作者：罗东，于圣铭，黄宇阳，詹佳欢，陈嫱，晏亮，陈开森 

第一作者及单位：罗东，南昌大学第一附属医院临床实验室；于圣铭，南昌大学第一附属医院临床实验室

通信作者及单位：陈开森，南昌大学第一附属医院临床实验室

Recent Transmission and Prevalent Characterization of the Beijing Family Mycobacterium tuberculosis in Jiangxi，China

Dong Luo ，Shengming Yu，Yuyang Huang，Jiahuan Zhan，Qiang Chen，Liang Yan ，Kaisen Chen 

Pol J Microbiol，2022 ，71(3):371-380. 

doi:10.33073/pjm-2022-033

研究背景

结核病仍然对人类健康造成很大威胁。根据世界卫生组织《2020年全球结核病报告》，2019年新增结核病例1000万例，死亡150万人。中国的结核病患者耐多药结核分枝杆菌和广泛耐多药结核病数量位于世界第二，仅次于印度。尽管近年来对结核病的积极控制使病例数目急剧减少，但它仍然是中国的一个公共卫生问题。江西省位于中国的东南部，结核病的发病率也很高。根据中国国家基线监测，2010年江西省结核病发病率为230/10万。因此，迫切需要降低结核病的发病率。考虑到江西省主要流行结核病菌株为北京基因型菌株，因此，有必要调查北京基因型菌株的感染状况、流行病学特征和危险因素。然而，北京基因型菌株的流行率与相关特征之间的关系尚不清楚。为了解北京基因型菌株与患者特征之间是否存在相关性，笔者调查了江西省北京基因型和非北京基因型毒株之间的社会人口学因素和药物敏感性试验。

研究方法

结核分枝杆菌分离株所有数据均于2016年1月至12月从江西省胸科医院获得。结核病患者来自江西省各地。

1.药物敏感性试验：使用BACTEC MGIT 960（Becton，Dickinson and Company，USA）对所有结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）分离物进行测试（Iseman and Heifets 2006）。这些药物包括异烟肼（INH）、利福平（RFP）、链霉素（Sm）、乙胺丁醇（EMB）、左氧氟沙星（Lfx）、阿米卡星（Am）（1.0µg/ml）和卷曲霉素（Cm）。常规使用H37Rv进行阴性质控。根据MGIT 960操作手册对结果进行了解释。

2.数据收集和定义：从结核病患者中收集人口统计学、流行病学和临床数据。最近传播的百分比是主要结果测量值，使用以下公式计算得出：（NC–C）/N，其中NC是分离株总数，C是组数，N是组总数。

3.基因分型方法：通过煮沸裂解获得基因组DNA。按照之前描述的方案（Chen等，2016年），对MIRUVNTR 15基因座进行扩增，以分析这些菌株的基因型。   

简而言之，MIRU-VNTR基因座首先通过PCR扩增。然后用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。使用凝胶图像分析系统（中国刘毅公司）对PCR片段的大小进行可视化。通过与H37Rv进行比较，计算各种MIRU-VNTR基因座的重复数。使用RD105 DTMPCR方法确定该菌株是否属于北京菌株（Chen et al.2007）。

4.数据管理和分析 ：使用BioNumerics 6.6，分析细菌基因分型，并可视化了这些临床分离物之间的进化关系。MIRU-VNTR结果用于构建基于UPGMA算法的树状图。使用Hunter-Gaston判别指数（HGDI）计算位点组合的判别度（Hunter and Gaston 1988）：

等位基因多样性（h）采用以下等式计算：

在感染北京基因型和非北京基因型菌株的患者之间，使用卡方检验评估基因型、性别、年龄、治疗史、地区、临床标本类型和DST分布。P＜0.05被认为具有统计学意义。

研究方法

1.最常见的MTB家族是北京基因型：与非北京家系的菌株相比，北京家系菌株更容易聚集（P=0.001，OR（95%CI）:6.99（5.01-9.77）。结果如图1所示。NTM——非结核分枝杆菌

图1  中国江西省的 MIRU-VNTR 基因型——研究设计

2.分布情况：根据江西的区域分布，全省可分为三个地区，包括南部地区（赣州和吉安区）、中部地区（南昌、抚州、宜春、新余和萍乡区）和北部地区（九江、景德镇、上饶和鹰潭区）。在1433株菌株中，大多数来自中部地区（722，50.38%），其次是北部地区（462，32.24%）和南部地区（249，17.38%）。图2显示了这些分离物的不同地理来源。

图2  江西地图显示了本研究中包括的 1,433 个分离株的分布（数字表示每个区域的分离株的绝对数量）

3.人口统计特征和耐药模式：与非北京血统结核分枝杆菌病例相比，我们发现北京家庭分离株在中青年（50岁以下）、复发患者和北方地区人员中存在显著差异。北京基因型家族菌株RFP/INH/Sm/EMB/Am/LFx/Cm的耐药率（分别为15.09%/17.23%/10.62%/6.25%/1.34%/2.68%）高于非北京菌株（分别为13.10%/12.78%/7.99%/1.28%/2.56%）。然而，统计分析并没有显示出这种统计差异。唯一的差异是耐多药结核病（11.88%对7.35%，P=0.05，OR（95%CI）：0.64（0.41-1.01））。见表1。

表1 本研究分离株的人口统计学和耐药性特征(n=1,433)

4.结核分枝杆菌菌株的基因型：为了研究这些MIRU-VNTR基因座的等位基因多样性，笔者计算了每个基因座的Hunter-Gaston判别指数（HGDI）。根据HGDI得分，MIRU-VNTR基因座被认为具有高度歧视性（＞0.6）、中度歧视性（0.3-0.6）或较差歧视性（＜0.3）（Chen等，2016年）。这些基因座对不同的HGDI得分具有显著的区分能力（表2）。最终，所得到的聚集率为38.7%（555/1433），最近的传播率为31.5%（452/1433）。

表2  聚集和非聚集菌株的流行特征

5.与北京基因型毒株近期传播的关系：为了解流行特征是否影响北京系结核病的聚集能力和组成，笔者进行了统计分析，以揭示聚集能力与北京系细菌之间的关系。信息如表2和表3所示。结果表明，非聚集性细菌表现出更强的感染女性的倾向〔非北京家系菌株，P=0.03，OR（95%CI）：1.50（1.06–2.14）；北京家系菌株，P=0.001，OR（95%CI）：1.52（1.20–1.93）〕。此外，当北京家庭细菌感染人群时，30岁至50岁的患者与30岁以下的患者相比更容易聚集〔P=0.003，OR（95%CI）:3.02（1.53-5.97）〕。在没有集群的患者中，北京家系的细菌数量明显高于北京家系细菌〔P=0.012，OR（95%CI）：0.68（0.51-0.91）〕。关于治疗史，北京家系细菌的复发感染更为集中〔P=0.05，OR（95%CI）:0.65（0.43-0.99）〕。同时，在感染丛集细菌的患者中，北京家系与非北京家系细菌在复发和治疗失败病例方面存在显著差异（表3）。为了了解艾滋病、痰涂片和肺部感染在北京家庭菌株传播中的作用，笔者将HIV阴性、痰涂膜阴性和非肺部感染的患者与相应的阳性患者进行了比较。笔者发现HIV阳性病例之间的聚集率显著低于非聚集阳性病例〔P=0.001，OR（95%CI）：0.20（0.09–0.45）〕，而涂片阴性非聚集北京家系细菌涂片阴性显著低于非北京家系涂片阳性细菌〔P=0.01，OR（95%CI）：0.57（0.41–0.80）〕。然而，肺空洞并不影响结核分枝杆菌的聚集和北京基因型的组成。

表3  北京和非北京家系的流行

研究结论

复发人群和50岁以下人群更容易感染北京型结核分枝杆菌。与从非北京家系分离的菌株相比，来自北京家系的菌株更容易聚类。社会活动和艾滋病严重影响了北京结核分枝杆菌基因型的聚集率。耐多药结核分枝杆菌影响北京基因型传播。

编辑：于   菲

审校：范永德

发布日期：2022-10-27

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