原發(fā)性膽汁性膽管炎相關(guān)易感基因的研究進(jìn)展

王姿璇，潘愛萍，趙克開，江軍

原發(fā)性膽汁性膽管炎（PBC）既往稱為原發(fā)性膽汁性肝硬化，是一種慢性進(jìn)行性肝內(nèi)膽汁淤積性疾病，典型病理表現(xiàn)為肝內(nèi)中小膽管進(jìn)行性破壞，伴門管區(qū)淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和肝纖維化，疾病進(jìn)展最終可導(dǎo)致肝硬化和肝功能衰竭[1]。PBC的病因尚不明確，但被認(rèn)為與自身免疫有關(guān)，約90%以上PBC患者的抗線粒體抗體（AMA）呈陽(yáng)性。越來越多的研究證實(shí)，PBC的發(fā)病機(jī)制涉及遺傳、環(huán)境及免疫等因素，其中遺傳易感性在PBC的發(fā)病中更是起到了至關(guān)重要的作用。本文就 PBC相關(guān)易感基因的研究進(jìn)展作一綜述。

1 遺傳因素在PBC發(fā)病中的作用

1.1 種族因素與PBC的發(fā)病 PBC的發(fā)病存在顯著的地域性，不同地區(qū)、不同人群的發(fā)病率存在明顯的差異。有資料顯示，北美高加索人群與歐洲人群發(fā)病率較高：發(fā)病率從0.33/10萬(wàn)/年上升至5.8/10萬(wàn)/年，流行率從1.91/10萬(wàn)升至40.2/10萬(wàn)；而亞洲人群發(fā)病率較低[2]。由此可見，人口因素特別是種族基因的差異起到了一定的作用。

1.2 家族因素與PBC的發(fā)病 PBC的發(fā)病具有顯著的家族傾向性。英國(guó)的Jones等[3]的研究顯示6.4%的PBC患者有家族史，第一代家庭成員發(fā)病率為1.4%～6.4%，是普通人的100倍。Kim等[4]通過調(diào)查研究美國(guó)PBC患者家族史發(fā)現(xiàn)，有54%的患者親屬患病，一級(jí)親屬和后代的發(fā)病率分別為0.72%和1.2%。PBC患者的一級(jí)親屬的AMA陽(yáng)性率明顯高于其他對(duì)照組[5]。對(duì)于同卵雙胞胎的研究顯示，同卵雙胞胎PBC發(fā)病率的一致性高達(dá)63%（5/8），異卵雙胞胎則為0（0/8）[6]。

1.3 性別因素與PBC的發(fā)病 類似于其他自身免疫性疾病，PBC患者多為女性，女性發(fā)病率是男性的10倍[7]；這提示性染色體上的相關(guān)基因有可能在 PBC的發(fā)病機(jī)制中起到重要作用。

2 PBC相關(guān)易感基因的主要篩選方法

2.1 單核苷酸多態(tài)性（SNP） SNP是指人類基因組中高頻率出現(xiàn)的單個(gè)堿基對(duì)的變異所引起的DNA序列多態(tài)性，一些SNPs與復(fù)雜的遺傳性狀相關(guān)。關(guān)聯(lián)研究可以確定SNP是否與PBC相關(guān)。迄今為止，在過去的20年中，已經(jīng)使用候選基因方法鑒定了許多 PBC相關(guān)的重要易感性SNP，諸如細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4基因（CTLA4）、腫瘤壞死因子（TNF-）、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和轉(zhuǎn)錄因子4基因（STAT4）、蛋白酪氨酸磷酸酶非受體型基因22（PTPN22）、維生素D受體基因（VDR）、C型凝集素家族16成員A基因（Clec16A）、細(xì)胞因子信號(hào)抑制物基因1（SOCS1）及轉(zhuǎn)錄因子Spi-B基因（SPIB）[8]。

2.2 全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）GWAS是一種對(duì)人類全基因組范圍內(nèi)序列變異及SNP分析的方法，其最顯著的特點(diǎn)之一是能夠在整個(gè)人類基因組范圍內(nèi)中識(shí)別并篩選出與疾病相關(guān)遺傳基因[9]。在GWAS之前，已有許多研究探索一些自身免疫性疾病相關(guān)基因與PBC的關(guān)聯(lián)，但由于統(tǒng)計(jì)能力以及研究方法的限制，研究結(jié)果的可重復(fù)性較低,并且基因的覆蓋面較窄，通常只有單一的SNP。僅有一小部分人類白細(xì)胞抗原（HLA）以及細(xì)胞毒性 T細(xì)胞抗原（CTLA-4）基因被證明在研究中具有較高的重復(fù)性，且只有HLA在不同種族、不同隊(duì)列研究中被始終證實(shí)與 PBC相關(guān)[10]。自首個(gè)關(guān)于PBC的全基因關(guān)聯(lián)研究發(fā)表以來，已有廣泛的GWAS研究與PBC相關(guān)的遺傳位點(diǎn)。目前，已有7個(gè)GWAS在對(duì)北美、歐洲、日本以及中國(guó)人群的進(jìn)行PBC相關(guān)基因的研究，大量的疾病相關(guān)基因及SNPs被發(fā)現(xiàn)[6]。

3 PBC相關(guān)易感基因

3.1 HLA易感基因 HLA基因復(fù)合體位于人類第六號(hào)染色體6p21，包含了人類基因組中最具多態(tài)性的基因。2006年，Donaldson等[11]在英國(guó)及意大利人群中發(fā)現(xiàn)，HLA-DRB1*0801是共同的風(fēng)險(xiǎn)基因，而HLA-DRB1*13是共同的保護(hù)基因，DRB1*11僅在意大利人群中發(fā)現(xiàn)。2009 年，Hirschfield等[12]通過GWAS研究表明在北美的高加索人群中HLADQB1易感性最強(qiáng)，此外DQB1、DRB1、DRA、DDB1這些基因也被證實(shí)與PBC相關(guān)[12]。已有大量研究表明，HLA-DRB1與PBC易感性關(guān)聯(lián)最強(qiáng)[13]。而與PBC高度相關(guān)的 DRB1*08等位基因在撒丁人群中出現(xiàn)的頻率較低，DRB1*0301-DQB1*0201單體型的高發(fā)病率則是其特有的遺傳學(xué)特征[14]。在亞洲地區(qū)，Zhao等[15]研究中國(guó)人群發(fā)現(xiàn) DRB1*0803-DQB1*0601與 PBC 高度相關(guān)，DRB1*0701-DQB1*0202也有關(guān)聯(lián)，而DRB1*1202-DQB1*0301相對(duì)于對(duì)照組明顯降低。近來，日本一項(xiàng)大規(guī)模的研究在日本人群中鑒定了 HLA-DR-DQ區(qū)域中PBC的4個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)/保護(hù)因子DRB1*08:03、DQB1*06:04、 DQB1*03:01 和DQB1*04:01[16]。其中 DRB1*08:03 是日本人群中最強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)基因，而DQB1*06：04保護(hù)性最強(qiáng)。

3.2 非HLA易感基因

3.2.1 白介素12（IL-12）與STAT4 歐洲的 3個(gè) GWAS研究顯示 IL-12A，IL12RB2以及STAT4在非HLA基因位點(diǎn)中與 PBC的發(fā)病具有最強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性[12,17]，這些研究表明了PBC發(fā)病機(jī)制與參與 CD4+T細(xì)胞活化的基因變異有關(guān)，尤其是促進(jìn)Th1T細(xì)胞極化的IL-12-JAK-STAT4信號(hào)通路[1]。IL-12是由IL-12A、IL-12B基因編碼的p35和p40兩個(gè)亞基組成的異二聚體分子[1]，其受體由IL12RB1與IL12RB2兩個(gè)基因編碼而成[1]。2009年，北美GWAS報(bào)道了高加索人群中與PBC相關(guān)聯(lián)的非HLA風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)IL-12A(rs6441286與rs574808)和 IL12RB2（rs3790567）[12]，這是首次關(guān)于非HLA的PBC風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，關(guān)聯(lián)性僅次于 HLA。隨后意大利人群的GWAS研究中證實(shí)了 IL-12A和IL12RB2與PBC相關(guān)[18]。此外，IL-12信號(hào)通路上的其他基因位點(diǎn)如 STAT4以及IL-12的亞基p35也陸續(xù)被GWAS證實(shí)與PBC相關(guān)[17,19]。2015年我國(guó)首個(gè)大規(guī)模漢族PBC人群研究未發(fā)現(xiàn)IL-12A與疾病的關(guān)聯(lián)，而IL12RB2、STAT4則與PBC相關(guān)[20]。上述研究結(jié)果表明，在亞洲人群中IL-12A和IL12RB2基因位點(diǎn)與PBC易感性關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，它們是歐洲人群的重要易感位點(diǎn)。

3.2.2 細(xì)胞毒性T細(xì)胞抗原4（CTLA4）

CTLA4是主要的抑制T細(xì)胞活化的通路。CTLA 4主要表達(dá)于活化的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，通過與CD28競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合表達(dá)于抗原提呈細(xì)胞（APC）表面的CD86/CD80來抑制細(xì)胞免疫[21]。早期的兩個(gè)Meta分析認(rèn)CTLA4+49 G＞A多態(tài)性與PBC相關(guān)[22-23]，Huang等[22]通過Meta分析研究發(fā)現(xiàn)CTLA4+49 G＞A多態(tài)性可能是亞洲PBC人群的風(fēng)險(xiǎn)因素。美國(guó)的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，相比AMA陰性患者，CTLA4 rs231775 G/G基因型和rs231725 A/A基因型在 AMA陽(yáng)性的PBC患者中有較高的頻率[21,24]。日本的研究證實(shí)CTLA4 rs231775、rs3087243和rs231725與PBC易感性高度相關(guān)，而rs231725與疾病的晚期進(jìn)展階段高度相關(guān)。CTLA4的單體型1（rs231775 G、rs231777 C、rs3087243 G、rs231725A、GCGA）不僅是PBC易感性的風(fēng)險(xiǎn)因素，更是疾病進(jìn)展的保護(hù)因素，而CTLA-4單倍型2（ACAG）分別是PBC易感性的保護(hù)因素以及進(jìn)展性的風(fēng)險(xiǎn)因素[21]。此外，CTLA4 rs231777和單體型 3（ATGG）與gp120抗體顯著相關(guān)[21]。

3.2.3 腫瘤壞死因子（TNF） 近年來，研究者通過GWAS發(fā)現(xiàn)了TNF-信號(hào)通路中的幾個(gè)基因座與疾病的易感性相關(guān)，然而不同地區(qū)、不同種族的PBC易感基因以及SNP位點(diǎn)不同。例如，Dong等[20]在中國(guó)漢族人群中發(fā)現(xiàn)與日本PBC人群相同的 TNFSF15位點(diǎn) SNP（rs4979462），卻未發(fā)現(xiàn)與歐洲PBC人群相關(guān)聯(lián)。相反，與歐洲PBC人群相關(guān)聯(lián)的TNFRSF1A 位點(diǎn)（rs1800693）未在日本和中國(guó)人群中發(fā)現(xiàn)[19]。

3.2.4 維生素D受體（VDR） VDR基因編碼屬于核激素受體超家族的蛋白質(zhì)，并且在維生素D應(yīng)答基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中起作用。PBC患者的VDR基因多態(tài)性主要存在于 BsmI（rs1544410）、ApaI（rs7975232）和 TaqI（rs731236）三個(gè)位點(diǎn)[25]。在匈牙利人群中發(fā)現(xiàn) BsmI（rs1544410）與PBC的易感性相關(guān)[26]，然而BsmI（rs1544410）在德國(guó)PBC人群中被認(rèn)為是保護(hù)基因[27]。中國(guó)人群中發(fā)現(xiàn)TaqI（rs731236）多態(tài)性與PBC疾病風(fēng)險(xiǎn)顯著關(guān)聯(lián)，ApaI（rs7975232）或 BsmI（rs1544410）與PBC發(fā)病無關(guān)[28]。Fang等[25]研究發(fā)現(xiàn)ApaI多態(tài)性在總體分析和亞洲亞組中觀察到顯著的相關(guān)性，TaqI在高加索人群中有關(guān)聯(lián)而未發(fā)現(xiàn)與亞洲人群相關(guān)，但未檢測(cè)到BsmI多態(tài)性與各個(gè)種族的 PBC人群有關(guān)聯(lián)。可能是基于小樣本或不同種族人群的遺傳易感性不同，這些研究的結(jié)論并不相同，環(huán)境因素以及其他風(fēng)險(xiǎn)基因之間的相互作用也可能會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

4 問題與展望

自首個(gè)GWAS以來，已有大量研究從全基因組層面證實(shí)了數(shù)千個(gè)與 PBC相關(guān)的基因位點(diǎn)以及風(fēng)險(xiǎn)基因所在的通路。盡管這些研究已經(jīng)揭露了各種疾病關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，但不能完全解釋PBC的病因。PBC是涉及多種基因變異的復(fù)雜性疾病，目前發(fā)現(xiàn)的基因位點(diǎn)只是一小部分，還有大量未知基因以及通路需要進(jìn)一步研究。此外，PBC的發(fā)病機(jī)制中，遺傳因素只是一方面，環(huán)境因素包括抽煙、一些化學(xué)物質(zhì)以及感染等可能也參與了PBC的發(fā)病。隨著對(duì) PBC遺傳易感性研究的深入，結(jié)合其他病因機(jī)制，針對(duì)不同種族的人群，風(fēng)險(xiǎn)基因位點(diǎn)的靶向治療可以成為PBC的有效治療途徑。