孙淑丰 杨 颖 张 朋 朱学彬 李世明 冯福民*
摘要 目的 探讨基于I分析唐山市S6110的PCR方法在唐山市结核分枝杆菌基因分型中的应用价值,结核分枝杆菌分离株的基因型分布特征。方法 2012年1月—2013年3月从唐山市第四医院就诊的结核病患者中分离结核分枝杆菌1采用基于I66株,S6110的PCR方法进行基因分型。结果 唐山市结核分枝杆菌基因型以北京基因型为主导。166株结核分枝杆菌具有明显的多态性,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型分别包其他型别呈散在分布。在优势基因型(中,农村含51株、88株、11株,30~60岁组高于其他年龄组;Ⅱ型)证实唐山患者比例偏高。结论 基于IS6110的PCR方法能有效进行唐山市结核分枝杆菌的基因分型,市结核分枝杆菌呈聚集性分布。
关键词 结核分枝杆菌;基因分型;北京基因型;基于IPCR分型方法,S6110
+
()中图分类号 R378.911 文献标识码 A 文章编号 1007-9564201310-1682-04
/DOI编码 10.11723mtx1007-9564201310045 gyy
APPLICATIONOFIS6110-PCRFINGERPRINTING METHODFORIDENTIFYING MYCOBACTERIUM
GENOTYPEINTANGSHAN SunShuenYanYinZhanPenetal.ColleeTUBERCULOSIS fg,g g,g g,goNursinand Rehabilitation,HebeiUnited UniversitTanshan063000,China f gy,g
Abstractbective ToexlorethevalueofIS6110-PCRfinerrintinmethodandanalzeenote O pgpgygypj redominantatientsofMcobacteriumtuberculosisamonTBinTanshan.Methodscharacteristics Appygg of166TBclinicalstrainswerecollectedtoextracttheDNAfromJan.2012toMar.2013inTanshantotal g
,TuberculosisenoteHosital.IS6110-PCRfinerrintinmethodwastobeusedtoidentifdominant gyppgpgy "B".andthenfurtheridentifwhetherthedominantenotewaseiinenoteResultseiinenote Bygypjggypjggyp
,enoteswasdominatedinTanshan.Theoftheseisolatedstrainscouldbedividedintothreemaintes ggypypinwhich51strainsbelonedtoteⅠ,88strainswereteⅡ,11strainswereteⅢandothertes gypypypyp
;enotewerescattered.Thedominantwashiherinruralthanthoseinurbanwashiherin30to60ae gypgggrourous.enotethanotheraeConclusioncobacteriumtuberculosisofTanshanshowsare M -gpgpgypgyggg
"B"dationanddistributionofeiinenoteominated.IS6110-PCRfinerrintinmethodisefficacious gjggypgpg forenoteidentifinMcobacteriumtuberculosisinTanshan. gypygyg
;;;KewordscobacteriumtuberculosisGenotinBeiinenoteIS6110-PCRfinerrintinmethod M yypgjggypgpgy
tuberculosismco 结核病是由结核分枝杆菌( -y
感染引起的一种古老的慢性传染bacterium,MTB)
性疾病,每年大约有2其中900万人死于肺结核,5%来自发展中国家。我国是世界22个结核病高负担
1]
。有效控制结核病国家之一,患者数居全球第二[的流行,关键在于提高传染性患者的发现率,有效控
制传染源,开展结核分枝杆菌流行株的菌型与分布研究对结核病的防治具有重要意义
[2]
随着分子生物学技术的发展,各种结核分枝杆菌的基因分型技术相继出现并逐渐走向成熟,从分子流行病学角度深入研究结核病的传播规律已成为
3]
。近几年建立的基于I可能[S6110的PCR分型方
法能够在一个扩增反应中产生大量的不同的DNA带型,直接产生一个特征性指纹图谱的PCR分型方成本低廉,重复性好,且一个分法。该法简单易行,
[]
离株能在8h内从初培养物进行分型4。被认为是
。
一种快速的结核分枝杆菌分子分型方法,备受人们
基金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(编号:09276197D)
作者单位:河北联合大学护理与康复学063000河北省唐山市,;;院(孙淑丰)天津市滨海新区大港医院(杨颖)唐山市第四医;院(张朋、李世明)中国人民武装警察部队医学院附属医院(;朱学彬)河北联合大学公共卫生学院(冯福民)*通讯作者
推崇,应用前景广阔。本研究应用基于IS6110的PCR分型方法对唐山市肺结核患者结核分枝杆菌临
床分离株进行分型鉴定,旨在描述唐山市肺结核患者结核分枝杆菌临床分离株的分布特征。
1 对象与方法1.1 菌株来源 2012年1月—2013年3月唐山结
中国煤炭工业医学杂志2013年10月第16卷第10期
·1683·
核病院住院的肺结核患者的晨起痰液中获得的166株临床分离株。用于参照的标准菌株H3v获赠于7R中国人民解放军309医院全军结核病研究所李邦印博士。
结核病流1.2 患者资料的收集 利用自行设计的“
,对结核分枝杆菌分离培养阳性的患行病学调查表”
结核病接触史等内容的调查。者进行人口学特征、
1.3 主要仪器与试剂 PCR实验及电泳所需试剂
、)、、分子量标准(溴化乙锭(琼DNA MixMarkerEB)
脂糖均购于北京博尚生物有限公司。
置于预先1.4 菌株基因组提取 刮取新鲜培养物,
将培养加入0.5ml0.5%吐温-80的玻璃管底部, 物用无菌玻璃棒研磨至块状团块分散开,再加入生
同标准麦氏比浊管1号进行比较,至浊理盐水稀释,
/度相同时即形成1mml的悬菌液,100℃煮沸g
,/上清液用于P10min10000rmin离心5min后,CR 检测。
1.5 基因型鉴定 北京及非北京基因型菌株的鉴
[,]
定PCR引物参照文献56并根据其基因特点设计2对引物,北京基因型上游引物为:5'-TTCAAC 和下游引物为:CATCGCCGCCTCTAC-3'5'-
(CACCCTCTACTCTGCGCTTTG-3'GenBank ),非北京基因型上游引物为:AF3900395'-GAT和下游引物为:TTGTTCTCA GTGCAG-3'CGC (5'-CGA AGG AGT ACCACGTGG AG-3'Gen -)。采用2其中含北京BankBX8425810l反应体系, μ
,基因型上下游引物各1非北京基因型上下游引物lμ,,各1模板DlNA3l2×TaDNA聚合酶Mixq μμ
,双蒸水补充至反应体积。P10lCR反应条件为:μ,,,94℃预变性5min94℃循环变性30s56℃退火30s
,。72℃延伸30s30个循环,72℃延伸7min
4,7]
结核分枝杆菌分型根据参考文献[设计的正
2 结果
2.1 患者基本情况分析 166例肺结核患者均为唐山市第四医院的住院患者,其基本特征见表1。
表1 166例肺结核患者的一般流行病学资料
基本特征性别
男女
年龄(岁)
0<3 30~0≥6
婚否
未婚已婚
居住地
城市农村
职业
工人农民其他无业
文化程度
初中及以下高中及以上
吸烟史
是否
饮酒史
是否
结核病人接触史
有无
治疗情况
初治复治
例数(%)()13380.1()3319.9()2716.3()9456.6()4527.1()3722.3()12977.7()5432.5()11267.5()5432.5()7042.2()2917.5()137.8()11267.4()5432.6()6639.8()10060.2()6036.1()10663.9()2313.9()14386.1()11267.4()5432.6
向引物TB1在IS6110的第1292~1309碱基对位
置,序列为5'-CGCCAG AGACCA GCC ;反向引物TGCC-3'B2在IS6110的第111~92碱基对位置,序列为5'-CCGCACCGCCCGCTC
。引物由上海IACGCA-3'nvitroen公司合成。 g采用2其中含引物T0微升反应体系,B1(12.5M)p
,,和T各1模板DB2(12.5M)lNA3l2×Tapqμμ,双蒸水补充至反应体积。DNA聚合酶Mix10l μ
PCR反应条件为:94℃预变性5min,94℃循环变性
,,,30s56℃退火30s72℃延伸30s30个循环,72℃终末延伸7min。
1.6 统计学方法 所有数据录入用SPSS17.0软
件。计数资料组间比较采用四格表或R×C列表,
2
经χ检验,检验水准α=0.05。
2.2 北京基因型鉴定结果 166株结核分枝杆菌临
床分离株通过多重P北京基因型1CR方法鉴定,53
,,株(非北京基因型1表明唐山92.3%)3株(7.7%)市优势基因型为北京基因型。结果示意图1。
;标准株H3非北京基因型,M:50bDNA MarkerH:v( 注:p7R
););)非北京基因型(北京基因型(570b2、3:570b1、5、6、7:393bppp
图1 不同菌株北京基因型鉴定电泳结果
2.3 基于IS6110的PCR基因分型结果 将166株结核分枝杆菌D观察扩增片段NA进行PCR扩增,
·1684·ChineseJournalofCoalIndustrMedicinect.2013,Vol.16,No.10 Oy 的大小,进而计算出重复单元的拷贝数。经聚类分
共得到3个基因型,最大的一个型为Ⅱ型,包析后,
含8分型结果见表2,示意图见图2。8株,
根据流行病学调查,分别按患者的人口学特征、有无
初治复治等分组,比较唐山市结核分结核病接触史、
)。枝杆菌优势基因型在各组间的分布差别(表3
流行病学调查显示,在性别、166例菌阳患者中,婚姻状况、文化程度、初治和复治、吸烟和饮酒状况等方面优势菌型的分布未见统计学差别。而年龄、职业和居住地不同与优势菌株的分布有关。优势基因型在3农0~60岁患者中的分布高于其他年龄组,差异均村患者中优势基因型的分布高于城镇患者,有统计学意义。此外,对吸烟和饮酒特征的分析也未发现优势基因型分布差异。
表2 结核分枝杆菌各基因型所包含菌株数及所占比例
基因型ⅠⅡⅢ未成簇合计
菌株数51 88 11 16 166
所占比例(%)
30.753.16.69.6100.0
;待测菌株M:50bDNA Marker1-6: 注:p
图2 不同菌株的PCR指纹图谱分析结果
为了验证分型方法的可靠性和结果的准确性,
本研究在所有菌株中随机抽取2重复检测,结0株,果完全一致。另抽取5%的P其CR产物进行测序,测序得出的重复区拷贝数与电泳片段确定的重复区拷贝数相同。
2.4 优势基因型在不同特征患者间的分布情况
指纹分型
基本特征
Ⅱ型
性别
男女
婚姻状况
未婚已婚
文化程度
初中及以下高中及以上
年龄(岁)
0<3 30~0≥6
居住地
城镇农村
职业
工人农民其他无业
结核病患者接触史
有无
75 13 20 68 63 25 14 64 10 35 53 32 41 8 7 16 72
表3 唐山市结核分枝杆菌优势基因型在不同特征患者间的分布(例)
合计
其他58 20 17 61 49 29 13 30 35 19 59 24 27 21 6 7 71
133 3337 129112 5427 944554 11254 70291323 143
2.94
0.087
9.36
0.025
4.48
0.034
25.71
0.000
1.44
0.231
0.021
0.894
2
χ值
P值
0.083
3.07
3 讨论
DNA指纹法作为分子生物学的一项新技术,经常被用于结核病传播链的证实和鉴定,外源再感染与内源复发的区分、传染源的追踪、实验室交叉污
8,9]
。这对结核染的鉴定,增加对耐药的了解等方面[
病暴发流行的早期识别及结核病的疫情监测具有重
要的指导意义。然而,包括IS6110的PCR分型技术在内,任何一种基因分型技术都存在着自身的缺点与不足。事实上,每个遗传标志物仅反映细菌基因组信息中很少的一部分,而通过这些标志物,不同
中国煤炭工业医学杂志2013年10月第16卷第10期
·1685·
():2010,313321-323
]4eimarkH,AliBaiM,CarletonS.Directidentifica [ N -g
tionandtinofMcobacteriumtuberculosisb ypgyy
],():PCR[J.JClinMicrobiol1996,34102454-2459
]谢彤,巨韩芳,等.利用多重P5CR方法快速鉴 [ 赵德福,
]中国防痨杂志,定结核分枝杆菌北京基因型菌株[J.():2010,326315-317
]6illemannD,WarrenR,KubicaT,etal.Raiddetec [ H -p
enotetionofMcobacteriumtuberculosisBeiin gypyjg
,strainsbreal-timePCR[J].JClinMierobiol y
():2006,442302-306
]谭云洪,王庆,等.7IS6110-PCR分型方法用 [ 陈立新,
于安徽、湖南、江苏三省结核病分子流行病学的初步
]:中国人兽共患病杂志,研究[J.2005,21(5)389-392
]8eneweinA,TalentiA,BernaaconiC,etal.Molecular [ G
toidentifinrouteoftransmissionoftuaroach -ygpp
],berculosisinthecommunitJ.Lancet1993,342: y[841-844
],9urmanwJStoneBL,RevesRR,etal.Theincidence [ B
falseculturesforMcobacteriumtubercuofositive -yp
[],losisJ.AmJResirCritCareMed1997,155:321 p-326
[]黄延风,张爱华,等.儿童结核病11001例临床分 王均,
]离结核分枝杆菌多位点串联重复序列分型[第三J.():军医大学学报,2011,28131408-1410
[],11iaoWW,SunGZ,MokrousovIetal.Evaluationof J
flewvariable-numbertandem-reeatsstemsfor pyMcobacteriumtuberculosiswithBeiintinen -yjgypgg
,[]oteisolatesfromBeiinChinaJ.JClinMicrobi -ypjg,():ol2008,4631045-1049
[]李奇志,幸琳琳,等.12MIRU,VNTR和Soli 刘芮汐,-p
otin10株儿童结核分枝杆菌临gypg用于重庆地区2
]床分离株的基因分型[中华流行病学杂志,J.2011,():326593-597
[]刘志广,许卫国,等.江苏省6137株结核分枝 吕华坤,
]杆菌ML中国人兽共患病杂志,VA分型分析[J.():2005,219755-757
[]陈佳,段晋超,等.绵阳地区7149株结核分枝杆 陈志,
]中华微生物学和免疫学杂菌的基因型特征研究[J.():志,2011,313200
[]袁燕莉,郭建华,等.应用VN15TR技术对吉林省 王博,
]结核分枝杆菌基因分型的研究[中国卫生检验杂J.():志,2009,1961210-1212
[]王撷秀,李桂莲,等.天津市北京基因型结核16 巨韩芳,
]分枝杆菌流行特征及与耐药表型关系研究[中华J.
():流行病学杂志,2011,322116-119
[2013—09—16收稿]
的菌株也可能表现相同的基因型。本研究采用基于IS6110的PCR分型方法对166株被鉴定为人型结
核分枝杆菌的临床分离株进行D结果NA指纹分型,表明该方法较为准确、可靠,能较好地对唐山市结核
]10-12
。证分枝杆菌的主要流行株进行有效的辨析[
明唐山市的结核病流行特征是以优势流行株为主体
的传播模式。
虽然国内外在结核分枝杆菌基因分型方面已有
但由于地域差异的影响,不同地区结众多研究报道,
13]
核分枝杆菌基因型分布有所不同。如吕华坤等[研
究发现我国江苏省结核分枝杆菌基因型分布较为分
14]
无明显优势基因型;而陈志等[却发现在四川绵散,
15]阳地区存在二个流行基因群;王博等[报道的我国吉林省结核分枝杆菌优势基因型也较为明显。我国
北方地区以北京基因型为主导,尤以天津市最为显16]
。唐山市肺结核患者结核分枝杆菌优势基因型著[
为北京基因型,结果基本符合我国北方地区结核分枝杆菌基因型特征。唐山市作为我国北方地区重要的重工业城市,其尘肺、结核等疾病的预防控制更加
对结核分枝杆菌基因特征的分析可为唐受到关注,
山市结核病的防控工作提供有力的理论支持。按照患者的流行病学特征分组,发现唐山市优势基因型在30~60岁组的分布明显高于其他年龄组,可能是这个年龄组的患者社交活动及接触人数较多,因此暴露的机会较大。而按照患者的居住地和职业分组后,均发现来自农村的农民患者具有优势基因型,提示农村的生活条件相对较差,对卫生保健及结核病危害的认识有所欠缺,不能积极预防并治疗结核病,也从一个侧面反映了结核病在农村地区的流行状况。
本研究的观察期仅1年多时间,所收集的结核分枝杆菌临床分离株也比较少,代表性可能不足,不能完全体现唐山市结核病流行病学特征。今后可在此基础上开展连续性的监测,通过延长观察时间和增加菌株数量来全面描述唐山市结核分枝杆菌的分子特征。4 参考文献
]蒋彩花,左云,等.山东省局部地区结核分枝1 [ 王海英,
]杆菌散在分布重复单位基因分型技术的应用[中J.():华结核和呼吸杂志,2007,305355-358
]付朝伟,徐彪,等.以数目可变的串联重复序列2 [ 胡屹,
和结核分枝杆菌散在分布重复单位为基础的基因分]型方法在结核分枝杆菌流行病学研究中的应用[J.():中华结核和呼吸杂志,2005,285342-345
]张延安,郑建,等.山东地区结核分枝杆菌临3 [ 邓云峰,
]床菌株基因型特征研究[中华流行病学杂志,J.
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