结核病是由结核分枝杆菌引起的传染性疾病。20世纪90年代以来,随着世界范围内人口流动的日益频繁、耐药分枝杆菌的增多、及艾滋病等免疫缺陷疾病的增长等因素,被人们认为已经有效控制并且在一些地区近乎绝迹的结核病,在沉寂了几十年后又死灰复燃,并肆虐全球,成为重大的公共卫生和社会问题。我国是结核病高负担国家之一,位居全球22个结核病高负担国家的第2位,同时也是全球27个耐多药结核病流行严重的国家之一目前,针对结核病发生和传播的研究,多限于对疾病发生的单一分析,忽略了结核病发病存在的地理相关性,尚未从空间的角度对结核病的发病进行探讨,而结核病作为一种传染病,与当地的环境、人口、气候等都存在一定的联系。空间流行病学对研究结核病的空间分布及其影响因素,制定结核病的防控策略和措施具有重要价值。由于结核病具有潜伏感染的特点,在追踪传染源、分析结核分枝杆菌的传播规律方面,传统的流行病学研究方法已不能满足需要,而分子流行病学在这方面有着不可替代的优势。空间流行病学与分子流行病学的结合,为研究结核病的流行和传播规律提供了新的思路,有利于发现结核病的近期传播并定位传播区域和传染源所在的地理位置,从而了解结核病的传播动力学,也为选择重点研究区域、重点防治区域、现场调查点等提供依据。本研究运用空间流行病学和分子流行病学的方法和技术,探索华东农村地区结核病患者的空间分布模式,描述华东农村地区结核分枝杆菌的分子特征,以了解结核病的传播规律,为结核病的有效控制策略的制定提供依据。主要研究方法和结果如下：1、 结核病的空间分布与空间聚集性研究研究期间,分别从阜宁和鄞州获得680例、445例活动性肺结核病患者,采用地理信息系统(GIS)对结核病患者空间定位,进行地图绘制与空间自相关分析,以SaTScan(version 8.0)进行空间扫描统计量分析。阜宁县全局Moran’s Ⅰ值为0.046648,P=0.593,无统计学意义,整体上未发现存在空间自相关。鄞州区全局Moran’s Ⅰ值为0.41023,P=0.019,因此鄞州区结核病患者存在空间正相关性。阜宁县杨集镇的局部Moran’s Ⅰ值为0.000413,P=0.013,表明杨集镇结核病发病存在局部聚集状态,为冷点集聚,杨集镇及其周围区域是结核病低发区。鄞州区石碶街道局部Moran’s Ⅰ值为0.000643,P=0.039,说明石碶街道结核病发病存在局部聚集状态,且为热点集聚,其周围区域是结核病高发区。对两个研究现场的结核病患者分别进行单纯空间扫描统计量法分析,结果显示阜宁县仅郭墅镇为唯一1个结核病高发聚集区(RR=1.89,P=0.036)。而鄞州区有3个结核病高发聚集区,分别为下应街道、石碶街道和五乡镇。2、 结核分枝杆菌的遗传多样性和成簇性分析从阜宁、鄞州结核病患者中分别获得199、179株分离株,以此378株菌株为研究对象,采用15位点VNTR-MIRU基因分型方法对菌株进行基因分型。结果显示,VNTR-MIRU位点存在明显的遗传多样性,等位位点的遗传多样性h从0.0807到0.8056不等,其中ETR C的遗传多样性最小(h=0.0807),MIRU26(h=0.8056)的遗传多样性最大。15个VNTR-MIRU位点对所有结核菌株的总HGDI值为0.9997,各位点HGDI值大小次序与其遗传多样性大小次序基本一致,为：MIRU26> Qub11b> Mtub21> MIRU31> Qub26> Mtub04> MIRU10 MIRU40> Mtub30> Mtub39> Qub4156> ETR A> MIRU16> MIRU4> ETR C。378株分离菌株中有359株呈现“唯一”基因型,有32株菌株成簇,形成14个簇,成簇比例为8.47%,近期传播比例为4.76%。成簇的结核病患者与非成簇的患者在户籍方面存在显著性差异(χ2=11.458,P=0.001),成簇患者主要为本地户籍居民。3、VNTR-MIRU和SNP在北京菌株时空演化中的应用对阜宁获取的199株菌株进行RD105 DTM-PCR分型以判定北京菌株,其中有182株鉴定为北京菌株(91.5%),进一步对北京菌株进行SNP分型。同时收集文献上发表的崇明、台湾和日本北京菌株的VNTR-MIRU位点结果、IS6110-RFLP分型和SNP分型信息。结果发现位点Mtub21、MIRU31、Qubllb、 Mtub39、Mtub30、MIRU40,与北京菌株各亚型相关性较高,可作为该地区区分不同亚型的分子标志。ST10在现代菌株为主流的阜宁和台湾都是所占比例最大的亚型,分别占53.4%、53.3%,而在古典菌株为主的日本,北京菌株的最大亚型为ST19。基于10个SNP位点可用来探索北京菌株各亚型的系统发生关系,本研究发现,ST11与结核菌株标准株H37Rv各SNP位点测序结果一致,具有很近的遗传距离,而ST22、ST10与标准株相比突变位点较多,遗传距离较远。整体上MST的结构和SNP定义的亚型比较一致。但是局部结构上VNTR-MIRU分型结果和SNP亚型之间的有一定的不符。将阜宁的VNTR-MIRU分型结果与崇明、台湾、日本地区的菌株相比较,阜宁菌株的基因型与崇明菌株基因型遗传距离相对较近,而与台湾、日本的菌株基因型遗传距离较远。崇明、台湾和日本的菌株基因型有重合,遗传距离较近。4、华东农村地区结核病传播机制研究结合菌株的空间位置和分型信息,以ArcGIS9.0进行地图绘制,分析其空间分布特征。成簇患者的空间分布分析未发现同一簇内的结核病患者出现在同一镇内。各成簇患者的空间分布与人口密度的分布有一定的区别,且与结核病的高发区域分布相差较大。研究现场现代菌株具有较大的流行优势,除陈良镇、硕集镇、芦蒲镇、板湖镇、罗桥镇北京菌株中古典菌株所占比例相对较高,其他镇均以现代菌株为优势菌株。SNP分型结果空间可视图显示现代菌株中ST10广泛分布于各镇,有近期传播的区域ST10比例大部分都占到50%以上,而未发现近期传播患者的区域(除芦蒲镇外),ST10所占的比例都低于50%。主要结论如下：1、华东农村地区结核病发病存在局部空间正相关。阜宁县杨集镇,鄞州区下应街道、石碶街道和五乡镇为结核病高发聚集区,提示应合理配置区域卫生资源和采取针对性防治措施。2. VNTR-MIRU位点存在明显的遗传多样性,可通过不同的位点组合来调整VNTR-MIRU的分型能力。VNTR-MIRU分型方法在亲缘关系越远的菌株中分辨力越高。3、位点Mtub21、MIRU31、Qub11b、Mtub39、Mtub30、MIRU40可作为北京菌株系统进化的可靠分子标志。北京菌株的进化与人类迁移以及人类社会发展紧密相连,且随着全球化的进展,现代型北京菌株更容易在东亚甚至全球范围的扩张。4、偶然接触传播可能为华东农村地区结核病传播的主要方式。结核病高发聚集区的形成与近期传播无必然联系,其形成的原因可能取决于区域环境因素和社会学因素。在北京菌株中,现代菌株尤其ST10亚型有较大的流行优势,该菌株可能具有较强的致病性,易在人群中发生感染和传播。