文摘
本研究旨在阐明nonimmunocompromised肺的危险因素鸟型分支杆菌复杂(MAC)感染。
分枝杆菌疾病的流行病学数据和变化的候选基因进行分析在111例肺MAC感染。人类自然的四个多态性resistance-associated巨噬细胞蛋白(NRAMP)1基因的5′(GT) n, 469 + 14 G / C, D543N (3 'tgtg)和3′端非翻译区插入/删除,使用pcr基因分型方法。霍英东我和Taq维生素D受体基因多态性和-221 X / Y和密码子54 A / B甘露糖结合凝集素基因的多态性也被评估。
女性更容易感染MAC主要影响右侧中部叶或肺的小舌的段。病人的住所在疾病的发病是均匀分布无关的海滨或城市供水系统。负责与该主要D543N等位基因和TGTG插入/缺失多态性NRAMP1基因,包含微小等位基因杂合的不太经常观察到MAC情况下比在控制。这种遗传效应更重要的合并症的患者,而不是患者的发病率。其他多态性与MAC感染没有任何联系。
人类自然resistance-associated巨噬细胞蛋白1基因可能参与了对肺的易感性鸟型分支杆菌复杂的感染。
肺鸟型分支杆菌复杂的慢性肺疾病(MAC)感染导致。MAC发生在自然环境和普通的感染源似乎是水,土壤和灰尘,人际传播被认为是罕见的1- - - - - -3。作为一个机会病原体,MAC导致immmunocompromised宿主传播疾病,如艾滋病病毒感染的人。然而,有证据表明,MAC感染患者的数量正在增加不仅AIDS-endemic地区,而且在世界的许多其他领域,包括日本4,5。
潜在的慢性肺部疾病的患者,如非活动性结核(TB),慢性阻塞性肺病或囊性纤维化,有时发展肺MAC感染5,这可能是由于严重破坏当地肺部免疫。个人没有任何明显的免疫抑制状态或任何证据之前的肺部疾病,尤其是中年老年女性,同时开发肺MAC感染6,7。在大多数患者中,radiographical模式组成的小叶中心的小结节病灶对应的肉芽肿性炎症和支气管扩张的中部叶,小舌的部分和其他可以看到叶8,9。这些病变通常扩大,导致肺功能的损害,严重的情况下,治疗困难,可能发生致命的结果6。最近的一项研究暗示,兄弟姐妹MAC感染的风险远远高于人口患病率估计从每100000人3.52的发病率在日本4,10。因此,遗传和环境因素之间的复杂的相互作用。
自然resistance-associated巨噬细胞蛋白(Nramp1)基因决定了对小鼠的细胞内病原体的易感性11。人类的同系物,NRAMP1最近被指定为溶质载体11 a1,被发现在该地区2 q35,和变化的NRAMP1分枝杆菌疾病的基因研究包括结核病和麻风病12- - - - - -16。在MAC感染的情况下,对象的数量很小10,17,18,到目前为止,没有以人群为基础的研究调查的贡献NRAMP1肺MAC感染相对较大的样本大小。随着其他候选基因,维生素D受体的多态性(论述)和甘露糖结合凝集素(MBL)基因是已知的与结核病有关19,20.可能起着重要的作用在细胞内病原体的增长。因此,疾病的clinico-epidemiological背景特征和病例对照关联研究,以确定候选基因多态性的三个代表参与肺MAC感染的发展。
材料和方法
研究对象
总的来说,111年日本肺MAC感染病例包括在当前的研究中。从每个个体获得书面知情同意。目前的研究协议是经当地伦理委员会批准。111例,86例来自日本国际医疗中心和25个被从东京国立医院组织医院(东京,日本)。一组日本177名健康志愿者(控制1)也来自同一地区的病人,这些控件。只有当一个重要协会(p < 0.05)得到控制,是控制2 (n = 247)进一步测试。1997年美国胸科学会(ATS)声明之后MAC肺病的诊断3。短暂,所有患者临床表现、小结节有或没有在计算机断层扫描图像和支气管扩张正从至少三个痰涂片或培养的细菌样本,或组织学或细菌的证据从支气管或肺部疾病样本。明显的免疫缺陷的患者,如血液学的恶性肿瘤、免疫抑制治疗或以下的人与艾滋病毒感染被排除在本研究之外。伴随疾病的基础上描述了医生的诊断。
分化培养mycobaterial物种总是由PCR (AMPLICOR分枝杆菌测试;罗氏诊断,瑞士巴塞尔)。临床资料和背景的所有受试者从医疗记录和采访由训练有素的医务人员。
基因分型的NRAMP1多态性
的两个多态性NRAMP1基因,469 + 14 G / C基因内区4 (INT4;NCBI dbSNP ID rs3731865)和TGTG插入和删除的多态性(3′端非翻译区3 'utr;rs17235416),分析了如前所述21。在密码子的基因产生的单核苷酸替换543年第15外显子(D543N;rs17235409),与前所述引物进行PCR21,使用大染料终结者的测序进行循环测序方法使用ABI棱镜3100 DNA测序仪(美国应用生物系统公司,培育城市,CA)。GT重复多态性的基因的启动子区域的NRAMP112,PCR引物设计如下。正向引物(5′-ACTCGCATTAGGCCAACGAG-3′)与荧光染料标记。为了避免模棱两可的类型,添加了额外的GT核苷酸反向引物的5′端(5′- (GT) TTCTGTGCCTCCCAAGTTAGC-3′)22。PCR产品使用ABI棱镜组377个DNA定序器(应用生物系统公司)根据制造商的指示。荧光信号被检测分析软件使用基因型和基因分型的软件(应用生物系统公司)。GT重复多态性的等位基因名称指定为被刘et al。21。
基因分型的论述和MBL多态性
的两个多态性论述基因外显子3 C-to-T过渡,创造出另一个新的起始密码子(rs10735810)和3′UTR T-to-C替换的外显子10 (rs731236),被消化的PCR片段基因分型霍英东我和Taq我的酶,分别。描述了PCR引物和酶消化23。
的两个多态性MBL基因,-221 X / Y (rs7096206)在启动子和密码子54 A / B (rs1800450)外显子1中,被消化的PCR片段基因分型Btg我和禁止我酶,分别。PCR引物配对使用5′-ACCTGGGTTTCCACTCATTCTCAT-3′, 5′-CCCCAGGCAGTTTCCTCTGGAAGG-3′。其他已知结构多态性,C(密码子57;rs1800451)和D(密码子52个;rs5030737),没有测试在当前的研究中,已报告的频率极低的亚洲人群24。所有基因型测定消化PCR琼脂糖凝胶电泳的碎片。
结果
患者肺MAC感染的特征
总共111名患者参与了当前的研究(表1所示⇓)。研究后的王子et al。6与肺MAC感染,患者最初分为两组的基础上,诱发疾病。“与合并症MAC”集团由53个以前的肺病患者,包括结核病、慢性阻塞性疾病、肺炎或其他潜在的诱发条件,如nonhaematological恶性疾病,糖尿病,或post-gastrectomy。“没有并发症的MAC”集团由58患者否则正常和不知名的诱发疾病,如前面描述的那样。疾病的平均发病年龄为61.9岁与分别为57.4岁没有并发症,患者(p = 0.067)。女性更容易感染MAC在集团没有并发症与合并症(86.2%)比(67.9%;p = 0.025)。大约有90%的患者感染了鸟型分支杆菌和其余的m . intracellulare。右侧中部叶或小舌的肺段主要是影响这个军团的本地化是更频繁地出现在MAC无合并症的患者与疾病,虽然统计学意义仍然边际(p = 0.052)。
肺MAC感染和NRAMP1多态性
病例对照研究的结果患者肺MAC感染四个多态位点NRAMP1如表2所示⇓。的基因型分布D543N和TGTG插入/缺失多态性显著不同的MAC病例和控制(分别为p = 0.026, p = 0.013)。比如主要等位基因经常被观察到在MAC情况下比在控制。中可观察到类似的协会分析第二组控制如表2所示⇓(p = 0.003)。可能的组合效果INT4和3′UTR多态性,先前报道12,也进行了分析。基因型相结合的整体比较没有显示一个协会(p = 0.107;数据未显示)。通过单体型分析,没有明显关联INT4和3′UTR单及肺的MAC感染(p = 0.056;数据未显示)。单体型的存在着INT4-C等位基因和3′UTR-del等位基因不估计在当前对象(数据没有显示)。
NRAMP1D543N多态性和子组的肺MAC感染
基因型的分布差异D543N和TGTG插入/缺失多态性之间的病例和控制分析了MAC的子组之间的差别可能病例和控制。TGTG插入/缺失多态性与D543N完美的连锁不平衡和基因型分布D543N表3所示⇓也代表TGTG多态性。D543N多态性显示显著的关联与MAC感染而诱发条件或当右侧中部叶的主要病变仅限于或小舌的肺段(分别为p = 0.009, p = 0.015)。这种联系得到当每组与控制2以及控制1(分别为p = 0.006, p = 0.009)。相比之下,子群与疾病或主要病变时正确的中部叶和小舌的段,未能显示显著的关联基因型,尽管患者的数量与其他小组。基因型分布,这些等位基因显示在控制类似于在其他日本的研究报告28,29日。
肺MAC感染和论述多态性
的两个多态性论述基因,霍英东我在第3外显子和多态性Taq我在外显子多态性,也进行了分析。多态性的分布没有MAC例之间的不同和控制(表4所示⇓)。
讨论
一般来说,病原体、宿主因素之间的相互作用和传播途径被认为是发展的重要传染病。虽然一份报告表明,一个家族聚集性的疾病不是由单一来源的特定的强毒株10分子遗传学的MAC导致肺病相当有限。
当MAC的传播方式被认为是,医院水系统或家庭供水可能代表一个MAC感染的风险2。一项研究在美国东南部1证明自然水域可能致病性分枝杆菌的来源可以从水中转移到空气中。当前作者绘制的居住地的受试者疾病的发作。虽然这不是一个包罗万象的队列研究,它可能会得出结论,受试者的住宅的分布不集中在一个特定的城市水系统或海滨。
遗传倾向将参与发展的肺MAC感染原因如下。在过去,一些基因的突变缺陷被确定为先天性细胞免疫缺陷的原因在几个家庭的MAC感染的传播形式30.。此外,两项研究表明,人类白细胞抗原(HLA)DR6等位基因,编码的HLA-DRB1基因,或者等亚洲HLA单体型DR6与感染肺MAC的零星病例在日本人口31日,32。
强烈的影响的基础上的突变NRAMP1基因在小鼠细胞内病原体的易感性,已经有相当大的兴趣在人类的同系物的相关性,NRAMP1在人类的分枝杆菌感染的易感性12- - - - - -16。对于MAC感染,只有少数报告与小样本大小。黄et al。17分析了5′(GT) n, D543N和3′UTR插入/缺失多态性NRAMP1基因在八MAC和患者无法找到任何特定的等位基因模式的特征。田中et al。10分析了编码的区域NRAMP1与肺MAC感染基因在两艘日本家庭,但却找不到任何明显异常说明免疫缺陷。最近,Kohet al。18报道一个强大的复合菌群之间的关系非结核分枝杆菌(特种加工)肺部疾病包括18 MAC感染患者和多态性NRAMP1基因在韩国人口。然而,这个数据应该小心解释,据估计至少七个病人(17.1%)的41特种加工拥有543 - d和3′UTR TGTG删除单体型,在亚洲人被认为是罕见的13,16,21,33,包括韩国的结核病患者14。一些独特的学习人口因素,如人口分层,也可能对结果有影响,而作者所描述的统一的民族。
当前作者的知识,这是第一次大规模的研究> 100收集血液样本进行分析候选基因的肺MAC感染。排除假阳性的可能性由于偏见基因型分布的控制,控制的另一组也再次测试和观察的显著联系。的等位基因频率543 - n和TGTG删除3′UTR MAC组比对照组明显降低。尽管氨基酸编码区和3′UTR多态性的变化NRAMP1基因可能会影响功能和基因的mRNA水平,分别的功能意义这些多态性尚未广泛调查。也就不足为奇了(GT) n的启动子多态性NRAMP1与MAC感染相关基因并没有在目前的研究中,正如先前的研究在分析基因组结构NRAMP1基因表明之间的连锁不平衡是不够结实基因的5′和3′末端12,21,33,即(GT) n重复和D543N / TGTG多态性,虽然D543N和TGTG插入/缺失多态性在完美的连锁不平衡。西非人口,有趣的是,在一个相同的等位基因3′UTR删除同样低在受试者paucibacillary麻风病的结核样的形式,一个辅助细胞(Th)一种反应很更突出,比multibacillary形式,与th2型免疫反应有关15。然而,相反,贝拉米的研究et al。12清楚地显示,所有四个多态性与痰检阳性结核病和543 - n和TGTG删除显示更积极的协会与结核病在冈比亚,然而,在柬埔寨的人口,543 - n和TGTG删除与活动性结核病呈负关联16。明显不同的结果可能是由于另一个可能的易感性变体的存在33。在这项研究中,贝拉米et al。12,一个强大的协会是通过结合分析INT4和3′UTR变体。然而,在当前的研究中,GC / + del等位基因并不会增加MAC肺疾病的发展。带着INT4-C等位基因单体型和3′UTR-del等位基因,这都是易感的等位基因在贝拉米的研究报道等。12,日本也许不存在于人口根据当前频率估计。这可能部分解释本研究之间的差异,从一个非洲人口报告12。
目前作者分类患者分成两组,有或没有诱发的风险因素,在1997年的美国胸科协会声明中所述3。大多数MAC患者没有诱发条件是老年女性,和正确的中部叶或小舌的肺段主要是受到影响。这似乎是一个没有疾病肺MAC感染的特点6- - - - - -8。虽然机制是未知的,激素平衡的改变伴随着老龄化可能参与了疾病的发展34。的NRAMP1多态性表现相对强劲的协会与MAC感染没有诱发条件或在这种情况下,主要病变是局限于右侧中部叶或肺的小舌的段。相比之下,该小组没有这种表型关联不显著。是符合这个概念一定遗传素质基础这一特定表型在受影响的个人。当以前和未来研究的结果在MAC感染评估应该考虑这种表型效应。
结论
当前作者调查了人类自然resistance-associated巨噬细胞蛋白质,维生素D受体和甘露糖结合凝集素基因多态性,之前报道作为候选基因决定对分枝杆菌感染的易感性,并演示了一个可能的影响自然resistance-associated巨噬细胞蛋白质1多态性对肺的发展鸟型分支杆菌复杂的感染。可能的遗传风险因子,允许感染鸟型分支杆菌复杂,否则正常的人可能会成为未来治疗干预的目标。
感兴趣的语句
这项工作的部分支持由人类基因组研究研究经费,组织工程和食品生物技术来自卫生部、劳动和福利日本的药品安全性和研究组织在2002年和2003年,补助金的优先领域的科学研究从教育部,文化,体育,科学和技术的日本2001 - 2005年。
确认
作者要感谢:a .劳斯和泉s, m . Kamimura h . Kawada和a .吉泽章(国际医疗中心的日本,东京,日本),和y Kawabe k .此外,m .他和y田中(东京国立医院组织医院,东京,日本)让患者在他们的照顾下可用;m . Okochi(日本国际医疗中心)她的技术援助;和k .田边(日本国际医疗中心)的批判阅读手稿。作者特别感谢美国Akagawa和n Nagayama(东京国立医院组织医院)为他们不断鼓励。
- 收到了2006年3月25日。
- 接受2007年4月18日。
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