糖皮质激素受体基因多态性与自身免疫性疾病相关性研究进展

王德全 王玉国 刘保国 柴小磊 李志英 苗国英

自身免疫性疾病(autoimmune diseases，AID)是指以自身免疫应答反应导致组织器官损伤和相应功能障碍为主要发病机制的一类疾病，它的确切病因还不十分清楚。主要包括类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、皮肌炎、硬皮病、多发性硬化症、天疱疮、大疱性类天疱疮等一系列免疫性疾病。AID 发病机制较为复杂，有研究表明细胞凋亡异常与其密切相关，有效促进T 细胞凋亡是维持机体的免疫稳态，纠正自身免疫反应的一个重要因素。临床上糖皮质激素(GC)是治疗自身免疫性疾病的重要药物，但有些自身免疫性疾病在治疗过程中会出现激素抵抗。关于GC 低抗机制已研究多年，仍然尚未解决。基于GC 的生物学效应需要通过GR 介导，因此GR 的变异有可能是GC 抵抗的原因。GR 的研究新进展，使从GR 角度解释糖皮质激素抵抗的机制成为可能。本文对糖皮质激素受体基因多样性与AID 的相关性研究进展作一简述。

1 糖皮质激素受体基因的分子结构及发病机制

GR 是核受体超家族中的一员，1999 年核受体委员会［1］正式命名糖皮质激素受体及其基因为NR3C1(nuclear receptor subfamily 3，group C，member1)。GR在各种动物体内分布，热休克蛋白90、热休克蛋白70和亲免素三种物质在细胞液中可形成一种可溶性结合蛋白，相对分子质量约3 ×105，沉降系数约为3 ～8 s，基因位于染色体5q31 ～q32 内，且包含10 个外显子［2］。GR 基因蛋白mRNA 经过转录，剪接，可以形成GRα、GRβ、GRδ、GRγ 四种mRNA 亚型。其中GRα 受体最活跃，GRβ 作为GRα 的内源性拮抗剂，不与配体结合，直接与糖皮质激素反应原件相结合，阻碍了GRα发挥生物学作用［3］。其他亚型促使h-GR/NR3C1 基因进行转录后修正［4］。糖皮质激素受体是由包含777 个氨基酸的蛋白质的单个多肽链构成。其类固醇结合亚单位分为三个功能区，在受体分子的终端，存在一个区域即功能区A，该区域主要负责与GC的连接。功能区B 负责DNA 的连接，位于氨基酸421～486。有一种复合物能促进DNA 的连接并决定其三级结构，由半胱氨酸残基和锌一起构成。功能区C，位于氨基酸1 ～421，是免疫原性和其他生物特性的载体，占受体容积的一半［5］。两个指纹状结构是与DNA结合的结构基础。配基激活的转录因子将特异靶基因水平上的转录信号转导给转录反应，是GC 依赖细胞内的GR 而发挥的。

糖皮质激素的作用机制:GC 以被动扩散方式通过细胞膜进入胞质，并在GR 激素结合区与GR 结合成糖皮质激素-糖皮质激素受体(GC-GR)复合物，并通过磷酸化作用发生构象变化，与热休克蛋白90 发生解离，暴露出DNA 结合区，进而形成一个同分二聚体复合物，并以主动转运方式进入细胞核与染色体中相应的GC 反应成分(GRE)结合，从而启动和调控某些细胞因子、多肽酶等基因转录合成各种特殊蛋白质，进而产生免疫抑制，抗炎等激素效应。而后通过脱磷酸化使GC-GR 复合物发生解离，热休克蛋白90 重新覆盖整个DNA 结合区，并且释放到细胞质中，形成GR 的循环［6］。

2 糖皮质激素受体基因及其多态性

GR 是甾体激素受体中第1 个被定序的受体。目前研究发现，GR 突变绝大多数来源于疾病的发展过程中，而不是先天性因素，各种疾病的病因及其病理损伤过程不尽相同，在某些疾病中某些因素可能导致GR 突变，而在其他疾病中却可能不会，这也就是为什么GR 突变或多态性，在狼疮肾炎中发现了较高的频率，而在原发性肾病综合征(PNS)患儿体内却未发现。1985 年，Stanley 等成功克隆GR 以来，已报道的GR 基因大致分为以下几种:(1)使GR 表达水平下降的GR基因:这类GR 分子虽然结构正常，但是数量减少。Karl 等研究了GC 抵抗家族，结果显示在GR 基因外显子6 与内含子交界区杂合缺失4 个核苷酸，导致其中1 个mRNA 不稳定，使GR 位点减少50%。还有在cDNA 的2439 位点有1 个腺苷酸插人造成移码突变，使GR 位点明显减少。(2)hGR 基因结构改变:突变不但使受体的结构不完整，还使受体表达数目减少，主要发生在编码区。(3)GR 功能异常:该区的突变使GC 与GR 的亲和力受到影响，对GC 的敏感性也增加，会出现向心性肥胖［7］。

基因多态性是DNA 片段变异类型中的一种，其发生频率为l%以上。GR 基因多态性很可能通过改变GR-GC 复合体的结构，从而导致靶基因转录活化和转录抑制过程的发生［8］。有学者研究报道，NR3C1 基因突变如2023-2024 +Zde1GAGT、2317G ＞A(V7291)及2373T(GI747M)等，认为GR 结构、功能异常可导致GC 产生抵抗［9，10］。2009 年Niu 等［11］将CR 基因的多态性位点扩大到108 个，其中只有一部分基因多态性位点与机体对糖皮质激素的反应性有关。Ttbl Ⅲ、ER22/23EK、N363S、BclⅠ和GR-9β 是目前为止研究最多的几个多态性位点，同时研究证实了这些多态性位点与糖皮质激素的反应性有着密切联系，但是这些基因变异对糖皮质激素反应性的作用机制仍需要进一步的研究来证实。

3 糖皮质激素受体基因多态性与AID 关系

国内有学者研究发现39 例狼疮肾炎患者中有8例存在GR 基因多态性异常，其DNA 序列分析发现在第2439 基因位点处插入1 个腺嘌呤核苷酸导致GR蛋白额外合成20 个氨基酸，提示GR 异常可能与狼疮肾炎的发病有关，认为GC 抵抗与此突变有相关性。近期发现肾病综合征患儿发生GC 耐药与这两种HCR基因单倍型［1374A ＞G+IVSG-68-IVSG-63delAA AAAA + IVSG-9C ＞G + 2382C ＞T］和1896C ＞T +2166C ＞T+2430T ＞C］有相关性［12］;同时Derijk 等［13］研究表明RA 的GC 耐药与hGRβ 基因的外显子9β 明显相关，hGRβ mRNA 的稳定性的增加严重阻碍了对GRα 的转录激活功能。因此GRβ 可能是一种内源性抑制剂，能降低了GC 的敏感性。总之，GC 耐药机制可能与GRβ 表达增加有关。Lee 等［14］研究发现66 例SLE 患者中有8.3%的SLE 患者GR 基因外显子9 单基因发生突变，而在52 名健康对照组未发现突变，在其他自身免疫性疾病检测到突变率为3.7%。SLE 的发病与基因多态性有关，是通过DNA 序列分析表明在GR766 密码子上有一处T 被C 替换得出的。

检测类风湿关节炎(RA)患者GR 基因发现外显子913ATI’rA 存在多态性，进而得知GR-8βmRNA 稳定性的增强影响到对激素的敏感性［15］。van Oosten等［16］发现ER22/23EK 基因突变可增加RA 发生的易感性，而N363S 和BclI 基因多态性减少RA 的易感性。Neeck 等［17］研究表明类风湿关节炎患者的GRa、GRβ的表达水平比要高于正常人，而通过GC 治疗后GR 位点有所减少，认为GR 的增高反应导致类风湿关节炎的发病，GC 能够降低增高了的GR，是主要治疗药物，说明RA 的疾病发展过程中GRɑ 与GRβ 都参与了。同时在RA 患者中GRβ 表达水平明显高于GRa 的表达水平，提示GRβ 与RA 的发病有更高的相关性;RA患者GRβ 表达水平在活动期明显高于在缓解期的表达水平，而且还与炎症反应程度呈正相关。另外从GR 与RA 患者激素敏感性上来看，激素抵抗型RA 患者GRβ 的表达水平明显高于对激素敏感型的RA 患者的表达水平已被证实。王莉莉等［18］通过分析ER22/23EK 基因多态性在健康组、对照组和多发性硬化(MS)中的分布差异，这种多态性变化改变了受体的表达和功能，从而影响了疾病的易感性及临床表现的多样性，并且对GC 治疗效果也有一定程度的影响。

4 发展与展望

不久的将来GR 的分子结构、亚型及其相关功能得到深入和完善，这都是进一步实施人类基因组计划及分子生物学技术不断创新的结果。同时，一种更灵敏、经济、快速的基因变异检测技术的建立，可能会发现影响机体产生糖皮质激素敏感性的诸多因素。变异基因编码结构异常GR 蛋白影响到GC 作用效应，是通过GR 基因的编码序列，已发现多个有意义的基因变异位点。研究GR 基因突变对于阐明GC 个体反应性的遗传学差异有重要意义，但是要想保证获得真正可靠的结果必须要求有足够的样本量，大样本、多中心的研究。GC 是各种疾病的首选治疗药物，但不乏会产生高血压、糖尿病、骨质疏松等不良反应。不同患者对GC 治疗的敏感性不同，盲目增加剂量不仅不能带来预期的疗效，反而引起不良反应，严重者会导致死亡。因此当需要长期大剂量使用GC 时，我们必须考虑如何以最小剂量取得最理想疗效并最大限度减少不良反应的发生，故仍需进一步探索。不久的将来，一定能最终阐明影响糖皮质激素个体反应的遗传学差异，为研发新药、制订个体化基因治疗方案奠定坚实的基础。

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