麻風(Leprosy)是由麻風分枝桿菌(Mycobacterium leprae)感染引起的一種慢性傳染病,。人類是麻風分枝桿菌的天然宿主?;颊咄ǔ霈F(xiàn)肢端殘疾,、畸形、失明甚至毀容等癥狀,,飽受社會的歧視,。雖然麻風早在兩千多年前或更早就已在我國和世界其他地區(qū)流行,這一古老疾病的病因直到19世紀60年代才開始被認識,,具體的致病機理至今尚未闡明,。近年來對麻風的研究發(fā)現(xiàn):麻風的發(fā)生與個體的遺傳背景以及免疫狀態(tài)有關,接觸到麻風分枝桿菌的個體只有少部分發(fā)病,。另外,,雖然麻風是世界范圍內流行的古老疾病,但不同地區(qū)患者體內分離得到的麻風分枝桿菌菌株的基因組變異極少,,與其同屬的結核分枝桿菌(M. tuberculosis)相比,,在進化過程中麻風分枝桿菌丟失了大量與能量代謝相關基因。這些基因功能喪失導致麻風分枝桿菌對宿主產生嚴重的生存依賴性,,這同時也可解釋宿主因能量供應和代謝方面的差異而表現(xiàn)出對麻風分枝桿菌的不同易感性和抵抗性,,如麻風患者多來自貧窮和不發(fā)達地區(qū),,營養(yǎng)低下會影響麻風桿菌的易感。麻風發(fā)病過程中存在機體免疫系統(tǒng)和神經系統(tǒng)紊亂和病變,,這些復雜的臨床表型的遺傳基礎和免疫病理學機制是近年來研究的熱點,。
云南省是我國麻風重災區(qū),具有流行時間長,,發(fā)病率高,,流行范圍廣等特點,目前仍有數(shù)十個縣尚未達到基本消滅麻風病的目標,。中國科學院昆明動物研究所姚永剛課題組與昆明醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院皮膚科李玉葉副主任醫(yī)師及玉溪市疾病預防控制中心李孝安醫(yī)師合作,,針對云南玉溪地區(qū)麻風流行和遺傳易感性開展研究工作,為更好地認識麻風遺傳易感性和積極防治提供相關理論依據(jù),。前期,,他們總結了玉溪地區(qū)57年(1952-2008)來麻風流行情況,并對近年來麻風流行趨勢新動向進行了歸納(Leprosy Review,; 2011,, 82: 6-16)。
針對麻風分枝桿菌丟失大量能量代謝相關基因和對宿主嚴重的生存依賴性,,博士研究生王東在姚永剛研究員的指導下,,推測認為宿主細胞“能量工廠”線粒體的差異可能影響麻風分枝桿菌的感染。通過對玉溪地區(qū)麻風患者和正常對照個體線粒體DNA(mtDNA)遺傳背景的分析,,發(fā)現(xiàn)mtDNA遺傳背景不影響麻風發(fā)病,,但瘤型麻風患者中具有更高的mtDNA拷貝數(shù),提示線粒體在麻風發(fā)病過程中具有一定的作用,。該研究工作近期發(fā)表在PLoS ONE期刊上,。
另外,他們針對近期文獻報道與麻風相關的MRC1和IFNG基因進行了基因分型,,在所研究的來自玉溪地區(qū)的527例麻風病人和583例對照人群中,,沒有驗證到前人報道的MRC1基因(rs1926736,p.G396S)和IFNG基因(rs2430561,,+874 T>A)的易感位點,,但他們在這兩個基因上發(fā)現(xiàn)其他的易感位點。分析結果顯示MRC1基因的rs692527和rs34856358位點變異與少菌型麻風顯著相關,,IFNG基因rs3138557位點變異與多菌型麻風顯著相關,。該結果支持MRC1和IFNG基因是麻風的易感基因,但提示不同人群的易感遺傳變異存在差異,。
這兩項近期研究結果對我們進一步了解麻風的遺傳易感提供了新證據(jù),,也為其它傳染性疾病的研究提供一定的參考。
本研究得到云南省、科技部,、基金委和中科院的資助,。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1371/journal.pone.0038848
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Mitochondrial DNA Copy Number, but Not Haplogroup, Confers a Genetic Susceptibility to Leprosy in Han Chinese from Southwest China
Dong Wang1,5, Ling-Yan Su1,5, A-Mei Zhang1, Yu-Ye Li2, Xiao-An Li3, Ling-Ling Chen2, Heng Long4, Yong-Gang Yao1*
Background Leprosy is a chronic infectious disease caused by Mycobacterium leprae, 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. leprae and the onset of clinical leprosy, and this may be reflected by mitochondrial DNA (mtDNA) background and mtDNA copy number. Methods We analyzed the mtDNA sequence variation of 534 leprosy patients and 850 matched controls from Yunnan Province and classified each subject by haplogroup. mtDNA copy number, taken to be proportional to mtDNA content, was measured in a subset of these subjects (296 patients and 231 controls) and 12 leprosy patients upon diagnosis. Results Comparison of matrilineal components of the case and control populations revealed no significant difference. However, measurement of mtDNA copy number showed that lepromatous leprosy patients had a significantly higher mtDNA content than controls (P = 0.008). Past medical treatments had no effect on the alteration of mtDNA copy number. Conclusions Our results suggested that mtDNA content, but not haplogroup, affects leprosy and this influence is limited to the clinical subtype of lepromatous leprosy.