HLA基因與哮喘相關(guān)性的研究進(jìn)展

(勝利石油管理局勝利醫(yī)院，山東東營 257055)

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是最常見的慢性呼吸道疾病，兒童發(fā)病率高于成人［1，2］，且近年來哮喘患病率有逐年上升的趨勢，對其防治已成為一個(gè)全球性的課題。兒童哮喘80%以上為過敏性哮喘。在過敏反應(yīng)發(fā)生過程中，抗原處理和遞呈時(shí)，表達(dá)于單核細(xì)胞及巨噬細(xì)胞表面的人類白細(xì)胞抗原(HLA)分子通過抗原結(jié)合槽與外來抗原肽結(jié)合形成復(fù)合物，并與T細(xì)胞表面受體(TCR)結(jié)合激活T細(xì)胞，繼而觸發(fā)炎癥因子分泌等一系列免疫過程，是導(dǎo)致哮喘發(fā)病的始動(dòng)因素［3］。HLA分子在免疫細(xì)胞正常表達(dá)，并且在免疫應(yīng)答和免疫調(diào)控過程中發(fā)揮重要作用，一旦HLA基因發(fā)生變異，將導(dǎo)致其編碼產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能異常。我們對HLAⅡ類基因與哮喘的易感性及面臨的挑戰(zhàn)系統(tǒng)綜述如下。

1 HLA基因及其與哮喘的關(guān)系

HLA基因位于人第6號染色體短臂6p21.31的位置，全長3 600 kb，共有224個(gè)基因座位，其中128個(gè)為功能性基因，96個(gè)為假基因，其中39.8%的基因與免疫系統(tǒng)有關(guān)。HLA基因參與抗原處理、免疫分化和免疫調(diào)節(jié)等過程，是導(dǎo)致個(gè)體間免疫應(yīng)答能力和對疾病易感性差異的重要遺傳因素。由于HLA分子抗原結(jié)合凹槽中氨基酸序列基序是由其基因編碼的，而HLA基因具有高度多態(tài)性，因此眾多具有不同抗原結(jié)合凹槽構(gòu)象的HLA分子結(jié)合抗原種類及遞呈抗原肽給T細(xì)胞的效率表現(xiàn)的非常不同，致使不同的HLA基因型對疾病易感性的影響亦存在差異。HLAⅡ類分子分布于B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、郎格罕氏細(xì)胞、激活的T淋巴細(xì)胞等專職抗原遞呈細(xì)胞表面，是由α、β鏈組成的異源二聚體，其α1及β1結(jié)構(gòu)域組成抗原結(jié)合槽，可以與外來抗原肽結(jié)合參與抗原加工及遞呈過程。

目前普遍認(rèn)為哮喘是由多基因所致的復(fù)雜遺傳病。2003年Hoffjan等［4］發(fā)現(xiàn)哮喘相關(guān)基因已有64個(gè)，至2006年發(fā)現(xiàn)的哮喘相關(guān)基因已達(dá)120個(gè)，涉及多條生物學(xué)通路。HLA基因與哮喘的相關(guān)性研究始于20世紀(jì)80年代，其后的二十多年世界各地的研究者進(jìn)行了大量的哮喘與HLA基因關(guān)系的研究，特別是在免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)中具有樞紐性作用的HLA II類基因的研究報(bào)道較多。研究表明，HLA II類基因與針對特異變應(yīng)原的IgE的合成及哮喘發(fā)生密切相關(guān)。此外，2007年Juhn等［5］采用隊(duì)列(Cohort)研究進(jìn)行了12 a的追蹤隨訪，提示HLA基因與哮喘的嚴(yán)重程度相關(guān)聯(lián)。1994年，Young等研究發(fā)現(xiàn)攜帶HLA-DR3基因的兒童哮喘累積發(fā)病率明顯高于不攜帶此基因的兒童，提出DR3可能與兒童哮喘相關(guān)。同年Aron等采用PCR-RFLP的方法對歐洲白人哮喘家系研究發(fā)現(xiàn)DR4和DR7在哮喘組的頻率顯著高于非哮喘組。2003年Torio等［6］發(fā)現(xiàn)DR1基因在哮喘組顯著高于對照組。HLA-DQ基因是目前研究與哮喘相關(guān)證據(jù)較多的一個(gè)基因，1991年我國臺灣地區(qū)的Hsieh等采用血清學(xué)分型方法研究發(fā)現(xiàn)HLA-DQw2與中國兒童哮喘相關(guān)。2005年希臘的一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)HLA-DQB1*0301-4等位基因與哮喘兒童血清總IgE增加有關(guān)［7］。2008年伊朗的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)HLA-DQB1*0603和0604等位基因與哮喘相關(guān)，且HLA-DRB1，DQA1和DQB1與哮喘患者總 IgE的差異有關(guān)［8］。在 HLADP等位基因多態(tài)性與哮喘關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)該基因可能對哮喘有保護(hù)作用。1991年Carabablo等應(yīng)用PCR-SSO方法對黑白混血兒過敏性哮喘的研究顯示，HLA-DPB1*0401等位基因頻率低于對照組;1993年Lympany等也發(fā)現(xiàn)該等位基因頻率在哮喘組低于正常對照組。1999年Stephen等研究發(fā)現(xiàn)DP基因與對螨的特異性IgE反應(yīng)具有較顯著的關(guān)聯(lián)。2009年韓國研究者采用一種高通量的研究方法，發(fā)現(xiàn) HLA-DRB1*1501、DQB1*0602、DPB1*0501與甲苯二異氰酸酯誘發(fā)的職業(yè)哮喘有關(guān)［9］。

國內(nèi)亦有其他的相關(guān)報(bào)道。2001年上海瑞金醫(yī)院研究報(bào)道HLA-DQA1*0101、*0601和 HLADQB1*0303、*0601等位基因與哮喘的易感性相關(guān)［10］。2002 年高金明等［11］報(bào)道 HLA-DQA1*0104和DQB1*0201等位基因與我國北方哮喘病患者的易感性有關(guān)，另有報(bào)道HLA-DRB1*15可能是漢族哮喘的易感基因［12］。在一項(xiàng)對北京市117例哮喘患兒和120名健康兒童進(jìn)行HLA-DRB基因與兒童哮喘易感性關(guān)系的研究中，發(fā)現(xiàn)HLA-DR2(15)等位基因在哮喘患兒的頻率顯著高于對照組［13］。HLA基因在染色體上以Ⅰ類、Ⅲ類、Ⅱ類區(qū)域的順序排列，其中HLAⅡ類區(qū)域中幾乎所有的基因均顯示與免疫功能相關(guān)。HLAⅡ類基因主要參與免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)，在免疫性疾病發(fā)生發(fā)展過程中具有重要作用。因此，HLAⅡ類基因在哮喘發(fā)病中的作用倍受關(guān)注。

HLAⅡ類基因與哮喘遺傳易感性的研究已有20多年的歷史，目前已發(fā)現(xiàn)一些與哮喘有關(guān)的HLAⅡ類易感基因。但研究多集中于個(gè)別等位基因頻率在哮喘組與對照組的分布差異，很少涉及對HLAⅡ類基因區(qū)域內(nèi)所有哮喘相關(guān)基因進(jìn)行大規(guī)模分析。此外由于研究群體的種族、研究的技術(shù)路線和方法的差異以及哮喘的遺傳異質(zhì)性和表型異質(zhì)性等原因，研究結(jié)果的一致性和重復(fù)性較差。

2 哮喘易感基因的研究前景

哮喘易感基因的經(jīng)典研究方法包括候選基因途徑和定位克隆策略。候選基因途徑是以發(fā)病機(jī)理為基礎(chǔ)對疾病病理發(fā)生的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，確定一個(gè)或幾個(gè)最有可能與疾病發(fā)生相關(guān)的功能基因，先對其基因和鄰近的遺傳標(biāo)記做相關(guān)分析，進(jìn)而找出與發(fā)病一致的突變。定位克隆法是通過遺傳多態(tài)性標(biāo)記建立起某個(gè)標(biāo)記與某一目的基因之間的關(guān)聯(lián)或連鎖關(guān)系，然后通過各種克隆策略，最終分離鑒定出該目的基因的方法。以上兩種方法在哮喘的易感基因研究領(lǐng)域均取得一些成功。例如，Haller等［14］根據(jù)候選基因策略采取重測序技術(shù)對IL4基因所在位點(diǎn)進(jìn)行測序研究，發(fā)現(xiàn)其非編碼區(qū)的罕見變異，并顯示該變異與哮喘的易感性有關(guān)。另外，根據(jù)定位克隆策略，2009年 Rogers等［15］采用芯片基因分型技術(shù)完成了422個(gè)家系的GWAS(genomewide association studies)，在SNP和基因水平上分別鑒定了2個(gè)和15個(gè)與哮喘關(guān)聯(lián)的易感基因，其中經(jīng)由定位克隆鑒定的基因是 PHF11、ORMDL3、CHI3L1、DPP10和GPR154。這兩種策略也存在一些缺陷和不足;一般而言，候選基因的提出，意味著已有一套基本完整的關(guān)于該基因與疾病發(fā)病機(jī)制的理論假說。因此，如果能證明某種疾病確實(shí)與某個(gè)基因突變有關(guān)，就能闡明這種疾病的生物學(xué)機(jī)制。但對于哮喘而言，由于其發(fā)病機(jī)理復(fù)雜，確定其候選基因也非易事。對于定位克隆策略而言，需要樣本數(shù)量較大、病例分層要求嚴(yán)格、較難建立基因之間的相互關(guān)系等是其主要缺點(diǎn)。因此，在哮喘易感基因的研究思想上的突破是目前哮喘基因研究領(lǐng)域面臨的最大挑戰(zhàn)。

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