哮喘是一种慢性支气管疾病,全世界约有1.55亿人患病[1,2]。与其它过敏性疾病相似,哮喘具有一定的遗传性,与其关联的基因数目据推测非常可观,但其具体遗传模式目前尚不清楚[3~6]。作为一种多因素相关的复杂疾病,除遗传因素外,环境因素也在哮喘发病过程中发挥了重要作用。随着“后基因组时代”的到来,寻找基因与疾病之间的关系已成为新的研究热点。由于哮喘的复杂性,发现并鉴定其关联基因一直较为艰难[7, 8]。而以基因单核苷酸多态性(SNPs,Single Nucleotide Polymorphisms)分型分析为基础的全基因组关联分析(GWAS, Genome-Wide Association Study)则为我们提供了新的研究手段。Moffatt等首次引入GWAS对哮喘关联基因进行研究,发现染色体17q21内ORMDL3基因SNPs位点与儿童哮喘易感性显著关联,同时发现该标记与ORMDL3基因的转录水平亦关联[9]。这些结果提示我们ORMDL3基因是一个新的哮喘关联基因。ORMDL3基因在成人的胰腺、肝脏中表达水平较高;而在胎儿的肺、肝脏、肾脏、脾脏中表达水平较高[10]。本研究通过建立儿童哮喘病例-对照研究队列进行关联研究,从北京儿童医院和首都儿科研究所采集到428名哮喘及对照儿童血样,同时使用《国际儿童哮喘及过敏研究(ISAAC, International Study of Asthma and Allergies in Childhood)问卷》进行了随访调查;通过外周血提取基因组DNA,建立了哮喘儿童及对照儿童的DNA样本库。我们从中扩增ORMDL3基因,分析了ORMDL3基因上的标签SNPs(rs7216389,rs7216558),并在距SNP rs7216389上游140bp处发现ORMDL3基因的一个新SNP位点,提交至Hapmap网站(www.hapmap.org)进行注册,编号为ss184955580。使用卡方检验对ORMDL3基因标签SNPs(rs7216389,rs7216558)与儿童哮喘的关联性进行分析,并未发现其与北京地区儿童哮喘显著关联。该研究结果可以从以下三方面进行解释:1)由于地区及人种差异的带来的SNPs多样性;2)队列样本量的限制及采样偏性;3)对ORMDL3基因标签SNPs以外其它SNPs进行分析结果可能有所不同。由于SNPs位点特征具有人种差异性,目前所知与儿童哮喘关联ORMDL3基因SNPs在不同人种人群中存在较大差异。基因表达水平在不同地区、不同环境下有所不同,一定条件下地理和环境因素差异将影响基因表达情况[11]。本研究使用基于反转录聚合酶链式反应(RT-PCR,reverse transcription polymerase chain reaction)的半定量分析方法研究ORMDL3基因表达水平与儿童哮喘的关系。发现ORMDL3基因的表达水平在哮喘组中显著高于对照组(P<0.0001),这提示ORMDL3基因表达上调是一个儿童哮喘关联的风险因素。作为一种复杂疾病,机体免疫、遗传及环境因素都与哮喘相关联,本研究结合室内居住环境、变应原及儿童生活方式等多重因素,利用Logistic回归研究了遗传因素、环境因素及其它关联因素对儿童哮喘发病的影响。本研究使用Logistic回归寻找变量之间(ORMDL3基因表达水平、ORMDL3基因SNPs、哮喘家族病史、儿童生活方式信息及室内空气质量、机体免疫状态及变应原等),即遗传因素、环境因素和机体免疫状态等因素与儿童哮喘发病之间的关联性。同时,我们使用逐步法进行变量筛选并构建了儿童哮喘相关风险因素回归方程。除了ORMDL3基因SNPs及表达水平与哮喘的易感性之外,ORMDL3基因编码蛋白的结构和功能的研究也受到越来越多的关注。本研究扩增得到了全长ORMDL3基因,构建了ORMDL3基因的原核表达载体pET-ORMDL3,真核表达载体pcDNA3.1(+)-ORMDL3。在原核系统及真核系统进行了表达,并初步分析了其功能。综上所述,1)本研究建立了哮喘及对照儿童研究队列基因组DNA样本库;2)测定并分析了ORMDL3基因的标签SNPs(rs7216389,rs7216558)基因型及其在北京地区与儿童哮喘关联性,并发现ORMDL3基因内一个新的SNP位点ss184955580;3)进行ORMDL3基因表达水平的半定量检测,分析了其在病例和对照组中的表达差异及其与哮喘的关联性;4)综合ORMDL3基因的SNPs,ORMDL3基因表达水平,ISSAC问卷中收集到儿童生活方式关联信息,研究对象的居室空气质量信息,IL-4水平,总IgE及特异性IgE水平等因素构建了儿童哮喘关联风险因素回归方程;5)克隆了ORMDL3基因,实现了其在原核系统中的表达,并进行了初步功能分析。