遗传因素在系统性红斑狼疮发病机制中的作用*

万 焰综述，刁庆春审校

(重庆市第一人民医院皮肤科 400011)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种典型的自身免疫性炎症性结缔组织疾病，临床上可表现为多系统、多脏器受累。目前病因和发病机制尚不完全清楚，其发病受遗传因素(可能存在一种或多种与疾病相关的易感基因)、免疫、神经内分泌、环境因素(如紫外线照射、药物、病毒感染)等多因素影响。近年来，采用全基因组关联研究(genomew ide association studies，GWAS)以及人群的病例对照研究，发现许多新的基因及基因组与人类的复杂性疾病有关。实际上，在SLE患病的危险性和严重程度上表现出大量的临床异质性和种族性差别，都提示基因研究的重要性[1]。

人们通过大量研究获得了如下结论:(1)S LE家族的患病率(3%～12%)远较一般的人口患病率(3.2/10万～7.0/10万)高，10%～20%的S LE患者倾向于一级亲缘关系。有数据显示，同卵双生子的患病一致率为24%～69%，而异卵双生子为2%～9%。(2)人类的单基因缺陷(如:Fas基因、Bcl-2基因等)可致SLE易感。(3)绝大多数SLE患者带有多个遗传性易感基因。本文将其遗传因素在SLE发病机制的研究近况作一综述。

1 人类白细胞抗原基因

像人类大多数自身免疫性疾病一样，位于染色体6p21.3上的HLA与SLE的发病有密切关系，主要与自身抗体的产生有关，其中大多数基因有明显的免疫应答功能，但局部通过连锁平衡不稳(linkage disequilibrium)产生不同的特征，致大多数基因组合在一起，以单倍体的形式遗传。在很多白种人中对每个等位基因进行双重相对危险比较研究，都证实HLADR2和DR3Ⅱ类基因与 SLE相关。既往重点集中在 HLA 1和HLA 2的多态性研究，它编码识别T细胞的糖蛋白、肽类。其他MHC基因系统中，遗传性补体缺陷也影响S LE易感性，HLAⅡ类抗原中编码补体C2和C4基因在某些种族与S LE发生有关。C4A-/-等位基因的纯合子(C4a的无效等位基因)已经被证实是患SLE的遗传危险因素之一[2]。Graham等[3]分析了780例SLE患者HLA局部区域大约59个小随体遗传标记，证实了HLA 2单倍体的重要性，包括 HLA-DRB1和DQB1，并发现其与 HLA-DR2和DR3的血清型相符。

2 非人类白细胞抗原基因

2.1 PD-1基因 对北欧人群的基因连锁分析发现，程序死亡受体Ⅰ(programmed deathreceptor-1，PD-1)基因是人类S LE易感基因[4]。PD-1主要在外周成熟T细胞、B细胞和激活的骨髓细胞诱导表达，由于PD-1具有以酪氨酸为基础的免疫受体基因启动序列(immunoreceptor tyrosine-based sw itch motifs，ITSM)，因而PD-1信号功能有可能具有免疫抑制作用。PD-1途径先后分别独立发现于基因敲除小鼠和人类。在基因敲除小鼠模型中PD-1被鉴定是SLE独立相关因素，PD-1基因敲除的B6小鼠自发性产生自身免疫异常，包括狼疮样肾小球肾炎和关节炎。对S LE患者和对照人群的基因测序确定PD-1具有几个单核苷酸多态性(SNPs)。PD-1的SNPs阻断了与SLE可能有关的RUNX1转录子的结合点，RUNX1与斯堪的那维亚人的SLE、类风湿因子阴性的类风湿关节炎发病显著相关，并和丹麦人1型糖尿病享有共同的抗原决定簇[5]。

2.2 FcγR 2A和3A基因 免疫球蛋白G的Fc段受体可以间接清除免疫复合物，所以与SLE及LN的发病有关系。因此编码这些受体的功能基因，特别是FcγR 2A和3A是S LE遗传研究的热点。实验证实(包括一些Meta分析)，即使该基因相关性不够强，但是也在发病中起一定作用，与遗传复合体疾病有一致性。例如，一项包括了17个研究的M eta分析发现在3114例SLE患者和2580例对照者中FcγR 2A基因的R131变异体的表达与患SLE的危险度增加相关(OR=1.3)[6]。另一项Meta分析通过对481例有抗心磷脂抗体综合征(antiphospholipid antibody syndrome，APS)的 SLE 患者、1420例无抗心磷脂抗体综合征的SLE患者和1665例健康对照者的分析，发现有2个复制R131变异体的患者患APS的危险高(OR=1.65)[7]。有研究分析了FcγR 3A gene的 V/F158多肽现象，其中包括1154例狼疮肾炎的患者和1261例不患肾炎的SLE患者，发现变异体F 158增加狼疮肾炎发病危险性(OR=1.47，P=0.006)[8]。Zuniga等[9]研究沉积在狼疮性肾炎肾小球中的Ig G的类型与 IgG 受体(Fcγreceptors，FcγR)的等位基因的关系，发现FcγR 2A可能与增殖性肾病的发病有关，FcγR 2A-R131对 Ig G2亲和力低，而对 C反应蛋白(CRP)亲和力高，因此可以持续存在于血循环中。

2.3 PAI21基因 活动性LN的鼠模型中，Ⅰ型纤溶酶原激活物抑制因子(PAI21)在肾脏出现过度表达，肾小球、肾小管和肾血管中均表达增多。目前研究证实，PAI21基因单碱基对插入或缺失4G/5G能改变血浆PAI21的活性。对PAI21基因4G/5G多态性与 LN的发生及其严重程度关系的研究阐明，有或无LN的4G/5G等位基因频率相同，但4G4G基因比4G5G和5G5G基因型的肾炎活动性指数高(活动性指数大于或等于8者，4G4G占73.13%，4G5G和5G5G只有37.13%)、蛋白尿严重、易出现弥漫性坏死性损伤(4G 4G占51.17%，4G5G和5G5G占23.15%)，尤其是Ⅲ型和Ⅳ型 LN[10]。

2.4 雌激素受体(ER)基因 研究还发现PpXx、ppxx和Ppxx是ER基因的3个主要基因型，男性狼疮肾炎患者的PpXx基因型明显高于女性狼疮肾炎患者和男性健康对照组，而女性患者和健康对照组的Pp Xx基因型无显著差异。而携带有Pp Xx基因型的患者多伴有皮疹和关节炎，ppxx基因型患者常伴有血小板异常和高血压，Ppxx基因型患者多伴有肾小球和间质病变。因此，ER基因的多态性可能与SLE症状的异质性和LN性别倾向有关[11-12]。

2.5 DNasel基因 有研究表明，SLE患者缺乏一种清除死亡细胞的关键酶，而这些死亡的细胞正是可引发SLE的原因之一。该关键性酶就是DNasel，它通常能清除一种被称为垃圾基因(garbage DNA)的物质和其他细胞碎片。研究发现，如果敲除小鼠DNasel基因，小鼠出生时健康，但在6～8个月时，大多数被敲除DNasel的小鼠则表现出S LE征象。因此，人们提出了由于遗传突变导致机体处理体内废物的能力降低而致病[13]。

2.6 PTPN 22基因 2004年，Bottini等[14]首次报道了细胞内蛋白质酪氨酸酶N 22(PTPN 22)作为一个功能多肽(R620W对硫磷错配(the missense SNP R620W)与人类自身免疫性疾病相关。这个酶编码细胞质中的特殊淋巴样磷酸酯酶，它能抑制T细胞的活性。有研究发现，北美和意大利患1型糖尿病的患者很快会患其他自身免疫疾病，包括类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)和S LE[15]。关键在剩余丰富的脯氨酸基序，它能在乳酸硬脂酸钙中连接乳糖到SH 3区域，但这个R620W多态导致精氨酸取代了色氨酸，故其变化打断了该连接。通过研究敲除动物PTPN22基因出现自身免疫的特征，激起了研究者研究该基因在人类自身免疫性疾病中的意义。这个基因的研究已经用到S LE的遗传研究上，虽然研究结果较混杂，但是都提示变异体，特别是R620W变异体的遗传性，可以增加患SLE的危险性[16]。

2.7 STAT 4基因 上面提到的PTPN 22基因，作为一个单个错配SNP已经证实为免疫性疾病自身遗传上的危险因素之一。另一个与RA和S LE信号传导子及转录激活子相关的基因是STAT 4基因[17]，它编码一种转录蛋白，能诱导几个关键的细胞因子传送信号，包括IL-12和IL-23，并且 Th1和 Th17促炎症反应与T细胞的分化需要依赖S TAT 4的细胞因子发信号。研究缺乏STA T4的小鼠，发现STAT 4基因在小鼠自身免疫中起重要作用。因此，虽然目前还需更进一步研究人类自身免疾病基因谱之间的联系，但是STAT 4基因的变异已经可望用于慢性疾病，如SLE和RA的新靶点。

2.8 IRF 5基因 Graham等[18]曾提出一个问题，即单个基因组局部区域的复杂多肽现象是如何相互作用以影响患病的危险性的。2005年，Sigurdsson等研究瑞典人和芬兰人SLE患者和对照组的IRF 5基因遗传联合，通过数个长散布重复片段分析证实干扰素途径与SLE的发病有关。Graham等[18]公布了一项Meta分析(包括2250例患者和2855例对照者)的结果，强大的统计数据支持原先的研究。以后的研究兴趣在于IRF5基因组局部区域的3个不同功能的多肽是如何相互影响以促进SLE发生的[19]。

2.9 Toll样受体(TLRs)基因 TLRs为模式识别受体中的信号转导受体，是连接固有免疫与获得性免疫的桥梁。TLR7、TLR9因其结合核酸及活化B细胞和产生Ⅰ型IFN的pDC能力而在狼疮发病机制的研究中受到关注。pDC能够识别内源性核酸物质，主要是由于其存在TLR9及 TLR7两种受体。pDC细胞表面的FCGR递呈核酸免疫复合物给位于胞浆内TLR9或T LR7，进而产生大量的 IFN-α等细胞因子，这一过程在SLE的发病中起重要作用。TLR9[20]不仅可以识别病原微生物的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤二核苷酸(Cp G)DNA，还可识别内源性配体，即哺乳动物本身的低甲基化核酸序列，从而产生自身抗体，诱导自身免疫性疾病的发生，已经被证实与狼疮的免疫细胞激活有关。有研究发现，TLR9在(NZB/NZW)F1 mice和LN的肾组织中高表达，提示它促使了肾脏间质性炎症的发生、发展[21]。

2.10 凋亡基因 凋亡是受基因控制的细胞自身破坏的主动过程，通过细胞凋亡，自身反应性T细胞和B细胞进行克隆清除许多过剩的有害细胞，免疫系统得以维持对自身抗原的耐受。如果凋亡受到抑制或者凋亡速度过快，致使大量的细胞不死亡或无法清除过多的死亡细胞，都会因细胞积累造成免疫失调。在细胞凋亡的过程中有许多基因参与调控，如Fas、FasL、Bcl-2、Bax、C-myc基因及 p53抑癌基因等，目前研究最多的是Fas基因和Bcl-2基因。(1)Fas/FasL基因突变细胞凋亡异常在SLE发病和病情进展中的重要作用已得到公认，而Fas/FasL基因突变则可直接影响细胞凋亡。动物模型显示lpr/lpr小鼠的Fas基因出现突变后，在6月龄时发生SLE;而gld/gld小鼠的Fas配体(FasL)基因发生突变，也可以发生类似的疾病。在SLE患者中，Fas/FasL基因介导的细胞凋亡活化途径受到抑制，使正常的免疫下调失效，自身反应性B细胞在体内积累增多，并产生致病性抗体。(2)Bcl-2基因是继Fas基因之后发现的第2个凋亡抑制基因，Bcl-2基因编码的蛋白位于线粒体内膜、内质网、核膜外侧。Bcl-2转基因小鼠可发生B细胞增多，高免疫球蛋白血症及前 B细胞、B细胞的存活期延长，并有自发性抗核抗体的表达，约60%的小鼠可发展成SLE。

目前，从多基因的角度出发，找出了许多新的易感基因，定位了许多易感位点。未来的研究，通过疾病联合区域，深入分析多重复杂变异体，发现更多SLE及其相关疾病的相似复合物遗传联合信号，并且进一步研究与SLE的发病相关的遗传基因及其功能学和相关的分子机制，为疾病治疗、诊断及预后判断增加新的靶点。

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