炎癥性腸病易感基因單核苷酸多態(tài)性的研究進(jìn)展

曾駿成，岑俊威，周 宇

廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 湛江 524000

炎癥性腸病易感基因單核苷酸多態(tài)性的研究進(jìn)展

曾駿成，岑俊威，周 宇

廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東 湛江 524000

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種由于機(jī)體自身免疫反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致的慢性非特異性炎癥，其病因及發(fā)病機(jī)制尚未明確，可能與基因、遺傳及環(huán)境等因素有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，IBD相關(guān)基因的某些位點(diǎn)單核苷酸突變可能對(duì)IBD發(fā)生、發(fā)展產(chǎn)生一定影響。本文對(duì)新近發(fā)現(xiàn)的IBD易感基因(如RAGE基因、MYO9B基因、MIF基因、NOD2/CARD15基因、TLR基因等)的單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms，SNPs)及其與IBD的關(guān)系研究作一概述。

基因；單核苷酸多態(tài)性；炎癥性腸??；潰瘍性結(jié)腸炎；克羅恩病

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)包括克羅恩病(Crohn’s disease，CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)，為病因未明的慢性腸道黏膜炎癥性疾病，其病因與發(fā)病機(jī)制尚未明確，可能在基因、遺傳和環(huán)境等因素參與下啟動(dòng)腸道黏膜異常免疫反應(yīng)，導(dǎo)致腸道炎癥發(fā)生。近年來(lái)，研究[1]發(fā)現(xiàn)，基因多態(tài)性與IBD易感性之間存在密切關(guān)系，其在IBD的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用?，F(xiàn)本文對(duì)IBD相關(guān)的易感基因單核苷酸多態(tài)性的研究新進(jìn)展作一概述。

1 晚期糖基化終末產(chǎn)物受體基因

晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation endproduct，RAGE)基因位于染色體6p21.3，是編碼片段長(zhǎng)度為35 kDa的單跨膜蛋白受體。該受體屬于免疫球蛋白超家族成員，表達(dá)于多種細(xì)胞表面，可與多種配體結(jié)合并激活相應(yīng)的信號(hào)傳導(dǎo)通路，繼而參與體內(nèi)多種生理、病理過(guò)程，其中最關(guān)鍵為RAGE-核因子-κB(NF-κB)-炎癥信號(hào)通路。生理?xiàng)l件下，RAGE在體內(nèi)呈低表達(dá)水平，但在糖尿病、炎癥等病理?xiàng)l件下，其表達(dá)顯著升高[2]。RAGE基因存在若干個(gè)功能性單核苷酸多態(tài)性SNPs位點(diǎn)，可獨(dú)立或連鎖地影響人群罹患多種疾病的易感性。有研究[3]發(fā)現(xiàn)，RAGE-374T/A 增加男性糖尿病患者并發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化和腎功能損傷的易感性，且與慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)相關(guān)，認(rèn)為該SNP加速CKD進(jìn)展[4]。Qian等[5]研究表明，中國(guó)漢族人群中RAGE基因G82S多態(tài)性增加結(jié)直腸癌的患病風(fēng)險(xiǎn)，并可能促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲作用；在IBD研究方面，目前僅有1篇報(bào)道[6]顯示我國(guó)漢族人群中RAGE基因的3個(gè)SNPs與CD易感性具有顯著相關(guān)性，其中RAGE-374T/A、連鎖單倍型T-A-G使患病風(fēng)險(xiǎn)分別降低36%和33%，而G82S增加37%的患病風(fēng)險(xiǎn)，RAGE-429T/C與CD無(wú)獨(dú)立性聯(lián)系。另外，RAGE基因多態(tài)性還可能通過(guò)影響RAGE與NF-κB的結(jié)合效率及外周血中可溶性RAGE(soluble RAGE，sRAGE)的水平，進(jìn)而影響CD的發(fā)病危險(xiǎn)性。綜上所述，RAGE基因多態(tài)性對(duì)某些疾病來(lái)說(shuō)是一種危險(xiǎn)因素，但在CD患者中，其多態(tài)性的影響卻不盡一致，這提示RAGE基因多態(tài)性對(duì)疾病的影響可能存在差異性。

2 MYO9B基因

MYO9B基因定位于人類(lèi)染色體19p13.1，可編碼肌球蛋白IXB(myosin IXB)，此蛋白含有Rho GTPase結(jié)合位點(diǎn)，參與細(xì)胞骨架的構(gòu)建和細(xì)胞間緊密連接的形成。MYO9B基因的突變或缺失可能導(dǎo)致腸黏膜通透性的增高，從而促進(jìn)IBD的發(fā)病。MYO9B基因存在幾個(gè)可能影響其編碼蛋白結(jié)構(gòu)和功能的SNPs，并認(rèn)為這些SNPs可能通過(guò)使腸道黏膜的通透性發(fā)生改變，從而對(duì)人群罹患IBD的易感性產(chǎn)生影響。Latiano等[7]發(fā)現(xiàn)，在意大利人群中MYO9B基因rs1545620位點(diǎn)的SNP為CD及UC的危險(xiǎn)因素(OR=1.5～1.7)，且與患者腸道黏膜通透性的增加有關(guān)，但與疾病的亞型及其他臨床表現(xiàn)無(wú)關(guān)。而在荷蘭人群中，MYO9B基因rs1545620、rs1457092、rs2279003位點(diǎn)均與CD有關(guān)，其突變可增加腸道黏膜通透性，但此3個(gè)SNPs與UC無(wú)關(guān)[8]。在加拿大人群中也有類(lèi)似的研究結(jié)果[9]。在我國(guó)，漢族人群中MYO9B基因rs1545620、rs962917位點(diǎn)僅可能與CD的亞臨床分型有關(guān)，而與 IBD患者腸道黏膜的通透性無(wú)明顯相關(guān)[10]。因此，在歐美地區(qū)，MYO9B基因可能是IBD(尤其是CD)的易感基因，但其影響結(jié)果不盡一致，可能與此基因多態(tài)性對(duì)IBD的影響存在種族和地區(qū)差異有關(guān)。而在我國(guó)或亞洲地區(qū)，由于MYO9B基因SNPs與IBD的研究相對(duì)較少，尚未發(fā)現(xiàn)其是否存在相關(guān)性的確切證據(jù)，仍需進(jìn)一步研究。

3 巨噬細(xì)胞遷移抑制因子基因

巨噬細(xì)胞遷移抑制因子(macrophage migration inhibitory factor，MIF)是一種能夠阻礙巨噬細(xì)胞隨機(jī)遷移從而誘導(dǎo)其定向趨化的細(xì)胞因子。MIF主要來(lái)源于各種免疫細(xì)胞，能誘導(dǎo)多種炎癥因子分泌，還能促進(jìn)免疫細(xì)胞的定向趨化遷移和募集，在免疫和炎癥反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。MIF基因位于染色體22q11.2，其功能啟動(dòng)子區(qū)域的-173G/C能夠?qū)е翸IF轉(zhuǎn)錄及翻譯異常，繼而影響MIF的分泌水平或蛋白功能，最終導(dǎo)致炎癥性疾病發(fā)生[11]。在MIF與UC關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，UC患者血清MIF水平顯著高于健康對(duì)照組，且針對(duì)MIF基因的DNA靶向疫苗對(duì)IBD有一定治療作用，提示MIF可能與IBD的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)[12]。但在MIF功能啟動(dòng)子區(qū)域位點(diǎn)基因型的不同，其與UC的關(guān)系也不同。在日本人群的大樣本病例對(duì)照研究[13]中發(fā)現(xiàn)，MIF基因-173G/C與UC無(wú)關(guān)，但此位點(diǎn)為CC基因型時(shí)與UC的病變范圍關(guān)系密切，可能是由于CC基因型的突變?cè)黾覯IF基因與轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白(AP)-4的結(jié)合效率，而后者能夠促進(jìn)MIF基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。在我國(guó)漢族人群IBD患者中也發(fā)現(xiàn)[14]，MIF-173 CC基因型在UC組的發(fā)生頻率顯著高于健康對(duì)照組，提示此基因型與UC易感性相關(guān)(OR=3.067)，而與UC的臨床表現(xiàn)型無(wú)關(guān)。MIF功能啟動(dòng)子區(qū)域位點(diǎn)的不同基因型與CD也有不同的關(guān)系。在德國(guó)高加索人群198例CD患者中發(fā)現(xiàn)MIF-173G/C與CD無(wú)顯著關(guān)聯(lián)，但攜帶GG野生基因型MIF的CD患者病變累及上消化道的概率顯著高于攜帶GC、CC突變基因型MIF的CD患者，且對(duì)CD活動(dòng)指數(shù)(CDAI)>300的10例患者進(jìn)行基因分型后發(fā)現(xiàn)均是GG野生基因型攜帶者，而CDAI<150的患者中攜帶GG野生基因型的只占65.6%，這些均提示MIF-173G等位基因可能是CD的危險(xiǎn)因素，而C等位基因可能是保護(hù)因素[15]。綜上，MIF-173G/C對(duì)IBD的影響很可能存在種族、地區(qū)和疾病特異性等方面的差異，其中具體作用機(jī)制有待更多的試驗(yàn)加以證實(shí)。

4 NOD2/CARD15基因

NOD2/CARD15基因是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第1個(gè)CD易感基因，位于染色體16q21，所編碼的蛋白是一種細(xì)胞內(nèi)的模式識(shí)別受體，其N(xiāo)末端核苷酸結(jié)合區(qū)域含有細(xì)胞凋亡蛋白募集片段，C末端富含亮氨酸的重復(fù)區(qū)域(leucine rich repeat，LRR)，能激活NF-κB，促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。目前，NOD2/CARD15基因上4個(gè)SNPS(第4外顯子的rs2066844、第6外顯子的rs2066845、3020insC、1007finsC)被證明與CD易感性相關(guān)，其中，1007finsC導(dǎo)致NOD2/CARD15蛋白長(zhǎng)度的縮短[16]。另外，這些SNPs可能使NOD2/CARD15基因編碼蛋白質(zhì)的LRR及其毗鄰區(qū)域的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使人體腸道黏膜先天性免疫調(diào)控能力降低，繼而過(guò)度活化異常的繼發(fā)性特異性免疫炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致CD的發(fā)生[17]。雖然上述的SNPs已被證實(shí)與CD具有相關(guān)性，但是在不同地區(qū)不同人群中，其相關(guān)程度又有所差別。有研究[18-19]發(fā)現(xiàn)，在高加索人群中，上述4個(gè)SNPs出現(xiàn)頻率較高，但偶發(fā)于非裔美國(guó)人群，不存在于日本、中國(guó)、韓國(guó)人群；此外，有學(xué)者[18]首次對(duì)南美地區(qū)CD患者進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)巴西CD患者NOD2/CARD15基因的rs2066844突變與疾病顯著相關(guān)，其突變頻率為9.63%，與歐洲人群的研究結(jié)果具有一致性，但rs2066845、3020insC與疾病的相關(guān)性卻未被證實(shí)。雖然在亞洲人群中未發(fā)現(xiàn)NOD2/CARD15基因存在上述SNPs，但有研究[20]證實(shí)NOD2/CARD15基因的SNP5-JW1突變與印度地區(qū)CD的發(fā)生具有顯著相關(guān)性。上述結(jié)果提示NOD2/CARD15基因多態(tài)性對(duì)CD的影響具有顯著地域性，其對(duì)亞洲人群的影響需要更進(jìn)一步研究。

5 Toll樣受體家族基因

Toll樣受體家族(Toll-like receptors，TLRs)基因是一類(lèi)重要的能夠介導(dǎo)固有免疫和獲得性免疫反應(yīng)的模式識(shí)別受體，表達(dá)于細(xì)胞表面的TLRs能夠通過(guò)自身的LRRs片段識(shí)別出微生物中各種病原體相關(guān)分子模式，如脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)等，并通過(guò)TLRs片段激活下游的細(xì)胞因子，進(jìn)而調(diào)節(jié)各種炎癥因子的表達(dá)水平，啟動(dòng)機(jī)體抵抗外來(lái)微生物侵襲的免疫反應(yīng)。TLRs包括13種同源受體TLR1-13，在人類(lèi)中僅表達(dá)TLR1-10，其細(xì)胞內(nèi)片段結(jié)構(gòu)相似而細(xì)胞外片段缺乏同源性，正是這種胞外片段的結(jié)構(gòu)差異決定了不同TLR具有不同的生物學(xué)特性。其中，TLR4參與IBD的發(fā)生和發(fā)展[21]。Shen等[22]在一項(xiàng)Meta分析中指出，高加索人群TLR4基因Asp299Gly和Thr399Ile多態(tài)性是IBD危險(xiǎn)因素，可能促進(jìn)腸道炎癥的發(fā)生、發(fā)展。單純TLR4基因的Asp299Gly和Thr399Ile多態(tài)性與CD易感性無(wú)關(guān)，但攜帶Thr399Ile位點(diǎn)T等位基因的患者，其發(fā)病年齡顯著早于其他患者[23]。另外，同時(shí)攜帶有突變型TLR4、NOD2/CARD15、熱休克蛋白70-2(heat-shock proteins 70-2，HSP70-2)基因的CD患者有更嚴(yán)重的臨床表現(xiàn)，表現(xiàn)為更早的發(fā)病年齡、回結(jié)腸共同發(fā)病、并發(fā)腸道狹窄和穿孔等，提示此3個(gè)基因?qū)膊〉挠绊懹袇f(xié)同作用，且NOD2基因3020insC位點(diǎn)的突變降低機(jī)體對(duì)LPS的耐受性，從而放大LPS對(duì)TLR4的刺激作用，促進(jìn)TNF-α的表達(dá)，最終對(duì)CD的進(jìn)展產(chǎn)生影響[24]。近期有學(xué)者[25-26]對(duì)亞洲(韓國(guó)、我國(guó)壯族)人群進(jìn)行研究，未發(fā)現(xiàn)TLR4基因此2個(gè)位點(diǎn)的SNPs與IBD易感性具有相關(guān)性。因此，TLR4基因很可能是高加索人群罹患IBD的一個(gè)易感基因，而在其他人群中，由于相關(guān)的研究報(bào)道較少，其與IBD關(guān)系仍未被充分證實(shí)，需要進(jìn)行更多更深層次的探索和研究。

綜上所述，基因遺傳因素在IBD的發(fā)病過(guò)程中起非常重要的作用，但在不同種族、地區(qū)中基因?qū)膊〉挠绊懹钟兴町?，充分認(rèn)識(shí)IBD與其易感基因多態(tài)性之間的相互關(guān)系，探索這些易感基因在IBD發(fā)病機(jī)理中所起的作用，不僅為IBD的早期診斷、疾病進(jìn)展的預(yù)測(cè)提供新的思路和方法，且可為日后研發(fā)IBD新的治療藥物提供強(qiáng)有力的理論支持。然而基因遺傳因素對(duì)IBD發(fā)病過(guò)程的影響尚不明確，需要進(jìn)一步探討。

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(責(zé)任編輯：馬 軍)

Research progress of the single-nucleotide polymorphisms of the inflammatory bowel disease-related genes

ZENG Juncheng,CEN Junwei,ZHOU Yu

Department of Gastroenterology,the Affiliated Hospital of Guangdong Medical College,Zhanjiang 524000,China

Inflammatory bowel disease (IBD),a chronic intestinal inflammatory disease,is resulted from the disorder of the immune system. Although some factors about gene,heredity,environment and so on are involved,its pathogenesis is still unclear. And there are some evidences indicating that some single-nucleotide polymorphisms (SNPs) of the genes,consistently associated with IBD,have an impact on the development of the disease to a certain extent. This article will review the current researches about the association between IBD and the SNPs of its related genes such as RAGE gene,MYO9B gene,MIF gene,NOD2/CARD15 gene and TLR gene.

Gene; Single-nucleotide polymorphisms; Inflammatory bowel disease; Ulcerative colitis; Crohn’s disease

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81470824)

曾駿成，碩士，研究方向：消化系疾病的基礎(chǔ)與臨床研究。E-mail：juncheng.zeng@163.com

周宇，教授，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，研究方向：消化系疾病的基礎(chǔ)與臨床。E-mail：ahdg2005@126.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2016.04.029

R574.62

A

1006-5709(2016)04-0465-03

2015-07-23