糖皮質激素受體基因多態性與自身免疫性疾病相關性研究進展

王德全 王玉國 劉保國 柴小磊 李志英 苗國英

自身免疫性疾病(autoimmune diseases，AID)是指以自身免疫應答反應導致組織器官損傷和相應功能障礙為主要發病機制的一類疾病，它的確切病因還不十分清楚。主要包括類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡、皮肌炎、硬皮病、多發性硬化癥、天皰瘡、大皰性類天皰瘡等一系列免疫性疾病。AID 發病機制較為復雜，有研究表明細胞凋亡異常與其密切相關，有效促進T 細胞凋亡是維持機體的免疫穩態，糾正自身免疫反應的一個重要因素。臨床上糖皮質激素(GC)是治療自身免疫性疾病的重要藥物，但有些自身免疫性疾病在治療過程中會出現激素抵抗。關于GC 低抗機制已研究多年，仍然尚未解決。基于GC 的生物學效應需要通過GR 介導，因此GR 的變異有可能是GC 抵抗的原因。GR 的研究新進展，使從GR 角度解釋糖皮質激素抵抗的機制成為可能。本文對糖皮質激素受體基因多樣性與AID 的相關性研究進展作一簡述。

1 糖皮質激素受體基因的分子結構及發病機制

GR 是核受體超家族中的一員，1999 年核受體委員會［1］正式命名糖皮質激素受體及其基因為NR3C1(nuclear receptor subfamily 3，group C，member1)。GR在各種動物體內分布，熱休克蛋白90、熱休克蛋白70和親免素三種物質在細胞液中可形成一種可溶性結合蛋白，相對分子質量約3 ×105，沉降系數約為3 ～8 s，基因位于染色體5q31 ～q32 內，且包含10 個外顯子［2］。GR 基因蛋白mRNA 經過轉錄，剪接，可以形成GRα、GRβ、GRδ、GRγ 四種mRNA 亞型。其中GRα 受體最活躍，GRβ 作為GRα 的內源性拮抗劑，不與配體結合，直接與糖皮質激素反應原件相結合，阻礙了GRα發揮生物學作用［3］。其他亞型促使h-GR/NR3C1 基因進行轉錄后修正［4］。糖皮質激素受體是由包含777 個氨基酸的蛋白質的單個多肽鏈構成。其類固醇結合亞單位分為三個功能區，在受體分子的終端，存在一個區域即功能區A，該區域主要負責與GC的連接。功能區B 負責DNA 的連接，位于氨基酸421～486。有一種復合物能促進DNA 的連接并決定其三級結構，由半胱氨酸殘基和鋅一起構成。功能區C，位于氨基酸1 ～421，是免疫原性和其他生物特性的載體，占受體容積的一半［5］。兩個指紋狀結構是與DNA結合的結構基礎。配基激活的轉錄因子將特異靶基因水平上的轉錄信號轉導給轉錄反應，是GC 依賴細胞內的GR 而發揮的。

糖皮質激素的作用機制:GC 以被動擴散方式通過細胞膜進入胞質，并在GR 激素結合區與GR 結合成糖皮質激素-糖皮質激素受體(GC-GR)復合物，并通過磷酸化作用發生構象變化，與熱休克蛋白90 發生解離，暴露出DNA 結合區，進而形成一個同分二聚體復合物，并以主動轉運方式進入細胞核與染色體中相應的GC 反應成分(GRE)結合，從而啟動和調控某些細胞因子、多肽酶等基因轉錄合成各種特殊蛋白質，進而產生免疫抑制，抗炎等激素效應。而后通過脫磷酸化使GC-GR 復合物發生解離，熱休克蛋白90 重新覆蓋整個DNA 結合區，并且釋放到細胞質中，形成GR 的循環［6］。

2 糖皮質激素受體基因及其多態性

GR 是甾體激素受體中第1 個被定序的受體。目前研究發現，GR 突變絕大多數來源于疾病的發展過程中，而不是先天性因素，各種疾病的病因及其病理損傷過程不盡相同，在某些疾病中某些因素可能導致GR 突變，而在其他疾病中卻可能不會，這也就是為什么GR 突變或多態性，在狼瘡腎炎中發現了較高的頻率，而在原發性腎病綜合征(PNS)患兒體內卻未發現。1985 年，Stanley 等成功克隆GR 以來，已報道的GR 基因大致分為以下幾種:(1)使GR 表達水平下降的GR基因:這類GR 分子雖然結構正常，但是數量減少。Karl 等研究了GC 抵抗家族，結果顯示在GR 基因外顯子6 與內含子交界區雜合缺失4 個核苷酸，導致其中1 個mRNA 不穩定，使GR 位點減少50%。還有在cDNA 的2439 位點有1 個腺苷酸插人造成移碼突變，使GR 位點明顯減少。(2)hGR 基因結構改變:突變不但使受體的結構不完整，還使受體表達數目減少，主要發生在編碼區。(3)GR 功能異常:該區的突變使GC 與GR 的親和力受到影響，對GC 的敏感性也增加，會出現向心性肥胖［7］。

基因多態性是DNA 片段變異類型中的一種，其發生頻率為l%以上。GR 基因多態性很可能通過改變GR-GC 復合體的結構，從而導致靶基因轉錄活化和轉錄抑制過程的發生［8］。有學者研究報道，NR3C1 基因突變如2023-2024 +Zde1GAGT、2317G ＞A(V7291)及2373T(GI747M)等，認為GR 結構、功能異常可導致GC 產生抵抗［9，10］。2009 年Niu 等［11］將CR 基因的多態性位點擴大到108 個，其中只有一部分基因多態性位點與機體對糖皮質激素的反應性有關。Ttbl Ⅲ、ER22/23EK、N363S、BclⅠ和GR-9β 是目前為止研究最多的幾個多態性位點，同時研究證實了這些多態性位點與糖皮質激素的反應性有著密切聯系，但是這些基因變異對糖皮質激素反應性的作用機制仍需要進一步的研究來證實。

3 糖皮質激素受體基因多態性與AID 關系

國內有學者研究發現39 例狼瘡腎炎患者中有8例存在GR 基因多態性異常，其DNA 序列分析發現在第2439 基因位點處插入1 個腺嘌呤核苷酸導致GR蛋白額外合成20 個氨基酸，提示GR 異常可能與狼瘡腎炎的發病有關，認為GC 抵抗與此突變有相關性。近期發現腎病綜合征患兒發生GC 耐藥與這兩種HCR基因單倍型［1374A ＞G+IVSG-68-IVSG-63delAA AAAA + IVSG-9C ＞G + 2382C ＞T］和1896C ＞T +2166C ＞T+2430T ＞C］有相關性［12］;同時Derijk 等［13］研究表明RA 的GC 耐藥與hGRβ 基因的外顯子9β 明顯相關，hGRβ mRNA 的穩定性的增加嚴重阻礙了對GRα 的轉錄激活功能。因此GRβ 可能是一種內源性抑制劑，能降低了GC 的敏感性。總之，GC 耐藥機制可能與GRβ 表達增加有關。Lee 等［14］研究發現66 例SLE 患者中有8.3%的SLE 患者GR 基因外顯子9 單基因發生突變，而在52 名健康對照組未發現突變，在其他自身免疫性疾病檢測到突變率為3.7%。SLE 的發病與基因多態性有關，是通過DNA 序列分析表明在GR766 密碼子上有一處T 被C 替換得出的。

檢測類風濕關節炎(RA)患者GR 基因發現外顯子913ATI’rA 存在多態性，進而得知GR-8βmRNA 穩定性的增強影響到對激素的敏感性［15］。van Oosten等［16］發現ER22/23EK 基因突變可增加RA 發生的易感性，而N363S 和BclI 基因多態性減少RA 的易感性。Neeck 等［17］研究表明類風濕關節炎患者的GRa、GRβ的表達水平比要高于正常人，而通過GC 治療后GR 位點有所減少，認為GR 的增高反應導致類風濕關節炎的發病，GC 能夠降低增高了的GR，是主要治療藥物，說明RA 的疾病發展過程中GRɑ 與GRβ 都參與了。同時在RA 患者中GRβ 表達水平明顯高于GRa 的表達水平，提示GRβ 與RA 的發病有更高的相關性;RA患者GRβ 表達水平在活動期明顯高于在緩解期的表達水平，而且還與炎癥反應程度呈正相關。另外從GR 與RA 患者激素敏感性上來看，激素抵抗型RA 患者GRβ 的表達水平明顯高于對激素敏感型的RA 患者的表達水平已被證實。王莉莉等［18］通過分析ER22/23EK 基因多態性在健康組、對照組和多發性硬化(MS)中的分布差異，這種多態性變化改變了受體的表達和功能，從而影響了疾病的易感性及臨床表現的多樣性，并且對GC 治療效果也有一定程度的影響。

4 發展與展望

不久的將來GR 的分子結構、亞型及其相關功能得到深入和完善，這都是進一步實施人類基因組計劃及分子生物學技術不斷創新的結果。同時，一種更靈敏、經濟、快速的基因變異檢測技術的建立，可能會發現影響機體產生糖皮質激素敏感性的諸多因素。變異基因編碼結構異常GR 蛋白影響到GC 作用效應，是通過GR 基因的編碼序列，已發現多個有意義的基因變異位點。研究GR 基因突變對于闡明GC 個體反應性的遺傳學差異有重要意義，但是要想保證獲得真正可靠的結果必須要求有足夠的樣本量，大樣本、多中心的研究。GC 是各種疾病的首選治療藥物，但不乏會產生高血壓、糖尿病、骨質疏松等不良反應。不同患者對GC 治療的敏感性不同，盲目增加劑量不僅不能帶來預期的療效，反而引起不良反應，嚴重者會導致死亡。因此當需要長期大劑量使用GC 時，我們必須考慮如何以最小劑量取得最理想療效并最大限度減少不良反應的發生，故仍需進一步探索。不久的將來，一定能最終闡明影響糖皮質激素個體反應的遺傳學差異，為研發新藥、制訂個體化基因治療方案奠定堅實的基礎。

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