川崎病相關易感基因研究進展

劉亮 田執梁

川崎病(kawasaki disease,KD)又稱皮膚黏膜淋巴結綜合征，典型臨床表現包括持續發熱(超過5天)、多形性皮疹、非化膿性結膜充血、口咽部粘膜充血、肢體腫脹、手指或腳趾附近脫屑、非化膿性頸部淋巴結腫大和冠狀動脈病變(coronary artery lesion，CAL)。KD一般是自限性的，據估計約20%-30%未經治療的患者最終會發生嚴重的血管并發癥，如冠狀動脈擴張、冠狀動脈瘤、冠狀動脈瘺或冠狀動脈狹窄[1]。迄今為止，KD的確切病因還不清楚。然而，越來越多的證據支持遺傳因素在其發生和發展中起關鍵作用。大量證據顯示 KD在某些特定人群發病率升高。目前國內外對川崎病易感基因，比如ITPKC、CASP3、TGF-s、BLK、CD40、FCGR2A、KCNN2、PECAM-1、NMNAT2、HCP5研究較多，本文就川崎病患者相關易感基因的研究新進展進行了綜述。

一、1,4,5-三磷酸肌醇3激酶C(inositol-1,4,5-trisphosphate 3-kinase C，ITPKC)

作為肌醇1,4,5-三磷酸(inositol-1,4,5-trisphosphate，IP3)的激酶，ITPKC是從內質網和肌質網釋放鈣的第二信使分子。ITPKC和其他激酶通過磷酸化將其轉化為肌醇-1,3,4,5-四磷酸(inositol-1,3,4,5-tetrakisphosphate，IP4)，阻止IP3從細胞內釋放鈣。鈣內流對Ca2+/NFAT通路具有級聯作用，并引起激活T細胞的信號通路啟動和免疫細胞活化導致免疫失調或自身免疫反應。2008年，Onouchi等[2]發現在日本及美國人群中川崎病患者ITPKC基因位于染色體19q13.2，通過在染色體19q13.2的候選區域進行連鎖不平衡(linkage disequilibrium，LD)作圖，確定了ITPKC基因內的一個單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism，SNP)位點，與KD易感性以及CAL險增加相關。ITPKCrs2849322降低了ITPKC基因內含子1的剪接效率，使ITPKC mRNA表達水平下降。ITPKC是Ca2+/NFAT信號通路的負性調節因子，并且認為其上C等位基因可能促進KD的免疫過度反應。ITPKC多態性可能導致T細胞活化增加和白細胞介素2(Interleukin-2，IL-2)表達增加。這相應地又會導致急性期T細胞促炎癥反應更嚴重、時間更長，這可能導致易感KD，并使疾病嚴重程度增加。研究[3]表明ITPKC功能SNPs(rs28493229)與靜脈注射免疫球蛋白(intravenous immunoglobulin，IVIG)抵抗風險增加相關，并與并發CAL相關。

二、半胱天冬蛋白酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase，CASP3)

Onouchi等[4]在2010年對日本和美國的KD患者進行了4q35區域的定位候選基因研究，試圖鑒定一種新的易感基因，發現CASP3基因中存在一組多變體，其與KD顯著相關。CASP3是與免疫細胞凋亡密切相關的半胱氨酸天蛋白酶。CASP3(rs113420705)外顯子1內的G堿基突變為A堿基，降低了活化的T細胞核因子(nuclear factor of activated T cell,NAFT)與SNP周圍的DNA的連接，使CASP3 mRNA的轉錄水平下降，影響CASP3基因表達caspase-3，使T細胞凋亡受限而導致川崎病易患性增加。然而，無論是在日本或美國的人群，發生CAL或IVIG治療無反應的KD患者CASP3基因SNPs不明顯。表明CASP3SNPs影響疾病易感性，但不是疾病結果。

三、轉化生長因子β(Transforming Growth Factor-β Signaling Pathway，TGF-s)信號通路

Shimizu等[5]報道了771例歐洲裔KD患兒中，TGF-β通路影響KD易感性，疾病預后和對治療的反應。對心血管系統影響，TGF-β可誘導新生血管形成，心肌細胞肥大、鈣化和纖維化[6,7]。TGF-β通路在內皮細胞、成纖維細胞和平滑肌細胞介導的炎癥反應和組織重塑都發揮重要作用。在免疫系統中，TGF-β通過一系列復雜的相互作用調節促炎/抗炎T細胞的平衡。因此，通過影響Smad3和NFAT21介導的Foxp3表達，TGF-β通路的遺傳變異可能導致促炎和調節性T細胞失衡[8]。在Shimizu等研究中，TGF-β中的TGFB2、TGFBR2、SMAD3基因多態性與川崎病的易感性、冠狀動脈瘤形成、主動脈根部擴張和IVIG無反應都有一定關系。其中TGFB2中的3個SNP位點(rs10482751、rs2027567、rs12029576)和SMAD3中的2個SNP位點(rs12910698、rs4776339)與KD并發CAL相關。TGFBR2中的SNP(rs 9310940)和SMAD3中的SNP(rs 12901071)在冠狀動脈病變和主動脈根部擴張分析中存在顯著性差異。

四、B-淋巴酪氨酸激酶(B Lymphoid Tyrosine Kinase，BLK)

2013年，國際川崎病遺傳學協會進行復制研究，證實了BLK基因與韓國和歐洲裔KD人群顯著相關[9]。BLK是主要在B細胞譜系中表達的Src家族酪氨酸激酶，其在B細胞受體刺激后轉導下游信號。KD急性期和恢復期的BLK表達模式與外周血單核細胞中B細胞百分比相關。與同年齡發熱控制組比較，KD患者急性期BLK在白細胞中的表達明顯增高； IVIG治療后其表達水平降低，恢復期進一步降低。已有研究表明，等位基因rs2736340與KD急性期外周血B細胞中BLK低表達有關。這些結果有力地表明了B細胞可能參與免疫自穩和KD的發展。

五、CD40

CD40配體(CD40L、CD154、gp39)是與腫瘤壞死因子α結構相關的跨膜蛋白，最初在活化的CD4+T細胞上發現。CD40L和CD40相互作用，其主要表達于B 細胞，巨噬細胞，內皮細胞和血管平滑肌細胞，引起各種免疫和炎癥反應[10]。CD40L和CD40之間的相互作用在免疫系統的活化中起著核心作用，例如在免疫球蛋白G(IgG)轉換、自身免疫疾病、抗病毒作用、同種異體移植排斥反應、細胞因子調節、關節硬化和內皮細胞相互作用中都起著重要作用[11,12]。CD40-CD40L系統與血栓形成促炎癥反應都相關[13,14]。可溶性CD40L(sCD40L)主要來自活化血小板，并且參與動脈粥樣硬化和血栓形成的病理生理學過程[14]。sCD40L在急性冠脈綜合征中也發揮致病作用[13]。已有研究表明，CD40L在CD4+T細胞上的表達與KD患者的CAL形成和疾病進展相關[15]。Burns的研究也表明CD40和CD40L相互作用可影響KD的血管炎發生[16]。因此，CD40-CD40L信號通路可能在急性冠狀動脈綜合征(如KD患者并發CAL時)中起重要的致病作用。研究還發現CD40基因多態性(rs1535045)與KD的易感性有關[17]。CD40的遺傳多態性很可能與臺灣人群KD的易感性和疾病嚴重性有關[18]。

六、FCGR2A

在全基因組關聯研究(genome-wide association studies,GWAS)復制研究中，分析了從5個獨立的樣本收集的2 173例川崎病組和9 383例對照組基因，其中有2個基因座超過了全基因組學意義的正式閾值[19]。IgG受體基因FCGR2A(編碼H131R；rs1801274)、A等位基因(編碼組氨酸)都使罹患KD風險增加。2個基因位點在19q13(rs2233152和rs28493229)，這證實了Onouchi等人的研究結果[2]。FCGR2A基因的參與可能有助于了解KD發病機制中的免疫激活和對IVIG反應的機制。

七、KCNN2

基于123例無CAL和17例CAL患者GWAS研究數據，Kim等[20]報道在鈣激活鉀通道SNP(rs17136627)亞家族，位于染色體5q22.3上的成員2(KCNN2)基因與川崎病并發CAL(冠脈直徑≥5 mm)風險增加12.6倍相關。在這項研究中，作者選擇了具有更嚴重表型的中型或巨型冠狀動脈瘤的KD患者；盡管樣本量較小，但對于檢測并發CAL風險基因位點提供了更大的統計學意義。雖然KCNN2基因在心房肌細胞中高度表達，并且與心臟病中心律失常有關，但其在CAL形成中的生物學功能仍有待闡明。

八、血小板內皮細胞粘附分子-1(Platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1)

PECAM-1是一種在血管生物學中起重要作用的粘附分子，可負性調節血小板粘附聚集，在信號轉導和炎癥反應中起重要作用。已經證明PECAM-1多態性與多種臨床疾病如感染性休克、腦梗死動脈粥樣硬化和冠狀動脈粥樣硬化相關[21-23]。PECAM-1也稱為CD31是免疫球蛋白超家族中一種主要的跨膜糖蛋白，主要表達于血液和血管細胞的表面[24,25]。已有研究報道，PECAM-1多態性與冠狀動脈狹窄或動脈粥樣硬化有關[26-28]。位于PECAM-1基因上的三個常見多態性(Leu125Val，Asn563Ser和Gly670Arg)已被證實與這些疾病相關[22,29]。還發現+ 373 C/G(Leul25Val)多態性與腦梗死或心肌梗死有關[29]。PECAM-1基因+373C/G(Leul25Val)突變位置在外顯子-3編碼的第一個細胞外Ig樣結構域[29,30]。據報道，具有Leu125Val多態性的純合GG基因型具有較高的血清可溶性PECAM-1(sPECAM-1)水平[30]。此外，PECAM-1基因的Leul25Val多態性還與冠狀動脈擴張相關[31-32]。最近，有研究[33]結果表明，川崎病組PECAM-1基因373C/G的CC、GG和CG基因型頻率與正常對照組的差異有統計學意義。PECAM-1 +373C/G的雜合子CG基因型分布與兩組純合子CC和GG相比均顯著升高。PECAM-1 +373C/G中CG基因型的高頻率可能與中國兒童KD易感性有關。其中，PECAM-1 +373 C/G的CG基因型多態性與KD密切相關，373GG純合子基因型與KD組并發CAL相關。

九、NMNAT2和HCP5

Kim等人對249名KD組和1 000名對照組兒童進行GWAS研究以鑒定與KD易感性相關的基因位點，在對這14個SNPs的GWAS和復制樣本的聯合分析中，三個基因座中的5個SNP與KD易感性顯著相關。最近的兩項GWAS研究證實位于BLK基因的內含子上的SNP rs6993775與KD易感性相關[34-35]。SNP rs278087位于染色體1q25.3NMNAT2基因的內含子上，其他四個SNPs(rs6938467、rs9380242、rs9266669和rs9378179)位于染色體6p21.3上的HLA I類區域。在對HCP5中最重要的SNP(rs6938467)進行后續分析后，其他位點的顯著相關性消失，表明與KD顯著相關的四個SNP位于相同的LD區段上。Kim等人在韓國人群中使用大樣本量病例組(n=915)和對照組(n=4553)進行研究，證明兩個新的KD相關基因，一個是定位于染色體1q25.3 NMNAT2基因中的rs2078087，另一個是定位于6p21.3 HLA I類區域的rs6938467 (包括HLA-C、HLA-B、MICA和HCP5基因)[34]。

近年來川崎病發病率有升高趨勢，部分患兒對IVIG耐藥，其CAL發生增加，甚至形成冠狀動脈瘤。眾多基因參與川崎病發生及并發CAL發展過程。關于基因易患性的研究可指導運用基因診斷技術篩選出易患基因，協助早期發現川崎病患者高危人群，并幫助臨床醫生選擇特異性藥物進行個體化治療，如Ca2+/NFAT通路的抑制劑，環孢素和他克莫司都已在臨床應用，因此進一步闡明各基因在KD發病機制中的作用可使川崎病患者獲得新的預防和治療策略，有望改善川崎病患者預后。