SOCS5基因多態性與哮喘患兒治療效果及肺功能的關系研究

王明偉,王善濤,房有福

濰坊市益都中心醫院:1.兒內科;2.脊柱創傷骨科,山東濰坊 262500

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是由肥大細胞、嗜酸性粒細胞、T淋巴細胞、氣道上皮細胞、中性粒細胞等多種細胞及細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病[1-2]。哮喘多發于兒童,患兒常伴有反復發作性喘息、咳嗽、胸悶等癥狀,隨著病情加重,可出現氣道重塑,造成肺功能降低、氣道高反應持續存在、不可逆性氣流阻塞等[3-4]。目前,臨床常采取長效β2受體激動劑、糖皮質激素、支氣管舒張劑等藥物治療,均有利于緩解氣道炎癥,降低氣道反應性,改善肺功能,但其療效存在明顯的個體差異[5]。有研究發現,70%哮喘患兒經長效β2受體激動劑、糖皮質激素等治療后的治療反應與遺傳因素有關[6]。全球哮喘防治創議于2014年,將哮喘納入“異質性疾病”范疇,認為在哮喘的發生、發展中,多基因遺傳因素發揮重要作用[7]。因此,尋找治療哮喘反應性藥物的遺傳標記在提升療效、改善肺功能中尤為關鍵。細胞因子信號傳導抑制因子5(SOCS5)在介導哮喘氣道炎癥及高反應性、輔助性T細胞(Th)1/Th2類細胞失衡中具有重要意義,但臨床上關于SOCS5基因多態性與哮喘患兒的療效、肺功能關系的研究較少[8]。本研究以哮喘患兒為觀察對象,分析SOCS5基因多態性與哮喘患兒接受長效β2受體激動劑治療3個月后療效及肺功能的關系,旨在為哮喘個體化臨床治療提供用藥指導方案及藥物遺傳學標記。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年3月至2022年3月就診于本院的80例哮喘患兒作為哮喘組,納入標準:符合《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》[9]中的診斷標準;年齡4～12歲;入組前4周內無糖皮質激素用藥史。排除標準:伴有免疫系統疾病、感染性疾病、呼吸衰竭、支氣管擴張、肺氣腫、上氣道機械性阻塞、先天性心臟病、肺結核;近4周內有呼吸道感染病史;有長效β2受體激動劑禁忌證;對本研究用藥過敏。另選取同期在本院行健康體檢的80例健康兒童作為健康組,均無哮喘或其他過敏性疾病。哮喘組男48例,女32例;年齡4～12歲,平均(7.52±1.37)歲;體質量指數(22.13±1.52)kg/m2;病程5個月至5年,平均(2.95±0.75)年。健康組男50例,女30例;年齡4～12歲,平均(6.98±1.58)歲;體質量指數(22.64±1.39)kg/m2。兩組性別、年齡、體質量指數比較,差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究經醫院倫理委員會批準,患兒家屬自愿簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1治療方法 哮喘組給予吸入性沙美特羅替卡松干粉劑(規格:每吸50 μg沙美特羅和250 μg丙酸氟替卡松,生產廠家:Laboratoire GlaxoSmithKline,批準文號:國藥準字H20150324),1吸/次,2次/天。根據患兒病情給予硫酸沙丁胺醇吸入氣霧劑(規格:100 微克/撳,200撳/瓶,生產廠家:山東京衛制藥有限公司,批準文號:國藥準字H20113348)治療,以減輕患兒急性發作期癥狀,急性發作期后停用。共治療3個月。

1.2.2基因多態性檢測 采集所有受檢者5 mL外周靜脈血(健康組于體檢當天采集,哮喘組于治療前1 d采集),采用乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝,離心20 min(轉速為3 000 r/min),分離血細胞及血清,采用全血基因組DNA小量提取試劑盒(購自廣州博翀生物科技有限公司)提取血細胞中DNA,通過紫外分光光度法(試劑盒購自上海梵態生物科技有限公司)測定DNA純度、濃度。PCR反應總體系為25 μL。反應條件:95 ℃預變性3 min,95 ℃變性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸60 s,共39個循環。PCR擴增及延伸引物由Array Designer軟件設計,由上海生工生物工程有限公司合成并提供。通過單核苷酸多態性(SNP)基因分型檢測試劑盒(購自上海碧云天生物技術有限公司)對SOCS5基因rs6737848、rs41379147、rs3768721位點的基因多態性進行檢測。

1.2.3療效評估 參考《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》[9]制訂療效評估標準:治療3個月后,無日間癥狀、夜間憋醒或咳嗽等癥狀為完全緩解;哮喘偶爾輕度發作,肺部無細濕啰音和哮鳴音為良好控制;臨床癥狀部分消失,哮喘發作次數減少,肺部有輕微細濕啰音和哮鳴音為部分控制;臨床癥狀、哮喘發作次數未見明顯緩解,肺部有明顯細濕啰音和哮鳴音為療效不良。療效良好=完全緩解+良好控制+部分控制。

1.2.4肺功能 通過全自動肺功能檢測儀(型號:HI-801型,生產廠家:日本捷斯特公司)測定患兒治療前、治療3個月后的用力呼氣肺活量(FVC)、第1 s用力呼氣容積(FEV1),并計算FEV1/FVC比值。同時采用全自動峰速儀[型號:PEF-3型,生產廠家:春妙(上海)醫療器械有限公司]測定最大呼氣流量(PEF)。

2 結 果

2.1兩組SOCS5基因不同位點等位基因與基因型分布比較 經驗證,兩組SOCS5基因rs6737848位點、rs41379147位點、rs3768721位點的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律,樣本資料具有群體代表性。哮喘組SOCS5基因rs6737848位點攜帶C等位基因、CC基因型頻率高于健康組,差異均有統計學意義(P<0.05);但兩組SOCS5基因rs41379147位點、rs3768721位點攜帶等位基因與基因型分布比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1～3。

表1 兩組SOCS5基因rs6737848位點等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表2 兩組SOCS5基因rs41379147位點等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表3 兩組SOCS5基因rs3768721位點等位基因與基因型分布[n(%)]

2.2哮喘組不同療效SOCS5基因不同位點等位基因與基因型分布比較 根據治療結果,哮喘組患者被分為療效良好組(52例)和療效不良組(28例)。療效不良組SOCS5基因rs6737848位點攜帶C等位基因、CC基因頻率高于療效良好組,差異均有統計學意義(P<0.05);但兩組SOCS5基因rs41379147位點、rs3768721位點攜帶等位基因與基因型分布比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表4～6。

表4 哮喘組不同療效SOCS5基因rs6737848位點等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表5 哮喘組不同療效SOCS5基因rs41379147位點等位基因與基因型分布比較[n(%)]

表6 兩組SOCS5基因rs3768721位點等位基因與基因型分布比較[n(%)]

2.3SOCS5基因多態性對哮喘發病風險及療效影響的Logistic回歸分析 以是否哮喘發病(是=1,否=0)、療效(療效不良=1,療效良好=0)作為自變量。將表1～6中差異有統計學意義的指標進行賦值:SOCS5基因rs6737848位點攜帶CC基因型(是=1,否=0),進行Logistic回歸,結果顯示SOCS5基因rs6737848位點攜帶CC基因型是哮喘發病、哮喘療效不良的危險因素(P<0.05)。見表7。

表7 SOCS5基因多態性對哮喘發病風險及療效影響的Logistic回歸分析

2.4哮喘組不同SOCS5基因型患兒治療前后肺功能指標水平比較 哮喘組攜帶不同SOCS5基因型患兒治療3個月后的FEV1、FEV1/FVC、PEF水平均高于同一位點治療前,差異均有統計學意義(P<0.05);治療3個月后,哮喘組SOCS5基因rs6737848位點攜帶GG基因型患兒的FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CG基因型,CG基因型患兒FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CC基因型,差異均有統計學意義(P<0.05);哮喘組SOCS5基因rs41379147、rs3768721位點攜帶不同基因型的患兒治療前后FEV1、FEV1/FVC、PEF水平比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表8。

表8 哮喘組不同SOCS5基因型患兒治療前后肺功能指標水平比較

3 討 論

哮喘本質是一種氣道內變態反應性炎癥、細胞因子異常誘發的免疫失衡性疾病,即以Th2型免疫反應增強、Th1型免疫反應減弱為主要表現。因此,積極預防、調節Th1/Th2 反應失衡在防治哮喘、抑制氣道高反應性及炎癥中尤為關鍵。

臨床研究發現,由細胞因子受體介導的JAK-STAT信號傳導在膠原合成、免疫調節、氣道高反應性、嗜酸性粒細胞浸潤、成纖維細胞增殖中發揮重要作用,并通過介導多種生長因子、細胞因子信號傳導而影響Th細胞分化[10]。而SOCS是JAK-STAT信號通路負反饋調節的重要分子,其通過下調JAK-STAT信號通路表達水平,調節淋巴細胞、樹突細胞、單核巨噬細胞等諸多免疫細胞的分化、發育、活化,進而對炎癥因子釋放、表達產生影響,參與哮喘、類風濕性關節炎等疾病的發病。SOCS5位于染色體2p21上,主要表達于Th1細胞中,可負向調控Th2細胞分化、正向調控Th1細胞分化[11]。SOROKINA等[12]研究發現,哮喘患兒血清中SOCS1、SOCS3、SOCS5水平上調,參與免疫反應過程。SHARMA等[13]研究發現,SOCS5沉默誘導JAK-STAT信號通路轉導激活,可促進急性T淋巴細胞性白血病的發生。SEKI等[14]在一項動物實驗中報道,SOCS5轉基因小鼠可對白細胞介素(IL)-4介導的Th2細胞分化產生抑制作用,表明SOCS5可負向調控IL-4依賴的信號通路。由此可以推測,在Th1分化環境中誘導的SOCS5在介導哮喘氣道炎癥發生及調節Th1/Th2失衡中具有重要意義。但目前關于SOCS5基因多態性是否與哮喘發生、發展及療效有關,臨床上尚無明確定論。

SALTYKOVA等[15]于2013年首次報道rs6737 848 SOCS5基因與哮喘的相關性,結果發現,該位點基因多態性與顯性哮喘模型(OR=0.284,95%CI:0.126～0.638,P=0.02)、假性哮喘模型(OR=0.338,95%CI:0.158～0.723,P=0.05)相關。本研究中,Logistic回歸分析發現,攜帶SOCS5基因rs6737848位點CC基因型是哮喘發病和療效不良的危險因素(P<0.05),攜帶CC基因型患兒的哮喘發病風險增加4.222倍(95%CI:1.965～9.071)、療效不良風險增加6.217倍(95%CI:1.256～30.774),可見SOCS5基因rs6737848位點多態性與哮喘發生、發展密切相關,臨床應將rs6737848位點攜帶CC基因型患兒作為重點篩查對象。AVERYANOV等[16]針對50例健康對照者、59例過敏性哮喘患者進行研究,結果發現,兩組SOCS5基因rs6737848位點多態性分布差異明顯,且純合子型是過敏性哮喘的危險因素(P<0.05),與本研究結論基本一致。本研究結果顯示,哮喘組SOCS5基因rs41379147、rs3768721位點基因型分布頻率相比健康組未見明顯差異,表明SOCS5基因rs41379147、rs3768721位點多態性可能不是哮喘發生的易感位點,但也可能與本研究納入樣本量較少相關,故在下一步的研究中需擴大樣本量以驗證本研究結論。本研究進一步發現,治療3個月后,哮喘組SOCS5基因rs6737848位點攜帶GG基因型患兒的FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CG基因型,攜帶CG基因型患兒FEV1、FEV1/FVC、PEF水平高于CC基因型,差異均有統計學意義(P<0.05),提示rs6737848位點C→G基因型突變可能對哮喘患兒的肺功能具有保護作用,在沙美特羅替卡松干粉劑治療中可獲益。而rs41379147、rs3768721位點的基因突變與哮喘患兒療效、肺功能無明顯相關性(P>0.05)。

綜上所述,SOCS5基因rs6737848位點多態性與哮喘發生、療效及肺功能密切相關,其中rs6737848位點攜帶CC基因型可增加哮喘發生風險、降低療效。但本研究尚存在一定不足,如觀察時間較短、樣本量較小且來源單一,且研究樣本的遺傳背景不同可能影響結果,故在隨后的研究中應延長觀察時間、擴大樣本量及來源范圍,并從基因功能方面進一步探討SOCS5基因多態性與哮喘的相關性。