HLA基因与哮喘相关性的研究进展

(胜利石油管理局胜利医院，山东东营 257055)

支气管哮喘(简称哮喘)是最常见的慢性呼吸道疾病，儿童发病率高于成人［1，2］，且近年来哮喘患病率有逐年上升的趋势，对其防治已成为一个全球性的课题。儿童哮喘80%以上为过敏性哮喘。在过敏反应发生过程中，抗原处理和递呈时，表达于单核细胞及巨噬细胞表面的人类白细胞抗原(HLA)分子通过抗原结合槽与外来抗原肽结合形成复合物，并与T细胞表面受体(TCR)结合激活T细胞，继而触发炎症因子分泌等一系列免疫过程，是导致哮喘发病的始动因素［3］。HLA分子在免疫细胞正常表达，并且在免疫应答和免疫调控过程中发挥重要作用，一旦HLA基因发生变异，将导致其编码产物的结构和功能异常。我们对HLAⅡ类基因与哮喘的易感性及面临的挑战系统综述如下。

1 HLA基因及其与哮喘的关系

HLA基因位于人第6号染色体短臂6p21.31的位置，全长3 600 kb，共有224个基因座位，其中128个为功能性基因，96个为假基因，其中39.8%的基因与免疫系统有关。HLA基因参与抗原处理、免疫分化和免疫调节等过程，是导致个体间免疫应答能力和对疾病易感性差异的重要遗传因素。由于HLA分子抗原结合凹槽中氨基酸序列基序是由其基因编码的，而HLA基因具有高度多态性，因此众多具有不同抗原结合凹槽构象的HLA分子结合抗原种类及递呈抗原肽给T细胞的效率表现的非常不同，致使不同的HLA基因型对疾病易感性的影响亦存在差异。HLAⅡ类分子分布于B淋巴细胞、巨噬细胞、郎格罕氏细胞、激活的T淋巴细胞等专职抗原递呈细胞表面，是由α、β链组成的异源二聚体，其α1及β1结构域组成抗原结合槽，可以与外来抗原肽结合参与抗原加工及递呈过程。

目前普遍认为哮喘是由多基因所致的复杂遗传病。2003年Hoffjan等［4］发现哮喘相关基因已有64个，至2006年发现的哮喘相关基因已达120个，涉及多条生物学通路。HLA基因与哮喘的相关性研究始于20世纪80年代，其后的二十多年世界各地的研究者进行了大量的哮喘与HLA基因关系的研究，特别是在免疫应答和免疫调节中具有枢纽性作用的HLA II类基因的研究报道较多。研究表明，HLA II类基因与针对特异变应原的IgE的合成及哮喘发生密切相关。此外，2007年Juhn等［5］采用队列(Cohort)研究进行了12 a的追踪随访，提示HLA基因与哮喘的严重程度相关联。1994年，Young等研究发现携带HLA-DR3基因的儿童哮喘累积发病率明显高于不携带此基因的儿童，提出DR3可能与儿童哮喘相关。同年Aron等采用PCR-RFLP的方法对欧洲白人哮喘家系研究发现DR4和DR7在哮喘组的频率显著高于非哮喘组。2003年Torio等［6］发现DR1基因在哮喘组显著高于对照组。HLA-DQ基因是目前研究与哮喘相关证据较多的一个基因，1991年我国台湾地区的Hsieh等采用血清学分型方法研究发现HLA-DQw2与中国儿童哮喘相关。2005年希腊的一项研究则发现HLA-DQB1*0301-4等位基因与哮喘儿童血清总IgE增加有关［7］。2008年伊朗的另一项研究发现HLA-DQB1*0603和0604等位基因与哮喘相关，且HLA-DRB1，DQA1和DQB1与哮喘患者总 IgE的差异有关［8］。在 HLADP等位基因多态性与哮喘关系的研究发现该基因可能对哮喘有保护作用。1991年Carabablo等应用PCR-SSO方法对黑白混血儿过敏性哮喘的研究显示，HLA-DPB1*0401等位基因频率低于对照组;1993年Lympany等也发现该等位基因频率在哮喘组低于正常对照组。1999年Stephen等研究发现DP基因与对螨的特异性IgE反应具有较显著的关联。2009年韩国研究者采用一种高通量的研究方法，发现 HLA-DRB1*1501、DQB1*0602、DPB1*0501与甲苯二异氰酸酯诱发的职业哮喘有关［9］。

国内亦有其他的相关报道。2001年上海瑞金医院研究报道HLA-DQA1*0101、*0601和 HLADQB1*0303、*0601等位基因与哮喘的易感性相关［10］。2002 年高金明等［11］报道 HLA-DQA1*0104和DQB1*0201等位基因与我国北方哮喘病患者的易感性有关，另有报道HLA-DRB1*15可能是汉族哮喘的易感基因［12］。在一项对北京市117例哮喘患儿和120名健康儿童进行HLA-DRB基因与儿童哮喘易感性关系的研究中，发现HLA-DR2(15)等位基因在哮喘患儿的频率显著高于对照组［13］。HLA基因在染色体上以Ⅰ类、Ⅲ类、Ⅱ类区域的顺序排列，其中HLAⅡ类区域中几乎所有的基因均显示与免疫功能相关。HLAⅡ类基因主要参与免疫应答和免疫调节，在免疫性疾病发生发展过程中具有重要作用。因此，HLAⅡ类基因在哮喘发病中的作用倍受关注。

HLAⅡ类基因与哮喘遗传易感性的研究已有20多年的历史，目前已发现一些与哮喘有关的HLAⅡ类易感基因。但研究多集中于个别等位基因频率在哮喘组与对照组的分布差异，很少涉及对HLAⅡ类基因区域内所有哮喘相关基因进行大规模分析。此外由于研究群体的种族、研究的技术路线和方法的差异以及哮喘的遗传异质性和表型异质性等原因，研究结果的一致性和重复性较差。

2 哮喘易感基因的研究前景

哮喘易感基因的经典研究方法包括候选基因途径和定位克隆策略。候选基因途径是以发病机理为基础对疾病病理发生的各个环节进行详细调查，确定一个或几个最有可能与疾病发生相关的功能基因，先对其基因和邻近的遗传标记做相关分析，进而找出与发病一致的突变。定位克隆法是通过遗传多态性标记建立起某个标记与某一目的基因之间的关联或连锁关系，然后通过各种克隆策略，最终分离鉴定出该目的基因的方法。以上两种方法在哮喘的易感基因研究领域均取得一些成功。例如，Haller等［14］根据候选基因策略采取重测序技术对IL4基因所在位点进行测序研究，发现其非编码区的罕见变异，并显示该变异与哮喘的易感性有关。另外，根据定位克隆策略，2009年 Rogers等［15］采用芯片基因分型技术完成了422个家系的GWAS(genomewide association studies)，在SNP和基因水平上分别鉴定了2个和15个与哮喘关联的易感基因，其中经由定位克隆鉴定的基因是 PHF11、ORMDL3、CHI3L1、DPP10和GPR154。这两种策略也存在一些缺陷和不足;一般而言，候选基因的提出，意味着已有一套基本完整的关于该基因与疾病发病机制的理论假说。因此，如果能证明某种疾病确实与某个基因突变有关，就能阐明这种疾病的生物学机制。但对于哮喘而言，由于其发病机理复杂，确定其候选基因也非易事。对于定位克隆策略而言，需要样本数量较大、病例分层要求严格、较难建立基因之间的相互关系等是其主要缺点。因此，在哮喘易感基因的研究思想上的突破是目前哮喘基因研究领域面临的最大挑战。

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