TAP1基因多态性与被动吸烟的交互作用对肺结核发病的影响

胡 宽，罗 芳，张开漩，邹频昂，罗 丹，陈 悦，彭文慧，汪保国

0 引 言

结核病是由结核分支杆菌(mycobacterium tuberculosis，MTB)感染引起的慢性传染病，严重危害人类的健康[1]。中国为结核负担大国，每年约100万人发病[2]。结核分支杆菌感染人群中，最终只有1/10的人发展为肺结核，这表明肺结核的发病不仅与环境因素有关，还与遗传因素有关[3-4]。抗原处理相关转运体蛋白(transporter associated with antigen processing, TAP)由TAP1基因、TAP2基因编码的2个亚单位组成，其在内源性抗原提呈过程中有着重要作用，可将内源性抗原从细胞质转运到内质网腔[5]。研究表明，外源性抗原如细菌被吞噬后离开吞噬泡而进入细胞质，加入到依赖TAP的内源性抗原呈递过程中，并引起特异CD8+细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)的应答[6]。而TAP1基因多态性可能影响TAP的转运功能，从而影响特异的CD8+CTL应答，这表明TAP1基因多态性与感染性疾病发生有关[7]；但目前国内有关TAP1基因与结核病之间关联的研究报道较少。本研究将分析TAP1基因多态性对肺结核发病的影响，并进一步探究TAP1与被动吸烟在肺结核发病中的交互作用，为有效预防和控制肺结核提供科学的依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2018年1月1日至2019年12月31日广东省多个结核病防治单位128例肺结核确诊患者作为病例组。纳入标准：符合2013年中华医学会《肺结核诊断和治疗指南》诊断标准[8]；痰培养阳性,胸部有结核样病灶；痰培养阴性,活动性肺结核样病灶。排除标准：肺炎、肺癌等具备结核相似病症者，糖尿病及艾滋病患者。另选取同期体检的145例健康人群作为对照组。本研究获得广东药科大学第一附属医院伦理委员会审核批准(批准号：20190228)，研究对象均签订知情同意书。

1.2调查方法

1.2.1 问卷设计与调查查阅国内外文献并结合现场实际情况自行编制调查问卷，根据专家意见修改及预调查后使用，在当地结核病防治单位的指引下，与研究对象进行面对面流行病学调查。调查问卷内容包括一般人口学特征、生活环境、个人行为因素等。

1.2.2实验方法应用HaploRegV4.1、rSNPBase等生物信息数据库选择TAP1的两个多态性位点rs1057141、rs1135216。采用天根生化科技有限公司试剂盒提取DNA。使用TaqMan荧光定量PCR技术进行基因分型。实验中每一个反应板均设置空白对照和5%的重复对照,重复样本分型一致率达100%。

1.3质量控制问卷调查时所有问题均由患者自行回答，不能回答者则由家属代答。调查结束后对问卷信息进行核实，以确保信息准确真实。采用Epidata3.1软件双人平行录入方法进行数据录入，并对数据进行一致性检验，建立数据库保存数据。

1.4统计学分析采用SPSS 26.0软件进行统计分析。计数资料以n(%)表示，组间比较使用χ2检验或Fisher确切概率法，Hardy-Weinberg遗传平衡检验采用χ2拟合优度检验[9]。环境因素、基因多态性与肺结核发病的关联采用Logistic回归模型分析。利用Logistic回归模型纳入乘积项法计算基因多态性与被动吸烟的相乘交互作用，用叉生分析法计算两者的相加交互作用。采用SHEsis软件对两位点进行连锁不平衡分析和单体型分析。以P≤0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 人口学特征研究共纳入273名对象。病例组为128例，其中男72例、女56例，平均(37.04±17.48)岁。对照组为145例，其中男72例、女73例，平均(38.46±14.97)岁。病例组和对照组的年龄、性别分布差异均无统计学意义(P>0.05)。两组均衡可比。

2.2肺结核发病的环境危险因素的单因素分析被动吸烟在病例组和对照组的分布差异具有统计学意义(P<0.05)。工作环境化学烟雾、工作环境粉尘在病例组和对照组的分布差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 肺结核发病的环境危险因素单因素分析[n(%)]

2.3TAP1基因多态性与肺结核易感性的关系

2.3.1 Hardy-Weinberg遗传平衡检验采用χ2拟合优度检验对TAP1基因rs1057141及rs1135216位点的AA、AG、GG基因型频率进行Hardy-Weinberg 遗传平衡检验，结果显示两位点的基因型在病例组和对照组的分布均达到遗传平衡(P>0.05)，纳入的研究对象具有群体代表性。见表2。

表2 TAP1基因Hardy-Weinberg 遗传平衡检验

2.3.2TAP1rs1057141和rs1135216位点基因型与等位基因在病例组与对照组的分布TAP1基因rs1057141位点AA、AG、GG基因型在病例组与对照组之间的分布差异无统计学意义(P=0.057)；等位基因A、G在病例组与对照组之间的分布差异亦无统计学意义(P=0.091)。rs1135216位点AA、AG、GG基因型在病例组与对照组之间的分布差异有统计学意义(P=0.001)；A、G等位基因在病例组与对照组之间的分布差异有统计学意义(P=0.001)。见表3。

表3 TAP1基因rs1057141和rs1135216位点基因型与等位基因在病例组与对照组的分布[n(%)]

2.3.3肺结核发病危险因素的多因素Logistic回归分析以是否患有肺结核为因变量，将单因素分析中有统计学意义的变量纳入Logistic回归模型进行分析。分析后结果显示，rs1135216位点AG基因型患肺结核的风险是AA基因型的7.302倍(OR=7.320，95%CI：2.394～22.381)；被动吸烟者患肺结核的风险是无被动吸烟者的1.978倍(OR=1.728，95%CI：1.021～2.924)，AG基因型及被动吸烟是肺结核的危险因素。见表4。

表4 肺结核危险因素的多因素Logistic回归分析

2.3.4TAP1rs1135216位点不同遗传模型与肺结核易感性的关系超显性模型(AA+GGvsAG)中，AG基因型肺结核发病风险是AA+GG基因型的6.528倍；显性模型(AG+GGvsAA)中，AG+GG基因型的肺结核发病风险是AA基因型4.549倍；隐型模型(GGvsAA+AG)中基因型两组间分布差异无统计学意义(P>0.05)；G等位基因携带者的肺结核发病风险是A等位基因携带者的3.439倍。见表5。

表5 TAP1基因rs1135216位点不同遗传模型与肺结核易感性的关系[n(%)]

2.4SNPs位点连锁不平衡分析TAP1基因多态性位点的连锁情况通过连锁不平衡检验方法分析。采用SHEsis软件分析两个位点的关联性，rs1057141/rs1135216的D′值为1.000，r2值为0.307，通过D′和r2值,发现2个位点有较强的连锁关系。见图1。

图1 TAP1基因SNPs位点间的连锁不平衡分析图(D′和r2值)

2.5TAP1rs1057141和rs1135216位点单体型与肺结核的关联分析采用SHEsis软件分析TAP1rs1057141及rs1135216位点的3个不同单体型与肺结核发病之间的关联。结果显示，GG单体型可增加肺结核发病风险(OR=3.439，95%CI: 1.636～7.228)，而AA、AG单体型与肺结核发病无明显关联(P>0.05)。见表6。

表6 TAP1基因单体型分析

2.6TAP1基因多态性与被动吸烟的交互作用对肺结核发病的影响

2.6.1 TAP1 rs1135216位点与被动吸烟的相乘交互作用对肺结核发病的影响分析发现被动吸烟、TAP1基因rs1135216位点超显性模型(AA+GGvsAG)的AG基因型及显性模型(AAvsAG+GG)的AG+GG基因型是肺结核发病的危险因素。rs1135216位点的超显性模型中的AG基因型与被动吸烟、显性模型中的AG+GG基因型与被动吸烟的相乘交互作用项均无统计学意义(P>0.05)，显示TAP1基因与被动吸烟在肺结核发病中无相乘交互作用。见表7。

表7 TAP1基因rs1135216位点与被动吸烟的相乘交互作用分析结果

2.6.2TAP1rs1135216位点基因多态性与被动吸烟的相加交互作用对肺结核发病的影响叉生分析结果显示：rs1135216位点超显性模型中，携带AG基因型和有被动吸烟者患肺结核风险是未携带AG基因型且无被动吸烟的20.811倍(OR= 20.811，95%CI:2.586～167.501)，AG基因型和被动吸烟单独存在时的OR值之和明显小于AG基因型与被动吸烟同时存在时的OR值；显性模型中，携带AG+GG基因型和有被动吸烟者患肺结核的风险是未携带AG+GG基因型且无被动吸烟者的8.118倍(OR=8.118，95%CI=2.147～30.697)，但AG+GG基因型和被动吸烟单独存在时的OR值与AG基因型与被动吸烟同时存在的OR值近似相等。表明超显性模型中AG基因型与被动吸烟在肺结核发病中有一定相加交互作用。见表8。

表8 TAP1基因rs1135216位点与被动吸烟的叉生分析结果

3 讨 论

肺结核的发病受宿主因素及环境因素的共同影响。遗传因素在肺结核的发生发展中起着重要作用[10]。目前，基因多态性与肺结核易感性之间的关联是国内外研讨热点[11-13]，但目前有关TAP1基因多态性及其与环境危险因素的交互作用与肺结核发病之间关联的研究报道较少。

本研究发现被动吸烟使肺结核患病风险增加到1.978倍，这与Patra等[14]的研究发现被动吸烟是肺结核患病的危险因素是一致的。

TAP1蛋白在MHCI类分子抗原呈递过程中起着重要作用[15]。目前已证明MHCI类介导的CD8+CTL参与了对结核病的免疫[16-17]，其识别并裂解被MTB感染的细胞，并产生活化巨噬细胞的关键细胞因子(TNF-a和IFN-c)。有研究发现TAP1基因中的多态性位点可以改变底物转运的特异性[18]，因此TAP1基因被认为是可能与肺结核易感性相关的候选基因。本研究结果显示，TAP1rs1135216位点的超显性模型(AA+GGvsAG)中，AG基因型肺结核患病风险是AA+GG基因型的6.528倍；显性模型(AG+GGvsAA)中，AA基因型肺结核患病风险为AG+GG基因型的0.2倍，与Wang等[19]的研究结果一致，表明AA基因型是肺结核易感的保护因素。病例组的G等位基因携带率高于对照组，与Naderi[20]等的研究发现G等位基因增加结核患病风险的结果一致。虽然TAP1rs1057141位点与肺结核发病无明显关联，但其与rs1135216的单体型GG在病例组与对照组的分布频率差异有统计学意义(P<0.05)，且与肺结核易感性有关。TAP1rs1135216位点与肺结核易感性有一定关联，rs1057141与肺结核易感性无关联，但其与rs1135216的单体型GG与肺结核易感性存在关联，因此TAP1基因位点多态性对于人群结核易感性预测和提供药物治疗新靶点有重大意义[21]。

肺结核发病过程中存在复杂的基因与环境交互作用。本研究对TAP1rs1135216位点的超显性模型、显性模型与被动吸烟的相乘及相加交互作用进行分析。结果显示TAP1基因与被动吸烟在肺结核发病过程中无相乘交互作用，叉生分析结果显示TAP1rs1135216位点的超显性模型(AA+GGvsAG)中，携带AG基因型且有被动吸烟者的肺结核患病风险是无AG基因型且无被动吸烟者的20.811倍(OR=20.811，95%CI：2.586～167.501)。表明TAP1基因rs1135216位点AG基因型与被动吸烟在肺结核发病过程中有一定相加交互作用。基因的分型联合是否被动吸烟情况可用于早期发现结核高危人群，为肺结核防治提供科学依据。

综上所述，被动吸烟可增加肺结核患病风险，TAP1rs1135216位点基因多态性以及其与rs1057141的单体型GG可能与汉族人群肺结核易感性相关。TAP1rs1135216位点基因多态性与被动吸烟在肺结核发病中无相乘交互作用，但有一定相加交互作用。