脓疱型银屑病的易感基因研究进展

崔梓榆，韩建文

(内蒙古医科大学附属医院皮肤科，呼和浩特 010050)

脓疱型银屑病(pustular psoriasis，PP)根据临床表现可分为泛发型和局限型两种亚型，其中泛发型脓疱型银屑病(generalized pustular psoriasis，GPP)发病率较低。丁晓岚等[1]对我国6省市的流行病学调查发现，我国银屑病患病率为0.47%，其中PP占0.98%。GPP以泛发全身的无菌性脓疱伴明显全身症状为特点，大多发病急促，数周内可泛发全身，具有潜在的生命威胁，是银屑病的重症表现之一[2]。GPP治疗的系统用药包括维A酸类药物、环孢素A、甲氨蝶呤和中成药雷公藤多苷等，维A酸类药物是治疗GPP的首选。目前，GPP的发病机制尚不明确，国内外研究发现可能与妊娠、感染、糖皮质激素使用不当等因素有关，由于治疗不当，部分寻常型银屑病(psoriasis vulgaris，PV)患者可转化为GPP[3]。局限型PP包括掌跖脓疱病和连续性肢端皮炎，掌跖脓疱病的皮疹局限于手掌和足跖，呈对称分布；连续性肢端皮炎主要侵犯肢端，多见于青壮年。现对近年来PP易感基因的研究进展予以综述。

1 PP与白细胞介素36受体拮抗剂基因

1.1白细胞介素36受体拮抗剂基因(interleukin-36 receptor antagonist gene，IL36RN)的作用 IL-36属于IL-1家族，可在角质形成细胞、单核细胞和树突状细胞中高表达。IL36RN编码IL-36受体拮抗剂(interleukin 36 receptor antagonist，IL-36Ra)[4]。IL-1家族有11个成员,其中IL-36α、IL-36β、IL-36γ等炎性细胞因子与IL-36受体结合组成单位IL-1受体相关蛋白2招募IL-1受体辅助蛋白，参与激活促炎信号核因子κB(nucleartor factor κB,NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路，从而上调炎症反应。IL-36Ra虽然也能结合IL-1受体相关蛋白2，但不能招募IL-1受体辅助蛋白，IL-36Ra可通过竞争性拮抗IL-1受体相关蛋白2，抑制IL-36α、IL-36β、IL-36γ以及下游促炎信号通路的作用，避免炎症反应的发生[5-6]。当IL36RN突变时，编码IL-36Ra的结构发生改变，对IL-1受体相关蛋白2的拮抗能力减弱甚至丧失，而IL-36α、IL-36β、IL-36γ与IL-1受体相关蛋白2的结合则相应增加，通过激活下游促炎信号通路，最终引起皮肤的炎症反应。

1.2IL36RN基因突变与欧洲人群GPP IL36RN与GPP有关。Marrakchi等[7]首次报道了IL36RN基因与GPP的相关性。在欧洲和亚洲裔的家族中存在IL36RN基因的错义突变和无义突变(p.Leu27Pro)。存在IL36RN基因突变个体的IL-1表达上调，可在很大程度上解释有关GPP系统性炎症和外周中性粒细胞增多症的特点，但无IL36RN基因突变家族却占本次研究GPP患者的51%～84%，表明其他风险基因位点、基因间相互作用以及其他危险因素也可对GPP的发病起作用。Onoufriadis等[8]对5例欧洲无血缘关系的GPP患者进行外显子测序发现，3例携带IL36RN低频基因突变，其中2例存在c.338C>T(p.Ser113Leu)纯合子错义突变，另1例存在c.338C>T(p.Ser113Leu)位点和c.142C>T(p.Arg48Trp)位点的复合杂合子错义突变。随后在c.338C>T突变病例和健康对照组的外周血单核细胞中加入IL-36α刺激后发现，c.338C>T突变患者血清中IL-1α、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子α较健康对照组明显升高。综上所述，IL36RN功能丧失是GPP的遗传基础，GPP的发病可能涉及固有免疫失调，IL-1信号转导可作为治疗干预的潜在靶点。Mössner等[9]认为，欧洲人群掌跖脓疱病与IL36RN的功能缺失突变无关。

1.3IL36RN基因突变与亚洲人群GPP 亚洲人群GPP也与IL36RN基因突变有关。Sugiura等[10]首次报道了亚洲人群GPP的IL36RN纯合突变p.Arg10X(第10位精氨酸发生了纯合突变)，此突变与欧洲人群和突尼斯人群中报道的IL36RN突变不同，该研究证实GPP患者皮损中，IL36RN表达的蛋白质极度下降或消失，故支持IL36RN功能缺陷可导致GPP发病。Farooq等[11]对14例日本GPP患者进行IL36RN基因突变分析并确定了其中2例患者的IL36RN基因突变，1例携带c.115+6T>C和c.368C>G(p.Thr123Arg)复合杂合突变，另1例携带IL36RN基因的c.28C>T(p.Arg10*)和c.115+6T>C复合杂合突变；提取患者皮肤RNA进行基因表达研究显示，c.115+6T>C导致外显子3的跳跃，引起框移突变和终止密码子(p.Arg10Argfs*1)的提前出现。蛋白质结构分析表明，错义突变p.Thr123Arg引起IL-36Ra蛋白的错误折叠，导致结构不稳定。体外培养细胞研究显示，p.Thr123Arg突变型IL-36Ra蛋白的表达受损，使其不能阻滞IL-36的信号转导途径。Sugiura等[10]认为，大多数单独型GPP病例(有GPP而无PV病史)由IL36RN纯合子或杂合突变导致。只有一部分继发或伴随PV的GPP患者存在IL36RN基因突变。GPP伴PV不同于单独型GPP。Li等[12]对10例无关联的散发GPP进行IL36RN基因突变研究发现了我国第1例IL36RN基因突变患者c.227C>T(rs139497891)，认为我国汉族人散发性GPP与IL36RN基因突变关系不大，但不排除我国汉族人家族性GPP与IL36RN基因突变的相关性。

1.4IL36RN基因突变与其他人群GPP Ellingford等[13]认为，位于IL36RN的新发突变(c.62T>C，p.Leu21Pro)与儿童型GPP有关，编码IL-1家族(IL-1和IL-36)抗炎受体拮抗剂细胞因子的基因若发生无义突变和错义突变则会加重重型脓疱型皮肤病的病情。编码IL-1Ra(IL1RN)和IL-36Ra(IL36RN)的隐性遗传突变也会加重GPP的进展，目前，此突变已成为独立的临床诊断，即缺乏IL-1Ra紊乱和缺乏IL-36Ra紊乱[14]。由于缺乏有力证据，IL36RN(c.62T>C，p.Leu21Pro)变体定义为可能的致病突变。Milora等[15]发现，IL-1Rα相关治疗对IL36RN错义突变GPP患者有效。

Bal等[16]对出生于阿尔及利亚近亲父母的3个孩子进行研究，发现了1个新的纯合子(c4G>T，pV2F)的错义突变(V2F突变)。V2F突变不改变IL36RN蛋白的表达，但无任何拮抗活性。质谱分析表明，V2F IL36RN突变体保留其第1个N端的甲硫氨酸。去除体内IL36RN的N端甲硫氨酸是必要步骤，以达到最佳的拮抗活性，从而防止发生局部皮肤和全身的持续炎症反应。研究显示，GPP患者的IL36RN基因突变多发生于儿童和单纯型GPP患者[4]。Li等[17]发现，儿童型GPP患者IL36RN基因突变率为66.7%，而成人型L36RN基因突变率为34.2%，由此推断遗传因素在儿童型GPP发病机制中有重要作用，而成人型GPP的发病可能还需要环境因素的诱导。研究表明，GPP伴发PV患者发生IL36RN基因突变的频率较低(10%～37.78%)[18-19]。目前已发现超过20种的IL36RN纯合突变或复合突变，种族涉及亚洲、欧洲和非洲，c.80T>C(p.Leu27Pro),c.338C>T(p.Ser113Leu)和c.115+6T>C(p.Arg10Argfs X1)分别是亚洲、欧洲和非洲最常见的突变[7-11,17,20-23]。

2 GPP与胱天蛋白酶募集结构域家族成员14基因

胱天蛋白酶募集结构域家族成员(caspase recruitment domain-containing protein，CARD)14基因编码膜相关鸟氨酸激酶,是参与CARD的组装基序，介导细胞凋亡和NF-κB的激活。CARD14基因位于银屑病易感基因位点2,含21个外显子，与毛发红糠疹有关。CARD14蛋白可调节含结构域的蛋白质凋亡，与慢性皮肤炎症有关[24]。

Jordan等[25]在1例散发的早发型GPP患儿中发现了一种新型CARD14突变c.413A>C(p.Glu138Ala)。CARD14基因激活NF-κB，与野生型CARD14基因相比，p.Glu138Ala和p.Gly117Se突变取代物导致NF-κB明显增加，且在角质形成细胞中上调了银屑病相关基因亚群，如其转录产物CC型趋化因子配体20和IL-8。CARD14主要位于健康皮肤基底层及其上部，在银屑病皮损基底层中减少，而在表皮中广泛增加。Jordan等[25]认为，表皮损伤后CARD14基因的罕见功能获得性突变启动了一个角质形成细胞募集炎性细胞的过程，导致表皮炎症和再生障碍的恶性循环，此循环可视为银屑病的特点。

CARD14基因突变编码表皮内NF-κB。基于NF-κB报告分析可将一部分CARD14基因突变分为：①导致NF-κB活化增强的突变，主要有c.349G>A(p.Gly117Ser)，c.413A>C(p.Glu138Ala)，c.424G>A(p.Glu142Lys)和c.425A>G(p.Glu142Gly)；②导致NF-κB活化下调的突变，c.112C>T(p.Arg38Cys)；③对NF-κB活化没有影响的突变，c.185G>A(rs115582620)，c.930G>C(rs2066964)，c.449T>G(rs146214639)，c.854A>G，c.1778T>A，c.2044C>T(rs117918077)和c.2140G>A(rs151150961)[26]。

Körber等[27]对19例散发GPP患者(其中6例合并PV)进行CARD14及IL36RN外显子直接测序，在3例患者的CARD14区域发现了2个新发少见突变，即p.Arg826Trp和p.Arg69Gln，其中p.Arg69Gln为杂合突变，通过蛋白功能分析软件预测出该蛋白功能异常，故认为此突变与GPP有关。

Sugiura等[28]对31例日本GPP患者进行研究，其中19例伴PV患者中发现2例患者(21.1%)携带CARD14区域的c.526G>C(p.Asp176His)单倍型突变，其携带率较对照组(3%)高，且明显高于欧洲人群。在11例单纯型GPP(GPP不伴PV)患者以及12例有IL36RN基因突变的患者中均未发现CARD14基因突变位点，通过单倍体分析证明，p.Asp176His在GPP合并PV患者CARD14基因突变的等位基因中代表了始祖效应，说明CARD14基因突变是GPP伴发PV的重要致病基因，但日本人群CARD14基因p.Asp176His与PV无关，可见GPP伴PV存在遗传学背景，而不同于单独发生的GPP。研究中所有的单纯型GPP患者大多都有IL36RN基因突变，但是都不携带CARD14基因的p.Asp176His突变[29]。一项对中国3个无血缘关系GPP家系的分析显示，研究对象均携带致病的p.Asp176His基因突变，值得注意的是，其中1个家系的父母从其同样患病的母系姨妈那里继承了这个变体，虽然这种突变的人群发生率很低，但与对照组相比，在GPP患者中很常见(P=0.03)，表明p.Asp176His与GPP相关，并且证明了中国人群和日本人群基因的同质性。现已证明，CARD14基因在家族性PV、散发红皮病型银屑病及掌跖脓疱病的发病机制中并不是关键的致病作用[30]。Qin等[31]对中国山东省汉族236例银屑病患者(174例PV和62例GPP)以及365例正常对照进行CARD14基因Sanger测序发现了4个新发少见突变(p.Met119Val、p.Arg166His、p.Ala216Thr和p.Thr59Met)和1个已知少见突变(p.Arg682Trp)，其中SIFT功能预测表明，p.Arg682Trp和p.Metl19Val在后续的蛋白表达中呈损害性，可使NF-κB活性上调，加重炎症反应和表皮异常角化。

Zhang等[32]首次证实，CARD14基因中常见单核苷酸多态性rs3813063也与GPP有关，证明了CARD14基因与GPP的相关性。

3 GPP与衔接蛋白复合体1-σ3亚单位异构体基因

衔接蛋白复合体(adaptor protein complex，AP)是一种细胞质内促进囊泡装配和运输的异四聚体，可协助高尔基体和内涵体之间的囊泡运输。PP与AP-1-σ3亚单位异构体(AP-1 subunit sigma-3，AP1S3)基因突变有关，编码AP-1的σ1C亚组[33]。

Setta-Kaffetzi等[33]对128例欧洲裔受试者和76例非欧洲裔受试者(均为PP患者)的研究证实，PP与苯丙氨酸4和精氨酸33残基上的取代基密切相关，并在PP发病中起重要作用，p.Phe4Cys和p.Arg33Trp可能对AP-1的功能有决定性影响；研究还发现基因c.11T>G(p.Phe4Cys)和c.97C>T(p.Arg33Trp)与PP的发病机制有关，PP受试者这两个等位基因出现的频率远高于普通人群，然而受试者缺乏AP1S3家族史也可以说明PP的发病需要环境的刺激。

目前研究认为，AP1S3基因缺陷将会破坏Toll样受体3向核内体的易位，并导致下游异常信号转导[33-34]。Toll样受体3运输量的下降与AP1S3基因沉默高度相关，敲除AP1S3基因可使Toll样受体3信号转导下降，随之Toll样受体3介导的β1干扰素基因表达显著下降。β1干扰素基因编码β干扰素，β干扰素可下调IL-1的生成，从而抑制炎症反应的发生。AP1S3基因缺陷可干扰Toll样受体3在细胞质内的转运，抑制其下游信号，减少β干扰素的生成，从而促进皮肤炎症的发生[4]。故认为，在炎症刺激的情况下，与AP1S3基因突变相关的干扰素反应下调将导致IL-1产量增加。

AP-1可转运不同的生物分子，故与PP相关的等位基因很可能影响除Toll样受体3以外其他生物分子的转运。对人宫颈癌细胞的研究证实，AP-1缺失造成大量参与表皮自稳态的蛋白质缺乏(如桥粒蛋白和网格蛋白因子1)和中性粒细胞功能的丧失(如PTPN9和VPS45)[35]。由此可见，IL-1阻断剂治疗部分GPP有效，故对IL-1信号转导下调的研究有巨大前景，将成为其药理作用研究的重要基础。

Mahil等[34]研究发现，AP1S3基因通过破坏角化细胞自噬和上调IL-36引起皮肤的自发炎症而致病，并首次发现AP1S3基因的表达在角质形成细胞中明显增多。AP1S3可解码与自噬体形成有关的蛋白，敲除AP1S3基因可破坏角质形成细胞的自噬，造成调节NF-κB激活的衔接蛋白p62的异常累积。此外，AP1S3基因缺乏还会增加Toll样受体2和Toll样受体6的信号转导，结果显示，AP1S3基因缺陷细胞增强了IL-1的信号转导和IL-36α的过度表达，这种异常免疫表现可被药理抑制自噬的模型重现并在患者角质形成细胞中可被IL-36阻滞所逆转，表明角质形成细胞在细胞自发炎症中具有重要作用，并可将IL-36信号转导的自噬调控作为治疗的靶点。随后对85例GPP新确诊病例(53例欧洲裔，32例非欧洲裔)进行分析发现，IL36RN和AP1S3等位基因之间存在异位显性的可能，故认为AP1S3基因突变可能与IL36RN基因变异有交互作用，前者可修饰后者的表型，且AP1S3等位基因可通过干扰IL-36的自稳态加重IL36RN基因缺乏效应的恶化[34]。

4 GPP与其他基因

Dębniak等[36]的临床相关表型分析显示，rs33980500肿瘤坏死因子α诱导蛋白2(tumor necrosis factor-α induced protein 2，TRAF3IP2)与PP有关，并发现皮损的严重程度与TRAF3IP2基因突变(rs13190932)有密切联系。TRAF3IP2蛋白参与炎症反应通路，如细胞因子信号的转导出现rs33980500和至少1个“T”(胸腺嘧啶)等位基因可使疾病风险增加2倍，在被研究的所有人群中rs33980500均与银屑病有关[37]。由于欧洲人口的不均一性(在德国人、波兰人或芬兰人中按一定比例和BRCA1突变的频率取样)，但不能排除TRAF3IP2与疾病的关联程度受到很多因素影响，且随不同人种改变[36]。在自动免疫和银屑病等炎症疾病中，TRAF3IP2基因的产物蛋白NF-κB激活剂1以及IL-17受体对于IL-17依赖的信号转导通路有至关重要的作用[38-39]。NF-κB激活剂1与IL-17受体结合后允许肿瘤坏死因子受体相关因子(TRAF3和TRAF6)嵌入到信号转导分子复合物中，从而激活丝裂原活化蛋白激酶途径[40]。不同细胞信号转导途径中，丝裂原活化蛋白激酶是关键的组成物，可调控生长因子引发的细胞增生过程和基因表达过程以及对环境改变的代偿作用。TRAF3IP2基因突变与发病年龄、家族发病率以及是否有关节和甲的受累无明显关联。

Zhang等[32]确立了可疑基因位点5q33.1和17q25.3(CARD14基因)以及潜在可疑基因位点8p23.2(CSMD1基因)，最显著的单核苷酸多态性位于5q33.1，染色体上存在肿瘤坏死因子α诱导蛋白3相互作用蛋白1(tumor necrosis factor-α induced protein 3 interacting protein 1，TNIP1)基因和ANXA6基因两个区域。研究发现，血管生成素信号转导通路、NF-κB信号转导通路和维A酸受体的激活3个细胞因子信号通路与TNIP1基因有很强的关联性，使TNIP1基因成为此区域的候选基因。潜在可疑位点8p23.2只包含1个CSMD1基因，是上皮组织等再生区域中表达的肿瘤抑制基因，该基因仅是GPP的候选基因。

Han等[41]研究发现，TNIP1基因区域5个单核苷酸多态性与中国人GPP具有相关性，尤其是单纯型GPP。维A酸受体激活途径作用于维生素A及其衍生物，共有维A酸受体α、β和γ三种独立的受体类型，TNIP1基因与维A酸受体α共同定位于表皮角化细胞(一种维A酸敏感细胞)。TNIP1解码蛋白质与银屑病相关基因TNFAIP3的产物有相关性，且维A酸受体可以通过后发炎症反应或过度增生反应对抗TNIP1基因的转录激活[30]。由此可见，维A酸类药物是治疗GPP的最好药物之一。

有学者认为，GPP的发病与人类白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)有关，且不同于PV。付洪军和张福仁[42]通过聚合酶链反应对38例山东汉族GPP患者进行分析认为，HLA-DQB1*0603、HLA-DQB1*0201是GPP合并PV患者的危险基因位点，而HLA-DQB1*0602是单纯型GPP的致病基因位点。随后进一步对14例掌跖脓疱病患者和9例疱疹样脓疱病患者的HLA-DQB1等位基因进行相关研究认为，HLA-DQB1*0201也是掌跖脓疱病的易感基因，而疱疹样脓疱病患者HLA-DQB1*0603的携带率较对照组显著升高[43]。但研究样本量较小，故准确性有待进一步考证。

5 小 结

应用二代高通量测序技术陆续发现了IL36RN、CARD14、AP1S3等GPP相关基因，显示了GPP与其他类型银屑病发病机制上的差异。IL36RN基因突变主要与单纯型GPP有关；AP1S3基因缺陷将会破坏Toll样受体3向核内体的易位，并导致下游异常信号转导，可能与IL36RN基因变异有交互作用，前者可通过修饰后者的表达而加重疾病恶化；CARD14基因突变与GPP伴发PV有关，但具体影响尚不清楚。银屑病的遗传学研究将为早期临床诊断、遗传咨询和治疗靶点的选择奠定分子学基础，但PP发病机制仍有待更深入的研究。