維生素D受體基因遺傳多態(tài)性與銀屑病的關(guān)系

萬多艷 綜述劉軍麟 審校

海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院皮膚性病科，海南 ?？?570100

基于維生素D骨骼外研究增多，研究表明局部用維生素D類似物對銀屑病有治療作用，且其治療反應隨角質(zhì)形成細胞維生素D受體基因(vitamin D receptor gene，VDR)mRNA表達的變化而變化[1]，因此VDR基因在銀屑病中的作用受到了學者們的關(guān)注。隨著全基因組關(guān)聯(lián)分析、全基因組外顯子測序等技術(shù)對銀屑病易感基因研究的深入，本文對國內(nèi)外近年來銀屑病與維生素D受體基因多態(tài)性的相關(guān)文獻綜述，以期為發(fā)現(xiàn)銀屑病易感人群、早期預防、治療及進一步研究奠定基礎(chǔ)。

1 銀屑病與VDR基因

1.1 銀屑病的定義銀屑病是一種慢性、復發(fā)性、炎癥性、系統(tǒng)性疾病，是多種因素相互作用的多基因遺傳病。典型表現(xiàn)為鱗屑性紅斑或斑塊，可局限或廣泛分布。

1.2 VDR基因的結(jié)構(gòu)和功能人類的VDR基因位于染色體12q12～q14，包括8個編碼氨基酸的外顯子(外顯子2～9)和6個非翻譯外顯子(外顯子1a～1f)、8個內(nèi)含子和2個啟動子[2-4]。VDR基因含有多個功能域，是一種轉(zhuǎn)錄因子，屬于核受體超家族成員之一，約有200多個單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)[5]。該基因編碼蛋白由427個氨基酸殘基構(gòu)成，分子量48 kDa。維生素D通過其活性形式與VDR結(jié)合后，通過降低核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)水平，進而抑制干擾素的分泌和IL-12的合成[6]，調(diào)節(jié)核因子(nuclear factor，NF)活化、抑制NF-κB活性，降低NF-κB基礎(chǔ)值[7]，最終發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)、增殖、分化、凋亡和血管生成等生物學功能[8]，同時尚可改善T細胞增殖、促進調(diào)節(jié)性T細胞的生成、促進單核細胞向巨噬細胞分化、調(diào)節(jié)巨噬細胞反應及抑制巨噬細胞釋放炎性因子等作用。

1.3 VDR基因的6個SNP其包含200多個SNP，其中一些與包括銀屑病在內(nèi)的疾病的發(fā)病機制有關(guān)。在VDR基因與銀屑病關(guān)系的研究中，下面6個SNP研究較多：ApaI C＞A(rs7975232)、BsmI G＞A(rs1544410)、TaqI T＞C(rs731236)、FokIC＞T(rs2228570)、A-1012G A＞G(rs4516035)和Cdx2(rs11568820)。ApaI和BsmI都位于內(nèi)含子8上，TaqI位于外顯子9上，F(xiàn)okI位于5'末端的外顯子2上，A-1012G A＞G(rs4516035)位于外顯子1A轉(zhuǎn)錄起始位點[9]和Cdx2(rs11568820)位于外顯子1[10]。本文擬對上述6個SNP與銀屑病的關(guān)系進行綜述。

2 VDR基因的6個SNP與銀屑病之間的關(guān)系

2.1 ApaI(rs7975232)一項來自日本獨協(xié)大學醫(yī)學院皮膚科OKITA等[11]的研究，研究對象包括50例銀屑病患者和86名正常對照者，研究表明：銀屑病患者和對照者之間在ApaI基因型與在以上兩組人群中血清天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、甘油三酯水平方面無顯著差異，但AA基因型相關(guān)的血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平明顯高于aa基因型(P＜0.02)。因此可得出VDR AA基因型銀屑病患者其肝功能損害明顯的結(jié)論。其原因在于：有學者證明維生素D3和1,25(OH)2D3可顯著促進肝部分切除術(shù)后肝功能恢復，維生素D在正常細胞中具有促進肝細胞再生能力[12]。因而推測：銀屑病患者中具有AA等位基因型的ALT水平升高是由于肝細胞再生受到抑制，同時該基因型患者的維生素D3并不參與肝細胞再生、肝細胞中的脂質(zhì)增加，導致AA基因型銀屑病患者肝功能易受損。在臨床工作中，具有VDRAA基因型銀屑病患者密切關(guān)注肝功能情況，必要時予護肝治療。一項來自海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院的研究顯示，通過110例銀屑病患者和183名對照者對VDR基因多態(tài)性rs2228570、rs731236、rs1544410和rs7975232研究，并得出結(jié)論：銀屑病患者rs7975232的等位基因A比率較對照者增高，二者比率為39.09%：27.05%，OR(95%CI)=1.731(1.213～2.471)，并且與GA基因型相比，AA基因型個體對銀屑病易感，AA基因型OR(95%CI)=2.404(1.085～5.328)，P=0.034；GA基因型OR(95%CI)=2.143(1.283～3.579)，P=0.005[13]。銀屑病皮損面積和嚴重程度指數(shù)(psoriasis area and severity index，PASI)＜3的患者中，rs7975232 CC基因型對卡泊三醇的反應率顯著高于其他基因型患者(χ2=9.172，P=0.010)。進而得出具有rs7975232 CC基因型患者外用卡泊三醇療效較其他基因型患者更為敏感，可優(yōu)先使用。該研究表明rs7975232和rs2228570/rs731236/rs1544410/rs7975232-CTGA分別是VDR基因的銀屑病易感位點和單倍型[OR(95%CI)=1.907(1.132～3.214)，P=0.020]，但該研究的局限在于樣本量不是很大，且只局限于中國漢族人，需要更大的樣本量去驗證。一項來自韓國高麗大學醫(yī)學中心內(nèi)科、風濕病科LEE等[6]的Meta分析得出在整個研究人群中，銀屑病和ApaI的A等位基因之間沒有關(guān)聯(lián)[OR(95%CI)=1.04(0.86～1.26)，P=0.69]。按種族分層顯示，高加索人或亞洲人中的銀屑病與ApaI等位基因之間沒有關(guān)聯(lián)[OR(95%CI)=0.89(0.75～1.06)，P=0.18、OR(95%CI)=1.18(0.89～1.55)，P=0.24]。在整個研究人群或白種人或亞洲人中，銀屑病風險與ApaI多態(tài)性之間沒有顯著關(guān)聯(lián)。一項LI等[14]的Meta分析中得出VDR rs7975232多態(tài)性不被認為是日本(銀屑病患者與對照者AA基因型比率分別為8.0%：10.5%，銀屑病患者中ApaI基因型沒有顯著差異)[11]、意大利[對照者和銀屑病患者rs7975232：T＞G多態(tài)性與TT基因型比較中發(fā)現(xiàn)：GG基因型OR(95%CI)=0.94(0.36～2.45)，P=0.90和TG基因型OR(95%CI)=0.87(0.44～1.76)，P=0.71，提示銀屑病風險與ApaI基因型之間無顯著差異][15]、克羅地亞[rs7975232的AA、aa基因型OR(95%CI)分別是1.18(0.78～1.79)、1.2(0.7～2.04)，P=0.95][16]或埃及(患者χ2=0.84，P=0.36與對照組χ2＜0.01，P=0.94之間的ApaI基因型頻率沒有顯著差異)[17]的銀屑病病例的危險因素。一項包含亞洲、高加索人群的Meta分析研究對于ApaI多態(tài)性及其與銀屑病的關(guān)系，得出等位基因a與A在整個樣本中無顯著性差異[ORrandom-effect model(95%CI)=1.034(0.784～1.364)]。在高加索人群中等位基因a是疾病的風險等位基因ORfixed-effect model=1.398(1.011～1.934)，表明ApaI多態(tài)性可能是高加索人銀屑病的易感位點[18]。該多態(tài)性位于3'末端的內(nèi)含子8上，不直接參與蛋白質(zhì)編碼，但卻能影響VDR的表達。對此有以下兩種解釋：其一解釋通過破壞VDR mRNA轉(zhuǎn)錄的剪接位點，導致蛋白產(chǎn)物被截短或剪接；另一個解釋涉及VDR mRNA穩(wěn)定性的變化，因為內(nèi)含子可能影響mRNA產(chǎn)物的水平[19]，進而影響蛋白質(zhì)編碼，最終在表達控制中發(fā)揮作用。

2.2 TaqI(rs731236)在一項土耳其地區(qū)的DAYANGAC-ERDEN等[20]的研究中，研究對象為51例土耳其有家族史的銀屑病患者(尋常性銀屑病和銀屑病關(guān)節(jié)炎)和100名對照者，患者TT基因型頻率較對照組高(51%：35%，P≤0.05)，患者中T等位基因頻率較對照組高(73.5%：59.5%，P≤0.025)。T等位基因頻率在銀屑病關(guān)節(jié)炎患者中顯著增高(91.7%，P≤0.05)。關(guān)于卡泊三醇治療的反應，無反應患者的TT基因型和T等位基因頻率高于對照組，比率分別為63.6%：35%，P≤0.025；81.8%：59.5%，P≤0.01，研究得出TaqI多態(tài)性與土耳其人群的家族性銀屑病有關(guān)，具有T等位基因的土耳其銀屑病患者顯示出對卡泊三醇治療有抵抗性。由此研究提示具有T等位基因的土耳其地區(qū)銀屑病患者中對卡泊三醇療效欠佳。在TaqI研究中觀察到該SNP和銀屑病關(guān)節(jié)炎相關(guān)聯(lián)，而不是銀屑病本身相關(guān)聯(lián)。VDR TaqI多態(tài)性研究中觀察到的關(guān)聯(lián)性可能是由于與致病性變異強連鎖不平衡(strong linkage disequilibrium，LD)引起的。研究表明TaqI多態(tài)性是高加索人銀屑病易感性的危險因素。韓國高麗大學醫(yī)學中心內(nèi)科、風濕病科LEE[6]的Meta分析，其研究中TaqI TT基因型與銀屑病之間存在顯著關(guān)聯(lián)[OR(95%CI)=1.26(1.03～1.54)，P=0.03]。在一項克羅地亞地區(qū)STEFANIC等[21]的分析中得出，白種人受試者TaqI t等位基因與銀屑病風險相關(guān)[OR(95%CI)=0.77(0.64～0.97)；P=0.012]，純合子患者[tt vs TT，OR(95%CI)=0.59(0.39～0.90)，P=0.01]和隱性模型[tt vs Tt+TT，OR(95%CI)=0.66(0.44～0.98)，P=0.04]可視為銀屑病的保護因子，然而在對多種比較進行調(diào)整后，以上關(guān)聯(lián)并未持續(xù)存在，由此可得出以上關(guān)聯(lián)只局限于特定人群。一項來自海南醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院LIU等[18]的Meta分析研究，TaqI多態(tài)性的等位基因T和t在高加索人中產(chǎn)生顯著的結(jié)果[ORfixed-effect model=1.287(1.067～1.551)]，但東亞人沒有。由于在HALSALL等[9]的研究中僅存在等位基因數(shù)據(jù)，而在顯性模型和隱性模型下的高加索人的綜合分析中未包括該數(shù)據(jù)。因此，這些合并分析的結(jié)果可能只是反映部分的實際情況。在兩項日本研究(T vs t：χ2=4.34，P=0.037)[11，22]和兩項土耳其研究(T vs t：χ2=4.12，P=0.042)之間觀察到顯著的異質(zhì)性[20，23]。DAYANGAC-ERDEN等[20]研究中患者來自土耳其不同區(qū)域。因此，該研究的遺傳組成可能比Kaya TI土耳其研究的異質(zhì)性更高，這可能導致了兩項土耳其研究之間的異質(zhì)性。該研究推斷TaqI多態(tài)性與高加索人的銀屑病相關(guān)。TaqI位于3'末端的外顯子9上，是一個T/C核苷酸替代(ATT到ATC)導致第352密碼子(異亮氨酸)同義變化[24]，該基因多態(tài)性未改變蛋白質(zhì)，但為確保鈣穩(wěn)態(tài)可通過其等位基因變異介導特定人群中較高濃度的1,25(OH)2D3配體與較低濃度的mRNA受體表達[25]。功能學研究亦表明VDR mRNA水平受VDR等位基因變異的影響。因此提示TaqI可能通過調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性來影響VDR mRNA的水平。

2.3 BsmI(rs1544410)1997年KONTULA等[26]首次進行銀屑病與VDR基因之間的關(guān)聯(lián)研究，結(jié)論表明BsmI不是銀屑病的易感基因。一項來自韓國首爾國立大學醫(yī)院皮膚科PARK等[27]的研究，研究對象為104例銀屑病患者(男女比例相同)及104名對照人群(無親緣關(guān)系的健康人)，研究結(jié)果銀屑病組BB、Bb和bb基因型的頻率分別為1.8%、5.5%和92.7%，與對照組相比，BsmI基因型頻率未觀察到顯著差異。STEFANIC等[21]的Meta分析顯示歐洲人群與尋常性銀屑病易感性相關(guān)聯(lián)。其中BsmI等位基因B OR(95%CI)=0.81(0.68～0.98)，P=0.04，但該研究需要對不同民族人群進行更大的研究，以確定VDR多態(tài)性是否在尋常性銀屑病遺傳易感性中發(fā)揮作用[2]。在一項LI等[14]的Meta分析中該多態(tài)性似乎與銀屑病易感性無關(guān)[OR(95%CI)=1.01(0.82～1.26)，P=0.009]。然而在LIU等[18]的Meta分析中，等位基因b是銀屑病的風險等位基因

[ORfixed-effect model(95%CI)=1.460(1.026～2.077)]，但由于病例組和對照組均缺乏BB基因型，研究未包括在顯性模型下的組合分析，在Bb模型或隱形模型下任何其他匯總分析均顯示三個人群之間無關(guān)聯(lián)?？傮w分析顯示，在所有樣本中，顯性模型下的BB型與銀屑病有關(guān)，然而在任何遺傳模式，任何亞組分析都無法得出類似此結(jié)果，因此不能得出BsmI多態(tài)性與銀屑病易感性相關(guān)的結(jié)論。但是，在其中兩項研究中，對照組中基因型的分布不符合哈代-溫伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium，HWE)中(P＜0.05)[11，22]，在大多數(shù)情況下抽樣策略和基因分型錯誤可能是造成非HWE的原因[28]，因此，不能排除在這些研究中存在人口分層的可能性。該多態(tài)性位于3'末端的內(nèi)含子8上，雖然位于內(nèi)含子，但這種多態(tài)性可能通過多種機制影響VDR基因表達。一種可能是VDR mRNA轉(zhuǎn)錄的剪接位點被破壞，如糖皮質(zhì)激素受體突變[29]；其他可能包括改變mRNA穩(wěn)定性或內(nèi)含子調(diào)控元件的變化[30-31]。

2.4 FokI(rs2228570)ZHAO等[32]的研究中，研究對象為324例銀屑病患者和158名年齡和性別相匹配的對照者。研究發(fā)現(xiàn)FokI多態(tài)性與銀屑病的嚴重程度有關(guān)(P=0.039)。此外，當通過卡泊三醇單藥治療(P=0.002)或聯(lián)合治療(P=0.060)，反應人群和非反應人群中FokI的頻率顯著不同。FokI CC基因型的患者對卡泊三醇的反應率高于其他基因型。在這項研究中證實具有FokI CC基因型的銀屑病患者在治療后癥狀顯著改善，對臨床治療該病具有一定的意義。一項克羅地亞地區(qū)STEFANIC等[21]的Meta分析顯示，F(xiàn)okI多態(tài)性與銀屑病未發(fā)現(xiàn)任何關(guān)聯(lián)的證據(jù)。HALSALL等[33]研究發(fā)現(xiàn)FokI T等位基因增加VDR活性，并與卡泊三醇軟膏治療效果呈正相關(guān)。該多態(tài)性位于5'末端的外顯子2上，位于起始密碼子。其野生型起始密碼子為ACG時，形成424個氨基酸，轉(zhuǎn)錄活性較強。FokI位點的C＞T可產(chǎn)生新的起始密碼子(ATG)，在VDR轉(zhuǎn)錄本上增加9個堿基對，形成427個氨基酸，但轉(zhuǎn)錄活性較弱[34]，從而對其生物學功能產(chǎn)生影響。MORRISON等[35]亦報道F等位基因顯示比f等位基因更高的轉(zhuǎn)錄活性[36]。此外，COLIN等[37]證明在使用植物血凝素抑制外周血單核細胞研究中，用1,25(OH)2D3刺激時，F(xiàn)F基因型的個體的半數(shù)有效量顯著低于Ff基因型。

2.5 A-1012G(rs4516035：A＞G)一項來自萊斯特大學癌癥研究和分子醫(yī)學系HALSALL等[33]的研究，研究對象包括206例外用卡泊三醇治療的銀屑病患者和80名對照者，研究顯示A等位基因與卡泊三醇反應呈正相關(guān)：AA基因型(與AG/GG相比)OR=2.18，P=0.04，得出A-1012G多態(tài)性與銀屑病病情嚴重程度無關(guān)聯(lián)，但與卡泊三醇的反應有關(guān)，也與無銀屑病家族史患者的易感性有關(guān)。A-1012G的作用可能相對獨立，A等位基因允許VDR啟動子中形成GATA-3的假定結(jié)合位點[9]，GATA-3是一種引導幼稚T細胞分化成Th2細胞的轉(zhuǎn)錄因子[38]。反之，研究顯示1,25(OH)2D3促進GATA-3基因表達。因此，在VDR和GATA-3之間存在明顯的正反饋通路，從而導致Th1向Th2轉(zhuǎn)化。無銀屑病家族史的患者將通過A等位基因在某種程度上受到保護，避免疾病加重，因此A-1012G多態(tài)性的A等位基因可預防無家族史銀屑病進展[33]。一項來自羅馬Antonio Giovanni Richetta等的研究，研究對象為108例銀屑病患者和268名健康對照者，通過Taq-Man探針在PCR反應中發(fā)現(xiàn)正常對照組和銀屑病患者組的A-1012G(rs4516035：A＞G)多態(tài)性，尤其是與GG基因型相比，AA基因型[OR(95%CI)=2.43(1.15～5.13)，P=0.05]和GA基因型[OR(95%CI)=2.14(1.02～4.48)，P=0.22]在年齡和性別的多變量分析中銀屑病風險增加與A-1012G風險基因型之間有相關(guān)性的結(jié)論[OR(95%CI)=1.47(1.03～2.11)，P=0.04]。在顯性模型下，也出現(xiàn)A-1012G與銀屑病風險增加的顯著相關(guān)性，基因型GG與GA+AA的OR(95%CI)=2.19(1.09～4.40)，P=0.02[14]。與對照組相比，在銀屑病患者中發(fā)現(xiàn)A-1012G等位基因A在統(tǒng)計學上有較高的頻率，這表明該等位基因與銀屑病患病風險有關(guān)[OR(95%CI)=1.43(1.02～1.99)，P=0.035]。在有銀屑病家族史患者(family history，F(xiàn)H)和無銀屑病家族史患者比較中發(fā)現(xiàn)：無銀屑病家族史患者中A-1012G的AA基因型的患病率較高，二者之間比率為29.4%：50%。在病例分析中，出現(xiàn)了A-1012G與FH狀態(tài)之間的統(tǒng)計顯著關(guān)聯(lián)(P=0.033)。A-1012G位于VDR基因的外顯子1A轉(zhuǎn)錄起始位點。研究表明該位點的A等位基因通過GATA-3與Th1反應的下調(diào)有關(guān)[9]。研究發(fā)現(xiàn)A-1012G基因型與VDR mRNA低水平表達顯著相關(guān)(P=0.006)。特別是，VDR mRNA表達是劑量依賴性的，與A等位基因數(shù)量呈負相關(guān)，但VDR mRNA的表達未隨疾病嚴重程度(P=0.28)和治療方式(P=0.17)而變化。因啟動子區(qū)域內(nèi)的多態(tài)性可能對VDR表達和/或活性具有功能性調(diào)節(jié)作用，與疾病的發(fā)生和發(fā)展緊密相關(guān)。與GG基因型相比，AA和GA基因型銀屑病患者外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMCs)與VDR mRNA低水平表達顯著相關(guān)，并且這種相關(guān)性與劑量有關(guān)。因為在攜帶A-1012G的A等位基因銀屑病患者中VDR表達降低可能會降低GATA-3對抑制Th1效應方面的作用。此外，PBMCs中較低的VDR水平可能會影響這些細胞中維生素D的免疫抑制活性。最終得出VDR基因啟動子區(qū)域中的A-1012G多態(tài)性與銀屑病發(fā)生的風險有關(guān)，同時證實A-1012G對銀屑病風險的遺傳效應可能是與VDR mRNA的表達減弱有關(guān)。

2.6 Cdx2(rs11568820)一項來自中國東北地區(qū)ZHOU等[10]的研究中，通過Multiple SNapSHOT方法對342例銀屑病患者和341例對照者的ApaI、BsmI、TaqI、FokI和Cdx2進行分型，研究得出Cdx2GA基因型[OR(95%CI)=0.99(0.72～1.40)，P=0.996]和AA基因型[OR(95%CI)=0.82(0.52～1.29)，P=0.416]無統(tǒng)計學差異。ZHAO等[33]的研究中，銀屑病患者組與對照組之間Cdx2基因型頻率存在顯著差異，當使用卡泊三醇治療(P=0.023)及聯(lián)合治療(P=0.047)時，有反應人群與無反應人群基因型頻率顯著不同。Cdx2 AA基因型患者對卡泊三醇反應性高于其他基因型，證實該基因型患者經(jīng)卡泊三醇治療后癥狀可改善。一項來自波蘭羅茲大學皮膚科LESIAK等[39]的研究，研究對象為50例接受窄譜中波紫外線治療的尋常性銀屑病患者和50名對照者，研究VDR基因多態(tài)性與銀屑病的易感性，以及Cdx2基因型銀屑病患者窄譜中波紫外線光療的有效性，研究得出銀屑病患者中Cdx-2 GG基因型頻率顯著較高(P＜0.001，OR=9.75)，并且與IL-17和IL-23濃度的調(diào)節(jié)有關(guān)。同時也證實Cdx-2 AA可能對銀屑病患者的光療反應有顯著影響[OR(95%CI)=7.31(1.19～44.97)，P=0.04]，因此銀屑病患者可予窄譜中波紫外線治療。另一方面，Cdx-2 GG可能與波蘭人群UVB光療后通過降低IL-17和IL-23水平來調(diào)節(jié)炎癥反應有關(guān)。這意味著VDR多態(tài)性可能是銀屑病和UVB治療有效的標志物。Cdx2位于VDR基因的外顯子1的啟動子區(qū)域[40]，為鳥嘌呤/腺嘌呤(G/a)序列變異[41]，可調(diào)節(jié)啟動子活性。其中Cdx2等位基因G轉(zhuǎn)錄活性比等位基因A低30%[42]。由于人類VDR缺少共有序列的TATA和CAAT框(TATA框的主要作用是使轉(zhuǎn)錄精確地起始；CAAT框則主要是控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率，均屬于啟動子的核心序列)[41]，從而該受體功能受到影響。Cdx2與鈣的吸收和維生素D受體激活有關(guān)[43]，影響VDR的表達及維生素D的攝入[44]，可調(diào)節(jié)VDR的轉(zhuǎn)錄活性，同時與癌癥風險增加有關(guān)[42]。YESIL等[45]報道Cdx-2等位基因G與多發(fā)性硬化癥風險增加相關(guān)，研究表明A等位基因可能通過增加腸道VDR表達進而增加骨密度，促進腸道對鈣吸收增加[41]。該位點被認為在VDR基因的腸道特異性轉(zhuǎn)錄中起作用。因此，在臨床中要關(guān)注Cdx-2對骨骼及癌癥、多發(fā)性硬化癥等疾病的影響。

3 總結(jié)

銀屑病是以鱗屑性紅斑、丘疹為特征的常見多基因遺傳病，由遺傳及環(huán)境等多種因素相互作用引起。本文通過綜述VDR基因的6個SNP與銀屑病的關(guān)系，揭示VDR基因多態(tài)性與該病有一定相關(guān)性，VDR基因可能是銀屑病的易感基因，為后續(xù)的相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)，并為可能的治療提供相應的理論支持。