ORMDL3基因多态性与哮喘相关性的研究进展

杨 婷 崔丽英

支气管哮喘是一种有明显家族聚集倾向的多基因遗传病，它的发生既受遗传因素又受环境因素的影响，至今约有100多个哮喘候选基因被发现，且多个已得到可靠的实验验证。Miram等［1］于2007年首次通过全基因组关联研究发现血清类黏蛋白1样蛋白3(ORMDL3)基因是同年研究中与哮喘相关度最高的易感基因，且该基因与哮喘的关联性已在多个种族中得到验证。了解ORMDL3与哮喘的相关性及其作用机制可能为哮喘的发生机制、早期诊断、治疗及一级预防提供新方向。现就该哮喘易感基因及其研究进展综述如下。

一、全基因关联性研究(genome-wide association study，GWAS)

GWAS是用以筛选复杂性疾病易感基因的研究方法，其利用广泛存在于基因组内连锁不平衡现象，选择标签单核苷酸多态性(sigle nucleotide pdymorphism，SNP)进行研究。早期测定疾病的基因变异和单核苷酸多态性，寻找疾病的标记物，是进行病因诊断和最有效的个体化治疗，故GWAS潜在价值巨大。目前已有12项全基因组关联研究，这些研究旨在明确基因多样性与哮喘易感性的关联。其中以17q21与哮喘相关的证据最为密切［2］。Miram等［1］在哮喘儿童的全基因组关联研究中，对317000多个SNP进行了基因分型，分析显示染色体17q 21.1区域上有很多标记与儿童哮喘表型之间存在很强的关联性，这表明能调控ORMDL3基因表达的遗传变异是决定儿童是否对哮喘易感的重要因素。Bisgaard等［3］开展的GWA证实17q 21.1区域在基因组水平上与哮喘显著相关，这一结果有力地支持了该染色体上确实存在真正的哮喘易感基因。可以推测，利用GWAS对现存的来源于国际联盟的数据进行荟萃分析，将会发现更多的新的哮喘易感基因，从而进一步加深对该疾病的认识。

二、ORMDL3基因及其功能

ORMDL3基因位于染色体17q21上，大小为6560个碱基对，包含3个外显子，编码位于内质网上的由153个氨基酸组成的跨膜蛋白，其序列高度保守，其表达产物在各组织中广泛分布，尤其在成人肝脏、胰腺中，在胎儿的肺、肝脏、肾脏、脾脏中呈高水平表达，但其具体功能目前还不明确［4-5］。有研究表明，ORMDL3表达产物可以调节由内质网介导的Ca2+信号传导及细胞压力，从而导致未折叠蛋白反应，进而成为炎症发生的内源性诱因［4］。另有推测，脂质作为细胞膜主要组成之一，参与细胞增殖、信号传导及细胞凋亡等。ORMDL3的表达异常可能引起脂质代谢紊乱而致哮喘的发生，但其具体机制未见报道［6］。此外，Miram等［1］发现ORMDL3可能在呼吸道病毒感染中起作用，其是否因此诱导、加重哮喘尚不清楚。

三、ORMDL3基因多态性与哮喘的相关性

1.SNPrs7216389:Miram等［1］通过GWS确定了12个SNP与哮喘相关，其中位于ORMDL3邻近的GSDML基因第一个内含子中的SNPrs7216389与哮喘最为相关。这一点在多个种族、地区中，如德国人、苏格兰人、墨西哥人、波多黎各人、日本人、澳大利亚人等不同人种中得到了证实。Hirota等［7］发现rs7216389与日本儿童哮喘(3.6～17岁)密切相关;Miram等［1］发现rs7216389与ORMDL3基因的表达水平同高加索地区的儿童哮喘相关;Tavendale等［8］发现rs7216389-T在苏格兰人群中与哮喘呈正相关。Bisgaard等［3］在北欧地区发现rs7216389-T与早期发病的哮喘有关。Wu等［9］在墨西哥人群(4～17岁)中同样发现rs7216389-T显著增加哮喘的发病风险。在我国汉族哮喘人群中，rs7216389的分布频率也具有显著差异性，T等位基因是哮喘的易感基因。但是Leung等［10］在香港地区发现17q21与哮喘(5～8岁)仅边缘相关，而该基因与美国黑人则无明显相关性［11］。相关度不尽相同说明各种族的SNP存在连锁失衡的现象，环境因素、生活方式等可能也是其影响因素之一。

2.SNPrs12603332:多项研究表明邻近ORMDL3的rs12603332与哮喘相关。Glanter等［11］复制了7个 SNP 标记(rs7216389、rs12603332、rs4378650、rs8076131、rs11659680、rs3744246)，发现 rs12603332 与rs4378650在墨西哥及非裔美洲人群中同哮喘显著关联。我国学者研究该基因与汉族哮喘相关性时利用PCR-RFLP方法对rs12603332位点及rs7216389位点进行了基因分型，同时运用real-time PCR方法对该基因在两个位点不同基因型的正常个体(n=39)和哮喘患者(n=29)外周血中的表达进行了检测，从而证实调控ORMDL3基因表达水平的SNP位点可能是真正的易感位点［12］。但由于所分析的两个位点处于强烈的连锁不平衡状态，尚不能确定哪个位点是真正的功能位点，这有待于进一步对这些位点进行功能分析验证。

四、ORMDL3与哮喘相关性的年龄差异

哮喘在儿童与成人中的发病特点存在显著差异，多项大规模病例对照研究表明ORMDL3基因仅与早期哮喘的发生强烈相关［1，3，11，13］。但各个研究对象年龄界限及所处的地域种族均不同，近年有研究表明ORMDL3与哮喘的相关性与年龄无关。Flory等［14］证实了白色人种中17q12-21与儿童期的烟雾暴露及儿童期哮喘具有相关性，但实验数据并未显示年龄差异对哮喘的发病有影响。多项研究表明ORMDL3的表达对成人哮喘的发生亦有一定作用。Fang等［15］收集了汉族成人哮喘患者710例及正常对照656例，检测了17q21上的5个SNP位点，发现这些位点与哮喘具有显著的、重复相关性(P＜0.05)，其中rs11557467-G、rs9303277-C与哮喘强烈相关(P＜0.001)，这一结果提示17q21与汉族成人哮喘具有显著相关性。Hrdlickova等［16］在捷克高加索人群中选取了337个病例及331个健康对照者，分别检测其17号染色体上的4个SNP，其中仅证明rs3169527与哮喘具有相关性，而单倍型TCAG又与成人男性哮喘呈显著相关(P=0.009＜0.05)，同时研究还显示17q21区域的基因变异可能也是成人、尤其是男性哮喘发病的危险因素，但该基因对不同年龄组所起的作用如何，仍待进一步研究。

五、环境因素对ORMDL3致哮喘的作用

除了遗传基因的影响，环境因素对哮喘的作用亦不能忽视。Bouzigon等［17］的研究说明儿童哮喘发生与17q21有关，且早期暴露于吸烟环境可以进一步增加患病风险。金哲等［13］首次研究了ORMDL3基因、儿童生活方式、室内空气质量与早期起病的哮喘的相关性，证实了遗传因素与环境因素具有协同作用。Morita等［18］推断环境因素对成人起病的哮喘影响更大，但是通过检测17q21上的SNP标记与暴露于吸烟环境的实验对象的相关性，尚不能得出吸烟增加成人哮喘易感性的结论。Smit等［19］检测了268名儿童哮喘患者中的12个17q21SNPs，发现17q21的基因变异及早期暴露于吸烟环境可以增加早期呼吸道感染与早发型哮喘及儿童期起病的成人哮喘的相关性。总之，哮喘是一种由遗传与环境因素共同作用的复杂性疾病，不同种族、地域的人群以不同的哮喘易感基因与多种环境因素联合作用而激发哮喘的发生，但是对其具体作用机制目前结论不一，明确二者的相互作用对指导哮喘的早期防治具有积极的意义。

全基因组关联研究表明位于17q21上的ORMDL3基因与哮喘发生相关，其中rs7216389与哮喘的关联性最强，但其具体作用机制尚不明确，推测ORMDL3蛋白引起未折叠蛋白反应，促进炎症反应及参与脂质代谢、呼吸道病毒感染等方式导致哮喘发病。多项在多种族、不同年龄界限中进行的研究均表明ORMDL3仅与儿童期哮喘相关，但也有新的研究提出该基因参与了成人哮喘的发病机制。哮喘是一种基因-基因、基因-环境相互作用的复杂性疾病，环境因素亦不能忽视。总之，随着人类基因组计划的完成及各种哮喘基因研究方法的成熟，可以对支气管哮喘的一级预防、早期诊断及治疗从基因水平上提供一种新思路。

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