川崎病相关易感基因研究进展

刘亮 田执梁

川崎病(kawasaki disease,KD)又称皮肤黏膜淋巴结综合征，典型临床表现包括持续发热(超过5天)、多形性皮疹、非化脓性结膜充血、口咽部粘膜充血、肢体肿胀、手指或脚趾附近脱屑、非化脓性颈部淋巴结肿大和冠状动脉病变(coronary artery lesion，CAL)。KD一般是自限性的，据估计约20%-30%未经治疗的患者最终会发生严重的血管并发症，如冠状动脉扩张、冠状动脉瘤、冠状动脉瘘或冠状动脉狭窄[1]。迄今为止，KD的确切病因还不清楚。然而，越来越多的证据支持遗传因素在其发生和发展中起关键作用。大量证据显示 KD在某些特定人群发病率升高。目前国内外对川崎病易感基因，比如ITPKC、CASP3、TGF-s、BLK、CD40、FCGR2A、KCNN2、PECAM-1、NMNAT2、HCP5研究较多，本文就川崎病患者相关易感基因的研究新进展进行了综述。

一、1,4,5-三磷酸肌醇3激酶C(inositol-1,4,5-trisphosphate 3-kinase C，ITPKC)

作为肌醇1,4,5-三磷酸(inositol-1,4,5-trisphosphate，IP3)的激酶，ITPKC是从内质网和肌质网释放钙的第二信使分子。ITPKC和其他激酶通过磷酸化将其转化为肌醇-1,3,4,5-四磷酸(inositol-1,3,4,5-tetrakisphosphate，IP4)，阻止IP3从细胞内释放钙。钙内流对Ca2+/NFAT通路具有级联作用，并引起激活T细胞的信号通路启动和免疫细胞活化导致免疫失调或自身免疫反应。2008年，Onouchi等[2]发现在日本及美国人群中川崎病患者ITPKC基因位于染色体19q13.2，通过在染色体19q13.2的候选区域进行连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)作图，确定了ITPKC基因内的一个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)位点，与KD易感性以及CAL险增加相关。ITPKCrs2849322降低了ITPKC基因内含子1的剪接效率，使ITPKC mRNA表达水平下降。ITPKC是Ca2+/NFAT信号通路的负性调节因子，并且认为其上C等位基因可能促进KD的免疫过度反应。ITPKC多态性可能导致T细胞活化增加和白细胞介素2(Interleukin-2，IL-2)表达增加。这相应地又会导致急性期T细胞促炎症反应更严重、时间更长，这可能导致易感KD，并使疾病严重程度增加。研究[3]表明ITPKC功能SNPs(rs28493229)与静脉注射免疫球蛋白(intravenous immunoglobulin，IVIG)抵抗风险增加相关，并与并发CAL相关。

二、半胱天冬蛋白酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase，CASP3)

Onouchi等[4]在2010年对日本和美国的KD患者进行了4q35区域的定位候选基因研究，试图鉴定一种新的易感基因，发现CASP3基因中存在一组多变体，其与KD显著相关。CASP3是与免疫细胞凋亡密切相关的半胱氨酸天蛋白酶。CASP3(rs113420705)外显子1内的G碱基突变为A碱基，降低了活化的T细胞核因子(nuclear factor of activated T cell,NAFT)与SNP周围的DNA的连接，使CASP3 mRNA的转录水平下降，影响CASP3基因表达caspase-3，使T细胞凋亡受限而导致川崎病易患性增加。然而，无论是在日本或美国的人群，发生CAL或IVIG治疗无反应的KD患者CASP3基因SNPs不明显。表明CASP3SNPs影响疾病易感性，但不是疾病结果。

三、转化生长因子β(Transforming Growth Factor-β Signaling Pathway，TGF-s)信号通路

Shimizu等[5]报道了771例欧洲裔KD患儿中，TGF-β通路影响KD易感性，疾病预后和对治疗的反应。对心血管系统影响，TGF-β可诱导新生血管形成，心肌细胞肥大、钙化和纤维化[6,7]。TGF-β通路在内皮细胞、成纤维细胞和平滑肌细胞介导的炎症反应和组织重塑都发挥重要作用。在免疫系统中，TGF-β通过一系列复杂的相互作用调节促炎/抗炎T细胞的平衡。因此，通过影响Smad3和NFAT21介导的Foxp3表达，TGF-β通路的遗传变异可能导致促炎和调节性T细胞失衡[8]。在Shimizu等研究中，TGF-β中的TGFB2、TGFBR2、SMAD3基因多态性与川崎病的易感性、冠状动脉瘤形成、主动脉根部扩张和IVIG无反应都有一定关系。其中TGFB2中的3个SNP位点(rs10482751、rs2027567、rs12029576)和SMAD3中的2个SNP位点(rs12910698、rs4776339)与KD并发CAL相关。TGFBR2中的SNP(rs 9310940)和SMAD3中的SNP(rs 12901071)在冠状动脉病变和主动脉根部扩张分析中存在显著性差异。

四、B-淋巴酪氨酸激酶(B Lymphoid Tyrosine Kinase，BLK)

2013年，国际川崎病遗传学协会进行复制研究，证实了BLK基因与韩国和欧洲裔KD人群显著相关[9]。BLK是主要在B细胞谱系中表达的Src家族酪氨酸激酶，其在B细胞受体刺激后转导下游信号。KD急性期和恢复期的BLK表达模式与外周血单核细胞中B细胞百分比相关。与同年龄发热控制组比较，KD患者急性期BLK在白细胞中的表达明显增高； IVIG治疗后其表达水平降低，恢复期进一步降低。已有研究表明，等位基因rs2736340与KD急性期外周血B细胞中BLK低表达有关。这些结果有力地表明了B细胞可能参与免疫自稳和KD的发展。

五、CD40

CD40配体(CD40L、CD154、gp39)是与肿瘤坏死因子α结构相关的跨膜蛋白，最初在活化的CD4+T细胞上发现。CD40L和CD40相互作用，其主要表达于B 细胞，巨噬细胞，内皮细胞和血管平滑肌细胞，引起各种免疫和炎症反应[10]。CD40L和CD40之间的相互作用在免疫系统的活化中起着核心作用，例如在免疫球蛋白G(IgG)转换、自身免疫疾病、抗病毒作用、同种异体移植排斥反应、细胞因子调节、关节硬化和内皮细胞相互作用中都起着重要作用[11,12]。CD40-CD40L系统与血栓形成促炎症反应都相关[13,14]。可溶性CD40L(sCD40L)主要来自活化血小板，并且参与动脉粥样硬化和血栓形成的病理生理学过程[14]。sCD40L在急性冠脉综合征中也发挥致病作用[13]。已有研究表明，CD40L在CD4+T细胞上的表达与KD患者的CAL形成和疾病进展相关[15]。Burns的研究也表明CD40和CD40L相互作用可影响KD的血管炎发生[16]。因此，CD40-CD40L信号通路可能在急性冠状动脉综合征(如KD患者并发CAL时)中起重要的致病作用。研究还发现CD40基因多态性(rs1535045)与KD的易感性有关[17]。CD40的遗传多态性很可能与台湾人群KD的易感性和疾病严重性有关[18]。

六、FCGR2A

在全基因组关联研究(genome-wide association studies,GWAS)复制研究中，分析了从5个独立的样本收集的2 173例川崎病组和9 383例对照组基因，其中有2个基因座超过了全基因组学意义的正式阈值[19]。IgG受体基因FCGR2A(编码H131R；rs1801274)、A等位基因(编码组氨酸)都使罹患KD风险增加。2个基因位点在19q13(rs2233152和rs28493229)，这证实了Onouchi等人的研究结果[2]。FCGR2A基因的参与可能有助于了解KD发病机制中的免疫激活和对IVIG反应的机制。

七、KCNN2

基于123例无CAL和17例CAL患者GWAS研究数据，Kim等[20]报道在钙激活钾通道SNP(rs17136627)亚家族，位于染色体5q22.3上的成员2(KCNN2)基因与川崎病并发CAL(冠脉直径≥5 mm)风险增加12.6倍相关。在这项研究中，作者选择了具有更严重表型的中型或巨型冠状动脉瘤的KD患者；尽管样本量较小，但对于检测并发CAL风险基因位点提供了更大的统计学意义。虽然KCNN2基因在心房肌细胞中高度表达，并且与心脏病中心律失常有关，但其在CAL形成中的生物学功能仍有待阐明。

八、血小板内皮细胞粘附分子-1(Platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1)

PECAM-1是一种在血管生物学中起重要作用的粘附分子，可负性调节血小板粘附聚集，在信号转导和炎症反应中起重要作用。已经证明PECAM-1多态性与多种临床疾病如感染性休克、脑梗死动脉粥样硬化和冠状动脉粥样硬化相关[21-23]。PECAM-1也称为CD31是免疫球蛋白超家族中一种主要的跨膜糖蛋白，主要表达于血液和血管细胞的表面[24,25]。已有研究报道，PECAM-1多态性与冠状动脉狭窄或动脉粥样硬化有关[26-28]。位于PECAM-1基因上的三个常见多态性(Leu125Val，Asn563Ser和Gly670Arg)已被证实与这些疾病相关[22,29]。还发现+ 373 C/G(Leul25Val)多态性与脑梗死或心肌梗死有关[29]。PECAM-1基因+373C/G(Leul25Val)突变位置在外显子-3编码的第一个细胞外Ig样结构域[29,30]。据报道，具有Leu125Val多态性的纯合GG基因型具有较高的血清可溶性PECAM-1(sPECAM-1)水平[30]。此外，PECAM-1基因的Leul25Val多态性还与冠状动脉扩张相关[31-32]。最近，有研究[33]结果表明，川崎病组PECAM-1基因373C/G的CC、GG和CG基因型频率与正常对照组的差异有统计学意义。PECAM-1 +373C/G的杂合子CG基因型分布与两组纯合子CC和GG相比均显著升高。PECAM-1 +373C/G中CG基因型的高频率可能与中国儿童KD易感性有关。其中，PECAM-1 +373 C/G的CG基因型多态性与KD密切相关，373GG纯合子基因型与KD组并发CAL相关。

九、NMNAT2和HCP5

Kim等人对249名KD组和1 000名对照组儿童进行GWAS研究以鉴定与KD易感性相关的基因位点，在对这14个SNPs的GWAS和复制样本的联合分析中，三个基因座中的5个SNP与KD易感性显著相关。最近的两项GWAS研究证实位于BLK基因的内含子上的SNP rs6993775与KD易感性相关[34-35]。SNP rs278087位于染色体1q25.3NMNAT2基因的内含子上，其他四个SNPs(rs6938467、rs9380242、rs9266669和rs9378179)位于染色体6p21.3上的HLA I类区域。在对HCP5中最重要的SNP(rs6938467)进行后续分析后，其他位点的显著相关性消失，表明与KD显著相关的四个SNP位于相同的LD区段上。Kim等人在韩国人群中使用大样本量病例组(n=915)和对照组(n=4553)进行研究，证明两个新的KD相关基因，一个是定位于染色体1q25.3 NMNAT2基因中的rs2078087，另一个是定位于6p21.3 HLA I类区域的rs6938467 (包括HLA-C、HLA-B、MICA和HCP5基因)[34]。

近年来川崎病发病率有升高趋势，部分患儿对IVIG耐药，其CAL发生增加，甚至形成冠状动脉瘤。众多基因参与川崎病发生及并发CAL发展过程。关于基因易患性的研究可指导运用基因诊断技术筛选出易患基因，协助早期发现川崎病患者高危人群，并帮助临床医生选择特异性药物进行个体化治疗，如Ca2+/NFAT通路的抑制剂，环孢素和他克莫司都已在临床应用，因此进一步阐明各基因在KD发病机制中的作用可使川崎病患者获得新的预防和治疗策略，有望改善川崎病患者预后。