维生素D受体及其基因多态性与哮喘相关性的研究进展

吴慧，张春伟，王永清，李燕林

维生素D受体及其基因多态性与哮喘相关性的研究进展

吴慧，张春伟，王永清，李燕林

支气管哮喘（简称哮喘）是一种多因素引起的以气道高反应、慢性气道炎症和可逆性气道阻塞为特征的异质性疾病，发病率逐年上升[1]，已成为威胁儿童健康最常见的慢性肺部疾病[2-3]，但是在不同群体、不同环境因素和不同基因作用下，哮喘发生的过程不同。

维生素 D 是人体生长发育所必需的，在钙磷代谢和骨骼重塑中发挥决定性作用。目前越来越多的研究表明，维生素 D 是免疫系统反应的重要调节剂，它通过维生素 D 受体（VDR）发挥免疫调节作用，在自体免疫和炎性疾病[4-5]中起重要作用，包括哮喘以及过敏性疾病[6-8]。越来越多的学者重视从哮喘易感基因水平防治哮喘，已有研究表明许多基因参与哮喘的发生发展[9-10]。

1 维生素 D 及 VDR

维生素 D 属于脂溶性维生素，它包含 5 种化合物，维生素 D2 和 D3 是与人类健康关系最密切的维生素，人体代谢合成的主要是维生素 D3，随血液循环运输至肝脏，经肝微粒体单氧酶系统作用转变为主要的代谢物25(OH)D，在肾脏线粒体单氧酶系统作用下转化为维生素 D 1,25-二羟基维生素 D3 [1,25(OH)2D3]，它是维生素 D 的活性形式，甲状旁腺激素、钙、磷、成纤维细胞生长因子等都可影响 1,25(OH)2D3。它与 VDR 结合，经血液到达小肠、骨等靶器官与靶器官的核受体结合从而发挥生理作用。

维生素 D 被认为是一种重要的免疫系统调节剂，可能是结合 VDR 影响免疫反应结果的新途径。有证据表明，在大多数免疫细胞表达的维生素 D 受体，包括 T 细胞和B 细胞，以及巨噬细胞和树突细胞[11-12]，可通过细胞免疫及体液免疫发挥调节作用。Mann 等[13]总结了维生素 D 可预防哮喘的潜在机制：呼吸道感染的免疫反应的调制；Th1/Th2 平衡的控制；调节性 T 细胞（Treg）的免疫抑制；减少炎性细胞因子的产生；降低嗜酸性粒细胞和 IgE 水平；调节糖皮质激素的临床反应。较低的维生素 D 水平与哮喘严重程度相关，包括哮喘恶化和住院的可能性，气道反应性和吸入性类固醇的使用[14-16]。而且维生素 D 缺乏会增加哮喘或哮喘发作的风险，产妇妊娠期间维生素 D 的摄入量较高可使儿童喘息性疾病的风险降低[17-20]。

VDR 为亲核蛋白，属于类固醇/甲状腺激素受体超家族成员，广泛分布于人体内的组织细胞中，除了肠道、肾脏和骨骼等靶器官外，在血液、淋巴、胸腺、B 细胞、T 细胞、泌尿生殖系统、神经系统和多种免疫细胞膜中也有分布[11]。 VDR 作为转录调节因子介导 1,25(OH)2D3的生物活性，通过结合到 VDR 基因的特异性结合位点来发挥其作用。VDR 复合物可调节 Th 细胞发育和 Th 细胞因子谱变化的靶基因的转录水平[21-22]，抗炎和免疫调节作用与维生素D 和 VDR 的结合相关的多种基因的表达相关[23]。

2 VDR 基因及其多态性

人们通过全基因组关联研究（GWAS）发现了众多与血清维生素 D 浓度相关的基因多态性位点，主要包括维生素D 代谢通路上多个关键酶的编码基因：影响 1,25(OH)2D3生成的上游基因（CYP2RI），影响 1,25(OH)2D3转化或清除的下游基因（CYP27BI、CYP24AI），以及维生素 D 结合蛋白和维生素 D 受体的编码基因。目前对 VDR 基因的研究最多，单核苷酸多态性会产生较大的影响，但人们对这些多态性产生的功能学效应却了解得甚少。

近年来发现，VDR 多态性可能导致维生素 D 受体数量或功能上的变化，从而对疾病的发病产生一定的影响[24]。VDR 的基因位于染色体 q12-q14，全长约 75 kb，它由 9 个外显子组成，外显子 1 至少有 6 个亚型，并且跨越 60 ～ 70 kb 的基因组序列，哮喘的相关基因几乎都与VDR 基因的 12q 染色体连锁[25]。有研究显示 VDR 的遗传变异可能影响 VDR 的 RNA 稳定性和翻译效率，从而影响靶基因的转录[26]。

维生素 D 受体多态性基因主要有 ApaI、FokI、BsmI、TaqI、Tru 9I 等位点，不同的基因在哮喘的分布频率不同。最常被研究的 4 个 VDR 受体单核苷酸多态性位点 Fokl、Bsml、ApaI 和 TaqI 分别位于转录起始位点、第 VIII 内含子、第 VIII 内含子和第 IX 外显子[27]。最近的一项荟萃分析表明，TaqI 和 BsmI 与哮喘易感性相关[28]。VDR 的启动子区域较长，可启动多种具有组织特异性的转录产物的合成；而不同区域的多态性对 VDR 基因表达的影响各异，5' 端启动区的多态性位点对 mRNA 的表达有影响（如FokI 酶切位点），而 3' 端非翻译区的多态性位点则对mRNA 的稳定性和蛋白质的效率有影响（如 Apal、BsmI 和TaqI）[29]，5' 端启动子区内的多态性位点会影响 mRNA 的表达模式和表达水平，而 3' 端非翻译区的多态性位点则影响 mRNA 的稳定性和蛋白质的翻译效率，并且这种影响与其所在的细胞类型、分化阶段和活性状态有关。

3 VDR 基因多态性与哮喘

维生素 D 影响上皮细胞、T 细胞、B 细胞和树突细胞的功能，进而影响先天性和适应性免疫。Chan 等[30]指出儿童哮喘与多个因素相关，包括维生素 D 功能，嗜酸性粒细胞增多，母亲怀孕期间的抗生素暴露，环境暴露和易感基因等，且维生素 D 的功能受 VDR 基因多态性的影响。

VDR 基因属于多效性基因，国外许多研究表明 VDR基因多态性与哮喘相关联[31-32]，提示 VDR 基因多态性可能直接或间接参与哮喘发生发展的机制。Zhao 等[33]的荟萃分析表明，VDR 基因多态性在哮喘发生发展过程中的重要性，并提示 VDR 在哮喘中发挥重要作用。由于 ApaI、BsmI和 TaqI 多态性是沉默密码子的变化，它们的影响可能与蛋白质结构的变化无关，但是与 RNA 的稳定性和（或）翻译效率的差异相关。有研究表明，尽管涉及沉默的密码子变化，但是 ApaI、BsmI 和 TaqI 多态性与哮喘疾病显著相关，且FokI 多态性与性别和年龄相互作用可以改变哮喘风险[28]。在国内，对于 VDR 基因多态性的研究也越来越多，多项研究表明 VDR 基因的不同位点与哮喘有密切关联。国内外相关报道的基本情况见表 1。

表 1 VDR 基因多态性与儿童哮喘文献的基本特征

基因的表达不仅取决于遗传学的变化，而且取决于种族、环境因素、文化及其复杂的相互作用。不同基因和（或）环境因素之间的相互作用会影响 VDR 的作用，具体来说，编码参与气道炎症发展的促炎和抗炎细胞因子的基因是维生素 D 的靶标，并且由 VDR 基因多态性引起的 VDR 依赖性信号通路的活性降低，最终会干扰这些基因的转录速率，影响哮喘进程[45]。

4 展望

综上所述，维生素 D 通过调节机体的固有免疫与获得免疫发挥免疫调节来维持免疫系统平衡作用。随着分子生物学技术的不断发展，维生素 D 代谢相关的基因在哮喘的发病机制中越来越受到重视，VDR 基因是其中一个研究较多的基因，它增加了哮喘的易感性，可以被认为是哮喘易感性的生物标志物。因此，VDR 基因多态性水平研究是哮喘预防和治疗的新方向。在我国，VDR 基因多态性的研究越来越多，VDR 基因多态性和相关的风险因素之间的相互作用或联合单核苷酸多态性与哮喘的累积效应，需要大样本量和遗传、环境因素等综合知识进一步验证。

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第一届中国生物诊断技术高峰论坛第一轮通知

为适应政府职能转变的社会需求，积极发挥行业组织的前台服务功能，更好地促进我国体外诊断（IVD）技术进步与产业规范化健康发展。在中国食品药品检定研究院的直接参与和鼎力支持下，中国医药生物技术协会生物诊断技术分会定于2017 年 7 月 21 – 22 日在河南省郑州市举办“第一届中国生物诊断高峰论坛”。欢迎从事生物诊断技术研发、生产与应用的广大同行踊跃参加交流。会议主题：技术与产业、发展与规范。主要内容：体外诊断技术与产品的管理标准及相关政策法规解读；二代测序、液态活检等新技术（新方法）研发与规范化应用；临床检验技术发展与转化；血液病原学筛查与输血安全。主办单位：协会生物诊断技术分会，联系人：李秀华，13501257618，lixiuhua2005@163.com。

食药总局发布仿制药质量和疗效一致性评价研制现场核查指导原则等4个指导原则

为落实《国务院办公厅关于开展仿制药质量和疗效一致性评价的意见》（国办发〔2016〕8 号）、《关于落实〈国务院办公厅关于开展仿制药质量和疗效一致性评价的意见〉有关事项的公告》（国家食品药品监督管理总局公告 2016 年第 106 号）的有关要求，国家食品药品监督管理总局组织制定了《仿制药质量和疗效一致性评价研究现场核查指导原则》、《仿制药质量和疗效一致性评价生产现场检查指导原则》、《仿制药质量和疗效一致性评价临床试验数据核查指导原则》、《仿制药质量和疗效一致性评价有因检查指导原则》。详情请登录国家食品药品监督管理总局网站 http://www.sda.gov.cn/WS01/CL0087/ 172736.html 查阅。

10.3969/j.issn.1673-713X.2017.03.013

213000 江苏，苏州大学附属第三医院（常州市第一人民医院）儿科

李燕林，Email：13776867521@163.com

2017-03-18