代會(huì)敏,劉春曉綜述,馬洪波審校
(吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院,吉林吉林132013)
乙型肝炎父嬰傳播的機(jī)制研究進(jìn)展
Progress in mechanism of father-infant dissem ination of hepatitis B virus
代會(huì)敏,劉春曉綜述,馬洪波*審校
(吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院,吉林吉林132013)
乙型肝炎病毒(HBV)的母嬰傳播已有大量文獻(xiàn)報(bào)道,已被廣大學(xué)者所公認(rèn),但是關(guān)于HBV父嬰傳播進(jìn)展較慢,尤其是機(jī)制研究。探討HBV父嬰垂直傳播的機(jī)制、傳播幾率及其易感因素,對于指導(dǎo)臨床追蹤與干預(yù)具有重要意義。本文綜述了HBV父嬰傳播存在的證據(jù)、其傳播的可能機(jī)制以及父親HBV DNA的載量與HBV父嬰傳播的相關(guān)性。
肝炎病毒;乙型;垂直傳播;機(jī)制;父嬰傳播
我國是乙型病毒(Hepatitis B virus,HBV)性肝炎高發(fā)區(qū),堪稱“肝炎大國”,乙型肝炎不僅嚴(yán)重危害人類健康,而且給家庭、社會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。流行病學(xué)調(diào)查表明,我國至少有8億人感染過乙型肝炎,而我國人群中的乙肝表面抗原(HBsAg)的攜帶率高達(dá)10.34%,也就是說,約有1.3億人為乙肝病毒攜帶者。HBV主要經(jīng)血和血制品傳播、性傳播、醫(yī)源性傳播、密切生活接觸傳播以及垂直傳播,而垂直傳播使下一代感染HBV的風(fēng)險(xiǎn)增加了很多。
一直以來,HBV父嬰傳播被母嬰垂直傳播以及日常親密接觸傳播所掩蓋,未受到足夠的重視。所謂HBV父嬰傳播是指患有乙型肝炎的父親將HBV直接或間接傳播給胎兒的過程。HBV父嬰傳播有兩種形式:一種是父嬰垂直傳播形式,即精子途徑,指男性HBV攜帶者的精子攜帶有HBV DNA片段,這種DNA片段可存在于精子頭部的細(xì)胞漿中,通過受精,可以在子代細(xì)胞中繼續(xù)復(fù)制,發(fā)生子代細(xì)胞感染,引起HBV的父嬰傳播。另一種是水平傳播形式,通過兩種途徑傳播:其一是受精時(shí)受精卵并未感染HBV,但孕期夫婦生活在一起,孕婦被丈夫感染HBV。因?yàn)槿粘I畹拿芮薪佑|、孕期的性生活或者孕婦體內(nèi)沒有乙型肝炎病毒表面抗體(HBsAb)等均有可能使孕婦感染HBV,進(jìn)而通過父親傳染給母親,母親又通過垂直或水平傳播給子代,這其實(shí)是間接父嬰傳播。其二是新生兒出生后是 HBV陰性,但是由于與HBsAg陽性父親長期親密接觸而感染。本文主要綜述精子途徑傳播的HBV。
1.1 HBV父嬰傳播的提出
1977年,Blumberg[1]根據(jù)家系調(diào)查資料的分析結(jié)果推測HBV DNA可能會(huì)整合入宿主生殖細(xì)胞基因,然后隨著受精卵的發(fā)育在子代中傳遞,由此正式拉開了HBV父嬰垂直傳播研究的序幕。1985年Hadchouel等[2]從急性乙肝患者的精液中發(fā)現(xiàn)了HBV DNA,在3份急性肝炎患者精液中發(fā)現(xiàn)其中2份患者精液的精子中整合的HBV DNA序列與細(xì)胞DNA的限速酶圖譜是一致的,表明乙型肝炎病毒可以通過精子在生殖過程中傳播。1987年,Berry等[3]由于在人工授精中誤授了HBsAg和HBeAg陽性的精液,意外發(fā)現(xiàn)HBV可通過人工授精的方式傳播。張麗云等[4]檢測19例慢性乙型肝炎患者的精液及其配偶與子女的血清HBVM,結(jié)果說明了精液具有傳染性,繼而在3例母親血清HBV標(biāo)志物(HBVM)及HBV DNA均為陰性,而新生兒卻符合HBV宮內(nèi)感染,檢測其父親精漿HBV DNA均陽性。2005年,周小輝等[5]通過對230例父親為HBsAg陽性的慢性HBV感染和母親為血清 HBV標(biāo)志物(HBVM)及HBV DNA均陰性的新生兒進(jìn)行HBVM測定,另一組無HBV感染的父親和母親的新生兒為對照組,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為44名新生兒 HBV DNA陽性(陽性率為19.1%),對照組陰性,這證明了HBV感染的男性其子代中有較高的HBV感染率。這些研究都為HBV父嬰傳播的存在提供了依據(jù)。
1.2 分子生物學(xué)的研究證據(jù)
在分子水平上,王珊珊等[6-8]選擇16對父親為HBV慢性攜帶者,而母親無任何HBV感染標(biāo)志的新生兒作為研究對象,并選擇5對無任何HBV感染標(biāo)志的夫婦及嬰兒為對照,檢測新生兒的HBV感染標(biāo)志。研究發(fā)現(xiàn)父親為 HBV攜帶者及其嬰兒所攜HBV同屬adw亞型,且HBV S基因第451-660位核苷酸序列測定,16例嬰兒及父親在此段序列核苷酸同源性在98%~100%之間,其中14例序列完全一致,且有一對父嬰的HBV基因均在相同點(diǎn)發(fā)生變異與原型有差異,說明了在分子水平特征上父嬰間存在一致性。2006年,Ali等[9]通過體外受精(IVF)技術(shù)將攜帶有HBV DNA片段的人的精子注入無透明帶的倉鼠卵母細(xì)胞中,然后在早期胚胎細(xì)胞中用PCR技術(shù)檢測HBV的C區(qū)和S區(qū)基因,結(jié)果發(fā)現(xiàn)精子攜帶的HBV基因能在早期胚胎細(xì)胞中復(fù)制和表達(dá),證明了HBV DNA能通過精子,攜帶進(jìn)入受精卵,從而傳播給子代。
Huang JM等[10]研究發(fā)現(xiàn),HBV感染能夠?qū)油慈旧w產(chǎn)生誘變效應(yīng),并增加其不穩(wěn)定性,而且HBV DNA能夠非特異性地整合進(jìn)入精子同源染色體,且這種整合是隨機(jī)的、非特異性的,多數(shù)為多位點(diǎn)結(jié)合。結(jié)合后通過改變精子遺傳學(xué)組分從而擴(kuò)大遺傳效應(yīng),并且垂直傳播給子代。HBV DNA之所以在精子染色體上隨機(jī)分布和多位點(diǎn)整合,是因?yàn)槟行陨称谏?xì)胞的增殖活動(dòng)非常旺盛,而且減數(shù)分裂過程中又有染色體的交叉交換等復(fù)雜變化,加上HBV的基因內(nèi)可產(chǎn)生重排等。另外,HBV與逆轉(zhuǎn)錄病毒相似,如果整合入精子的HBV為全長DNA,此精子與卵細(xì)胞受精,可能會(huì)在胎兒體內(nèi)某些組織中復(fù)制表達(dá),形成病毒顆粒,那么其一出生就有可能攜帶HBV,這是真正意義上的父嬰垂直傳播。
2.1 正常人活精子具有主動(dòng)俘獲外源性HBV DNA的能力
1998年,趙連三等[11]發(fā)現(xiàn)死精子與HBV DNA溫育后經(jīng)原位雜交和Southern雜交結(jié)果均為陰性,不加HBV DNA的活精子和死精子對照組及空白對照組的結(jié)果也都是陰性,而活精子與HBV DNA溫育后經(jīng)原位雜交可見約十分之一的精子HBV DNA陽性,Southern雜交可檢測到游離型HBV DNA。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)游離型的HBV DNA在精子內(nèi)的位置不固定,部分只位于精子的膜部,部分既位于精子膜部又位于其核心部,但頂體部未見HBV DNA存在,與其研究的乙肝患者HBV DNA在精子內(nèi)的分布部位相似。這說明了活精子具有主動(dòng)俘獲外源性HBV DNA的能力。
2.2 精子中HBV DNA存在的形式
張明輝等[12]認(rèn)為被精子俘獲的HBV DNA,在精子中既可以呈整合狀態(tài)又可呈游離狀態(tài)。其中與精子頭部染色體整合的HBV DNA不具有再復(fù)制產(chǎn)生新的病毒的能力,也就不能傳播給子代;而游離的HBV DNA可能存在于精子頭部細(xì)胞漿中,通過受精與卵細(xì)胞結(jié)合,如果沒有被淘汰,則可以隨著受精卵的發(fā)育,其內(nèi)的HBV能感染部分發(fā)育成的器官組織。另外,精漿內(nèi)HBV DNA也可能在受精時(shí)隨精子頭部進(jìn)入卵細(xì)胞而使子代細(xì)胞感染。
2.3 HBV DNA在人精子染色體上的整合
黃建民等[13]以去透明帶黃金地鼠卵與乙肝患者精子進(jìn)行異種體外受精,應(yīng)用熒光原位雜交技術(shù)在精子染色體上檢測到HBV DNA的雜交信號(hào),證實(shí)了HBV在人精子染色體上能夠整合,整合了HBV DNA序列的精子不會(huì)受到選擇性淘汰,且能夠正常地與去透明帶黃金地鼠的卵母細(xì)胞順利完成受精過程,首次為HBV DNA能在人精子上整合的說法提供了直接證據(jù)。
2.4 HBV DNA的表達(dá)
HBV DNA如果在體內(nèi)表達(dá),就必須通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。HBV DNA先轉(zhuǎn)錄形成HBV mRNA,然后mRNA翻譯表達(dá)蛋白質(zhì),由此可見,HBV mRNA是HBV DNA表達(dá)的關(guān)鍵因素,所以如果能檢測到HBV mRNA,那么說明HBV在細(xì)胞內(nèi)的具有活性,能夠表達(dá)蛋白,如果能夠在父親為HBV慢性攜帶者而母親無任何HBV感染標(biāo)志的胚胎中檢測到HBV mRNA,那么就能夠證實(shí)HBV確實(shí)能夠通過精子與卵細(xì)胞結(jié)合,傳遞至胚胎并可能產(chǎn)生真正具有臨床意義的父嬰傳播。葉峰等[14]以慢性HBV感染父親體外受精后遺棄胚胎為研究對象,用單細(xì)胞RT-PCR檢測胚胎中的HBV mRNA。結(jié)果:父親HBV血清標(biāo)志物陽性者而母親為HBV血清標(biāo)志物陰性的9例18個(gè)廢棄胚胎,在1個(gè)胚胎中檢測到HBV mRNA,陽性率為5.6%。HBV mRNA的陽性結(jié)果證實(shí)了HBV可以通過精子與卵細(xì)胞結(jié)合,進(jìn)入早期卵裂胚胎,且具有一定的復(fù)制活性,在一定條件下能通過轉(zhuǎn)錄和翻譯成蛋白質(zhì),這可能是父嬰傳播的主要途徑。
2.5 HBV感染精子的膜蛋白受體
徐婕等[15]用去唾液酸糖蛋白受體(ASGP-R)單抗,通過免疫印跡(Western blot)和流式細(xì)胞技術(shù)檢測ASGP-R在血清HBV陽性患者精子膜上的表達(dá)。通過免疫印跡檢測發(fā)現(xiàn)ASGP-R在人精子的胞質(zhì)中均存在,而在胞膜中未見ASGP-R表達(dá)。而通過高敏感度的流式細(xì)胞技術(shù)發(fā)現(xiàn)ASGP-R在人精子的細(xì)胞質(zhì)高表達(dá),細(xì)胞膜低表達(dá)。因此推測HBV可能通過人精子表面的ASGP-R進(jìn)入精子,且HBV可能通過某種機(jī)制促進(jìn)ASGP-R的表達(dá)量增加。
由于ASGP-R Mab能封閉精子膜表面蛋白ASGP-R,劉世偉等[16]把正常人精液與HBV陽性患者血清及ASGP-R Mab共培養(yǎng),并將實(shí)驗(yàn)分為4組:A組是正常人精液;B組是精液標(biāo)本與HBV陰性血清共培養(yǎng);C組是人精子與HBV陽性血清共培養(yǎng);D組為精液和HBV陽性血清與ASGP-R Mab共培養(yǎng)。每小時(shí)觀察記錄4組精子活率變化,C、D組標(biāo)本24 h后用流式細(xì)胞技術(shù)檢測精子膜表面抗原和核心抗原。通過人精子與HBV陽性血清共培養(yǎng),以ASGP-RMab封閉精子膜表面蛋白ASGP-R為對照組,觀察每小時(shí)精子活率的變化,并用流式細(xì)胞技術(shù)檢測與精子細(xì)胞膜結(jié)合的HBV表面蛋白及核心蛋白。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示2 h后D組精液中精子活率高于C組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了ASGP-R能在精子細(xì)胞膜上表達(dá),HBV能通過ASGP-R進(jìn)入精子,且ASGP-R Mab能通過競爭性結(jié)合ASGP-R阻遏HBV與精子膜蛋白結(jié)合。
3.1 父親精液HBV DNA載量
陳順萍等[17]以父親血清HBsAg陽性、母親HB-sAg及HBV DNA均陰性的52個(gè)家庭作為研究對象,收集父母及其新生兒的相關(guān)資料及血液標(biāo)本和父親精液標(biāo)本,檢測血液乙肝病毒血清學(xué)標(biāo)志物(HBVM)、HBV DNA載量與精液HBV DNA載量。依據(jù)其新生兒臍帶血HBV DNA檢測結(jié)果作為分組標(biāo)準(zhǔn),HBV DNA與檢測為陽性11例為病例組,陰性41例為對照組,進(jìn)行病例對照研究。結(jié)果:新生兒臍帶血HBV DNA陽性率為21.2%,52份父親精液HBV DNA陽性率為26.9%;精液HBV DNA陽性父親的新生兒臍帶血檢測HBV DNA陽性為64.3%;病例組父親精液HBV DNA陽性者占81.8%,而對照組僅占12.2%,提示精液HBV DNA陽性父親其新生兒發(fā)生HBV父嬰垂直傳播的危險(xiǎn)性高于精液HBV DNA陰性者;父親血清的HBV DNA載量與其精液存在正相關(guān)關(guān)系,即血清HBV DNA載量越高,精液HBV DNA陽性率越高。經(jīng)秩和(Wilcoxon)檢驗(yàn),精液載量與血清載量間存在顯著關(guān)系,且精液HBV DNA載量低于其血清載量。研究結(jié)果提示父親精液HBV DNA載量是HBV父嬰垂直傳播的危險(xiǎn)因素,所以建議HB-sAg陽性的男性在計(jì)劃孕育前,應(yīng)將其血清及精液HBV DNA載量降低至一定水平,從而減少HBV父嬰垂直傳播的風(fēng)險(xiǎn)。
3.2 父親血清HBV DNA載量
陳順萍等[18]以HBsAg及HBV DNA為指標(biāo)篩檢父親HBsAg陽性、母親HBV感染標(biāo)志物全陰或者只有HBsAb陽性及HBV DNA為陰性的121個(gè)家庭作為研究對象,依據(jù)其新生兒臍帶血HBV DNA檢測結(jié)果作為分組標(biāo)準(zhǔn),將HBV DNA檢測陽性23例作為病例組,陰性98例作為對照組,進(jìn)行病例對照研究。新生兒臍帶血檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)HBV DNA陽性率為19.0%(23/121),說明父親血清HBV DNA陽性是HBV父嬰垂直傳播的危險(xiǎn)因素。另外父親血清中HBV DNA載量與新生兒臍帶血的HBV DNA陽性率存在著劑量-反應(yīng)關(guān)系,即父親血清HBV DNA載量越多,新生兒臍帶血HBV DNA陽性率越高,HBV父嬰垂直傳播的可能性也相應(yīng)升高。通過對受試者工作特征曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)預(yù)測HBV垂直傳播發(fā)生較好的分界點(diǎn)是父親血清HBV DNA載量為106copy/mL,而當(dāng)血清HBV DNA載量降至106copy/mL以下時(shí),可使HBV父嬰垂直傳播的風(fēng)險(xiǎn)減少一半。盧銀平等[19]也得到相似的結(jié)果,88例父親為HBV感染攜帶者的嬰兒共檢出24例陽性,父嬰傳播率為27.3%;父親不同血清學(xué)感染模式影響了嬰兒HBV感染率,其中“大三陽”模式組的父親傳播率顯著高于“小三陽”模式組和其他模式組;父親高病毒載量增加了HBV父嬰傳播的危險(xiǎn)性。
王文龍等[20]通過定量研究正常妊娠晚期母嬰HBsAb濃度的相關(guān)性發(fā)現(xiàn),正常妊娠晚期母血中HB-sAb濃度與新生兒臍帶血的HBsAb濃度呈顯著正相關(guān),并有68.18%(30/44)新生兒臍帶血的HBsAb濃度高于母血,證實(shí)正常妊娠晚期HBsAb可以通過胎盤主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)給胎兒,推斷這種轉(zhuǎn)運(yùn)遵循IgG經(jīng)胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)的一般規(guī)律,使胎兒獲得被動(dòng)免疫保護(hù)。陳順萍等[18]在探討父親血清HBV DNA載量和孕母HBsAb對HBV父嬰垂直傳播發(fā)生的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),37份新生兒臍帶血檢測HBsAb陽性,其母血HBsAb也呈陽性,進(jìn)一步說明孕母的HBsAb可經(jīng)胎盤主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)給胎兒,且當(dāng)父親血清HBV DNA載量小于107copy/ mL時(shí),母親體內(nèi)有無HBsAb對新生兒臍帶血HBV DNA陽性率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,即當(dāng)母親體內(nèi)有HBsAb時(shí),可降低新生兒臍帶血HBV DNA的陽性率。但當(dāng)父親血清HBV DNA載量大于等于107copy/mL時(shí),兩組母親的新生兒HBV DNA陽性率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,即母親即使有HBsAb,也不能降低新生兒臍帶血HBV DNA的陽性率。
我國的HBsAg感染率很高,嚴(yán)重危害國民的健康。成年人感染HBV后發(fā)展成為慢性攜帶者的比例比較少,1歲以內(nèi)嬰兒則占大多數(shù),而成為新一輪的HBV儲(chǔ)存庫和傳染源[21],且垂直傳播是導(dǎo)致HBV慢性感染的主要途徑之一,因此研究HBV的垂直傳播途徑對于控制HBV的傳播和減少HBV慢性攜帶者具有非常重要的意義。近年來許多學(xué)者已從多方面證實(shí)了HBV父嬰傳播的存在,孟慶舉等[22]通過文獻(xiàn)檢索,對產(chǎn)前乙型肝炎病毒父嬰垂直傳播幾率進(jìn)行Meta分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HBV父嬰垂直傳播幾率與母嬰垂直傳播無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但一直以來,人們對父嬰垂直傳播關(guān)注較少,認(rèn)識(shí)不足,且西方發(fā)達(dá)國家由于酒精性肝炎流行率高,而 HBV流行率低,所以對于HBV的父嬰垂直傳播的研究也較少。因此許多關(guān)于HBV父嬰傳播機(jī)制方面的問題目前還沒有解決。HBV是我國乃至全球的公共衛(wèi)生問題,我國必須重視并加大投入。
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R373.2
A
1673-2995(2015)03-0216-05
2014-11-21)
吉林省衛(wèi)生計(jì)生課題(2014ZC063).
代會(huì)敏(1993-),女(漢族),本科在讀.
馬洪波(1969-),男(漢族),副教授,碩士.