艾滋病長(zhǎng)期不進(jìn)展人群宿主遺傳學(xué)研究進(jìn)展和啟示

薛秀娟 王哲

(河南省疾病預(yù)防控制中心 河南 鄭州 450016)

人類感染人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)后，在未進(jìn)行抗病毒治療的情況下，小部分感染個(gè)體會(huì)呈現(xiàn)對(duì)病毒持續(xù)控制或疾病不發(fā)生進(jìn)展的現(xiàn)象。在過去的20 多年，一系列的概念被用來分類和定義這些感染者。這一類患者被定義為長(zhǎng)期不進(jìn)展者(long－term non－progressors，LTNP)，主要是針對(duì)一類感染HIV 后不進(jìn)行抗病毒治療而長(zhǎng)期無臨床表現(xiàn)，并且CD4 細(xì)胞計(jì)數(shù)長(zhǎng)期穩(wěn)定的患者［1］。目前，對(duì)LTNP 的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)是CD4 細(xì)胞計(jì)數(shù)和不進(jìn)展為艾滋病的時(shí)間。具體定義為:在感染HIV 7 ～10 a 后，在未經(jīng)抗病毒治療的情況下不進(jìn)展為艾滋病，并且CD4 細(xì)胞計(jì)數(shù)保持大于500 個(gè)/μl。有研究稱，這種個(gè)體間的差異主要是由宿主的遺傳背景所決定的［2］。當(dāng)前對(duì)這部分人群研究的熱點(diǎn)主要集中在宿主的自發(fā)控制機(jī)制方面，因此了解宿主的遺傳背景和HIV 感染過程中相關(guān)宿主的遺傳變異具有重要的意義。本文通過對(duì)近幾年有關(guān)LTNP 宿主遺傳學(xué)機(jī)制文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，旨在為本地區(qū)存在的遺傳背景相同、感染高同源性HIV 毒株的LTNP 研究提供參考。

1 宿主HLA 基因多態(tài)性

人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)作為人類主要的遺傳標(biāo)志，在人群中呈高度多態(tài)性分布，不同種族、民族、地區(qū)的HLA 基因頻率分布差異很大。其中與HIV 感染的關(guān)系已經(jīng)引起研究界的廣泛重視。然而究竟何種等位基因發(fā)揮重要作用，以及這些等位基因是如何影響疾病進(jìn)程的，至今尚無明確結(jié)論。早期國外對(duì)于歐美人群及非洲人群的研究發(fā)現(xiàn)，HLA－B57 或HLA－B27 對(duì)于HIV 感染疾病進(jìn)程的影響最為顯著［3－4］。MigueIes 報(bào)道85%的精英控制者出現(xiàn)HLA － B5701 等位基因，而對(duì)照組出現(xiàn)頻率僅9.5%［5］。HLA－B5703 在非洲的LTNP 人群中出現(xiàn)頻率增高［6］。還有研究表明，含有Bw4 表位的HLAB 抗原在HIV 感染中具有一定的保護(hù)作用。HLA －B位點(diǎn)Bw4 純合子與延緩HIV 感染者的疾病進(jìn)展相關(guān)，而Bw6 純合子則與加速疾病進(jìn)展相關(guān)［7］。另外，位于HLA－ B 和HLA － C 處的基因變異，特別是HCP5/B5701 和HLA－C 的變異，對(duì)病毒載量的控制和機(jī)體的免疫防御起著決定性作用［8］。Zhang 等［9］對(duì)不同疾病進(jìn)展的漢族HIV 感染者HLA 等位基因分布進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)HLA－A* 30 －B* 13 －C* 06 單倍型可能與我國漢族HIV 感染者病毒載量控制密切相關(guān)，而國外公認(rèn)HLA－B* 57/B* 5801 等位基因?qū)ξ覈鳫IV感染者的保護(hù)效應(yīng)并不明顯。Pereyra 等［10］對(duì)HIV 控制者和進(jìn)展者的分析發(fā)現(xiàn)，HCP5/B* 5701、B* 57:01、B* 27:05、B* 14/Cw* 08:02、B* 52 與A* 25 為保護(hù)性等位基因，而B* 35 和Cw* 07 是危險(xiǎn)性等位基因。近年HLA－C 被認(rèn)為是HIV 免疫控制的關(guān)鍵分子，主要與HLA－C 基因座上游的35 個(gè)SNP 位點(diǎn)的多態(tài)性有關(guān)，microRNA 結(jié)合位點(diǎn)通過調(diào)控結(jié)合單位發(fā)揮作用，影響HLA－C 的表達(dá)，從而控制HIV 病毒載量，延緩疾病進(jìn)程［11－12］。

2 輔助受體基因的多態(tài)性

除HLA 基因外，另一類研究熱點(diǎn)是宿主基因的趨化因子受體(chemokine receptor，CCR)基因的多態(tài)性研究。趨化因子受體是HIV 感染CD4 細(xì)胞的輔助受體，只有在感染宿主CD4 分子和輔助受體同時(shí)存在的條件下，HIV 才能與靶細(xì)胞結(jié)合。有研究顯示，有些單核苷酸的突變可以影響其在細(xì)胞表面的表達(dá)量，從而影響HIV 感染細(xì)胞［14］。早在1995 年，HIV 與CCR5、CXCR4 及幾個(gè)有關(guān)CC 類趨化因子，如RANTES、MIP－1a和1b，能夠抑制M－嗜性HIV 的感染的報(bào)道，第1 次將趨化因子與HIV 聯(lián)系起來。除CCR5 和CXCR4 是已明確的第二受體外，HIV 病毒株還可能利用CCR2、CCR3、CX3CRI 等受體［14］。其中CCR5 基因的調(diào)控序列具有明顯的易變性，特定的變異型與AIDS的迅速進(jìn)展密切相關(guān)，而缺失32 個(gè)堿基后的CCR5 基因編碼的缺陷型受體CCR5△32 能夠有效阻止病毒進(jìn)人宿主細(xì)胞［15］。國內(nèi)朱文昌等［16］采用meta 分析方法分析了CCR5 基因啟動(dòng)子4 個(gè)SNP 位點(diǎn)(59029A/G、59353T/C、59356C/T 和59402A/G)突變與HIV 易感性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不同種族的SNP 位點(diǎn)的等位突變頻率相差很大，可能也決定了不同種族人群對(duì)HIV 的易感性不同。有研究顯示CCR2 －64I 在長(zhǎng)期不進(jìn)展者中表達(dá)上調(diào)，能夠在感染早期保護(hù)宿主［17］。其他編碼趨化因子的基因及趨化因子配體基因(如SDF －l 等)與疾病的控制也表現(xiàn)出一定的潛在相關(guān)性，然而還未被證實(shí)［18］。國內(nèi)王樹祥等［19］報(bào)道，CCR2 －64I、SDF －I 3'A 和CCR5△32 基因突變可能是中國HIV 感染者疾病長(zhǎng)期不進(jìn)展的保護(hù)性因素。HIV 輔助受體分子的多態(tài)性變化影響了HIV 侵入靶細(xì)胞這一環(huán)節(jié)，使病毒不能有效進(jìn)入細(xì)胞，從而對(duì)HIV/AIDS 疾病進(jìn)展起到限制性作用。由于不同民族遺傳標(biāo)志特征存在差異，因此對(duì)于輔助受體的基因多態(tài)性對(duì)HIV 易感性及感染后疾病進(jìn)展的影響，目前尚無明確結(jié)論。

3 GWAS 在LTNP 中的應(yīng)用

全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome － wide association study，GWAS)是應(yīng)用基因組中數(shù)以百萬計(jì)的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)為分子遺傳標(biāo)記，進(jìn)行全基因組水平上的對(duì)照分析或相關(guān)性分析，通過比較發(fā)現(xiàn)全基因組范圍內(nèi)與疾病相關(guān)的基因變異。2007 年，第1 個(gè)與HIV 相關(guān)的GWAS 研究發(fā)表于《Science》，隨后大量GWAS 結(jié)果相繼報(bào)道。Fellay等［20］研究發(fā)現(xiàn)位于人類白細(xì)胞抗原P5(human leukocyte antigen complex P5，HCP5)基因附近的rs2395029位點(diǎn)、位于HLA－C 基因上游35 kb 處的rs9264942 位點(diǎn)與HIV－RNA 病毒載量調(diào)定點(diǎn)密切相關(guān)。2009 年，該研究團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步證實(shí)人類基因組多樣性是不同個(gè)體間表型差異的原因，再次確認(rèn)了rs2395029 和rs9264942 在調(diào)定點(diǎn)時(shí)與病毒載量的關(guān)系。此外還發(fā)現(xiàn)了在MHC 相互獨(dú)立的位置上存在控制病毒載量的位點(diǎn)，如位于TPdM10 基因3’端的rs9468692 位點(diǎn)和NOTCH4 基因第9 外顯子上的非同義編碼位點(diǎn)rs8192591 均與控制病毒載量密切相關(guān)［21］。2010 年P(guān)ereyra 等［22］對(duì)HIV 控制者和長(zhǎng)期感染未經(jīng)治療的個(gè)體進(jìn)行對(duì)比分析，研究結(jié)果再次確認(rèn)了以上rs9264942和rs2395029 的作用，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)MICA 基因附近的rs44182184 和PSORSlC3 基因內(nèi)的rs3131018 兩個(gè)新的SNP 位 點(diǎn)。2011 年，Troyer 等［23］研 究 發(fā) 現(xiàn)，PARD3B 基因的rs1884476 位點(diǎn)與延長(zhǎng)AIDS 患者生存時(shí)間具有明顯相關(guān)性，但是位于HCP5 基因的rs2395029 位點(diǎn)與AIDS 患者生存時(shí)間無相關(guān)性。2012年，Guergnon 等［24］研究結(jié)果顯示，在HLA 區(qū)域內(nèi)的一些 基 因 位 點(diǎn)(rs23950297、rs9368699、rs2894207、rs2844529 等)均與長(zhǎng)期無進(jìn)展的患者具有一定的關(guān)聯(lián)性作用?，F(xiàn)在關(guān)于AIDS 的GWAS 大多都是基于歐美人群開展的，這些研究雖然確認(rèn)了HLA 部分區(qū)域內(nèi)的基因在病毒載量和AIDS 進(jìn)程方面的作用。但仍有一些生物學(xué)相關(guān)候選基因，如PRMT6、TGFBRAP1 和PROX1 等需要后續(xù)研究進(jìn)一步證實(shí)［25］。

4 遺傳與免疫的相互作用

近20 余年的研究結(jié)果已經(jīng)明確了某些機(jī)體的遺傳因素，包括HLA 分子的特異性及某些協(xié)同受體或其配體的多態(tài)性影響HIV 或AIDS 的發(fā)生發(fā)展，也已驗(yàn)證了HLA 很多位點(diǎn)的SNP 對(duì)于LTNP 具有重要作用。然而，目前有關(guān)人類宿主基因與HIV 的研究數(shù)據(jù)僅為零散數(shù)據(jù)，不同國家、人群等結(jié)果也存在一定差異，其中HLA 與病毒自發(fā)控制的關(guān)系仍然不確定，如HLAB57 基因的缺失和變異并不能使被控制的病毒反彈;HLA－B57 分布的不均衡與殺傷性免疫球蛋白樣受體及宿主病毒控制密切的基因HCP5 相互作用不明確;特定類型的HLA 識(shí)別的特定片段的抗原肽誘發(fā)的免疫應(yīng)答過程的調(diào)控機(jī)制不清楚;趨化因子及其受體在HIV 病毒感染時(shí)介導(dǎo)的固有和獲得性免疫細(xì)胞應(yīng)答機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)通路間的相互作用等都是目前研究過程的困擾因素［26－28］。隨著研究技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)宿主感染細(xì)胞的基因表達(dá)分析作為一種新的研究方法被關(guān)注，現(xiàn)在多數(shù)研究闡明的HLA 等位點(diǎn)僅與疾病進(jìn)展有一定的關(guān)聯(lián)程度，但是大都缺乏有利的證據(jù)證明具體機(jī)理［29－30］。因此，有可能存在多態(tài)性位點(diǎn)之外的如基因的甲基化調(diào)控等決定疾病的進(jìn)程。此外，目前多數(shù)研究都是來自歐美國家的數(shù)據(jù)，對(duì)中國來說，可能更需要這方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，更重要的原因或許要在基因的表達(dá)層面才能被揭開。

5 展望

綜上所述，目前雖然檢測(cè)到很多與疾病進(jìn)程相關(guān)的遺傳變異，發(fā)現(xiàn)了宿主的遺傳背景在AIDS 進(jìn)程方面的重要作用。如人類自身遺傳背景可以影響個(gè)體抵抗HIV 的能力，這有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)HLA 在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮的重要功能，可通過分析不同HLA 亞型與HIV 不同的結(jié)合表位，將有利于進(jìn)一步尋找增強(qiáng)宿主抗病毒免疫反應(yīng)的方法，為了解HIV 感染和AIDS 進(jìn)展的機(jī)制提供了很多線索，為尋找治療和預(yù)防AIDS的途徑提供有用的信息。但是由于不同位點(diǎn)在基因上的位置不同(編碼區(qū)、剪切位點(diǎn)、基因調(diào)控區(qū)等)，增加了進(jìn)一步確認(rèn)候選基因和SNPs 位點(diǎn)的難度，對(duì)其開展功能研究也存在一定困難。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，高通量檢測(cè)水平的提高，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的完善，統(tǒng)計(jì)方法的優(yōu)化及人們對(duì)基因間相互作用關(guān)系的深入研究，相信將會(huì)有更多的研究成果為艾滋病防控提供新的思路。

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