微生物基因组与人类基因组间的比对及IgG亚型分布及其在重症肌无力和原发性干燥综合征中的潜在病理意义

摘要

第一部分微生物基因组和人类基因组间短序列相同片段及其意义
　　 目的人类与微生物共存了上百万年，期间既有合作也有斗争。一些微生物寄居在人体表，或人体器官中，是人类生命活动的重要组成部分，另一类微生物为致病菌，分泌毒素等有害物质，对人类造成危害。然而，目前为止，对于微生物与人类之间的相互作用还有许多未知之处。微生物作为原核生物，对真核生物的起源有着重要的作用，同时，质粒、噬菌体等可移动的基因元件也在其中发挥着重要的作用，因此微生物基因组和人类基因组之间可能存在相同的序列，这可能与微生物对人类的感染，毒力等有生物学的联系。本研究的目的是探讨细菌基因组与人基因组之间是否存在有意义的相同序列，以及探讨这些序列在微生物与人类相互作用间的意义。
　　 方法：随着许多微生物基因组、质粒、噬菌体基因组和人类基因组的测序完成和发布，为我们对进行这些序列的比对提供了可能。本研究利用美国国立生物信息中心（National Center for Biotechnology Information，NCBI）的平台，使用基于局部比对搜索工具（Basic Local Alignment Search Tool，BLAST）对以上基因组和人基因组序列进行比对。对比的序列包括细菌全基因组，质粒序列和噬菌体基因组。
　　 结果：我们发现所比对的细菌基因组与人类基因组间有不同数目的相同序列片段，在27nt～84nt之间。基因组较大的细菌一般较基因组较小的细菌含有更多的相同序列。对于同一种细菌，遗传背景不同，所含的相同片段数目也不同。例如我们比对12株已完成测序的金黄色葡萄球菌（金葡菌）基因组与人类基因组，发现这12株金葡菌与人类基因组所含的相同序列不尽相同。我们进一步比对质粒，噬菌体等可移动的遗传元件，同样发现了类似的相同序列，但这些相同序列较细菌与人类基因组间的相同序列短（22nt-34nt）。这些序列在人的基因组中有的正向排列，有的负向排列，且有些序列在人基因组不同位置多次出现。在这些序列中，大部分相同序列片段位于人的基因编码区之间，部分序列位于人的基因编码区，也有些位于基因的非编码区。进一步对包含这些相同序列的人类基因进行功能研究，发现大部分基因与细胞的生理功能相关。这些基因涉及细胞信号传导，细胞代谢及DNA复制等过程。我们进一步通过质粒，噬菌体基因组与人基因组比对发现，这些可移动元件与人基因组间相同序列可在细菌基因组中找到，但是细菌与人基因组共有的序列并未在以上的可移动元件中找到。
　　 结论：细菌和人类基因组间确实存在有意义的相同序列片段，这些片段某些与细胞的生理功能相关。根据可移动元件与人基因组比对的结果，我们提出一个假说：在人类与微生物漫长的相互作用过程中，这些可移动元件可能对促成细菌与人类基因组间的短相同序列片段具有重要的作用。
　　 第二部分重症肌无力（MG）患者血清IgG亚型的定量检测及其IgG亚型分布与其潜在病理机制间的关系
　　 目的检测重症肌无力（MG）患者血清IgG亚型的分布，探讨IgG亚型定量在MG中的潜在病理作用。
　　 方法：采用免疫散射比浊法检测85例MG患者和50例正常人中IgG亚型的分布，并对两者结果进行比较，同时为阐述IgG亚型在MG病程中可能的病理作用，我们通过统计学分析研究IgG亚型的分布与相关指标，如性别、发病年龄、病程和疾病严重性等之间的关系。
　　 结果：85例MG患者的IgG1、IgG2、IgG3、IgG4的中位数分别为7360mg/L、5750 mg/L、860 mg/L，和340 mg/L，而在正常健康对照组中，IgG1、IgG2、IgG3、IgG4的中位数分别为5765 mg/L、3755 mg/L、657 mg/L和254mg/L。MG患者中四种亚型均显著升高（IgG1：p=0.000；IgG2：p=0.000；IgG3：p=0.000；IgG4：p=0.029）。IgG1的含量在女性MG中显著高于男性（p=0.039），但这一差异未在其它IgG亚型中观察到（p>0.05）。同时，迟发型MG患者血清中IgG4含量显著高于早发型MG患者（p=0.023），但这一现象没有在其它IgG亚型中发现（p>0.05）。通过Spearman’s非参数相关检验发现IgG2与IgG4同病程呈负相关（r=0.265，p=0.014；r=0.316，p=0.003），但是这一相关性并未在IgG1和IgG3中发现。在不同的MG亚型组中未发现IgG亚型分布的差异。同样在不同胸腺状况组中也未发现IgG亚型分布的差异。
　　 结论：在MG患者中，IgG1、IgG2、IgG3、IgG4浓度均显著增高，说明这四种IgG亚型均参与了疾病免疫病理过程，迟发型MG患者血清中IgG4含量显著高于早发型MG患者，说明IgG4可能参与了迟发型MG的病理过程。这一结果可能会对今后MG病理机制更全面的研究提供帮助，IgG4在MG中的病理作用有待进一步的研究。
　　 第三部分原发性干燥综合征（pSS）患者血清IgG亚型的定量检测及其IgG亚型分布与其潜在病理机制间的关系
　　 目的目前原发性干燥综合征（pSS）的病理机制仍然存在很多未知数，这可能是由于疾病表现出的异质性。本研究通过检测pSS患者血清IgG亚型的分布，探讨IgG亚型定量在pSS中的病理作用。
　　 方法：采用免疫散射比浊法检测155例pSS患者、50例系统性红斑狼疮患者（SLE）和50例正常人中IgG亚型的分布，并对三者的结果进行比较。同时为阐述IgG亚型在pSS病程中的可能的病理作用，我们将155名患者按照两种方法分组：1）具有腺外多系统损害的。pSS患者和不具有多系统损害的pSS患者。2）抗-Ro或抗-La抗体阴性的患者和抗-Ro或抗=La抗体阳性的患者。
　　 结果：在155例pSS患者中，IgG1、IgG2、IgG3、IgG4的中位数分别为11300 mg/L、6130 mg/L、961 mg/L和142 mg/L。与健康对照组相比，其IgG1、IgG2和IgG3三种亚型含量均显著的升高（IgG1：p=0.000；IgG2：p=0.000；IgG3：p=0.000），而IgG4亚型的含量显著低于健康对照组（p=0.002）。与SLE患者相比，IgG1、IgG2和IgG3三种抗体并无显著性差异（p>0.05），但是IgG4亚型含量显著低于SLE患者（p=0.040）。当按照不同方法将155例pSS患者分组，发现IgG1在抗-Ro或抗-La抗体阳性的患者中显著升高（中位数6930 mg/L vs.12750 mg/L，p=0.000），而IgG4亚型水平显著低于抗-Ro或抗-La抗体阴性的患者（中位数236.5 mg/L vs.139mg/L，p=0.046）。然而当将患者按照是否具有一项或多项腺外多系统损害分组进行比较时，发现这四种亚型在两组间并无显著的差异。在病程与四种IgG亚型分布的相关性比较方面，我们发现IgG3与病程存在一个具有统计学意义的正相关（r=0.359，p=0.000），但是这种相关性并未在其它亚型中发现。
　　 结论：在pSS患者中，IgG1、IgG2和IgG3的血清水平均显著增高，说明这三种IgG亚型均参与了疾病免疫病理过程。IgG1在抗-Ro或抗-La抗体阳性的患者中显著升高，说明IgG1亚型在这些患者中发挥重要的病理作用，而IgG4亚型在抗-Ro或抗-La抗体阴性的患者中显著高于阳性患者，说明IgG4可能在某种程度上参与了阴性患者中的病理反应。此外，IgG3亚型与疾病病程成正相关，说明IgG3可能是疾病发展过程中的重要亚型。我们这一结果可能会对今后对pSS病理机制更全面的研究提供帮助，同时对于IgG4在pSS中的病理作用有待进一步的研究。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略语表

第一部分 微生物基因组和人类基因组间短序列相同片段及其意义

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 参考文献

第二部 分重症肌无力（MG）患者血清IgG亚型的定量检测及其IgG亚型分布与其潜在病理机制间的关系

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 参考文献

第三部分 原发性干燥综合征（pss）患者血清IgG亚型的定量检测及其IgG亚型分布与其潜在病理机制间的关系

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 参考文献

全文结论

论文综述1 基于局部比对搜索工具（BLAST）在种属间比对中的应用

参考文献

论文综述2 人免疫球蛋白G亚型的生物学特征及其在重症肌无力和原发性干燥综合征中的意义

参考文献

个人简历

致谢