在基因组中的存在情况，揭示菌株在进化过程中出现的大片段多态性。测序分析菌株基因组中10个同义单核苷酸多态性位点，分析北京基因型所产生的序列型（Sequence type，ST）。将各个亚型与耐药结果进行统计学分析，揭示北京基因型各个亚型与耐药结核病的关系。.研究结果：在所有研究的菌株中，北京基因型MTB占92.4%。北京基因型菌株中古代株为15.3%，现代株为84.7%。RD多态性分析结果显示RD142在本研究的分析菌株中无多态性，所有MTB基因组中均存在RD142。RD181缺失同时RD150完整的的北京基因型进化分支为分析菌株的95.7%。北京基因型古代株和RD181缺失菌株的耐异烟肼、耐利福平和MDR的比例显著高于北京基因型现代株和RD181缺失的菌株（p<0.01）。ST10和ST22是天津地区的主要流行的北京基因型亚型，两者占分析菌株的81.8%。.结论：北京基因型MTB在天津地区广泛流行，而其中又以现代北京基因型为主。北京基因型早期进化的菌株与耐药结核病的传播具有显著的相关性，可能是导致MDR-TB流行的主要因素，同时还提示在天津地区，菌株产生耐药并不是导致北京基因型广泛流行的主要因素。