HLA基因與哮喘相關性的研究進展

(勝利石油管理局勝利醫院，山東東營 257055)

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是最常見的慢性呼吸道疾病，兒童發病率高于成人［1，2］，且近年來哮喘患病率有逐年上升的趨勢，對其防治已成為一個全球性的課題。兒童哮喘80%以上為過敏性哮喘。在過敏反應發生過程中，抗原處理和遞呈時，表達于單核細胞及巨噬細胞表面的人類白細胞抗原(HLA)分子通過抗原結合槽與外來抗原肽結合形成復合物，并與T細胞表面受體(TCR)結合激活T細胞，繼而觸發炎癥因子分泌等一系列免疫過程，是導致哮喘發病的始動因素［3］。HLA分子在免疫細胞正常表達，并且在免疫應答和免疫調控過程中發揮重要作用，一旦HLA基因發生變異，將導致其編碼產物的結構和功能異常。我們對HLAⅡ類基因與哮喘的易感性及面臨的挑戰系統綜述如下。

1 HLA基因及其與哮喘的關系

HLA基因位于人第6號染色體短臂6p21.31的位置，全長3 600 kb，共有224個基因座位，其中128個為功能性基因，96個為假基因，其中39.8%的基因與免疫系統有關。HLA基因參與抗原處理、免疫分化和免疫調節等過程，是導致個體間免疫應答能力和對疾病易感性差異的重要遺傳因素。由于HLA分子抗原結合凹槽中氨基酸序列基序是由其基因編碼的，而HLA基因具有高度多態性，因此眾多具有不同抗原結合凹槽構象的HLA分子結合抗原種類及遞呈抗原肽給T細胞的效率表現的非常不同，致使不同的HLA基因型對疾病易感性的影響亦存在差異。HLAⅡ類分子分布于B淋巴細胞、巨噬細胞、郎格罕氏細胞、激活的T淋巴細胞等專職抗原遞呈細胞表面，是由α、β鏈組成的異源二聚體，其α1及β1結構域組成抗原結合槽，可以與外來抗原肽結合參與抗原加工及遞呈過程。

目前普遍認為哮喘是由多基因所致的復雜遺傳病。2003年Hoffjan等［4］發現哮喘相關基因已有64個，至2006年發現的哮喘相關基因已達120個，涉及多條生物學通路。HLA基因與哮喘的相關性研究始于20世紀80年代，其后的二十多年世界各地的研究者進行了大量的哮喘與HLA基因關系的研究，特別是在免疫應答和免疫調節中具有樞紐性作用的HLA II類基因的研究報道較多。研究表明，HLA II類基因與針對特異變應原的IgE的合成及哮喘發生密切相關。此外，2007年Juhn等［5］采用隊列(Cohort)研究進行了12 a的追蹤隨訪，提示HLA基因與哮喘的嚴重程度相關聯。1994年，Young等研究發現攜帶HLA-DR3基因的兒童哮喘累積發病率明顯高于不攜帶此基因的兒童，提出DR3可能與兒童哮喘相關。同年Aron等采用PCR-RFLP的方法對歐洲白人哮喘家系研究發現DR4和DR7在哮喘組的頻率顯著高于非哮喘組。2003年Torio等［6］發現DR1基因在哮喘組顯著高于對照組。HLA-DQ基因是目前研究與哮喘相關證據較多的一個基因，1991年我國臺灣地區的Hsieh等采用血清學分型方法研究發現HLA-DQw2與中國兒童哮喘相關。2005年希臘的一項研究則發現HLA-DQB1*0301-4等位基因與哮喘兒童血清總IgE增加有關［7］。2008年伊朗的另一項研究發現HLA-DQB1*0603和0604等位基因與哮喘相關，且HLA-DRB1，DQA1和DQB1與哮喘患者總 IgE的差異有關［8］。在 HLADP等位基因多態性與哮喘關系的研究發現該基因可能對哮喘有保護作用。1991年Carabablo等應用PCR-SSO方法對黑白混血兒過敏性哮喘的研究顯示，HLA-DPB1*0401等位基因頻率低于對照組;1993年Lympany等也發現該等位基因頻率在哮喘組低于正常對照組。1999年Stephen等研究發現DP基因與對螨的特異性IgE反應具有較顯著的關聯。2009年韓國研究者采用一種高通量的研究方法，發現 HLA-DRB1*1501、DQB1*0602、DPB1*0501與甲苯二異氰酸酯誘發的職業哮喘有關［9］。

國內亦有其他的相關報道。2001年上海瑞金醫院研究報道HLA-DQA1*0101、*0601和 HLADQB1*0303、*0601等位基因與哮喘的易感性相關［10］。2002 年高金明等［11］報道 HLA-DQA1*0104和DQB1*0201等位基因與我國北方哮喘病患者的易感性有關，另有報道HLA-DRB1*15可能是漢族哮喘的易感基因［12］。在一項對北京市117例哮喘患兒和120名健康兒童進行HLA-DRB基因與兒童哮喘易感性關系的研究中，發現HLA-DR2(15)等位基因在哮喘患兒的頻率顯著高于對照組［13］。HLA基因在染色體上以Ⅰ類、Ⅲ類、Ⅱ類區域的順序排列，其中HLAⅡ類區域中幾乎所有的基因均顯示與免疫功能相關。HLAⅡ類基因主要參與免疫應答和免疫調節，在免疫性疾病發生發展過程中具有重要作用。因此，HLAⅡ類基因在哮喘發病中的作用倍受關注。

HLAⅡ類基因與哮喘遺傳易感性的研究已有20多年的歷史，目前已發現一些與哮喘有關的HLAⅡ類易感基因。但研究多集中于個別等位基因頻率在哮喘組與對照組的分布差異，很少涉及對HLAⅡ類基因區域內所有哮喘相關基因進行大規模分析。此外由于研究群體的種族、研究的技術路線和方法的差異以及哮喘的遺傳異質性和表型異質性等原因，研究結果的一致性和重復性較差。

2 哮喘易感基因的研究前景

哮喘易感基因的經典研究方法包括候選基因途徑和定位克隆策略。候選基因途徑是以發病機理為基礎對疾病病理發生的各個環節進行詳細調查，確定一個或幾個最有可能與疾病發生相關的功能基因，先對其基因和鄰近的遺傳標記做相關分析，進而找出與發病一致的突變。定位克隆法是通過遺傳多態性標記建立起某個標記與某一目的基因之間的關聯或連鎖關系，然后通過各種克隆策略，最終分離鑒定出該目的基因的方法。以上兩種方法在哮喘的易感基因研究領域均取得一些成功。例如，Haller等［14］根據候選基因策略采取重測序技術對IL4基因所在位點進行測序研究，發現其非編碼區的罕見變異，并顯示該變異與哮喘的易感性有關。另外，根據定位克隆策略，2009年 Rogers等［15］采用芯片基因分型技術完成了422個家系的GWAS(genomewide association studies)，在SNP和基因水平上分別鑒定了2個和15個與哮喘關聯的易感基因，其中經由定位克隆鑒定的基因是 PHF11、ORMDL3、CHI3L1、DPP10和GPR154。這兩種策略也存在一些缺陷和不足;一般而言，候選基因的提出，意味著已有一套基本完整的關于該基因與疾病發病機制的理論假說。因此，如果能證明某種疾病確實與某個基因突變有關，就能闡明這種疾病的生物學機制。但對于哮喘而言，由于其發病機理復雜，確定其候選基因也非易事。對于定位克隆策略而言，需要樣本數量較大、病例分層要求嚴格、較難建立基因之間的相互關系等是其主要缺點。因此，在哮喘易感基因的研究思想上的突破是目前哮喘基因研究領域面臨的最大挑戰。

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