基于全球的全基因组测序数据发现结核分枝杆菌适应性的提高与耐多药结核病的传播无显著相关性

传播是导致耐多药结核病（MDR-TB）疫情的主要原因，与之相关的风险因素也越来越受到关注。以往的研究表明，与细菌适应性相关的遗传因素可能会影响MDR-TB的传播，但由于不同研究中研究区域的不同背景可能导致细菌因素与MDR-TB传播的相关性研究结论不一致。本研究旨在通过分析全球的MDR-TB菌株全基因组测序数据，系统性地评估已报道的细菌适应性相关遗传因素对MDR-TB传播的影响。

方    法

本研究通过检索全球已发表的结核分枝杆菌全基因组测序数据，从中筛选出源于队列研究或地区性人群研究的MDR-TB菌株，下载测序数据并根据已有的流程进行单核苷酸多态性（SNP）鉴定。编写Perl脚本计算菌株间的遗传距离，以5个SNPs为阈值判断传播簇。基于已报道的补偿性突变位点分析菌株是否发生补偿性突变（CMs），根据传播簇内补偿性突变的积累时间，我们将传播簇分为3类：簇中所有菌株携带相同的补偿性突变被定义为C型，即传播前积累的补偿性突变；簇中所有菌株不携带补偿性突变被定义为N型；簇中部分菌株携带补偿性突变或携带不同的补偿性突变被定义为M型，即传播后积累的补偿性突变。基于已报道的耐药相关基因位点分析菌株是否发生耐药突变，根据结核分枝杆菌复合群不同谱系特异的SNP位点对菌株做谱系鉴定。

结     果

研究纳入全球17个国家共计4696株MDR-TB菌株。基于传播簇分类结果显示，仅Uzbekistan和Russia的传播簇以M型为主，其余地区的成簇菌株主要为N型或C型。进一步比较这两个国家中成簇菌株和非成簇菌株中CMs的比例，发现在Uzbekistan（P < 0.001）和Russia（P  =  0.004）成簇菌株中CMs的比例均明显高于非成簇菌株，但排除M型菌株后，两地区传播簇分类结果的差异均无统计学意义，说明M型菌株会夸大CMs对MDR-TB传播的影响。基于随机效应模型合并不同国家的风险分析后发现，补偿性突变[OR（95%CI）= 1.07（0.72～1.59）]、低适应性代价的耐药突变[katG S315T：OR（95%CI）= 1.42（0.82～2.47）； rpoB S450L：OR（95%CI）= 1.26（0.87～1.83）]和遗传背景[Lineage 2：OR（95%CI）= 1.50（0.95～2.39）]并未增加MDR-TB菌株成簇的风险。基于亚组分析结果发现，大多数细菌因素并未影响MDR-TB菌株成簇的风险，而katG S315T仅在发展中国家[OR（95%CI）= 1.82（1.16～2.86）]和结核病高负担国家[OR（95%CI）= 1.87（1.12～3.11）]中会增加MDR-TB成簇的风险，强调了发达国家和结核病低负担国家的社会环境等因素可掩盖细菌因素对MDR-TB传播的影响。

结     论

MDR-TB菌株适应性的增加并不意味着其传播能力的提高，细菌适应性相关的遗传因素并非是当前MDR-TB流行的主要原因。相比于细菌因素，我们认为结核病防控政策、公共卫生、医疗水平等社会环境因素发挥的作用更大。