中国汉族人寻常型银屑病AIM2基因多态性遗传模式分析

李 阁，陶 露，徐 钰，窦进法，王文俊，郑晓冬，王再兴，周文明



中国汉族人寻常型银屑病AIM2基因多态性遗传模式分析

李 阁，陶 露，徐 钰，窦进法，王文俊，郑晓冬，王再兴，周文明

目的 探讨AIM2基因多态性的遗传模式与银屑病表型的相关性。方法 研究团队前期通过外显子芯片研究表明AIM2(rs2276405)基因是中国汉族人寻常型银屑病的易感基因之一，以此为基础，运用PLINK 1.07和SPSS 20.0软件对16 876例银屑病患者和22 920例健康对照者的基因型-表型数据和各表型的遗传模式进行统计分析。结果 基因型和等位基因分布结果显示A为最小等位基因，G为风险基因。遗传模式分析显示显性模式是AIM2基因多态性位点的最佳遗传模式。与对照组比较，在显性遗传模式中PASI≤20(OR=0.83,P=1.10×10-7)的分布较PASI>20(OR=0.91,P=3.62×10-1)更显著，其次，家族史阴性(OR=0.82,P=6.85×10-8)较家族史阳性患者(OR=0.90,P=1.01×10-1)统计学差异更有显著性。各表型在病例与对照之间比较差异无统计学意义。结论 AIM2(rs2276405)与中国汉族人寻常型银屑病的发病有显著相关性，在各亚型中显性遗传模式是寻常型银屑病的最佳遗传模式，可能与家族史阴性的轻中度寻常型银屑病患者有关，并因此可能导致寻常型银屑病临床表型的多样性。

银屑病；AIM2；基因型；表型；遗传模式

银屑病是一种常见的、T细胞介导的、炎症性皮肤病，影响全球约1%～3%的人口[1]，由环境因素、遗传因素和免疫因素等多种因素共同引起，遗传因素是其重要的发病原因[2]。对银屑病患者行大规模的全外显子区域关联分析研究[3]显示15个与银屑病相关的新易感基因/位点，AIM2是其中一个新易感基因/位点。以此为依据，该研究对参与研究的16 876例寻常型银屑病(psoriasis vulgaris，PV)和22 920例健康对照者进行临床表型(皮损类型、疾病严重程度和家族史)的分层分析和各亚型的遗传模式分析，探讨AIM2基因在中国汉族人PV中的遗传模式及对银屑病发病机制的影响，为以后的靶向治疗提供基础。

1 材料与方法

1.1 病例资料 本试验中的16 876例PV患者来自安徽医科大学第一附属医院皮肤性病科及全国各合作医院，由2名以上经验丰富的副主任医师诊断。22 920例健康对照样本来自合肥地区多所院校的大学生入学体检的健康人群和全国多家医院健康体检中心的志愿者。病例组中男9 360例，女6 485例；年龄1～89(32.21±16.59)岁，发病年龄为(27.28±13.37)岁。对照组中男11 737例，女11 183例；年龄1～97(33.88±15.55)岁。所有的参与者填写调查表和知情同意书，本研究得到各个医院的伦理委员会批准。本研究样本量较大，部分调查者的临床信息缺失。

1.2 临床表型分类 根据皮损类型(点滴和斑块)、家族史(只要患者的一、二、三级亲属中有1位银屑病患者，则认为该家族史阳性，反之，家族史阴性)，根据皮损的红斑、鳞屑、浸润的深度及累及的皮损面积算出PASI评分，医师根据PASI评分作为判断严重程度的标准。PASI≤20分为轻中度，PASI>20分为重度[4]。

1.3 DNA提取及SNP分型 用试剂盒(QIAGEN FlexiGene DNA Kit)从采集的外周血中分离DNA，运用Illumina 人类基因组外显子亚洲芯片(Exome_Asian Array)和外显子精细定位芯片(Exome_Fine Array)(美国Illumina公司)这两种外显子芯片对SNP rs2276405进行基因分型。

1.4 功能注释 通过NCBI网站查找AIM2(rs2276405)基因的蛋白序列，并保存为fasta文件格式，然后将AIM2的蛋白序列导入到KOBAS2.0(http://kobas.cbi.pku.edu.cn/home.do)网站进行功能注释。

1.5 统计学处理 通过PLINK 1.07和SPSS 20.0软件分析比较病例组和对照组的等位基因和基因型分布频率，得出P值、比值比(OR值)、95%置信区间(95%CI)，分析AIM2(rs2276405)在病例组间与病例和对照间的等位基因的关联性时，以α=0.05为标准来判断统计结果是否有意义。

2 结果

2.1 等位基因、基因型和遗传模式分析 等位基因和基因型分析显示在中国汉族人群中AIM2(rs2276405)的等位基因为A/G，A为最小等位基因，G为风险基因。遗传模式分析显示显性模式是AIM2的最佳遗传模式。见表1。

2.2 AIM2(rs2276405)在PV各亚型的遗传模式和表型相关性分析 AIM2(rs2276405)在病例组和对照组间各亚型的遗传模式分析显示：与对照组比较，在显性遗传模式中PASI≤20分(OR=0.83,P=1.10×10-7)的分布较PASI>20分(OR=0.91,P=3.62×10-1)更显著，其次，家族史阴性(OR=0.82,P=6.85×10-8)较家族史阳性患者(OR=0.90,P=1.01×10-1)统计学差异更显著。见表2。基因型、等位基因频率比较显示，AIM2(rs2276405)等位基因频率分布在皮损类型、严重程度和家族史中差异均无统计学意义。见表3。

2.3 功能注释结果 本研究预测AIM2通过影响蛋白功能而导致银屑病发病的，为了验证这一猜想，通过KOBAS2.0网站测出了AIM2的一些功能，且同时也得出了AIM2与银屑病发病相关的信号通路：胞质 DNA信号通路和炎性小体的通路。通过DNAMAN软件和swiss-pdbviewer 4.1.0里绘制AIM2的一级、三级结构图。见图1。

表1 AIM2(rs2276405)基因型和等位基因分布及遗传模式分析

表2 AIM2在PV各亚型中的遗传模式分析

表3 病例组与对照组间rs2276405间等位基因和基因型频率比较(n)

图1 信号通路和AIM2结构图

3 讨论

目前，全基因组关联分析(GWAS)是寻找常见复杂疾病的易感基因的重要工具[5]。随着这项技术的发展，已经发现了银屑病的众多易感基因。本次研究显示在汉族人群中AIM2(rs2276405)与PV显著相关(P=3.22×10-8)。显性遗传模式在PASI≤20分、家族史阴性PV患者中的P值分别1.10×10-7、6.85×10-8，因此，在中国汉族人群中，AIM2在轻中度、家族史阴性的PV中可能起着重要作用。

rs2276405位于AIM2基因的5号外显子上。AIM2是IFN诱导蛋白，C端HIN结构域能够结合dsDNA，N端PYD结构域通过PYD-PYD的相互作用结合ASC[6]。AIM2(rs2276405)的氨基酸残基32埋藏在蛋白结构中的α螺旋中央。由于谷氨酸残基是酸性、赖氨酸残基是碱性的，两者的化学特性正好完全相反，因此，α螺旋结构不稳定[3]。

AIM2基因编码的蛋白主要在脾脏、外周白细胞和小肠中表达。病毒、细菌、宿主细胞结合胞质dsDNA，然后通过募集ASC和CASP1的前体等接受器组装成AIM2炎性体。当AIM2炎性体激活，能够释放IL-18 和IL-1β的前体，进一步促进IL- 18 和IL-1β炎性因子的释放[6]。在健康人群中，AIM2作为保护屏障[7]。当病原体入侵，皮肤屏障受损，AIM2表达上调。然而，如果屏障受损持续存在，AIM2诱导的IL-1β激活，从而导致银屑病等慢性炎性皮肤病的发生[8]。

NLRP3和AIM2炎性体是两条重要的防御路线，对有害的胞质dsDNA作出反应，然后通过半胱天冬酶-1将IL-18 和IL-1β的前体裂解为激活体[9]。通过功能注释网站KOBAS 2.0[10]，本研究显示NLRP3和脯氨酸丝氨酸苏氨酸磷酸酶相互作用蛋白1(PSTPIP1)在Reactome 数据库(P= 8.0×10-4) 和KEGG数据库中胞质DNA通路(P=3.0×10-3)与炎性体的通路有关(http://www.reactome.org/)。NLRP3和 PSTPIP1在IL-1β的分泌中发挥重要作用，IL-1β是强有力的促炎细胞因子，能够促进许多与感染、炎症和免疫有关的固有免疫反应[11]。IL-1β分泌减少和炎性体的表达在银屑病的病理生理中起着重要作用[12]。

在NLRP3缺乏的巨噬细胞中，AIM2能够废除所有炎性体的活性。AIM2是NLRP3炎性体先天免疫反应的备份[13]。Pyrin是PSTPIP1 的胞质受体，能够激活ASC低聚物和半胱天冬酶-1活化体，然后组装成炎性体(PSTPIP1)。PSTPIP1突变体在自身免疫性疾病中与IL-1β的增加有关。由于Pyrin可以提高半胱天冬酶-1的激活和IL-1β的分泌，其下降有相反效果，或许可以推断Pyrin在自身炎症性疾病中，PSTPIP1突变体对于半胱天冬酶-1的激活发挥重要作用[14]。

研究[15]表明遗传因素在很大程度上影响疾病的严重程度，早发型PV患者一般病情更严重且家族史阳性，而晚发型患者病情较轻且家族史阴性。AIM2(rs2276405)在各亚型中显性模式是PV的最佳遗传模式，可能与家族史阴性的轻中度PV患者有关，并因此可能导致PV临床表型的多样性。

综上所述，本研究对银屑病的病理生理机制提出了新的见解，同时也为以后对炎性体通路和胞质DNA通路中的靶向治疗提供指导。

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Genetic model analysis of AIM2 single nucleotide polymorphism in Han Chinese patients with psoriasis vulgaris

Li Ge, Tao Lu, Xu Yu, et al

(DeptofDermatology,TheFirstAffilicatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022)

ObjectiveToinvestigatetheassociationbetweenAIM2rs2276405andgeneticmodelofpsoriasis.MethodsRecently,theteampresentedalarge-scalewhole-exomearrayanalysisforpsoriasisanddiscoveredthatAIM2wasoneofthenewgenes/lociassociatedwithpsoriasis. 16 876casesand22 920controlswereanalyzedabouttheassociationbetweenAIM2(rs2276405)andgeneticmodelofinChineseHanpopulationusingPLINK1.07softwareandSPSS20.0.ResultsThecomparisonofgenotypeandalleledistributionsrevealedthatAwasminorallele,Gwasriskgenerisk.Inaddition,thedominantmodelprovidedthebestfitforAIM2.Combinedwithcontrols,thefrequencyofdominantmodelinpatientswithPASI≤20(OR=0.83,P=1.10×10-7),sporadicpsoriasis(OR=0.82,P=6.85×10-8)wasmoresignificantlythaninPASI>20(OR=0.91,P=3.62×10-1),positive

psoriasis;AIM2;genotype；phenotype;geneticmodel

时间：2016-8-10 11:04:49

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160810.1104.020.html

2016-07-14接收

国家自然科学基金(编号：81271747)

安徽医科大学第一附属医院皮肤性病科，合肥 230022

李 阁，女，硕士研究生；

周文明，男，副教授，主任医师，研究生导师，责任作者，E-mail:aydzwm@163.com

R 758.63；R 394.5

A

1000-1492(2016)10-1486-05

10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2016.10.020

familyhistory(OR=0.90,P=1.01×10-1).ThefrequenciesdistributionofgenotypesandallelesforAIM2rs2276405werenotsignificantinskinlesiongroup,severityandfamilyhistorygroupandcontrol.ConclusionAIM2(rs2276405)issignificantlyassociatedwithsusceptibilityofpsoriasisinHanChinesepopulation.Inallsubtypesofpsoriasis,thedominantmodelprovidesthebestfitforAIM2.ThedatasupportthatAIM2maybeassociatedwithmild-moderateandsporadicpsoriasisandmightcontributetothecomplexityofclinicalfeatureofpsoriasis.