类风湿关节炎易感基因多态性研究进展

周 婷，龙 丽，周 彬

(1.川北医学院风湿病研究所，四川 南充 637000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院风湿免疫科，四川 成都 610072)

类风湿关节炎易感基因多态性研究进展

周 婷1，2，龙 丽2，周 彬2

(1.川北医学院风湿病研究所，四川 南充 637000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院风湿免疫科，四川 成都 610072)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是最常见的自身免疫炎性风湿病，其发病机制尚未完全阐明，98遗传因素在RA发病中扮演重要作用。最近研究发现基因多态性与RA易感性密切相关，大型基因组关联研究证实除去人类白细胞抗原基因，人类基因组上还存在许多RA易感基因座，包括PADI4、PTPN22、CTLA-4、TRAF1-C5、IL等。RA易感基因多态性的发现，不仅有助于阐明RA发病机制，而且对疾病严重程度的评估及预测预后均有重要价值。

类风湿关节炎；基因；多态性

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是最常见的自身免疫性疾病，影响0.5%～2%的世界人口，男女发病率约1∶2～3。RA以慢性、全身性炎症为主要特征，主要影响关节滑膜组织，最终导致关节破坏、功能残疾甚至死亡。尽管RA的发病机制尚未完全阐明，一般认为环境、遗传、自身免疫因素在RA的发病中起共同作用，其中遗传因素在RA易感性中所占比重约为60%。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)是指基因组DNA序列中由于单个核苷酸(A、G、C、T)替代而引起的多态性，作为第三代遗传标记，SNPs在基因组中具有高密度和高保守的特点，初步估计人类整个基因组中共有300万以上的SNPs[1]。近年来，与RA相关的易感基因多态性的筛查成为国内外学者研究热点。现就RA相关易感基因单核苷酸多态性研究进展进行综述。

1 HLA类遗传易感基因

人类白细胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)基因系统定位于6p21.3，是人类基因组中与疾病相关性最大的一个区域，目前，超过100种疾病，尤其是自身免疫性疾病，都证实与HLA基因有关。自20世纪70年代始，许多研究证实HLA-DRB1等位基因与RA发病相关[2]。其中位于HLA-DRB1蛋白β1链的第三高变区中的第70-74氨基酸均编码一个保守的氨基酸序列，被称为共享表位(shared epitope，SE)。迄今为止，含有SE的HLA-DRB1*01(*0101)、DRB1*04(*0401、*0404)、DRB1*10(*1001、*1002、)、DRB1*14(*1412、*1417)等位基因证实与RA发病相关。随后研究发现HLA-DQ是另一个与RA发病相关的等位基因。最近的研究表明[3]，在英国高加索人群和北美，HLA-DQA1(rs9272219)基因位点多态性与RA易感存在相关，这在中国汉族人群中同样也得到证实[4]。由于基因连锁不平衡存在，HLA-I类基因区域近年来也被发现与RA发病相关。Lee等[5]在HLA-I类区域发现DOB1，TAP2及COL11A2基因与RA易感性相关，这一研究成果不仅被Orozco等[6]证实，同时Orozco还发现在HLA-I基因不同区域新的RA易感基因座(ZNF391、OR2h1、C6orf26-RDBP)。挪威人群的一份研究显示[7]，在抗环瓜氨酸肽(cyclic citrullinated peptide，CCP)抗体阳性RA患者，HLA-C是独立于HLA-DRB1之外的第二易感位点。总体而言，HLA-DRB1 SE是与RA易感性关联最强的基因，然而HLA基因对RA遗传成分贡献为30%-50%，筛查和鉴定HLA区域外的RA易感基因多态性成为当下学者研究热点，主要相关基因如下。

2 非HLA类遗传易感基因

2.1 肽基精氨酸脱亚氨酶4(peptidylarginine deiminase，PADI4) PADI4定位于1p36，是一类可以在钙离子参与下催化蛋白质中的精氨酸残基脱去亚氨基生成瓜氨酸肽的翻译后修饰酶。2003年首次在日本[8]人群中发现PADI4与RA易感相关，但随后土耳其[9]、英国[10]等学者的研究显示PADI4多态性与RA无关，然而，在亚洲人群研究中，这种相关性不但得到确认[8，11]。在整个PADI4基因上，已发现17个SNPs，现已发表的PADI4与RA的关联性研究多集中在PADI4的5个SNPs，分别为PADI4-89(rs11203366 g/A)、PADI4-90(rs11203367T/C)、PADI4-92(rs874881 g/C)、PADI4-94(rs2240340T/C)和PADI4-104(rs1748033T/C)。最近的一项荟萃分析认为[12]，以上PADI4基因5个SNPs均与亚洲RA人群显著相关，而在欧洲RA人群，关联较紧密的则是PADI4-89、PADI4-90、PADI4-104。PADI4基因多态性与RA相关性研究结论尽管在不同人群中存在较大差异，但到目前为止，PADI4基因与RA相关性已获得公认，且这种遗传易感性在亚洲RA人群更显著。PADI4基因过量表达产生大量瓜氨酸的蛋白质，导致抗CCP抗体的产生，而高滴度抗CCP抗体者更容易出现严重的关节损害。DU Y等[11]在中国汉族人群研究发现PADI4两个位点rs174803、 rs22403403与抗CCP抗体阳性的RA相关，而rs2240340与RA关节损害有一定相关性，Suzuki等[13]也发现PADI4(rs2240340)与RA关节影像学进展相关，PADI基因分析结果与抗CCP抗体滴度一致。PADI4基因多态性能否是继抗CCP抗体之后的又一个关节损害预测指标，需要在今后大样本随机对照研究中进一步明确。

2.2 蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型22(protein tyrosine phosphatase nonreceptor 22，PTPN22) PTPN22定位于1p13.2，可编码细胞内蛋白酪氨酸磷酸酶(LYP)，是一种强大的T细胞活化抑制剂。PTPN22 C1858T单核苷酸多态性最早发现与1型糖尿病相关，随后发现与包括RA在内的多种自身免疫性疾病(系统性红斑狼疮、Graves病、多发性硬化等)相关。PTPN22 1858C→T单核苷酸突变使第620位密码子编码的氨基酸从精氨酸(Arg)变成色氨酸(Try)，这种突变使得重要的信号分子的磷酸化程度降低和相关肿瘤细胞受体(tumor cell receptor，TCR)信号转导下调，失去对T细胞活化的抑制作用而参与RA发病过程。Begovich等[14]首次报道了PTPN22 等位基因与RA之间具有重要相关性，随后这种相关性在欧洲[15]等国家研究中得到验证。由于不同种族及遗传背景存在差异，PTPN22 1858C→T位点突变在韩国、日本、中国等亚洲国家突变率极低，因此，PTPN22 1858C/T多态性与亚洲RA人群相关性不大。目前，越来越多研究显示PTPN22 C1858T T等位基因突变与类风湿因子及抗CCP抗体相关，有可能PTPN22基因变异可以易化这些抗体的产生从而使个体对RA易感。2006年，Kawasaki等[16]在日本和韩国人群研究发现位于PTPN22基因启动子区域的另一个多态位点-1123 g/C(rs2488457)与I型糖尿病相关，随后，Viken等[17]在挪威人群研究中发现PTPN22-1123 g/C与RA易感性有关，这种相关性随后在中国[18]、韩国[19]等多个国家的研究中也得到证实。此外，通过候选基因组研究不断发现PTPN22上许多新的RA易感位点，如PTPN22(rs33996649、rs1217414、rs381102)，但这些研究设计很多属于小样本研究，缺乏敏感度和准确度高的大样本、多中心研究，未来有待进一步研究证明这些位点与RA发病之间相关性。

2.3 人类细胞毒性T细胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte antigen 4，CTLA-4) CTLA-4基因定位于2q33，该蛋白是T细胞活化的重要下调分子。目前，已经发现CTLA-4基因上SNP超过100个，其中，与RA易感相关性研究最多的位点是CTLA-4 +49A/G(rs231775)，该位点多态性改变使CTLA-4上第17位氨基酸由苏氨酸(Thr)变成丙氨酸(Ala)，导致CTLA-4的细胞表面表达水平下降，从而抑制其功能表达。过去的研究评估CTLA-4 +49A/G与RA易感性之间的关系，不同人群研究结论存在较大争议，然而，最近的两篇荟萃分析均认为[20，21]，CTLA-4 第49位基因多态性在亚洲人群中与RA相关，而在欧洲人群中则没有这种易感相关性，表明CTLA-4与RA易感风险存在种族差异。此外，位于CTLA-4基因外显子4的3，UTR区域的CT60 g/A(rs3087243)是另一个与RA相关性研究较多的位点。来自墨西哥[22]人群研究显示，CT60 g/G单体型是RA易感基因型，这在中国[23]、北美[24]人群研究中也得到证实，而CT60 g/A、CT60A/A 单体型则能够降低RA易感风险，是RA的一种保护基因型。最近，一项来自美国黑人(505RA患者和712健康对照者)研究显示[25]，CTLA-4基因上位于内含子1区多态位点(rs231778)也可降低美国黑人RA易感风险，可以部分解释非洲人群RA患病率较低原因。Tang等[23]研究发现，与抗CCP抗体阴性的RA相比，CTLA4基因能增加抗CCP抗体阳性RA易感风险。总之，CTLA4基因与RA相关性相对较温和，未来有待进一步研究明确CTLA-4基因多态性与不同人群RA发病的之间关系。

2.4 信号转导和转录激活因子4(signal transducer and activator of transcription 4，STAT4) STAT4定位于2q32.2-32.3，是参与引起自身免疫性疾病的Th1(T helper cell，Th)和Th17细胞活化的重要转录因子。STAT4基因与RA相关性通过候选基因研究确定，与HLA-DRB1和PTPN22基因相比，STAT4基因与RA易感相关性则比较微弱。目前，已发现STAT4基因上4个SNPs(rs1189341、rs7574865、rs8179673、rs10181656)与RA易感性相关，其中关联性最强的为STAT4(rs7574865)T等位基因，这种相关性在欧洲[26]、亚洲[27]等人群研究中均得到证实。通过对人群研究发现，欧洲有将近21.4%人群携带STAT4(rs7574865)T等位基因，而在亚洲人群中最高为32%。Orozco等[26]通过对RA分层分析发现，STAT4(rs7574865)基因变体是独立于抗CCP抗体之外的RA易感基因。最近，西班牙[28]人群研究数据表明，携带STAT4(rs7574865)T等位基因纯合子患者，可发展为更严重的关节损害，甚至致残。STAT4能否成为判断RA严重程度指标及预后指标，仍需要大量严格重复性试验加以验证。

2.5 肿瘤坏死因子受体相关因子1/补体5(TNF receptor factor1 and complement component 5,TRAF1-C5) TRAF1-C5基因定位于9号染色体。TRAF1基因是肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)基因家族成员，在细胞增殖、分化、细胞因子的激活和抑制中均扮演重要角色。2007年，美国和瑞典的研究学者[29]通过全基因组关联研究(genome-wide association studies，GWAS)证实TRAF1/C5是 RA风险等位基因。近年研究发现，TRAF1/C5(rs2900180)是RA疾病严重程度标志基因，尤其是在关节损害上[30]，而TRAF1/C5(rs3761847)能增加RA患者非心血管死亡风险[31]。TNF是RA发病机制中最重要的细胞因子，尽管，TNF-α拮抗剂被广泛应用并被证明治疗RA有效，然而，基因因素在个体患者对药物治疗反应程度上起着重要作用。Canhao等[32]研究发现携带TRAF1/C5(rs3761847)G等位基因RA患者对TNF-α拮抗剂治疗反应较差。因此，TRAF1/C5基因多态性有望成为TNF-α拮抗剂治疗RA预测疗效的有效遗传标志，未来还需要进一步研究来验证这些发现。

2.6 白细胞介素(interleukin，IL) 细胞因子在RA滑膜病变中发挥核心作用，而IL是细胞因子的重大组成部分。研究显示，细胞因子多态性常常与RA患者侵蚀性关节损害有关，其中位于IL-1B启动子区域多态位点-511A/G(rs16944)与RA易感存在相关，而携带IL-1B+3954T等位基因患者更易出现严重的关节骨质破坏[33]。IL-6是一种重要的多功能细胞因子，出现在炎症和自身免疫反应中，一些研究表明IL-6-174 g/C(rs1800795)等位基因与抗CCP抗体和RF阳性的RA患者影像学进展相关[34]。与亚洲人群相比，位于IL-6启动子区域的2个功能多态位点-174 g/C和-572 g/C在欧洲人群中与RA有更强的相关性，此外这2个多态位点还能够增加患者患骨质疏松的风险。此外，另一个多功能细胞因子为IL-10，是由单核细胞和淋巴细胞产生，可抑制大量细胞因子的合成，具有抑制炎症和免疫调节的作用。与RA易感相关性研究较多的为位于IL-10启动子区域3个SNPs-1082 g/A(rs1800896)、-892C/T(rs100871)、-592C/A(rs1800872)。-1082 g/A多态性与RA易感性研究结论存在较大争议，一篇荟萃分析结果认为[35]，-1082 g/A多态性与RA易感存在相关，-1082 g等位基因能降低RA易感风险。此外，还发现IL-2、IL-17、IL-21、IL-23R等基因多态性与RA易感相关。总之，白细胞介素基因家族庞大，未来有待发现更多与RA易感相关位点及明确其在RA发病中的作用机制。

2.7 其它 随着GWAS的运用，遗传研究能够检测出人类基因区的许多遗传变异体，有许多基因和易感位点发现与RA发病有关，除上述外，还有TNF基因、骨桥蛋白(OPN)基因、穿孔素(PRF)1基因、CD226、CD40、6q23等。目前许多基因研究尚处于猜测阶段，未来有待更多灵敏度和特异度高的研究设计来明确这些基因与RA易感性之间的关系。

3 小结

综上所述，遗传因素在RA易感性中起着至关重要作用，目前国际公认的RA易感基因包括HLA-DRB1 SE和PADI4、PTPN22。因此，RA易感基因多态性的鉴定不仅有助于阐明RA发病机制，而且有助于临床上对RA的诊断、指导治疗及预测预后。

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Susceptibility gene polymorphism and Rheumatoid arthritis

ZHOU Ting1，2，LONG LI2，ZHOU Bin2

(1.Institute of Rheumatology，North Sichuan Medical College，Nanchong 637000； 2.Department of Rheumatology & Immunology，Sichuan Academy of Medical Science & Sichuan Provincial People’s Hospital，Chengdu 610072，China)

ZHOUBin

Rheumatoid arthritis(RA)is the most common inflammatory autoimmune disease，and the pathogenesis has not been fully elucidated.Several genes have been indicated so far in the pathogenesis of RA.Apart from human leukocyte antigen，large genome wide association studies have identified many loci involved in RA pathogenesis.These genes include Peptidyl Arginine Deiminase type Ⅳ(PADIV)，protein tyrosine phosphatase，nonreceptor type 22(PTPN22)，cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4(CTLA-4)，TNF receptor factor1 and complement component 5(TRAF1-C5)，interleukin(IL)and others.It is important to elucidate the pathogenesis，as well as to assess disease severity and prognosis.

Rheumatoid arthritis； Gene； Polymorphism

周 彬，男，主任医师，硕士研究生导师。中华医学会风湿病学分会委员，中国医师协会风湿免疫科医师分会委员，中国医师协会免疫吸附学术委员会常务委员，中华医学生物免疫学会首届学术委员会常务委员，国家风湿病数据中心专家委员会委员，中国系统性红斑狼疮研究协作组(CSTAR)执行委员会委员，中国健康促进基金会系统性红斑狼疮专项基金专家委员会委员，四川省免疫学会常务理事，四川省免疫学会风湿免疫专业委员会主任委员，四川省风湿病学专业委员会副主任委员，四川省医师协会风湿免疫分会候任会长。主要研究方向：弥漫性结缔组织病的发病机制及免疫治疗。

R593.2

A

1672-6170(2015)05-0050-04

2015-08-03)