美国国立心肺血液研究所(NHLBI)于2005年9月发布了一篇有关结核病基础研究方向的报告。该报告对我们了解结核病的防治现状,遗传学研究进展,及合理地指定研究计划,提供了重要的借鉴作用。
全世界平均每年190万人死于结核分枝杆菌(Mtb)感染,每年新感染约880万例,1/3的世界人口感染了Mtb。为合理地开发新的诊断和防治策略,了解Mtb和宿主的关系尤为重要。
多数人感染Mtb后不表现疾病进展。人类获得性免疫缺陷病毒(HIV)阴性人群中,1/3暴露于Mtb后被感染,其中3%~10%在其一生中进展为活动性结核。而HIV阳性Mtb感染成人中,每年有7%~10%演变为活动性结核病,通常表现为肺结核。肺外结核病与艾滋病相关。目前认为,宿主炎症反应在活动性结核相关的组织损伤中起重要作用。
一些研究结果认为,巨噬细胞在人类宿主抑制Mtb中起主要作用。研究显示,小鼠模型中,巨噬细胞效应分子包括但不限于反应氮中介物(RNIs)。RNIs是诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的活性产物,结核病人肺泡和肺组织巨噬细胞的功能性iNOS呈高水平,且活性增加。但仍不了解Mtb如何逃避活性巨噬细胞的杀伤。
淋巴细胞是感染过程中抑制Mtb的关键细胞,所以人类细胞毒性淋巴细胞的作用及如何通过疫苗接种强化其作用受到关注。肉芽肿形成是细胞免疫反应的结果,可有效抑制细菌播散,Mtb不能在干酪组织中增殖。但某些Mtb可以以休眠状态存活数10年,在宿主免疫力下降或其他情况下,休眠菌复燃并迅速繁殖,演变成活动性结核。目前对休眠菌及其复燃机制了解甚少,人宿主诱导并维持结核菌潜伏感染的机制也不明。
目前,我们对Mtb如何应对肺内环境知之甚少。体外培养中生长的Mtb与感染小鼠后不同,感染野生型小鼠和IFNγ基因敲除鼠Mtb的基因表达有差异。由于分子生物学和遗传学技术的发展,可建立更有效的等位基因置换及转位子致突变技术,完成Mtb的H37Rv及相关分枝杆菌的全基因组测序及功能分析,分析基因及其编码蛋白的功能。目前已获得了大量Mtb毒性相关的遗传信息。
美国国家健康学会发起并资助的、正在进行中的Mtb基因组基因突变株综合分析,获得近900个转位子突变株。在另一正在进行的新研究中,研究者运用单核苷多态型分析技术研究结核病人和对照人群各1000例,旨在研究宿主对结核菌的易感性。
根据目前的研究结果,美国国立心肺血液研究所确立了今后研究重点领域:
1. 通过动物模型阐明人结核病的各阶段,如感染持续状态和结核病的复燃,更好地认识特异性肉芽肿反应,包括干酪样坏死和空洞形成。
2. 以缩短活动性结核病疗程为目的的临床前研究。
3. 建立操纵描述Mtb基因组的新方法,包括以失活每个Mtb开放阅读框为目的的完整计划,用该方法进行诊断特异性更强的蛋白芯片研究以及对功能未知的Mtb必需基因的研究。
4. 结核病患者或高危人群中的疫苗或其他临床相关研究等以推进诊断和预后评价为目的的前瞻性研究。
5. 建立新的生物信息定量手段,以研究Mtb-宿主相互作用及其对感染转归的影响。
6. 通过描绘和系统进化分析Mtb基因组多样性,为研究基因功能及宿主-病原菌间相互作用提供新方法。
7. 由于人类基因扫描研究协作的开展,多个研究机构间可合作获得大量样本,这些样本可以用于调查的不同结核易感人群。
8. 通过遗传流行病学研究,推测群体易感基因和抗病基因如何影响疾病总体患病率及流行趋势。
9. 举办学术活动,促进知识交流和教育培训。
10. 加强与个人和国家基金组织的合作,包括研究项目的互补,而非竞争,基础与应用研究的合作及人力合作等。
