膿皰型銀屑病的易感基因研究進展

崔梓榆，韓建文

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院皮膚科，呼和浩特 010050)

膿皰型銀屑病(pustular psoriasis，PP)根據(jù)臨床表現(xiàn)可分為泛發(fā)型和局限型兩種亞型，其中泛發(fā)型膿皰型銀屑病(generalized pustular psoriasis，GPP)發(fā)病率較低。丁曉嵐等[1]對我國6省市的流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國銀屑病患病率為0.47%，其中PP占0.98%。GPP以泛發(fā)全身的無菌性膿皰伴明顯全身癥狀為特點，大多發(fā)病急促，數(shù)周內(nèi)可泛發(fā)全身，具有潛在的生命威脅，是銀屑病的重癥表現(xiàn)之一[2]。GPP治療的系統(tǒng)用藥包括維A酸類藥物、環(huán)孢素A、甲氨蝶呤和中成藥雷公藤多苷等，維A酸類藥物是治療GPP的首選。目前，GPP的發(fā)病機制尚不明確，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)可能與妊娠、感染、糖皮質(zhì)激素使用不當?shù)纫蛩赜嘘P(guān)，由于治療不當，部分尋常型銀屑病(psoriasis vulgaris，PV)患者可轉(zhuǎn)化為GPP[3]。局限型PP包括掌跖膿皰病和連續(xù)性肢端皮炎，掌跖膿皰病的皮疹局限于手掌和足跖，呈對稱分布；連續(xù)性肢端皮炎主要侵犯肢端，多見于青壯年。現(xiàn)對近年來PP易感基因的研究進展予以綜述。

1 PP與白細胞介素36受體拮抗劑基因

1.1白細胞介素36受體拮抗劑基因(interleukin-36 receptor antagonist gene，IL36RN)的作用 IL-36屬于IL-1家族，可在角質(zhì)形成細胞、單核細胞和樹突狀細胞中高表達。IL36RN編碼IL-36受體拮抗劑(interleukin 36 receptor antagonist，IL-36Ra)[4]。IL-1家族有11個成員,其中IL-36α、IL-36β、IL-36γ等炎性細胞因子與IL-36受體結(jié)合組成單位IL-1受體相關(guān)蛋白2招募IL-1受體輔助蛋白，參與激活促炎信號核因子κB(nucleartor factor κB,NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導通路，從而上調(diào)炎癥反應。IL-36Ra雖然也能結(jié)合IL-1受體相關(guān)蛋白2，但不能招募IL-1受體輔助蛋白，IL-36Ra可通過競爭性拮抗IL-1受體相關(guān)蛋白2，抑制IL-36α、IL-36β、IL-36γ以及下游促炎信號通路的作用，避免炎癥反應的發(fā)生[5-6]。當IL36RN突變時，編碼IL-36Ra的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對IL-1受體相關(guān)蛋白2的拮抗能力減弱甚至喪失，而IL-36α、IL-36β、IL-36γ與IL-1受體相關(guān)蛋白2的結(jié)合則相應增加，通過激活下游促炎信號通路，最終引起皮膚的炎癥反應。

1.2IL36RN基因突變與歐洲人群GPP IL36RN與GPP有關(guān)。Marrakchi等[7]首次報道了IL36RN基因與GPP的相關(guān)性。在歐洲和亞洲裔的家族中存在IL36RN基因的錯義突變和無義突變(p.Leu27Pro)。存在IL36RN基因突變個體的IL-1表達上調(diào)，可在很大程度上解釋有關(guān)GPP系統(tǒng)性炎癥和外周中性粒細胞增多癥的特點，但無IL36RN基因突變家族卻占本次研究GPP患者的51%～84%，表明其他風險基因位點、基因間相互作用以及其他危險因素也可對GPP的發(fā)病起作用。Onoufriadis等[8]對5例歐洲無血緣關(guān)系的GPP患者進行外顯子測序發(fā)現(xiàn)，3例攜帶IL36RN低頻基因突變，其中2例存在c.338C>T(p.Ser113Leu)純合子錯義突變，另1例存在c.338C>T(p.Ser113Leu)位點和c.142C>T(p.Arg48Trp)位點的復合雜合子錯義突變。隨后在c.338C>T突變病例和健康對照組的外周血單核細胞中加入IL-36α刺激后發(fā)現(xiàn)，c.338C>T突變患者血清中IL-1α、IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子α較健康對照組明顯升高。綜上所述，IL36RN功能喪失是GPP的遺傳基礎，GPP的發(fā)病可能涉及固有免疫失調(diào)，IL-1信號轉(zhuǎn)導可作為治療干預的潛在靶點。M?ssner等[9]認為，歐洲人群掌跖膿皰病與IL36RN的功能缺失突變無關(guān)。

1.3IL36RN基因突變與亞洲人群GPP 亞洲人群GPP也與IL36RN基因突變有關(guān)。Sugiura等[10]首次報道了亞洲人群GPP的IL36RN純合突變p.Arg10X(第10位精氨酸發(fā)生了純合突變)，此突變與歐洲人群和突尼斯人群中報道的IL36RN突變不同，該研究證實GPP患者皮損中，IL36RN表達的蛋白質(zhì)極度下降或消失，故支持IL36RN功能缺陷可導致GPP發(fā)病。Farooq等[11]對14例日本GPP患者進行IL36RN基因突變分析并確定了其中2例患者的IL36RN基因突變，1例攜帶c.115+6T>C和c.368C>G(p.Thr123Arg)復合雜合突變，另1例攜帶IL36RN基因的c.28C>T(p.Arg10*)和c.115+6T>C復合雜合突變；提取患者皮膚RNA進行基因表達研究顯示，c.115+6T>C導致外顯子3的跳躍，引起框移突變和終止密碼子(p.Arg10Argfs*1)的提前出現(xiàn)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析表明，錯義突變p.Thr123Arg引起IL-36Ra蛋白的錯誤折疊，導致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。體外培養(yǎng)細胞研究顯示，p.Thr123Arg突變型IL-36Ra蛋白的表達受損，使其不能阻滯IL-36的信號轉(zhuǎn)導途徑。Sugiura等[10]認為，大多數(shù)單獨型GPP病例(有GPP而無PV病史)由IL36RN純合子或雜合突變導致。只有一部分繼發(fā)或伴隨PV的GPP患者存在IL36RN基因突變。GPP伴PV不同于單獨型GPP。Li等[12]對10例無關(guān)聯(lián)的散發(fā)GPP進行IL36RN基因突變研究發(fā)現(xiàn)了我國第1例IL36RN基因突變患者c.227C>T(rs139497891)，認為我國漢族人散發(fā)性GPP與IL36RN基因突變關(guān)系不大，但不排除我國漢族人家族性GPP與IL36RN基因突變的相關(guān)性。

1.4IL36RN基因突變與其他人群GPP Ellingford等[13]認為，位于IL36RN的新發(fā)突變(c.62T>C，p.Leu21Pro)與兒童型GPP有關(guān)，編碼IL-1家族(IL-1和IL-36)抗炎受體拮抗劑細胞因子的基因若發(fā)生無義突變和錯義突變則會加重重型膿皰型皮膚病的病情。編碼IL-1Ra(IL1RN)和IL-36Ra(IL36RN)的隱性遺傳突變也會加重GPP的進展，目前，此突變已成為獨立的臨床診斷，即缺乏IL-1Ra紊亂和缺乏IL-36Ra紊亂[14]。由于缺乏有力證據(jù)，IL36RN(c.62T>C，p.Leu21Pro)變體定義為可能的致病突變。Milora等[15]發(fā)現(xiàn)，IL-1Rα相關(guān)治療對IL36RN錯義突變GPP患者有效。

Bal等[16]對出生于阿爾及利亞近親父母的3個孩子進行研究，發(fā)現(xiàn)了1個新的純合子(c4G>T，pV2F)的錯義突變(V2F突變)。V2F突變不改變IL36RN蛋白的表達，但無任何拮抗活性。質(zhì)譜分析表明，V2F IL36RN突變體保留其第1個N端的甲硫氨酸。去除體內(nèi)IL36RN的N端甲硫氨酸是必要步驟，以達到最佳的拮抗活性，從而防止發(fā)生局部皮膚和全身的持續(xù)炎癥反應。研究顯示，GPP患者的IL36RN基因突變多發(fā)生于兒童和單純型GPP患者[4]。Li等[17]發(fā)現(xiàn)，兒童型GPP患者IL36RN基因突變率為66.7%，而成人型L36RN基因突變率為34.2%，由此推斷遺傳因素在兒童型GPP發(fā)病機制中有重要作用，而成人型GPP的發(fā)病可能還需要環(huán)境因素的誘導。研究表明，GPP伴發(fā)PV患者發(fā)生IL36RN基因突變的頻率較低(10%～37.78%)[18-19]。目前已發(fā)現(xiàn)超過20種的IL36RN純合突變或復合突變，種族涉及亞洲、歐洲和非洲，c.80T>C(p.Leu27Pro),c.338C>T(p.Ser113Leu)和c.115+6T>C(p.Arg10Argfs X1)分別是亞洲、歐洲和非洲最常見的突變[7-11,17,20-23]。

2 GPP與胱天蛋白酶募集結(jié)構(gòu)域家族成員14基因

胱天蛋白酶募集結(jié)構(gòu)域家族成員(caspase recruitment domain-containing protein，CARD)14基因編碼膜相關(guān)鳥氨酸激酶,是參與CARD的組裝基序，介導細胞凋亡和NF-κB的激活。CARD14基因位于銀屑病易感基因位點2,含21個外顯子，與毛發(fā)紅糠疹有關(guān)。CARD14蛋白可調(diào)節(jié)含結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)凋亡，與慢性皮膚炎癥有關(guān)[24]。

Jordan等[25]在1例散發(fā)的早發(fā)型GPP患兒中發(fā)現(xiàn)了一種新型CARD14突變c.413A>C(p.Glu138Ala)。CARD14基因激活NF-κB，與野生型CARD14基因相比，p.Glu138Ala和p.Gly117Se突變?nèi)〈飳е翹F-κB明顯增加，且在角質(zhì)形成細胞中上調(diào)了銀屑病相關(guān)基因亞群，如其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物CC型趨化因子配體20和IL-8。CARD14主要位于健康皮膚基底層及其上部，在銀屑病皮損基底層中減少，而在表皮中廣泛增加。Jordan等[25]認為，表皮損傷后CARD14基因的罕見功能獲得性突變啟動了一個角質(zhì)形成細胞募集炎性細胞的過程，導致表皮炎癥和再生障礙的惡性循環(huán)，此循環(huán)可視為銀屑病的特點。

CARD14基因突變編碼表皮內(nèi)NF-κB。基于NF-κB報告分析可將一部分CARD14基因突變分為：①導致NF-κB活化增強的突變，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導致NF-κB活化下調(diào)的突變，c.112C>T(p.Arg38Cys)；③對NF-κB活化沒有影響的突變，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]。

K?rber等[27]對19例散發(fā)GPP患者(其中6例合并PV)進行CARD14及IL36RN外顯子直接測序，在3例患者的CARD14區(qū)域發(fā)現(xiàn)了2個新發(fā)少見突變，即p.Arg826Trp和p.Arg69Gln，其中p.Arg69Gln為雜合突變，通過蛋白功能分析軟件預測出該蛋白功能異常，故認為此突變與GPP有關(guān)。

Sugiura等[28]對31例日本GPP患者進行研究，其中19例伴PV患者中發(fā)現(xiàn)2例患者(21.1%)攜帶CARD14區(qū)域的c.526G>C(p.Asp176His)單倍型突變，其攜帶率較對照組(3%)高，且明顯高于歐洲人群。在11例單純型GPP(GPP不伴PV)患者以及12例有IL36RN基因突變的患者中均未發(fā)現(xiàn)CARD14基因突變位點，通過單倍體分析證明，p.Asp176His在GPP合并PV患者CARD14基因突變的等位基因中代表了始祖效應，說明CARD14基因突變是GPP伴發(fā)PV的重要致病基因，但日本人群CARD14基因p.Asp176His與PV無關(guān)，可見GPP伴PV存在遺傳學背景，而不同于單獨發(fā)生的GPP。研究中所有的單純型GPP患者大多都有IL36RN基因突變，但是都不攜帶CARD14基因的p.Asp176His突變[29]。一項對中國3個無血緣關(guān)系GPP家系的分析顯示，研究對象均攜帶致病的p.Asp176His基因突變，值得注意的是，其中1個家系的父母從其同樣患病的母系姨媽那里繼承了這個變體，雖然這種突變的人群發(fā)生率很低，但與對照組相比，在GPP患者中很常見(P=0.03)，表明p.Asp176His與GPP相關(guān)，并且證明了中國人群和日本人群基因的同質(zhì)性。現(xiàn)已證明，CARD14基因在家族性PV、散發(fā)紅皮病型銀屑病及掌跖膿皰病的發(fā)病機制中并不是關(guān)鍵的致病作用[30]。Qin等[31]對中國山東省漢族236例銀屑病患者(174例PV和62例GPP)以及365例正常對照進行CARD14基因Sanger測序發(fā)現(xiàn)了4個新發(fā)少見突變(p.Met119Val、p.Arg166His、p.Ala216Thr和p.Thr59Met)和1個已知少見突變(p.Arg682Trp)，其中SIFT功能預測表明，p.Arg682Trp和p.Metl19Val在后續(xù)的蛋白表達中呈損害性，可使NF-κB活性上調(diào)，加重炎癥反應和表皮異常角化。

Zhang等[32]首次證實，CARD14基因中常見單核苷酸多態(tài)性rs3813063也與GPP有關(guān)，證明了CARD14基因與GPP的相關(guān)性。

3 GPP與銜接蛋白復合體1-σ3亞單位異構(gòu)體基因

銜接蛋白復合體(adaptor protein complex，AP)是一種細胞質(zhì)內(nèi)促進囊泡裝配和運輸?shù)漠愃木垠w，可協(xié)助高爾基體和內(nèi)涵體之間的囊泡運輸。PP與AP-1-σ3亞單位異構(gòu)體(AP-1 subunit sigma-3，AP1S3)基因突變有關(guān)，編碼AP-1的σ1C亞組[33]。

Setta-Kaffetzi等[33]對128例歐洲裔受試者和76例非歐洲裔受試者(均為PP患者)的研究證實，PP與苯丙氨酸4和精氨酸33殘基上的取代基密切相關(guān)，并在PP發(fā)病中起重要作用，p.Phe4Cys和p.Arg33Trp可能對AP-1的功能有決定性影響；研究還發(fā)現(xiàn)基因c.11T>G(p.Phe4Cys)和c.97C>T(p.Arg33Trp)與PP的發(fā)病機制有關(guān)，PP受試者這兩個等位基因出現(xiàn)的頻率遠高于普通人群，然而受試者缺乏AP1S3家族史也可以說明PP的發(fā)病需要環(huán)境的刺激。

目前研究認為，AP1S3基因缺陷將會破壞Toll樣受體3向核內(nèi)體的易位，并導致下游異常信號轉(zhuǎn)導[33-34]。Toll樣受體3運輸量的下降與AP1S3基因沉默高度相關(guān)，敲除AP1S3基因可使Toll樣受體3信號轉(zhuǎn)導下降，隨之Toll樣受體3介導的β1干擾素基因表達顯著下降。β1干擾素基因編碼β干擾素，β干擾素可下調(diào)IL-1的生成，從而抑制炎癥反應的發(fā)生。AP1S3基因缺陷可干擾Toll樣受體3在細胞質(zhì)內(nèi)的轉(zhuǎn)運，抑制其下游信號，減少β干擾素的生成，從而促進皮膚炎癥的發(fā)生[4]。故認為，在炎癥刺激的情況下，與AP1S3基因突變相關(guān)的干擾素反應下調(diào)將導致IL-1產(chǎn)量增加。

AP-1可轉(zhuǎn)運不同的生物分子，故與PP相關(guān)的等位基因很可能影響除Toll樣受體3以外其他生物分子的轉(zhuǎn)運。對人宮頸癌細胞的研究證實，AP-1缺失造成大量參與表皮自穩(wěn)態(tài)的蛋白質(zhì)缺乏(如橋粒蛋白和網(wǎng)格蛋白因子1)和中性粒細胞功能的喪失(如PTPN9和VPS45)[35]。由此可見，IL-1阻斷劑治療部分GPP有效，故對IL-1信號轉(zhuǎn)導下調(diào)的研究有巨大前景，將成為其藥理作用研究的重要基礎。

Mahil等[34]研究發(fā)現(xiàn)，AP1S3基因通過破壞角化細胞自噬和上調(diào)IL-36引起皮膚的自發(fā)炎癥而致病，并首次發(fā)現(xiàn)AP1S3基因的表達在角質(zhì)形成細胞中明顯增多。AP1S3可解碼與自噬體形成有關(guān)的蛋白，敲除AP1S3基因可破壞角質(zhì)形成細胞的自噬，造成調(diào)節(jié)NF-κB激活的銜接蛋白p62的異常累積。此外，AP1S3基因缺乏還會增加Toll樣受體2和Toll樣受體6的信號轉(zhuǎn)導，結(jié)果顯示，AP1S3基因缺陷細胞增強了IL-1的信號轉(zhuǎn)導和IL-36α的過度表達，這種異常免疫表現(xiàn)可被藥理抑制自噬的模型重現(xiàn)并在患者角質(zhì)形成細胞中可被IL-36阻滯所逆轉(zhuǎn)，表明角質(zhì)形成細胞在細胞自發(fā)炎癥中具有重要作用，并可將IL-36信號轉(zhuǎn)導的自噬調(diào)控作為治療的靶點。隨后對85例GPP新確診病例(53例歐洲裔，32例非歐洲裔)進行分析發(fā)現(xiàn)，IL36RN和AP1S3等位基因之間存在異位顯性的可能，故認為AP1S3基因突變可能與IL36RN基因變異有交互作用，前者可修飾后者的表型，且AP1S3等位基因可通過干擾IL-36的自穩(wěn)態(tài)加重IL36RN基因缺乏效應的惡化[34]。

4 GPP與其他基因

D?bniak等[36]的臨床相關(guān)表型分析顯示，rs33980500腫瘤壞死因子α誘導蛋白2(tumor necrosis factor-α induced protein 2，TRAF3IP2)與PP有關(guān)，并發(fā)現(xiàn)皮損的嚴重程度與TRAF3IP2基因突變(rs13190932)有密切聯(lián)系。TRAF3IP2蛋白參與炎癥反應通路，如細胞因子信號的轉(zhuǎn)導出現(xiàn)rs33980500和至少1個“T”(胸腺嘧啶)等位基因可使疾病風險增加2倍，在被研究的所有人群中rs33980500均與銀屑病有關(guān)[37]。由于歐洲人口的不均一性(在德國人、波蘭人或芬蘭人中按一定比例和BRCA1突變的頻率取樣)，但不能排除TRAF3IP2與疾病的關(guān)聯(lián)程度受到很多因素影響，且隨不同人種改變[36]。在自動免疫和銀屑病等炎癥疾病中，TRAF3IP2基因的產(chǎn)物蛋白NF-κB激活劑1以及IL-17受體對于IL-17依賴的信號轉(zhuǎn)導通路有至關(guān)重要的作用[38-39]。NF-κB激活劑1與IL-17受體結(jié)合后允許腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF3和TRAF6)嵌入到信號轉(zhuǎn)導分子復合物中，從而激活絲裂原活化蛋白激酶途徑[40]。不同細胞信號轉(zhuǎn)導途徑中，絲裂原活化蛋白激酶是關(guān)鍵的組成物，可調(diào)控生長因子引發(fā)的細胞增生過程和基因表達過程以及對環(huán)境改變的代償作用。TRAF3IP2基因突變與發(fā)病年齡、家族發(fā)病率以及是否有關(guān)節(jié)和甲的受累無明顯關(guān)聯(lián)。

Zhang等[32]確立了可疑基因位點5q33.1和17q25.3(CARD14基因)以及潛在可疑基因位點8p23.2(CSMD1基因)，最顯著的單核苷酸多態(tài)性位于5q33.1，染色體上存在腫瘤壞死因子α誘導蛋白3相互作用蛋白1(tumor necrosis factor-α induced protein 3 interacting protein 1，TNIP1)基因和ANXA6基因兩個區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)，血管生成素信號轉(zhuǎn)導通路、NF-κB信號轉(zhuǎn)導通路和維A酸受體的激活3個細胞因子信號通路與TNIP1基因有很強的關(guān)聯(lián)性，使TNIP1基因成為此區(qū)域的候選基因。潛在可疑位點8p23.2只包含1個CSMD1基因，是上皮組織等再生區(qū)域中表達的腫瘤抑制基因，該基因僅是GPP的候選基因。

Han等[41]研究發(fā)現(xiàn)，TNIP1基因區(qū)域5個單核苷酸多態(tài)性與中國人GPP具有相關(guān)性，尤其是單純型GPP。維A酸受體激活途徑作用于維生素A及其衍生物，共有維A酸受體α、β和γ三種獨立的受體類型，TNIP1基因與維A酸受體α共同定位于表皮角化細胞(一種維A酸敏感細胞)。TNIP1解碼蛋白質(zhì)與銀屑病相關(guān)基因TNFAIP3的產(chǎn)物有相關(guān)性，且維A酸受體可以通過后發(fā)炎癥反應或過度增生反應對抗TNIP1基因的轉(zhuǎn)錄激活[30]。由此可見，維A酸類藥物是治療GPP的最好藥物之一。

有學者認為，GPP的發(fā)病與人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)有關(guān)，且不同于PV。付洪軍和張福仁[42]通過聚合酶鏈反應對38例山東漢族GPP患者進行分析認為，HLA-DQB1*0603、HLA-DQB1*0201是GPP合并PV患者的危險基因位點，而HLA-DQB1*0602是單純型GPP的致病基因位點。隨后進一步對14例掌跖膿皰病患者和9例皰疹樣膿皰病患者的HLA-DQB1等位基因進行相關(guān)研究認為，HLA-DQB1*0201也是掌跖膿皰病的易感基因，而皰疹樣膿皰病患者HLA-DQB1*0603的攜帶率較對照組顯著升高[43]。但研究樣本量較小，故準確性有待進一步考證。

5 小 結(jié)

應用二代高通量測序技術(shù)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了IL36RN、CARD14、AP1S3等GPP相關(guān)基因，顯示了GPP與其他類型銀屑病發(fā)病機制上的差異。IL36RN基因突變主要與單純型GPP有關(guān)；AP1S3基因缺陷將會破壞Toll樣受體3向核內(nèi)體的易位，并導致下游異常信號轉(zhuǎn)導，可能與IL36RN基因變異有交互作用，前者可通過修飾后者的表達而加重疾病惡化；CARD14基因突變與GPP伴發(fā)PV有關(guān)，但具體影響尚不清楚。銀屑病的遺傳學研究將為早期臨床診斷、遺傳咨詢和治療靶點的選擇奠定分子學基礎，但PP發(fā)病機制仍有待更深入的研究。