支氣管哮喘患兒白介素1受體1基因RS1041973及RS10208293位點單核苷酸多態(tài)性觀察

徐哲,劉亞軍, 鄢程程,丁藝,何婷婷,張福,高清川

(廣元市中心醫(yī)院，四川廣元628000)

據(jù)統(tǒng)計，全球的兒童哮喘發(fā)病率逐年上升[1]。根據(jù)2014年全球哮喘防治創(chuàng)議委員會調(diào)查研究表明[2]，≤5歲兒童哮喘的病因復雜，其發(fā)病的病理生理學機制亦尚未徹底清楚，可能與內(nèi)分泌因素、神經(jīng)、免疫精神和遺傳學背景等密切相關。目前的觀點[3]是遺傳和環(huán)境因素相互作用共同導致哮喘的發(fā)展和演變。國外早期的全基因組關聯(lián)研究(GWAS)[4]已確定多個染色體位點與哮喘相關，且多項關于候選基因變異與哮喘風險的相關性研究[5]提出了多種易感基因。最新GWAS研究[6]發(fā)現(xiàn)，白介素1受體1(Interleukin 1 receptor-like 1, IL1RL1)基因是哮喘的易感基因。進一步研究[7]發(fā)現(xiàn)，漢族哮喘患者血清L1RL1水平升高，且該易感基因的RS1558641位點與過敏性哮喘發(fā)生發(fā)展有關。我們前期基于Hapmap數(shù)據(jù)庫(http：//hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/)獲得的IL1RL1基因組遺傳變異資料，采用Haploview軟件確定其多態(tài)位點的分布頻率，利用Tagger功能，按照在中國人群中最下等位基因頻率>5%，并且與區(qū)段內(nèi)其他單核苷酸多態(tài)性(SNP)的連鎖不平衡系數(shù)均>0.8的原則，最終篩選出RS1041973、RS1020893位點可能與過敏性哮喘有關。但嬰幼兒哮喘與IL1RL1基因中RS1041973、RS1020893位點的相關性研究較少。我們觀察了支氣管哮喘患兒IL1RL1基因RS1041973、RS1020893位點的SNP，旨在為嬰幼兒支氣管哮喘的病理生理學機制提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 隨機選取2012年1月～2015年1月在廣元市中心醫(yī)院兒科門診及住院確診為支氣管哮喘[8]的患兒86例為哮喘組，其中男49 例，女37例，年齡5月～3(1.49 ± 0.70) 歲。同時隨機選取同時體檢的健康兒童100例為對照組，其中男50例，女50例，年齡 3 月～3 (1.52 ± 0.85)歲。兩組年齡、性別比例具有可比性。兩組納入對象均排除既往有心肺、肝病或腎病疾患，過敏性疾患及其他變態(tài)反應性疾患史，免疫性疾病史和慢性疾病史，近四周無感染及服藥史。本研究通過廣元市中心醫(yī)院倫理委員會審核批準，納入患兒家長均簽署知情同意書。

1.2 兩組IL1RL1基因RS1041973、RS10208293位點基因型及等位基因分析方法 抽取兩組空腹靜脈血2 mL，3 000 r/min離心5 min。采用天根血液DNA提取試劑盒(DP348)，參照試劑盒說明書，提取血液DNA，-70 ℃保存?zhèn)溆?。利用探針、引物找到其IL1RL1基因RS1041973、RS10208293位點并對其進行擴增，采用ARMS-qPCR法對其基因位點行基因分型檢測。設計引物、探針及利用Primer Premer6軟件設計擴增引物由上海捷瑞生物公司合成，所有引物及探針可見表1、2。

表1 IL1RL1基因RS1041973、RS10208293位點基本信息、引物及探針序列

表2 IL1RL1基因RS1041973、RS10208293位點測序引物序列

熒光定量PCR結合特異性ARMS引物和探針，檢測IL1RL1基因RS1041973、RS10208293位點的基因型以及等位基因的表達情況。熒光定量PCR 反應條件為:95 ℃ 3 min， 40個循環(huán)：94℃ 10 s，60 ℃ 40 s。RS1041973 位點A/C基因型測序結果包括AA、AC、CC三種基因型，RS10208293位點A/G基因型測序結果包括AA、AG、GG三個基因型。

1.3 兩組血清IL1RL1、IgE檢測 采用ELISA法。抽取兩組空腹靜脈血2 mL，3 000 r/min離心5 min，取血清。人血IL1RL1定量免疫試劑盒購自上海西唐生物科技有限公司，參照其試劑盒說明檢測兩組血清IL1RL1。人IgE定量免疫試劑盒購自上海西唐生物科技有限公司，參照其試劑盒說明檢測兩組血清IgE。

2 結果

哮喘組IL1RL1基因RS1041973位點基因型AA、AC、CC的分布頻率分別為3.5%(3/86)、23.3%(20/86)、73.2%(63/86)，等位基因A、C的分布頻率分別為15.2%(26/172)、84.8%(146/172)；對照組分別為8.0%(8/100)、26.0%(26/100)、66.0%(66/100)、21%(42/200)、79%(158/200)；兩組AC、CC基因型分布頻率及等位基因A、C的分布頻率差異存在統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。與RS1041973位點基因型AA基因人群比較，RS1041973位點AC、CC基因型的個體患哮喘的風險性增加(校正OR=1.769，2.212；95%CI：0.47～6.655，0.637～7.687)；且攜帶C等位基因的個體患哮喘的危險度是A基因的1.506倍(95%CI：0.726～3.126，P<0.05)。

哮喘組IL1RL1基因RS10208293位點基因型AA、AG、GG的分布頻率分別為4.6%(4/86)、25.6%(22/86)、69.8%(60/86)，等位基因A、G的分布頻率分別為17.4%(30/172)、82.6%(142/172)；對照組分別為7.0%(7/100)、29.0%(29/100)、64.0%(64/100)、21.5%(43/200)、78.5%(157/200)；兩組AG、GG基因型分布頻率及等位基因A、G的分布頻率差異存在統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。與RS10208293位點基因型AA基因人群比較，RS10208293位點AG、GG基因型的個體患哮喘的風險性增加(校正OR=1.255，1.531；95%CI：0.355～-4.442，0.463～ 5.067)；且攜帶G等位基因的個體患哮喘的危險度是A基因的1.36倍(95%CI：0.673～2.749，P<0.05)。

哮喘組、對照組血清IL1R1分別為(78.32±53.32)、(67.36 ±36.73)ng/mL(P<0.05)；哮喘組、對照組血清IgE分別為(140.87±65.32)、(87.84±45.22)ng/mL(P<0.05)。

3 討論

炎癥免疫反應在支氣管哮喘發(fā)病中的作用機制一直是備受關注的焦點。研究[9]發(fā)現(xiàn),Th2細胞在支氣管哮喘的炎癥反應過程中發(fā)揮了及其重要的作用。IL1RL1基因定位于2號染色體上，最早從BALB/c-3T3細胞系中得到IL1RL1基因，其結構與IL-1受體(IL-1R)相似，具有 Toll/IL-1R的結構域，同時主要表達于肺動脈內(nèi)皮細胞、支氣管上皮細胞、肥大細胞、T淋巴細胞和TH2細胞。以往研究[10]證實在不同人群中 IL1RL1 基因與哮喘的發(fā)病風險相關。

IL1RL1 基因編碼位于 TH2 細胞和調(diào)節(jié)性T 細胞受體。IL1RL1可特異性識別并結合IL-33，兩者相互作用，借助IL-1 輔助受體蛋白( IL-1RAcP)而形成IL-33/ IL1RL1復合物[11]。胞膜上IL1RL1和 IL-1RAcP 可組合形成異二聚體，通過與IL-33 結合，將信號轉(zhuǎn)導至胞內(nèi)并激活下游絲裂原活化蛋白激酶( MAPKK) ，導致 NF-κB 從復合物中釋放出來，最終激活Th2 細胞因子，促Th2細胞因子過表達，啟動炎癥反應的發(fā)生[13]。本研究結果發(fā)現(xiàn)，在支氣管哮喘患兒中IL-33的過表達和IL1RL1過表達同時存在，進一步證實了IL-33/ IL1RL1復合物激活的信號通路在哮喘中具有舉足輕重的作用。IL-33/IL1RL1通路多態(tài)性與哮喘表型相關聯(lián)。以上研究結果均提示，阻斷IL-33/IL1RL1 信號通路可減少TH2細胞因子的激活，減輕炎癥反應以達到治療哮喘的效果。

支氣管哮喘是一種氣道慢性炎癥，TH2細胞因子的活化是其病理生理學基礎[13]，IL-33/ IL1RL1復合物可以將信號轉(zhuǎn)導至胞內(nèi)激活MAPKK，導致NF-κB的釋放，激活Th2 細胞因子，促進Th2細胞因子過表達，從而導致Th2高表達，Th2高表達型通常表現(xiàn)為血清IgE的增高[14]，從而導致炎癥反應的發(fā)生。本研究發(fā)現(xiàn)，哮喘組血清IL1RL1和IgE的水平明顯高于對照組，提示IL1RL1表達與血清IgE表達可能具有一定的關系。

RS1041973 位點位于IL1RL1基因的三號外顯子上，為非同義突變，其突變可導致細胞膜外部區(qū)域的IL1RL1蛋白特定位點的谷氨酸突變?yōu)楸彼?，其結果是使負電荷的氨基酸突變?yōu)橹行园被?，從而導致在細胞外免疫球蛋白樣結構域的構象改變[15]。RS1041973位點A>C,在哮喘患兒中分布增多，且IL1RL1蛋白的血清含量明顯增多，同樣也說明該位點的突變可能與IL1RL1基因的過表達相關，過度激活IL-33/ IL1RL1信號通路，導致呼吸道的過敏反應，進而引發(fā)嬰幼兒的哮喘發(fā)作。RS10208293位點位于IL1RL1基因的內(nèi)含子區(qū)域，實驗研究發(fā)現(xiàn)該位點的A>G,也與IL1RL1表達量增高相關，推測可能的原因為該位點與調(diào)節(jié)該基因轉(zhuǎn)錄翻譯的位點存在連鎖效應，但進一步的分子機制有待研究。

本研究結果發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，哮喘組IL1RL1基因RS1041973位點基因型AC、CC的分布頻率高。RS1041973的基因型位點中的AA、AC、CC這三種基因型，AA基因型不增加哮喘發(fā)生危險，AA基因型的OR值為1，而AC、CC基因型均可增加哮喘發(fā)生的危險性，在RS1041973的等位基因型A和C中，A等位基因不能使哮喘的患病風險增高，A等位基因的OR值為1，而C等位基因可能提示患病風險增高，說明與RS1041973位點基因型AA基因人群比較，RS1041973位點AC、CC基因型的個體患哮喘的風險性增加；且攜帶C等位基因的個體患哮喘的危險度是A基因的1.506倍。與對照組比較，哮喘組IL1RL1基因RS1041973位點基因型AG、GG的分布頻率高。在RS102082933的基因型位點中的AA、AG、GG這三種基因型，AA基因型不能增加哮喘發(fā)生的危險性，AA基因型的OR值為1，而 AG 和GG 基因型均能增加哮喘發(fā)生的危險性，RS102082933位點等位基因型A和G中，A等位基因不能使哮喘的患病風險增高，A等位基因的OR值為1，而G等位基因可能提示患病風險增高，提示與RS10208293位點基因型AA基因人群比較，RS10208293位點AG、GG基因型的個體患哮喘的風險性增加；且攜帶G等位基因的個體患哮喘的危險度是A基因的1.36倍。

綜上所述，支氣管哮喘患兒IL1RL1基因RS1041973位點基因型AC、CC的分布頻率高，C等位基因突變頻率高；RS10208293位點基因型AG、GG的分布頻率高，G等位基因突變頻率較高。IL1RL1基因RS1041973位點A/C的C等位基因、RS10208293位點A/G的G等位基因可能與支氣管哮喘的易感性有關。支氣管哮喘患兒血清IL1RL1、IgE均水平增高，IL1RL1、IgE可能通過過度激活TH2細胞因子，在支氣管哮喘的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。