Graves病易感基因研究进展

杜 娟，王 欣，谭贵琴，梁钟智，于红松*，姚新生*

(1.遵义医科大学免疫学教研室，贵州省基因检测与治疗特色重点实验室，遵义 563000；2.遵义医科大学基础医学教育教研室，遵义 563000)

Graves病(Graves’ disease, GD)，又称毒性弥漫性甲状腺肿，是常见的自身免疫甲状腺疾病之一，其占甲状腺功能亢进症所有临床类型的85%以上[1]。GD好发于20～40岁的成人女性，男女比例为1∶8[2]。GD的免疫学特征是血清中促甲状腺激素受体抗体(thyroid-stimulating hormone receptor antibody, TSHRAb)、甲状腺过氧化物酶抗体(thyroid peroxidase antibody, TPOAb)、甲状腺球蛋白抗体(thyroglobulin antibody, TgAb)自身抗体的产生，导致甲状腺弥漫性增大和甲状腺功能亢进。GD在西方国家的患病率约为0.5%～2%，中国约为2%～3.0%[3]。GD的病因尚未完全阐明，现普遍认为GD的发病可能与基因和环境(如压力、碘摄入和感染等)有关[1]。GD的家庭和双胞胎研究显示其发展79%可归因于遗传因素[3]，因此鉴定易感基因将有助于GD的诊断、预防和治疗。

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)是指基因组中单个核苷酸变异所引起的DNA序列的多态性，其可能导致翻译的蛋白质序列改变或者调节元件的变化，影响蛋白质的功能进而导致生物性状改变。部分基因变异可能影响免疫相关分子表达，导致免疫细胞、细胞因子失衡、免疫耐受打破，进而参与GD的发生。随着GWAS研究的广泛开展，目前已经发现多个基因参与了GD的发生。本文主要就抗原呈递、T细胞信号转导、B细胞抗体产生、甲状腺激素、凋亡相关基因多态性与GD易感性的关系进行综述。

1 HLA相关基因多态性与GD易感性的关系

HLA基因位于人类染色体6q21.31，全长大约4000 kb，由一群密切连锁的基因组成，表达在细胞表面成为HLAI和HLAII类分子，在向CD4+T/CD8+T细胞提成抗原过程中起着重要作用[1]。

1.1 HLA-I类基因多态性与GD

Mehraji等[4]发现HLA-A*68和B*08可以增加伊朗个体患GD的风险，而HLA-A*33可以减少伊朗个体患GD的风险。Cho等[5]发现HLA-A*02、B*46、Cw*01 是朝鲜人患GD的风险因素，而Cw*07减少朝鲜人患GD的风险，同时存在HLA-B* 46和Cw* 01等位基因可能是朝鲜人早发性自身免疫甲状腺疾病的遗传学标志。Li等[6]对HLA-B*46和亚洲GD易感性的关系进行meta分析发现：HLA-B* 46阳性个体较阴性个体有更高的GD患病风险。

1.2 HLA-Ⅱ类基因多态性与GD

Martin等[7]发现HLA-DRB1*03：01、DRB1*11：01、DRB1*13：01是罗马尼亚人患GD的风险因素，HLA-DRB1*01：01和DRB1*15：01减少罗马尼亚人患GD的风险，携带HLA-DRB1 * 03/11 等位基因的GD患者较携带HLA-DRB1*X/X、*11/Z、*03/Y等位基因(其中X是除03和11之外的其他等位基因，Y是除11之外的任何其他等位基因，Z是除03之外任何其他等位基因)的GD患者有较高的FT4 / TT3比率和TgAb水平，DRB1*04、*07、*08、*09、*10、*12、*13、*14、*16、*17与罗马尼亚人GD易感性无关。王长青等[8]发现HLA-DQA1* 03：01和HLA-DQA1* 05：01可以增加福州人患GD的风险，HLA-DQA1* 02：01与福州地区GD易感性无关；并且发现这3个等位基因与GD发病早晚、甲状腺肿大程度、甲状腺自身抗体等无关。

综上，HLA作为人类基因组最具多样性的基因，其变异可能导致HLA分子氨基酸序列改变，进而异常结合自身抗原启动免疫反应，从而使携带某些HLA等位基因的个体成为GD患病的易感人群。

2 非HLA相关基因多态性与GD易感性的关系

2.1 T细胞相关基因多态性与GD易感性的关系

2.1.1CTLA4基因多态性与GD

CTLA4基因位于人类染色体2q33，编码CTLA4蛋白，其有2种蛋白亚型：全长CTLA4(full length CTLA4, flCTLA4)和可溶性CTLA4(soluble CTLA4, sCTLA4)，flCTLA4通常表达在活化的T淋巴细胞膜表面，与CD28竞争的结合配体B7而发挥免疫抑制作用；sCTLA4的作用尚不清楚，但有人提出sCTLA4作为配体B7的功能性受体阻断B7-CD28相互作用，从而干扰共刺激信号并抑制T细胞增殖[9-10]。早在1995年就有CTLA4基因与GD关系的描述[11]，目前CTLA4基因中的几个SNP与GD相关性已在多个种族中得到验证，如3′-非翻译区的CT60、启动子区域的-318C / T和外显子1区域的+49 A / G[1]。Fang等[12]发现CT60位点G等位基因和GG基因型可以增加广州人患GD的风险，但是其等位基因和基因型频率在男性和女性患者、有与没有家族史、眼病和复发史的GD患者之间没有显着差异，因此认为CT60基因多态性与GD易感性有关但与GD的进展无关。Ting等[13]发现+49位点和CT60位点G等位基因和GG基因型可以增加台湾汉族人患GD的风险，+ 49位点多态性导致17密码子处的丙氨酸转化为苏氨酸，降低了T细胞表面CTLA4的表达进而减少T细胞增殖的调控；而-318C / T位点与台湾汉族人GD易感性无关，对-318 C/T-+49 A/G-CT60单倍型分析发现CGG单倍型明显增加台湾个体患GD的风险，CAA则减少台湾个体患GD的风险，并且发现CT60和+ 49 A / G之间有显著的连锁不平衡。Zaletel等[14]对白种人新诊断的GD患者进行评估发现+49位点G基因型较A/A基因型患者TPOAb、TgAb阳性率高。CT60位点和+49位点GG基因型患者较正常对照flCTLA4 mRNA、sCTLA4 mRNA表达减少[10]。Ueda等[15]发现CT60的GG基因型个体较AA基因型个体未刺激CD4+T细胞sCTLA4/flCTLA4mRNA比率减少50%。综上所述，CLTA4基因多态性不仅与GD的易感性有关，而且与甲状腺自身抗体的产生相关，CTLA4基因多态性可能会使CTLA4蛋白表达减少，导致免疫耐受打破，进而参与GD的发生。

2.1.2PTPN22基因多态性与GD

PTPN22基因位于人类染色体1p13.3～13.1，编码淋巴酪氨酸磷酸酶(lymphoid protein tyrosine phosphatase, LYP)，其在T淋巴细胞中通过富含脯氨酸基序与Csk激酶的SH3结构域结合，使TCR信号转导过程中的关键酶Lck、Fyn和Zap-70酪氨酸激酶去磷酸化使它们失活从而抑制T细胞信号转导[1]。PTPN22基因与GD易感性研究较多的SNP是C1858T位点，但研究结果不尽一致，可能由于其T等位基因频率存在地域差异：欧洲从北向南其频率呈下降趋势，在亚洲和非洲正常人中几乎不存在T等位基因[16]。Zhebrun等[17]发现C1858T位点TT基因型可以增加俄罗斯人患GD的风险。叶娟等[18]对安徽C1858T位点进行基因分型，结果未检测到T等位基因，且发现C1858T基因多态性与安徽人GD易感性无关。Luo等[19]对C1858T位点多态性和GD易感性的关系进行meta分析发现：C1858T基因多态性与英国、俄罗斯、波兰、日本GD易感性有关。研究发现C1858T多态性导致LYP的620处密码子由精氨酸转化为色氨酸[17]。体外研究显示C1858T变异使LYP不能与CSK结合，导致T细胞信号转导的抑制作用减弱引发免疫反应增强[20]。另外，巨噬细胞也表达高水平PTPN22，Trp / Trp小鼠显示巨噬细胞形态改变、吞噬能力增强、MHCII和B7分子高表达，从而导致T细胞活化[21]。

2.1.3FoxP3基因多态性与GD

FoxP3基因位于人类染色体Xp11.23，编码FoxP3蛋白，其通过与活化T细胞核因子相互作用在初始T细胞向自然调节性T细胞(naive regulatory T cell, nTreg)分化过程中起重要作用[22]。Shehjar等[22]发现-2383位点T等位基因和-3279位点A等位基因可以增加克什米尔人患GD的风险，其中-3279位点AC基因型个体患GD风险是CC基因型个体的3倍，而-3499 A/G位点与克什米尔人GD的易感性无关。Bossowski等[23]发现-2383位点CT基因型在女性GD患者更常见，因此认为-2383位点多态性可能是GD女性高发的遗传学机制之一，而-3279位点等位基因和基因型分布频率在男性和女性之间无统计学差异。Zheng等[24]发现-3279位点A等位基因和AA基因型可以增加中国汉族人患GD的风险，-3279位点A等位基因携带者有高的促甲状腺激素和低的甲状腺自身抗体，而-2383、-3499多态性与中国汉族人GD易感性无关。研究证明-3279AA基因型使转录因子E47和c-Myb结合能力丧失导致Foxp3的转录水平降低，进而参与GD的发生[25]。

2.1.4CD25基因多态性与GD

CD25基因即IL2RA，位于人类染色体10p15.1，编码IL-2RA，参与Treg细胞的分化，另外血清中还有可溶性IL-2RA(souble IL-2RA, sIL-2RA)。Brand等[26]发现CD25基因rs12722605、rs12722592、rs28360490、rs7093069、rs12722574位点和英国人GD易感性有关。Chistiakov等[27]发现CD25基因rs41295061位点A等位基因和rs11594656位点AA基因型可以增加俄罗斯人患GD的风险；GD外周血中sIL-2RA较正常对照高2.2倍；rs41295061-rs11594656单倍型分析显示AA基因型个体sIL-2Ra水平明显高于GT基因型，而rs2104286和rs11594656多态性与俄罗斯人GD易感性无关。因此推测CD25基因多态性导致Treg细胞的数量减少进而参与GD的发生。

综上，T细胞相关基因多态性可能会影响T细胞亚群的分化和功能以及相关细胞因子的分泌，导致T细胞亚群以及细胞因子失衡，进而参与GD的发生。

2.2 B细胞相关基因多态性与GD易感性的关系

2.2.1IKZF3基因多态性与GD

IKZF3基因位于人类染色体17q12-q21.1，编码Aiolos蛋白，其不仅参与染色质重塑和组蛋白去乙酰化，也是一种重要的抑制B细胞增殖和分化的转录因子[28]。IKZF3缺乏导致B细胞表型增加和血清中IgG和IgE升高[29]。IKZF3基因多态性与GD易感性的关系被Li及其同事首次研究，Li等[28]发现rs2941522位点GG基因型、rs907091位点CC基因型、rs1453559位点GG基因型、rs12150079位点AA基因型、rs2872507位点AA基因型是上海人患GD的风险因素，按性别分层后发现这5个位点次要等位基因的频率在女性GD患者高于女性正常对照，而在男性并没有发现明显差异；与临床表型的分析显示这5个位点与GD的眼征没有相关性；功能性分析显示rs1453559和rs12150079位于转录因子结合位点，rs1453559位点如果是A等位基因时，转录因子RXR-ɑ可以结合到这个区域，如果是G转录因子RXR-alpha则不能结合到这个位置，对于rs12150079位点核苷酸G变为A，则会出现GATA-1和GATA-2转录因子结合位点，rs907091是miRNA结合的位点，该位点为T等位基因时可能会受到hsa-miR-326、hsa-miR-330-5p和hsa-miR-450b-3p的靶向调控，但是如果是C等位基因时候只有hsa-miR-326可以靶向调控该区域，这表明了这些位点的多态性可能会改变IKZF3基因转录效率。

2.2.2BAFF基因多态性与GD

BAFF基因位于人类染色体13q33.3，编码BAFF蛋白，其在B细胞的成熟、增殖和分化、延长B细胞的存活调节中起关键作用[30]。研究显示GD患者外周血中BAFF水平较正常对照组明显升高；并且在女性GD患者BAFF蛋白与TSHRAb、TPOAb呈正相关，进一步分层分析显示女性活动性GD患者外周血BAFF水平与FT4、TSHRAb呈正相关，与男性GD患者与非活动性女性GD患者无相关性[30]。Lin等[31]发现rs2893321位点G等位基因和GG基因型可以减少台湾女性个体患GD的风险，rs2893321位点AA基因型和男性低水平的TSHRAb有关，而rs1041569位点与台湾人GD易感性及TSHRAb水平无关，因此BAFF可能对GD的发生和表型的遗传影响是性别依赖的，简而言之，rs2893321变异对GD易感性的遗传效应似乎在男性中比在女性者要弱，并且这些变异的遗传作用也可能与抑制多种自身抗体形成有关。

2.2.3CD40基因多态性与GD

CD40基因位于人类染色体20q12-q13.2，编码共刺激分子CD40，其在B淋巴细胞分化和分泌抗体中起重要的作用[32]。在GD中检测到CD40在浸润淋巴细胞和甲状腺滤泡细胞上的表达，但在无毒性甲状腺肿患者甲状腺组织组织中未检测到，因此CD40-CD40 L共刺激信号可能参与GD的发生[33]。CD40基因多态性与GD易感性研究较多的SNP是CD40C/T-1。Wang等[32]发现CD40C/T-1位点C等位基因和CC基因型、C64610G位点G等位基因和GG基因型可以增加浙江人患GD的风险，而58038T位点与浙江人GD易感性无关。Inoue等[34]发现CD40C/T-1的C等位基因和CC基因型在日本缓解期GD患者比顽固期GD患者更常见。研究显示CD40C/T-1的C等位基因可以促进B细胞和甲状腺细胞CD40表达的上调，这些效应会引发抗体产生、细胞因子分泌和T细胞的活化[32]。

2.2.4BACH2基因多态性与GD

BACH2基因位于人类染色体6q15，编码BACH2蛋白，其调节B细胞向浆细胞转化。Liu等[35]通过GWAS研究显示BACH2基因rs2474619和上海人GD易感性有关，并且发现BACH2蛋白在B细胞中高表达，而rs2474619位点各基因型B细胞中BACH2蛋白表达无明显差异。

2.2.5FAM167A-BLK基因多态性与GD

FAM167A-BLK基因位于人类染色体8p23.1，FAM167 A又称c8orf13，其功能有待研究，BLK基因编码B细胞信号转导子，它属于酪氨酸激酶，主要表达于B细胞，可能影响B细胞的增殖和分化[36]。Song等[36]发现rs2618431位点G等位基因和GG基因型可以增加上海人患GD的风险，rs11250144位点C等位基因使甲状腺眼病的风险增加56.3%。

综上，B淋巴细胞是抗原提呈和自身抗体产生的主要效应者，B细胞相关基因多态性影响B细胞相关分子导致B细胞分化和功能过度激活，产生自身抗体，参与GD的发生。

2.3 甲状腺激素相关基因多态性与GD易感性的关系

2.3.1TSHR基因多态性与GD

TSHR基因位于人类染色体14q31，编码TSHR，它经历翻译后C端50个氨基酸切割形成TSH受体A和B链，由二硫键连接，细胞外A亚基脱落变为自身抗原导致刺激性抗体的产生[37]。随着人们对TSHR基因非编码区研究的深入，发现非编码区多态性可能与GD的发生有关。吴晨辰等[38]发现TSHR基因内含子1区域是中国安徽汉族人GD的易感区域，其中rs12101261与GD易感性相关性最强，rs12101261位点TT基因型可以增加安徽人患GD的风险，rs12101261位点TT基因型患者TRAb阳性率高，与性别显著相关，因此rs12101261多态性可能是导致GD女性高发的重要原因之一。孙媛媛等[39]发现内含子1区域含有多个与GD易感性相关的位点，其中rs12101261与山东人GD易感性关系最强，rs12101261与TSHRAb有关外，与性别、年龄、甲状腺肿大程度、甲状腺激素水平无明显相关性。目前关于TSHR基因内含子1区域与GD易感性的机制仍不时很清楚，可能是其多态性导致TSHR剪切变体的不同或从这些基因区域产生小RNA有关[40]。

2.3.2Tg基因多态性与GD

Tg基因位于人类染色体8q24，Tg不仅作为甲状腺激素的前体，也是GD主要的自身抗原之一。研究显示Tg基因与自身免疫甲状腺疾病相关的SNP主要位于外显子10-12(E10SNP-E12SNP)和外显子33(E33SNP)。Gu等[41]发现E10SNP158(rs2069550)位点C等位基因可以增加上海人患GD的风险，而E33SNP(rs11535853)与上海人GD易感性无关。卢洪文等[42]发现E33SNP位点CC基因型患者停抗甲状腺药物后甲状腺自身抗体和眼征发生率提高，且更容易复发，TT基因型则成相反趋势，因此推测E33SNP位点CC基因型患者采用其他治疗方法后联合可有利于缓解。

综上，甲状腺激素相关蛋白即是甲状腺激素合成的直接参与者，也是GD的自身抗原，其基因多态性导致其相关蛋白表达异常，产生自身抗体导致甲状腺激素分泌紊乱参与GD的发生。

2.4 细胞凋亡相关基因多态性与GD易感性的关系

2.4.1VDR基因多态性与GD

VDR基因位于人类染色体12q12-12q14，编码维生素D受体，其不仅参与钙磷代谢，还广泛参与细胞增殖、分化以及凋亡[43]。VDR基因Apa I(rs7975232)和Bsm I(rs1544410)、Taq I(rs731236)多态性是VDR基因与自身免疫病的研究热点[43]。龙雄等[43]发现Apa I位点C等位基因及CC基因型是广东汉族人GD的风险因素，而AA基因型者较CC+AC基因型者25羟维生素D水平高、TRAb水平较低，因此Apa I多态性可能与广东汉族GD的发生、血清中25羟维生素D、TRAb水平有关。相反Meng等[44]发现Apa I位点A 等位基因是上海人患GD的风险因素，产生相反的结论的原因可能归咎于样本的选择、样本的量的大小以及遗传背景的差异，而Bsm I、FokI、Taq I基因多态性与上海人GD易感性无关。Inoue等[45]发现Apa I位点C等位基因和Taq I位点TT基因型可以增加日本人患GD的风险，FokI和Bsm I与日本GD易感性无关。

2.4.2Fas相关基因多态性与GD

Fas基因位于人类染色体10q23，编码Fas，另外血清中还有可溶性Fas(soluble Fas, sFas)，Fas与其配体FasL参与细胞凋亡，而sFas可与Fas竞争性结合FasL从而抑制细胞凋亡[46]。Inoue等[47]发现Fas-1377G/A、Fas-670 A/G、FASL-844C/T三个位点与日本人GD易感性无关，并且发现GD患者外周血sFas水平较正常对照升高。FAS基因-670 A / G位点AA基因型较GG基因型的个体有更高的sFas水平[48]。研究显示：FAS启动子区的-670和-1377变异分别破坏Sp1和STAT1转录因子结合位点，这降低了启动子活性并因此下调基因表达[49]。

2.4.3Bcl-2基因多态性与GD

Bcl-2是一种抗凋亡因子，Bcl-2的高表达促进细胞存活[47]。Inoue等[47]对Bcl-2基因 -938C/A、+127G/A两个位点进行基因分型发现：+127G/A位点GG基因型可以增加日本人患GD的风险，+127G/A位点等位基因变异导致氨基酸由丙氨酸转化为苏氨酸，+127G/A位点G等位基因较A等位基因抗细胞凋亡功能增强，而-938C/A位点多态性与日本人GD易感性无关。

2.4.4TNFR1 和TNFR2 基因多态性与GD

TNFR1和TNFR2基因分别位于人类染色体12p13和1p36，编码TNFR1和TNFR2，除了膜结合受体，两种TNFR均有可溶性TNFR(soluble TNFR, sTNFR)存在：sTNFR1和sTNFR2，TNFR1存在死亡结构域，参与细胞凋亡，TNFR2可激活NF-jB, 后者可以抑制TNF-ɑ诱导的细胞凋亡[49]。Inoue等[47]发现TNFR1 -383位点与日本人GD易感性无关，TNFR2+676位点G等位基因可以增加日本人患GD的风险，TNFR2 + 676T / G位点G等位基因较T等位基因的个体有着较低的sTNFR水平。Glossop等[50]发现TNFR2+676位点G等位基因可以增加突尼斯人患GD的风险，+676位点T→G变异导致196密码子由甲硫氨酸转化为精氨酸，TNFR2 +676位点TT> TG> GG基因型个体外周血的sTNFR1和sTNFR2水平呈现降低趋势。

2.4.5RNASET2基因多态性与GD

RNASET2基因位于人类染色体6q27，编码 RNASET2蛋白，其为核糖核酸酶，参与RNA代谢、细胞凋亡等。王宝苹等[51]发现RNASET2基因rs3777722位点C等位基因、rs3777723位点G等位基因、rs9355610位点G等位基因可以增加山东汉族人患GD的风险，而rs9366076位点和山东汉族人GD易感性无关；rs3777722-rs3777723-rs9366076-rs9355610单倍型分析显示CGCG单倍型使山东汉族人患GD的风险增加1.257倍。

综上，凋亡和抗凋亡相关基因变异影响相关分子表达，使得甲状腺滤泡细胞凋亡减少引起甲状腺弥漫性增大，进而参与GD的发生。

3 总结与展望

综上所述，GD是一种病因复杂的自身免疫病，随着GWAS研究的广泛开展，目前已经鉴定多个GD易感基因，比如HLA、CTLA4、PTPN22、TSHR，这些基因部分解释GD的临床表现以及发病机制，这将为GD的精准诊疗提供理论基础。但是，目前关于GD易感基因多态性对相应蛋白表达的影响以及基因与基因之间相互作用的研究较少，对阐述基因多态性在疾病发病机制中的作用有一定影响，并且关于基因多态性与GD易感性的关系的研究由于研究的地区、种族、样本量的大小以及基因分型方法的不同，可能导致关于基因多态性与GD易感性关系的研究结果不尽一致。因此想要探讨基因多态性与GD易感性的关系还需要增加样本量。另外除基因外，环境通过表观遗传学参与GD的发生。因此相关人员研究复杂疾病的病因时不能仅仅从基因多态性方面研究对疾病易感性的影响，也需要从表观遗传学等其它遗传学因素方面探究疾病的发生机制。