SOCS1基因多态性与四川凉山地区彝族人群肺结核易感风险的遗传关联性研究

摘要

结核病(Tuberculosis，TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis，M.tb)感染所引起的慢性传染病，长期以来严重危害人类身心健康。根据2016年WHO全球结核病大会报告：2015年全球大约新增1040万例结核病患者，大约有140万人因罹患结核病而死亡。M.tb主要侵及人体肺部，肺结核(Pulmonary Tuberculosis，PTB)约占所有结核病的80-90％，因此，研究肺结核对防治结核病意义重大。
　　随着精准医学、个体化医疗和“4P”医学模式等新医学理念的提出，以及全基因组关联分析的兴起，宿主基因多态性与疾病易感性的关联性研究越来越流行。单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms，SNP)是指在基因组DNA水平上由于单个核苷酸的变异而产生的一种遗传多态性。SNP数量众多，分布广泛，且便于医学研究。全球约有1/3的人口曾感染过M.tb，但只有5％-10％的M.tb感染者转变成临床ATB。目前已有研究报道宿主HLA、NRAMP1、TLR、SP110、VDR等基因单核苷多态性与肺结核的易感风险具有关联性。并且，不同地区、不同种族、不同人群的易感基因及其SNP位点均存在显著性差异。凉山彝族有300多万人口，凉山彝族自治州是是中国结核病高发地区，但是有关肺结核的易感基因及其相应SNP位点的关联性研究目前主要集中在新疆维吾尔族、新疆哈萨克族、西藏藏族、海南黎族等，而有关凉山彝族人群肺结核易感基因及其SNP的关联性研究尚未见报道。
　　SOCS1基因属于非HLA类基因，细胞因子信号传导抑制因子1(suppressor of cytokine signaling1，SOCS1)是M.tb感染时机体巨噬细胞中调节细胞因子JAK/STAT信号通路的关键分子。巨噬细胞凋亡是机体清除M.tb感染的重要途径，SOCS1参与机体结核感染时早期分泌蛋白ESAT-6介导的巨噬细胞凋亡过程[25]。SOCS1在肺结核患者PBMC、T淋巴细胞和M.tb感染所致的炎性淋巴结均表达上调[21，22，43]，且SOCS1基因的差异性表达对鉴别ATB和LTB具有辅助诊断价值[23]。此外，SOCS1基因SNP已经与慢性HBV感染[32]、牙周炎[29]等感染性疾病做了关联性分析，但与肺结核易感风险的关联性分析未见报道，并且SOCS1基因TagSNP rs243327、rs33932899等多态位点可能影响SOCS1基因表达水平，进而影响机体巨噬细胞凋亡、IFN-γ产生等抗M.tb感染过程。研究SOCS1基因多态性与凉山彝族肺结核易感风险的关联性对该地区结核病防控有重要意义。
　　目的：
　　探讨SOCS1基因的两个标签单核苷酸多态性位点-3969C/T(rs243327)、+1125G/C(rs33932899)与凉山彝族人群肺结核易感风险的关联性。
　　方法：
　　采用病例-对照研究。选取2015年3月至2016年6月在凉山州传染病医院初次收治住院的彝族肺结核患者304例（肺结核组），同期选取310例彝族健康人（健康对照组）。以与M.tb感染相关的SOCS1基因为候选基因，选择-3969C/T(rs243327)和+1125G/C(rs33932899)为SOCS1的TagSNP，采用PCR扩增联合测序法对2个TagSNP位点进行基因分型，应用Hardy-Weinberg遗传平衡定律检测所选样本的群体代表性，采用Mann-Whitney U检验比较肺结核组和健康对照组之间的年龄差异，采用四格表x2检验比较两组之间性别、有无吸烟史的分布差异，采用x2检验和非条件Logistic回归分析比较两组之间基因型和等位基因频率分布差异，并在共显性模型、显性模型、隐性模型、超显性模型和加性模型等5种遗传模型中对SOCS1基因的2个TagSNP位点进行关联性分析。
　　结果：
　　1、本课题共随机选取凉山彝族肺结核患者304例，平均年龄为35.83士16.22岁，男性比例为65.79％;共招募凉山彝族健康人310例，平均年龄为38.72士13.15岁，男性比例为60.64％。性别、年龄分布在两组之间无统计学差异(P=0.186，P=0.224)，表明性别、年龄与凉山彝族人群肺结核易感风险无相关性。在肺结核组中，痰涂片抗酸染色阳性率为31.90％，PTB与AIDS/HIV联合感染率为22.69％，PTB合并肺外结核率为56.90％。
　　2、采用PCR-直接测序法对SOCS1基因TagSNP rs243327、rs33932899位点进行基因分型，成功率为100％。rs243327存在等位基因C/T单核苷酸多态性。rs33932899存在等位基因G/C单核苷酸多态性。rs243327、rs33932899分别在肺结核组和健康对照组中的基因型频率分布均符合哈迪-温伯格遗传平衡定律(rs243327：P=0.070，P=0.229;rs33932899：P=0.869,P=0.109)。
　　3、在SOCS1基因TagSNP rs243327位点处，凉山彝族人群肺结核组CC基因型频率显著高于健康对照组(CC vs CT：x2=4.248，OR=1.449，95％CI=1.018-2.063，P=0.039;CC vs CT+TT：x2=5.179,OR=1.472,95％CI=1.54-1.056,P=0.023;在加性模型中把基因型CC、CT、TT分别赋值为1、2、3做非条件Logistic回归分析：OR=0.649，95％CI=0.433-0.973，P=0.037)，C等位基因频率亦显著高于健康对照组(C vs T：x2=5.343,OR=1.391,95％CI=1.051-1.841,P=0.021)。
　　4、在SOCS1基因TagSNP rs33932899位点处，基因型和等位基因分布在肺结核组和健康对照组之间均无统计学差异(GG vs GC：x2=0.031，OR=1.031，95％CI=0.730-1.456,P=0.861;GGvsCC：x2=2.595,OR=1.856,95％CI=0.866-3.986,P=0.107;GGvs GCvs CC：x2=2.601,P=0.272;GG+GCvs CC：x2=2.570,OR=1.837,95％CI=0.865-3.902,P=0.109;GG vs GC+CC：x2=0.429,OR=1.116,95％CI=0.803-1.551,P=0.513;GC vs GG+CC：x2=0.006,OR=1.013,95％CI=0.721-1.425,P=0.939;在加性模型中把GG、GC、CC分别赋值为1、2、3做非条件Logistic回归分析：OR=1.181，95％CI=0.786-1.774，P=0.422;等位基因G vs C：x2=1.349，OR=1.178，95％CI=0.893-1.553,P=0.245)。
　　5、吸烟是肺结核易感风险的独立危险因素。有吸烟史与凉山地区彝族人群肺结核的易感风险具有显著相关性(x2=16.982，OR=2.010，95％CI=1.439-2.808，P=0.000)，凉山彝族有吸烟史人群罹患肺结核的风险是无吸烟史人群的2.010倍。
　　结论：
　　本研究在凉山彝族人群中首次验证SOCS1基因多态性与肺结核易感风险的关联性，研究发现SOCS1基因TagSNP rs243327与凉山彝族人群肺结核的易感风险具有显著相关性，CC基因型会增加凉山彝族人群肺结核的易感风险，可能是肺结核的易感基因型;C等位基因会增加凉山地区彝族人群肺结核的易感风险，可能是肺结核的易感等位基因。然而，SOCS1基因TagSNP rs33932899可能与凉山彝族人群肺结核的易感风险无关联性。目前的研究结果为进一步研究SOCS1基因TagSNP rs243327不同等位基因C和T对SOCS1基因转录表达的调控机制奠定了理论基础，也为预测肺结核的易感风险、提高肺结核的诊治水平奠定了理论基础，有可能寻找到一种新的预测和诊治肺结核的分子标志物。

目录

声明

缩略词表

摘要

1．前言

1．1 立项依据

1．2 研究内容

1．3 研究意义

1．4 创新点

2．材料与方法

2．1 研究对象

2．2 主要仪器与材料

2．3 试剂

2．4 方法

3．结果与分析

3．1 肺结核组-健康对照组的社会人口学和临床体征

3．2 基因组DNA的提取与检测

3．3 PCR产物电泳检测

3．4 SOCS1基因Tag SNP的测序法分型

3．5 SOCS1基因Tag SNP位点基因型分布的哈迪-温伯格平衡检测

3．6 SOCS1基因TagSNP rs243327与肺结核易感风险的关联性研究

3．7 SOCS1基因TagSNP rs3393289与肺结核易感风险的关联性研究

3．9 吸烟因素与凉山彝族人群肺结核易感风险的关联性分析

4．讨论

全文总结

参考文献

文献综述 SOCS1基因与疾病易感性的研究进展

攻读学位期间的研究成果

致谢