| 题名 | 云南玉溪地区麻风人群的流行病学分析与遗传易感性研究 |
| 作者 | 王东 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012-11 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 姚永刚 |
| 关键词 | 麻风 麻风分枝杆菌 流行病学分析 mtDNA单倍型类群 拷贝数 LRRK2 MRC1 IFNG 遗传易感性 |
| 其他题名 | Epidemiological study and genetic susceptibility of leprosy in Yuxi, Yunnan Province of Southwest China |
| 学位专业 | 遗传学 |
| 中文摘要 | 麻风是一种由麻风分枝杆菌（M. leprae）引起的慢性传染病。该菌能够入侵人类皮肤和外周神经系统，给患者造成不同程度的畸形和残疾。据世界卫生组织（WHO）的数据显示，目前全球每年有近20万的新发病例（主要在亚洲和非洲地区），仍然是当今世界一个重要的公共卫生问题。虽然我国已经在1981年在全国范围内基本消灭了麻风，但在局部地区仍然未达到基本消灭麻风的标准（WHO基本消灭麻风标准为小于1例/万人），这些地区主要集中在云南、广州、四川、西藏和湖南等地。 本文首先对云南玉溪地区1952-2008年间总计2223例麻风病例进行了流行病学和防控管理措施分析。玉溪地区麻风的患病率在1965年达到最高，为9.27例/万人。自从引入和全面推广WHO的联合药物治疗方法（multi-drug therapy, MDT），该地区在1992年完成了基本消灭麻风的目标。总体看来，该地区患者的发病年龄在不断地提高，儿童患者在最近十年里的发病率基本为零。另外，从临床分型来看，49.1%的病例属多菌型麻风（multibacillary leprosy, MB）。近几年来，绝大多数的病例（>80%）通过被动方式发现，且MB型麻风病例比例增加明显。从流行趋势可以看出在57年间，玉溪地区对麻风的防控作出了积极的努力。虽然目前麻风在玉溪地区还没有被完全消灭，但患病率和发现率已经有了显著性的降低。 麻风分枝杆菌至今无法在体外培养成活，原因之一在于其基因组存在大量代谢途径上的功能基因的假基因化，从而严重依赖寄生宿主的能量和代谢产物生存。因此，我们推测作为宿主细胞“能量工厂”的线粒体，在mtDNA遗传背景和mtDNA拷贝数方面的差异，可能会影响宿主对麻风分枝杆菌的易感性及临床发病。通过病例-对照的研究方法，我们分析了534例麻风患者和850例正常对照样本的mtDNA序列变异，进而将每个个体划分为单倍型类群（haplogroup, 特指一组享有共同祖先变异进而在系统发育树上聚为一支的mtDNA），并对其中296例患者和231例对照进行了mtDNA拷贝数的检测。另外，为了检测初发个体的mtDNA拷贝数与治愈患者的拷贝数有否差别，我们对近期被诊断为麻风的12例患者检测了mtDNA拷贝数。通过比较发现，病例与对照组的母系遗传结构没有显著性的差异。与对照样本相比，瘤型麻风（lepromatous leprosy, LL）具有显著增高的mtDNA拷贝数（P＝0.008）；抗生素类药物治疗不影响患者体内的mtDNA拷贝数变化。总之，本研究发现线粒体的单倍型类群不影响麻风的发病，mtDNA拷贝数影响LL型麻风的易感，而与其它类型的麻风易感性无关。 越来越多的研究显示，宿主的遗传因素影响麻风的易感性。最近我国学者对大规模我国麻风人群的全基因组关联分析（genome-wide association study, GWAS）发现，LRRK2基因的相关位点变异（rs1873613和rs1491938）与麻风的易感性相关。为了进一步验证LRRK2基因变异对麻风的易感性，本研究对548例玉溪麻风患者和1078份正常对照样本的LRRK2基因13个位点进行了遗传分型。结果显示有5个SNP位点（rs1427267、rs3761863、rs1873613、rs732374 和rs7298930）与麻风及其亚型PB型麻风具有遗传相关性，其中包括一个在LRRK2蛋白WD40结构域上的变异rs3761863（p.M2397T）。由位点rs1873613-rs732374- rs1427267-rs7307310-rs3761863组成的单倍型A-G-A-C-A能显著增加麻风（P=0.018）和PB（P=0.020）型麻风的易感风险。为了进一步检测LRRK2 p.T2397位点是否会通过引起线粒体功能障碍而导致细胞炎症反应，进而影响麻风的发病。我们构建了野生型、突变型（p.M2397T、p.R1441C、p.G2019S）和缺失型（delWD40结构域）LRRK2基因的表达载体，并在U251细胞过表达，检测氧化自由基（reactive oxygen species, ROS）与ATP的生成水平，进一步在HEK293T细胞上检测突变体对NF-κB荧光素酶的激活能力。结果显示，p.T2397能够增加ROS的产量和NF-κB的荧光素酶活性，提示该LRRK2突变体可通过影响胞内ROS和NF-κB水平，进而在麻风的发病过程中发挥重要的作用。 同时，我们也对近期分别在越南和巴西人群报道的与麻风遗传易感性相关的MRC1和IFNG基因进行了验证性研究。选择了包括报道的SNP位点（MRC1，rs1926736 [p.G396S]；IFNG，rs2430561 [+874 T>A]）在内的12个位点进行了遗传分型。通过对527例患者与583例对照样本的分析，我们并没有在玉溪麻风人群中验证前人报道的rs1926736（p.G396S）和rs2430561（+874 T>A）与麻风易感的相关性。然而，我们却发现MRC1基因的rs692527（P＝0.022）和rs34856358（P＝0.022）与少菌型麻风相关，IFNG基因rs3138557与MB型麻风相关，具体的作用机制仍然需要进一步的功能性实验才能揭示。 综上所述，我们分析了云南玉溪57年的麻风流行趋势。发现近几年出现一些包括疾病的监测、管理和新病例的检出等方面的新动向，应该引起麻风防控部门的注意。对母系遗传背景与mtDNA拷贝数的分析，显示线粒体能够影响机体对麻风临床亚型的易感性。另外，对LRRK2、MRC1和IFNG基因的病例-对照研究发现，这些基因的变异也都与麻风及其亚型的易感性相关。线粒体和这些易感基因在麻风发病过程中的具体作用机制，还需要进一步的功能实验去探讨。 |
| 英文摘要 | Leprosy is a chronic infectious disease caused by Mycobacterium leprae (M. leprae). It affects human skin and the peripheral nerve systems, as well as eyes and other systems, resulting in a variety of disabilities associated with leprosy. According to the report by World Health Organization (WHO), over 200,000 affected people (mainly in Asia and Africa) were registered annually and leprosy still constitutes a public health problem today. Leprosy control in China has been successfully achieved in 1981, but it has not been eliminated in several regions according to the WHO leprosy elimination criterion (< 1 case per 10,000 population), primarily in Yunnan, Guizhou, Sichuan, Tibet, and Hunan Provinces. Here, we reported the epidemiological trends and management of leprosy in Yuxi, Yunnan Province from 1952 to 2008. A total of 2223 leprosy cases with detailed diagnosis and treatment data were analysed. The overall prevalence rate of leprosy in the Yuxi region presented a roughly unimodal distribution between 1952 and 2008, with a peak (9.27 per 10,000 population) in 1965. With the introduction and ubiquitous coverage of the WHO multi-drug therapy (MDT) in this area, leprosy elimination was achieved in 1992. Overall, the age distribution of patients changed dramatically over years, and there were only two childhood cases between 1995 and 2008 (both in 1998). Nearly half of the total cases (49.1%) were classified as multibacillary leprosy. In recent years, the majority of cases (>80%) were detected by passive approaches, and there is an increasing tendency to find multibacillary leprosy patients. The results provide an overall profile of our 57-year effort regarding leprosy control in the Yuxi region. The trend and unique feature in detection of new cases in recent years suggested that the transmission of leprosy has stopped in the area or, at least, dramatically declined. M. leprae is an unculturable pathogen with an exceptionally eroded genome. The high level of inactivation of gene function in M. leprae, including many genes in its metabolic pathways, has led to a dependence on host energy production and nutritional products. We hypothesized that host cellular powerhouse - the mitochondria - may affect host susceptibility to M. |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-07-09 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.149.42:8088/handle/152453/7560]  |
| 专题 | 昆明动物研究所_重大疾病机理的遗传学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王东. 云南玉溪地区麻风人群的流行病学分析与遗传易感性研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
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