第一部分结核分枝杆菌T细胞抗原表位编码基因多态性分析结核病的感染、发生、发展及转归都与机体细胞免疫反应相关,其中,T淋巴细胞在机体对结核分枝杆菌的免疫应答中起重要作用。T淋巴细胞识别外来抗原依赖于短肽片段(即表位),它是由外源蛋白水解产生的,并与主要组织相容复合体(MHC)结合。在对某些病毒、细菌及原生生物(如HIV-1、丙型肝炎病毒、恶性疟原虫及脑膜炎球菌)的研究表明编码抗原的基因为了逃避宿主的免疫表现为高度可变。然而,在对结核分枝杆菌在宿主免疫压力下的抗原的变化及由此产生的进化机制的研究较少。对结核分枝杆菌的T细胞抗原表位的研究可以进一步理解结核分枝杆菌与宿主之间的相互作用机制和结核菌抗原分子引起的免疫应答反应,进一步揭示结核菌的免疫学致病机制,对改进免疫学诊断的方法及进行新疫苗的研究具有重要意义。在本次研究中,我们选取了有代表性的180株中国菌株,并对其480个T细胞抗原表位基因进行PCR扩增,比较其在基因及氨基酸水平的差异,筛选出可能发生免疫逃逸的抗原表位及蛋白,同时采用mega5.0软件将这些表位差异用于基因分型及进化分析,揭示结核分枝杆菌在与机体相互作用方面的遗传进化关系。结果表明,在480个抗原表位中,有415个表位序列高度保守,65个表位在基因水平发生了变异,占13.54%；在氨基酸水平上,共有60个表位发生了氨基酸的改变,占12.5%。有18个蛋白在基因水平发生了变化,变化较大的几个表位位于PstS1基因、esxL基因、MPT64基因、esxO基因、lppX基因和Hypothetical protein MT0322基因中,它们都发生了两个及以上氨基酸的改变。在本次研究中的480个表位中,dN/dS的值为1.38。有12个基因的dN/dS的值大于1,这说明这些基因在遗传学上是有压力选择的作用而可能发生免疫逃逸。以编码表位基因多态性对菌株进行分型,可将180株菌株分为9大簇,有些Spoligotyping型(如T家族、U家族、CAS家族、H37Rvfamily及BCG)表现为一定的聚集性。但是其余Spoligotyping型的菌株在各簇中分散分布,尤其是北京家族没有表现明显的聚集性,说明北京家族的菌株在与机体的T细胞相互作用发生免疫反应方面是不同的,存在着明显的遗传异质性。去掉同义突变和随机突变位点可将180株菌株分为3大簇。从该角度对菌株进行分型,体现了结核分枝杆菌与机体T细胞相互作用的差异,有助于我们对不同的菌型制定不同的免疫策略。第二部分4个VNTR位点用于中国结核分枝杆菌临床分离菌株分型的评价结核分枝杆菌的基因分型研究结果显示全世界的结核病的流行主要由几种结核分枝杆菌家族引起,并且不同的基因家族各具有独特的分子特征、地区性分布和致病性。分枝杆菌散在重复单元-可变数目串联重复序列(mycobacterial interspersed repetitive units-variable number tandem repeat, MIRU-VNTR)分型方法是研究结核分枝杆菌基因分型常用的技术方法之一,已广泛应用于世界各地的结核病流行病学研究中。不同VNTR位点的分辨率不同,用不同的VNTR位点组合可以得到不同的基因分型结果。目前12位点VNTR分型方法应用较为广泛并推荐作为结核控制中的常规方法。之后,15位点VNTR和24位点VNTR被推荐为结核分枝杆菌VNTR分型的标准方法。本研究用中国疾病预防控制中心传染病所结核室CCDC5079(CP002884)及CCDC5180(CP002885)两株已经完成全基因组测序的菌株序列,以及NCBI发布的7株(H37Rv,H37Ra,F11,Bovis, BCG-Pasteur, BCG-Tokyo和CDCl551)全基因组序列,经9株菌株全基因组比对,筛选出4个候选VNTR位点BJ1、BJ2、BJ3和BJ4。采用此4个位点对225株中国临床分离的分枝杆菌复合群菌株进行基因分型并对其分型效果进行评估。结果表明,在用此4位点可将225株菌分成6个基因簇,165个基因型。最大的基因簇(cluster V)包括139株菌,其中111株是北京家族菌株。位点BJl,BJ2,BJ3和BJ4对225株菌分型的HGI分别为0.634,0.917,0.697和0.910。四个位点组合的HGI达到0.995,说明了很好的分辨率和基因分型能力。此外,采用此4位点VNTR对126株北京家族分成15亚簇。对126株北京家族分型的HGI分别为0.447,0.878,0.315和0.850。四个位点组合的HGI达到0.988。牛分枝杆菌和BCG菌株在BJ1(1.0)和BJ2(5.5)的重复次数与其它分枝杆菌不同,可能用于结核分枝杆菌和牛分枝杆菌及BCG菌株的鉴定。此外,FJ06057为非洲分枝杆菌,它在位点BJ1也表现了独特的拷贝数(8.0)。