不同串联重复序列位点组合用于中国结核分枝杆菌基因分型的能力比较分析

目的 初步评价不同串联重复序列(VNTR)位点在中国8省市结核分枝杆菌基因分型中的应用,寻找适合中国地区结核分枝杆菌基因分型的位点组合.方法 从中国8个省(市、自治区)2800余株结核分枝杆菌临床分离菌株中以简单数字表法随机抽取140株,采用多位点数目可变串联重复序列分析方法(MLVA)对27个数目可变VNTR位点进行基因多态性检测,采用BioNumerics数据库软件进行单位点和不同位点组合的分辨率(Hunter-Gaston指数,HGI)分析,并比较分析其对140株菌的基因分型鉴定能力.同时采用间隔区寡核苷酸分型(Spoligotyping)将140株菌分为北京家族和非北京家族,评价上述不同VNTR位点组合在北京家族和非北京家族中的分型能力.结果 140株菌主要可分为2个基因群,即北京家族112株,占80%;非北京家族28株,占20%.Spoligotyping分型对140株结核分枝杆菌的HGI为0.4589.MLVA分析结果显示不同位点在不同菌株群存在明显的多态性,不同位点的HGI具有较大差异(0～0.809),对全部菌株、北京家族菌株、非北京家族菌株的HGI达到0.5以上的VNTR位点数分别为8、7和14个.27个VNTR位点进行不同的位点组合:优化筛选的8位点组合、国际推荐的12个、15个和24个位点组合.4个组合的HGl分别为0.9991、0.9882、0.9980和0.9986;在北京家族菌株中,上述组合的HGI依次为0.9987、0.9318、0.9969和0.9975;在非北京家族菌株中分别为1、0.9894、1和1.结论不同的VNTR位点和不同VNTR位点组合在中国8省市结核分枝杆菌中的HGI均存在明显差异;本研究优化的8个位点组合MLVA分型方法在中国结核分枝杆菌流行病学研究可能具有良好的应用前景.     

宁波市90株结核分枝杆菌临床分离株MLVA基因分型研究

目的研究宁波市结核分枝杆菌的可变数目串联重复序列(VNTR)的分型及分布特征。方法随机选取宁波市结核分枝杆菌临床分离株,常规培养,提取菌体基因组DNA,通过聚合酶链反应(PCR)对15个VNTR位点进行检测,采用BioNumerics软件进行基因分型的聚类分析。结果 90株结核分枝杆菌临床分离株的VNTR位点检测结果显示出明显的基因多态性,基因分型经聚类分析,分为4个基因群(Ⅰ群、Ⅱ群、Ⅲ群、Ⅳ群),84个基因型。Ⅰ群占11.1%,含有10个基因型,Ⅱ群占17.8%,含15个基因型,Ⅲ群占65.6%,含54个基因型,Ⅳ群占5.6%,含5个基因型。结论宁波市结核分枝杆菌VNTRs基因存在明显多态性得到初步证实,至少存在4个VNTR型,主要流行型为Ⅲ型。     

结核分枝杆菌临床分离株MLVA法分型分析

目的 利用多位点数目可变串联重复序列技术,初步探索甘肃省结核分枝杆菌的基因型及其分布,为防治结核病提供科学依据.方法 选择15个VNTR位点,设计引物,采用PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳检测,并利用BioNumerics 4.5软件进行DNA指纹图谱多态性分析.结果 多位点数目可变串联重复序列(MLVA)检测显示,215株结核分枝杆菌呈现7个基因群127种基因型,分别为a、b、c、d、e、f和g基因群,其中e群74.88%(161/215)为主要流行型(spoligotyping鉴定为北京家族基因型);有抗结核治疗史患者菌株成簇率高于无抗结核治疗史患者,差异有统计学意义(χ²=3.91,P=0.046).结论 兰州地区结核分枝杆菌基因DNA指纹图谱呈现多态性,存在主要流行株,MLVA有助于为当地政府部门制定具体的结核病防治政策和公共卫生应急方案提供科学依据.     

四川省结核分枝杆菌VNTR分型研究

目的评价不同串联重复序列(VNTR)位点在四川省结核分枝杆菌中的基因多态性,以及不同VNTR位点组合在四川省结核分枝杆菌基因分型中的应用。方法采用多位点数目可变串联重复序列分析技术(ML-VA)对102株四川省结核分枝杆菌菌株的15个VNTR位点进行分析,基因多态性分析采用Hunter-Gaston指数,聚类分析采用BioNumerics软件。结果 15个VNTR位点的基因多态性存在较大的差异,位点Mtub21(HGI 0.772)和MIRU26(HGI 0.764)的多态性较高,ETR-C(HGI 0.168)和MIRU23(HGI 0.077)的多态性较差。ETR-B和ETR-C两个位点在对四川省北京基因型结核分枝杆菌进行分型时则不具有多态性。对不同的VNTR位点组合进行比较,随着VNTR位点的增加,VNTR分型方法的分辨能力也有所提高。10个VNTR位点组合的分辨指数与15位点组合的分辨指数相差不大。同一VNTR位点在不同地区北京基因型菌株中的分辨力也存在较大的差异。结论不同VNTR位点在四川省结核分枝杆菌中具有不同的分辨力,并且同一VNTR位点在不同地区的北京家族菌株中的分辨力也不同。10个VNTR位点组合的基因分型方案可用于四川省结核分枝杆菌基因分型的一线方法。本研究的数据结果对挑选适合中国结核分枝杆菌基因分型的VNTR位点组合法具有重要的作用。     

344株结核分枝杆菌的基因分型研究

目的研究间隔区寡核苷酸序列基因分型技术、结核分枝杆菌散在分布重复单位(MIRU),以及多位点串联重复序列(VNTR)在河南省结核病分枝杆菌基因分型中的应用,了解河南省局部地区MIRU-VNTR基因型种类与分布,以及北京家族基因型在河南省的分布特征。方法应用2007年在河南省的嵩县、新密县、扶沟县、中牟县等4个县及南阳市的结核病防治机构实验室分离培养的344株结核分枝杆菌,设计引物,应用PCR和琼脂糖凝胶电泳技术及间隔区寡核苷酸分型技术对结核分枝杆菌进行VNTR分型检测分析,基因分型聚类分析采用Bio-Numerics软件。结果对344株结核分枝杆菌临床分离株的间隔区寡核苷酸分型结果显示,有299株为北京家族基因型,占86.9%;12个MIRU位点检测结果显示明显的基因多态性;经基因聚类分析,可分5个基因群(Ⅰ~Ⅴ群),292个基因型,Ⅰ~Ⅴ群分别占5.1%、67.8%、21.9%、1.4%、2.8%。结论河南省结核分枝杆菌MIRUs基因存在明显的多态性,存在≥5个MIRU型,主要流行型为Ⅱ型;北京家族基因型占主导地位,北京家族基因型与耐药无明显相关性。     

62株克罗诺杆菌多位点可变数目串联重复序列分析分子分型研究

目的利用克罗诺杆菌多位点可变数目串联重复序列分析(MLVA)分型方法对国内62株克罗诺杆菌进行MLVA分型研究。方法利用文献报道的4个克罗诺杆菌可变串联重复序列(VNTR)位点,应用PCR、毛细管电泳、基因测序方法,使用BioNumerics软件聚类分析菌株MLVA分型多态性。结果 62株菌分为8个群28个MLVA型别,其中II群的菌株数目占总菌株数目的比例最大(43.5%);菌株流行特征呈同一地区具有多个MLVA型别特点,其中MLVA-5型在多个省份有分布。结论国内克罗诺杆菌存在丰富的基因多态性;需要建立和筛选更适合中国菌株的VNTR位点来进一步优化现行的MLVA策略。     

浙江省宁波地区结核分枝杆菌VNTR基因分型研究

目的初步探讨数目可变串联重复序列(VNTR)技术在宁波地区结核分枝杆菌基因分型中的应用。方法根据文献选取7个分型效果较好的VNTR基因位点,应用聚合酶链反应(PCR)和琼脂糖凝胶电泳,分析结核分枝杆菌DNA多态性。结果本研究组共对138株结核分枝杆菌的7个VNTR位点进行了检测,共产生7个基因簇和123个独立基因型,成簇率为5.80%,VNTR-7位点基因分型技术分辨率指数(HGI)为0.999 1。结论VNTR-7位点基因分型技术对宁波地区结核分枝杆菌的分析有较高的分辨力,操作简便,适用于宁波地区结核病分子流行病学研究。     

海宁市2008年结核分枝杆菌临床分离株MLVA基因分型研究

目的：初步探讨海宁市结核分枝杆菌的数目可变串联重复序列（VNTR）的分型及分布特征,了解海宁市目前结核分枝杆菌的主要流行株,给结核病防治工作提供分子流行病学依据。方法：采用VNTR分型方法,提取DNA,采用PCR和琼脂糖凝胶电泳技术对结核分枝杆菌15个VNTR位点进行检测,并通过BioNumerics 5.0软件进行DNA指纹图谱多态性分析。结果：95株结核分枝杆菌的15个VNTR位点结果显示明显的多态性,经基因聚类分析,共分为10个基因群,共90个基因型。其中群占2.1%,群占1.1%,群占1.1%,群占5.3%,群占1.1%,群占1.1%,群占69.5%,群占1.1%,群占14.7%,群占3.2%。结论：初步证实海宁市2008年的95株结核分枝杆菌VNTRS存在明显的多态性,至少存在10个VNTR群,主要流行群为群。     

VNTR位点对结核分枝杆菌基因分型的研究

目的：初步评价15个可变串联重复序列（VNTR）位点对结核分枝杆菌临床分离株的分型能力,寻找适合湖州地区结核分枝杆菌基因分型的位点。方法2011年1-4月连续收集湖州地区结核分枝杆菌临床分离株,采用多位点数目多位点串联系复序列（MLVA）分析方法,对15个VNTR位点进行基因多态性检测,分析单个位点以及15个位点组合的基因分型能力（Hunter-gaston指数,HGDI）。结果分辨率较好的多态性位点有2个：Mtub-21和Mtub -39;分辨率中等的多态性位点共7个：ETR-A,ETR-C,MIRU -10,MIRU -23, MIRU-27,MIRU-40和Mtub-30;分辨率较差的多态性位点有6个：ETR-B,ETR-D,ETR-E,MIRU-16和MIRU-26和MIRU-39。通过计算,本次研究运用15个位点进行基因分型的 HGDI 为0.99,分辨能力好。结论 VNTR位点对结核分枝杆菌基因的分辨力较好,但还需继续寻找其他丰富多态性的VNTR位点,以便快速分型,提高分辨力。     

15个VNTR位点用于87株丽水市结核分枝杆菌分离株的基因分型研究

目的:选取2008年-2010年间丽水市结核分枝杆菌临床分离株,通过多位点可变数目串联重复序列分型,了解丽水市结核分枝杆菌流行菌株基因分型情况。方法:对临床分离株进行常规培养,收集菌体,提取基因组DNA,采用聚合酶链反应(PCR)分别对15个VNTR位点进行检测分析,基因聚类分析采用BioN-umerics软件。结果:经聚类分析,87株结核分枝杆菌分为4个基因群(I群、Ⅱ群、Ⅲ群、Ⅳ群)69个基因型。其中Ⅳ群占74.7%,含49个基因型,I群占9.2%,含8个基因型,Ⅱ群占8%,含7个基因型,Ⅲ群占5.75%。含5个基因型。结论:丽水市的结核分枝杆菌存在基因多态性,其主要流行型为Ⅳ型。     

13个VNTR位点用于113株结核分支杆菌的基因分型研究

目的 应用数目可变串联重复序列（VNTR）分子分型技术，对北京地区113株肺结核临床分离菌株进行分型研究，探讨北京地区菌株DNA多态性和基因型特征。方法 采用PCR和琼脂糖凝胶电泳技术对结核分支杆菌13个VNTR位点进行检测，并应用Gel-Pro analyzer 3．1软件和BioNumerics3．0软件进行结果分析。结果 113株结核分支杆菌可分为4个基因型（分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ型），其中Ⅰ型占92．0％（104/113），其他3型所占比例很小，分别为Ⅱ型占4．4％（5／113），Ⅳ和Ⅴ型均为1．8％（2／113），而标准菌株H37Rv在分型中为独立的一个基因型，即Ⅲ型。结论 北京地区的结核分支杆菌存在基因多态性，其主要流行型为Ⅰ型。     

71株浙江省结核分枝杆菌临床分离株MLVA基因分型研究

目的初步探讨浙江省结核分枝杆菌的数目可变串联重复序列（VNTR）的分型及分布特征。方法随机选取浙江省结核分枝杆菌临床分离菌株，常规培养，收集菌体，提取基因组DNA，采用聚合酶链反应（PCR）分别对VNTR位点进行检测分析，基因分型聚类分析采用BioNumerics软件。结果对71株结核分枝杆菌临床分离株的15个VNTR位点进行检测。结果显示明显的基因多态性。经基因聚类分析，可分4个基因群（I群、Ⅱ群、Ⅲ群、Ⅳ群），58个基因型。分别为I群占8．5％，含5个基因型，Ⅱ群占18．3％，含13个基因型，Ⅲ群占70．4％，含38个基因型，Ⅳ群占2．8％，含2个基因型。结论初步证实浙江省结核分枝杆菌VNTRs基因存在明显的多态性，至少存在4个VNTR型，主要流行型为Ⅲ型。     

结核分枝杆菌多位点可变数目串联重复序列分型方法标准化操作程序的建立

目的 建立结核分枝杆菌多位点可变数目串联重复序列分析(MLVA)的标准化方法,评价该方法的分型能力、应用价值.方法 选取15个位点,采用核酸提取、PCR和琼脂糖凝胶电泳等技术,结合BioNumeries(Version 5.0)软件,对中国54株结核分枝杆菌临床分离株进行分型.结果确定标准化的MLVA方法,包括细菌分离培养、核酸提取、PCR、琼脂糖凝胶电泳等实验步骤及标化参数的相关数据分析软件的使用.VNTR位点确定为ETRA、ETRB、ETRC、ETRD、ETRE、MIRU10、MIRU16、MIRU23、MIRU26、MIRU27、MIRU39、MIRU40、Mtub21、Mtub30和Mtub39.结论建立MLVA标准化技术方案,该方法操作简便,分型鉴定能力及实验室间结果可比性强,便于网络化,有利于结核病流行中追溯传染源,分析流行趋势.     

Genotypes and genetic characters of Mycobacterium tuberculosis from Myanmar using three typing methods

Knowledge on basic characteristics of Mycobacterium tuberculosis (MTB) is helpful to understand the disease epidemiology and support the prediction of clinical outcome of the disease. The aim of this study was to detect the genotypes and genotypic characters of clinical Mycobacterium tuberculosis (MTB) isolates from new and retreatment rifampicin-resistant patients using three different genotyping methods. Mycobacterial interspersed repetitive units-variable number tandem repeat (MIRU-VNTR) typing was used to determine the diversity of 222 clinical isolates. Spoligotyping and IS6110-restriction fragment length polymorphism (RFLP) typing were also used to investigate the genetic characters of 105 MTB strains. Among the 15 genotypes detected by MIRU-VNTR, Beijing strains were the most prevalent of all strains (54.8%); new cases (40.5%) and retreatment cases (69.4%), followed by EAI strain. Spoligotyping categorized the strains into 11 lineages and 13 orphans whereas 96 different IS6110 patterns were identified using RFLP method. The mode number of IS6110 was 18 and 20. Higher band numbers were found in Beijing genotype (p < 0.001). Clustering rates by spoligotyping, MIRU-VNTR and IS6110-RFLP typing were 0.714, 0.004 and 0.085, respectively. Discriminatory powers of spoligotyping, MIRU-VNTR typing and IS6110-RFLP typing were 0.637, 1.000 and 0.997, respectively. Dominant Beijing genotype in both new and retreatment cases denoting that prevailing tuberculosis in Myanmar changed from EAI to Beijing lineage.     

MIRU-VNTR和Spoligotyping用于重庆地区210株儿童结核分枝杆菌临床分离株的基因分型

目的 评价间隔区寡核苷酸分型(Spoligotyping)和基于结核分枝杆菌散在分布数目可变串联重复序列分析(MIRU-VNTR)方法在重庆地区儿童结核病分子流行病学中的应用.方法 收集重庆地区210株儿童结核分枝杆菌(MTB)临床分离株,应用上述两种分型方法进行比较分析.结果 采用Spoligotyping分型方法,210株菌可分为2个基因群44种基因型,其中最大的1个基因群即北京家族(北京基因型)含有130株菌(61.90%).采用MIRU-VNTR分析发现24个位点的多态性差异较大,不同MIRU位点组合(12、15和24位点)的分辨率指数依次升高,后两个组合的差异是由位点ETR-B引起.各位点和各位点组合在北京家族菌株中的分辨率指数均高于非北京家族菌株.结论 重庆地区儿童MTB具有明显的基因多态性,其主要流行型为北京家族.在结核病原学监测中,可先采用Spoligotyping,再对成簇菌株进行15位点与ETR-B组合二次分型的联合分型策略,可提高分子流行病学调查效果.

Abstract：

Objective To evaluate the application of spacer oligonucleotide typing (Spoligotyping) and mycobaeterial interspersed repetitive unit-variable-number tandem repeat (MIRU-VNTR) analysis in the molecular-epidemiological study of tuberculosis and to discuss the characteristics of pediatric Mycobacterium (M.) tuberculosis strains in Chongqing. Methods M. tuberculosis strains isolated and typed by Spoligotyping and MIRU-VNTR respectively, from the children patients in Chongqing and to compare the results from both methods, epidemiologically. Results By means of Spoligotyping, 210 clinical isolates were divided into 2 gene groups, displaying 44 genotypes. Among them, the biggest group was M. tuberculosis Beijing family, including 130 strains (61.90%) ,using the Spoligotyping. From the results of MIRU-VNTR, 24 loci showed different polymorphism and the HGI of different loci set (12 old loci, 15 basic loci and 24-loci set) increased accordingly. The subtle difference in HGI was originated from one locus ETR-B, which was included in the 24-locus system. The diversity of each loci and MIRU-VNTR set for non-Beijing genotype strains was higher than that of the Beijing genotype strains. Conclusion In this study, it was preliminarily confirmed the existence of high polymorphism of M. tuberculosis while the Beijing Family was the main genotype and main prevalent strain in children of Chongqing area. Spoligotyping prior to 15-locus with ETR-B combination seemed more suitable for the massive epidemiological investigation of pediatric tuberculosis patients.     

中国炭疽芽胞杆菌多位点可变数目串联重复序列分析基因型多态性

目的 分析中国炭疽芽胞杆菌多位点可变数目串联重复序列分析（MLVA）基因型多态性,建立中国炭疽芽胞杆菌MLVA基因型数据库。方法 收集1947年以来中国不同来源的炭疽芽胞杆菌分离菌株,采用MLVA15分型策略进行基因型鉴定,对基因型进行统一编号和命名,分析不同来源菌株MLVA基因型的分布特征,同时通过Bionumerics软件绘制聚类图,分析不同基因型间的遗传关系。结果 MLVA15分型可将533株中国炭疽芽胞杆菌分为4群91个基因型,其中54个基因型为中国独有的基因型。新命名的基因型MLVA15-CHN1~MLVA15-CHN6广泛分布于中国不同地区、不同年代和宿主,其余基因型具有地区和年代特征性。结论 本研究建立了中国炭疽芽胞杆菌MLVA基因型数据库,掌握了MLVA基因型分布特征及其遗传多态性,为中国炭疽疫情防控及分子溯源技术提供了参考依据。     

Differentiation of tuberculosis strains in a population with mainly Beijing-family strains

A high prevalence of tuberculosis (TB) isolates that are genetically homogenous and from the Beijing family has been reported in Russia. To map TB transmission caused by these strains, new genotyping systems are needed. Mycobacterial interspersed repetitive units (MIRUs) offer the possibility of rapid PCR-based typing with comparable discrimination to IS6110 restriction fragment length polymorphism techniques. Spoligotyping and detection of IS6110 insertion in the dnaA-dnaN region were used to identify Beijing strains in 187 Mycobacterium tuberculosis isolates from Samara, Russia. The Beijing isolates were analyzed by using 12-MIRU and 3-exact tandem repeats (ETR) loci and by an expanded set of 10 additional variable number tandem repeats loci. The expanded set of 25 MIRUs provided better discrimination than the original set of 15 (Hunter-Gaston diversity index 0.870 vs. 0.625). Loci MIRU 26, 1982, and 3232 were the most polymorphic in Beijing isolates.