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人类白细胞抗原基因多态性与重症肌无力的相关性分析

2013-01-22罗文静莫雪安黄文

关键词:易感性等位基因多态性

罗文静 莫雪安 黄文

重症肌无力(myasthenia gravis,MG)是一种发生于遗传易感个体,由乙酰胆碱受体抗体(ACh-RAb)介导的神经肌肉接头传递障碍的自身免疫性疾病,患病率为(10~20)/10万人[1]。胸腺是激活和维持MG自身免疫反应的重要场所。人类白细胞抗原(the human leukocyte antigen,HLA)是调控人体特异性免疫应答和决定疾病易感性个体差异的主要基因系统,从着丝粒起依次为Ⅱ类基因、Ⅲ类基因和I类基因,分别编码三类抗原分子,被认为是与MG遗传易感性相关的最重要遗传体系[2]。各种 HLA等位基因可作为诱发或预防MG的遗传因素[3]。自1972年Piskanen发现MG与HLA抗原相关联以来,HLA在MG遗传易感性中的作用日益受到国内外学者的高度重视。

1 HLA-Ⅰ类基因与MG

HLA-Ⅰ类基因由 HLA-A、B、C位点编码,其在移植排斥反应中起重要作用,并对细胞毒T细胞的识别功能起制约作用。Ⅰ类基因的研究主要集中在A、B位点。其中,在多个国家不同人种的MG患者中均发现HLA-B*08与MG尤其早发型 MG发病密切相关[4-8],提示B*08可能是不同地区不同种族MG患者间共同存在的遗传危险因素。多个研究发现 MG患者与 HLA-A*02相关[6,9-10]。曲媛等和Feng等研究发现 HLA-B*46与 MG发病相关[4,9]。关于其余 HLA-Ⅰ类基因的研究相对分散。王淑辉等[11]研究未发现C类基因与 MG有相关性,但 Fernández-Mestre等[7]研究认为委内瑞拉人 MG的发生与HLA-C*15和C*17呈正相关。

2 HLA-Ⅱ类基因与MG

Ⅱ类基因又称HLA-D区,编码3种不同的亚型(HLA-DR、-DQ、-DP),每种亚型均具有高度多态性。Ⅱ类基因对于免疫反应的启动与调节具有非常重要的作用。目前发现,HLA-Ⅱ类基因多态性与多种自身免疫性疾病的易感性有关,如胰岛素依赖型糖尿病、多发性硬化、乳糜泻等。HLA-Ⅱ类分子的α1和β1功能区共同形成一个槽型结构的多肽结合区,其多态性体现在多肽结合槽的侧壁和底部,其空间构型依编码基因的不同而异,导致不同个体对抗原肽的免疫应答差异。主要组织相容性 复 合 体 (major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ类分子晶体结构的最新研究进展加深了人们对于抗原肽和HLA-Ⅱ类分子相互作用的分子基础的认识。MG与HLA关联性主要集中在HLA-Ⅱ类基因上,但由于方法学、种族、地域、环境因素不同,其报道结果不尽一致。

2.1 DR位点 多个研究报道 HLA-DRB1*09与 MG 易感性有关联[2,7,9,12]。Suzuki等对 MG 和健康对照的HLA-DRB1进行基因分型,除DR2和DR4外,未发现两组间HLA-DRB1基因频率差别有统计学意义[13]。而挪威的一项研究表明,HLADRB1*15:01是晚发型MG(发病≥60岁)的主要易感基因,DRB1*13:01是早发型 MG与晚发型MG的共同保护基因[8]。其中,DRB1*15:01在欧洲和亚洲人群中较为常见,并且是如多发性硬化等其他自身免疫性神经系统疾病的遗传危险因素[14]。

2.2 DQ位点 多个研究发现 HLA-DQB1*0502与 MG 易感相关 联[15-17],而 HLA-DQA1*0501为 MG 的保护基因[16,18]。最近研究报道DQB1*03与 MG 的遗传易感性相关[3,18-19],其中Zhu等认为 DQA1*03:02/DQB1*03:03:02(DQ9)基因型与儿童期起病的 MG易感性相关联[18]。在 HLA-DQB1*06基因中,HLA-DQB1*0601和*0602/3被认为是 MG的保护基因[3,16],而 DQB1 *0604与 MG 并胸腺瘤患者的易感性相关[3]。Deitiker等[20]发现 DQ 位点与大多数迟发型MG患者和男性MG患者的易感性没有显著关联,而与早发型MG患者和女性MG患者的易感性显著相关。其中,DQB1*0503、*0604、*0502和*0402的共同作用与早发型MG易感性相关联,而单个DQ等位基因不能作为独立的危险因素。DQA1*0101/2可能是MG的易感基因[16],而 DQA1*0103是 MG 的保护基因[3,17]。其余与MG相关的等位基因还有DQA1*0401、DQB1*02,DQA1*02、DQA1*03[3,7,17,19]。

2.3 DP位点 与 HLA-DR、-DQ 位点相反,有关HLA-DP位点与MG的关联性尚未得到广泛的研究。黄文等对29例MG患者同时进行了HLADPB1分型及AChRAb、抗突触前膜受体抗体(Pre-SmAb)测定,结果表明AChRAb阳性患者与DPB1*0501、2701、3601密切相关,AChRAb阴性患者与DPB1*3601及0101相关;Pre-SmAb阳性患者与 DPB1*0501、3601、2701、0101有关联,而阴性患者与这些等位基因无明显相关关系[21]。Horiki等[22]报道日本人的DPB1*0201与女性早发型 MG密切相关。HLA-B8-DPB1*0402可能为英国白人MG的易感基因[23]。

3 HLA-Ⅲ类基因与MG

Ⅲ类基因位于Ⅱ类和Ⅰ类基因之间,主要有与补体有关的C4A、C4B、Bf、Cz等基因以及21-羟化酶基因(CYP21),肿瘤坏死因子(TNF)基因,热休克蛋白(HSP70)基因,转录物基因B144、BAT-9、G1、G4、G6、G7、G8等[11],Ⅲ类基因亦表现复杂的遗传多态现象,并在免疫调控中具重要作用。近年来国内外均有学者从 HLA-I(A、B、C)与 HLA-Ⅱ(DP、DQ、DR)方面企图探讨其与 MG的关联,而HLA-Ⅲ与MG是否关联,至今报道甚少。聂晓波等[24]通过家系分析及对比研究发现,MG患者的Bf基因频率与健康对照相比差别无统计学意义;MG患者C4A*4的基因频率远高于健康对照,而C4A*3则较健康对照低。C4A*3降低是因C4A*4增高而继发性引起?还是对MG具有预防作用,尚不明确;在补体型方面,S42补体型与MG密切相关,这主要与C4A*4与MG具有显著相关性,而Bf*S和C4B*2又与C4A*4连锁不平衡有关。另一针对中国120例家族性MG患者的研究亦发现,C4A*4和S42补体型与MG的发病有关[25]。

4 HLA基因多态性与MG的相关性

MG是由于机体胸腺病变或其他原因产生AChRAb破坏突触后膜运动终板上的AChR而导致的自身免疫性疾病。HLA在遗传因素中的地位尤为重要,其与MG的相关性已得到广泛而深入的研究。HLA的主要功能是介导T细胞的抗原识别,负责T细胞在胸腺的分化,调控免疫应答并参与器官移植排斥。

HLA是自身免疫性疾病的重要遗传易感因子,目前为止,具有高度多态性的I类和Ⅱ类基因位点被认为是造成这一结果的主要原因。尽管如此,越来越多的证据表明,其他某些HLA基因位点也与疾病的易感性密切相关,然而这些研究往往受到强烈连锁不平衡的影响[26]。由于HLA不同基因座位的某些等位基因经常连锁在一起遗传,而连锁的基因并非完全随机地组成单元型,有些基因总是较频繁同时出现,导致某些单元型在群体中呈现较高的频率,由此引起连锁不平衡。

HLA与疾病关联的机制尚未完全清楚,相关的学说主要包括:(1)分子模拟学说:由于HLA抗原本身与某种病原物质相似,易感宿主会误认为病毒或肿瘤抗原为自身抗原,机体不能对该病原物质产生有效的免疫应答,或在对病原物的应答中发生交叉反应而损害自身组织;(2)受体学说:HLA抗原可能作为外来病原物质的受体,两者结合,使组织致病;(3)免疫应答基因学说:人的HLA基因就是调控特异性免疫应答强度的基因,特定的Ⅱ类基因型可能导致特定的异常免疫应答,从而表现为易感某种疾病;(4)连锁不平衡学说:特定的HLA基因可能与某病的易感基因连锁,HLA型别仅是一种检出的遗传标志。不管是何种机制,所有关于HLA抗原与特定疾病间的关联均仅就统计学而言,而非绝对性的,提示多因素影响疾病的个体易感性。

人类免疫应答的水平与HLA的基因调控密切相关,主要表现在:T细胞在胸腺内的分化和成熟直接接受HLA-I类和HLA-Ⅱ类分子的选择,通过HLA-I类和HLA-Ⅱ类分子抗原结合槽选择性地提呈内源性抗原和外源性抗原,直接参与T细胞的活化,启动免疫应答,构成抗原提呈细胞与CD4+T细胞之间以及靶细胞与CD8+T细胞之间的MHC限制。T淋巴细胞在特异性免疫应答中起关键作用,HLA以其产物结合并提呈抗原肽供TCR识别,在T细胞和HLA之间形成抗原肽-HLA-TCR三元体或三分子复合体,成为启动特异性免疫应答和发挥效应功能的关键结构。HLA抗原分子结构的差异主要集中于肽结合槽,其制约着T细胞的活化和杀伤调节作用,TCR对抗原识别的特异性由特定HLA分子所决定,不同个体携带的HLA型别不同,其HLA分子抗原结合槽结构、凹槽与抗原肽结合的锚位点、锚着残基和亲和力也不同,不同HLA等位基因被提呈的抗原往往不同,不同HLA分子可能提呈同一抗原分子的不同表位,那么由这一等位基因参与形成的三元体所启动的免疫应答会和其他等位基因参与的应答反应不同,由此造成个体疾病遗传易感性的差异。研究表明,通过选择性地针对特定MHC分子的抗原提呈区域进行调控可阻断与疾病相关的MHC等位基因功能。这一策略可以为自身免疫性疾病或过敏性反应提供有效的免疫干预[27]。

HLA基因多态性可能多方面参与MG的遗传易感性,其在MG发病中的确切机制尚不清楚,在不同群体调查中比较患者与健康者某些特定基因及其产物的频率,有助于了解HLA基因多态性与血清多态性的联系,从而在DNA水平研究HLA与MG的相关性,这是目前和将来 HLA的研究方向。大量血清学和细胞学研究已发现MG与HLA相关,但其绝对性和真实性仍需进一步证实。从基因水平寻找易感因素,虽不能解释MG发病的全部,但对MG的诊断、治疗和预防都有积极意义。

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