IgA肾病是世界范围内最为常见的原发性肾小球肾炎，是导致终末期肾病的主要原因之一。在中国人群中，IgA肾病占原发性肾小球肾炎的35％-45％。IgA肾病最初被认为是一种由体液免疫异常引起的疾病，但是越来越多的研究表明细胞免疫异常与IgA肾病的发病机理密切相关。这包括辅助性T淋巴细胞的功能亢进，抑制性T淋巴细胞的功能缺陷和数目减少，T细胞对IgA分泌的调控异常，T细胞某些细胞因子如IL-2，IFN-γ等分泌过多，以及在受累肾脏出现T细胞渗透等。T细胞受体在识别MHC结合的抗原和IgA的产生过程中起着关键作用。T cell receptor alpha constant(TRAC)为T细胞受体alpha链恒定区编码。已有的TRAC基因与IgA肾病相关关系研究的报道分别来自日本和香港人群，这两项研究样本量小，均使用限制性片段长度多态性的技术，并且得到了相反的结论。因此，本研究对TRAC基因与IgA肾病的相关关系进行了系统深入的研究：首先对TRAC基因进行重测序，然后构建覆盖整个基因区域的连锁不平衡结构(LDblocks)及每个单倍型域中单倍型的组成，并进行大样本量病例一对照(704例病例-704例对照)和基于家庭(310个家庭)的关联分析。研究结果显示，TRAC基因的确处于基因组的重组热区，在6.9kb的基因组节段中包含了9个单倍型域。在第1内含子，有6个SNPs(SNP 3-8)集中于一段仅85个碱基长度的DNA片段中，位于一段高度可变区。本研究首先在704例病例和704例相匹配的对照组中进行了关联分析。单个位点分析显示，SNP 1-2(位于5’侧翼区，LD block 1)和SNP 3-8(位于第1内含子高度可变区，LD block 2)，这8个SNPs均与IgA肾病相关(P=0.0205-0.0000037)。单倍型分析显示，单倍型1(由SNP 1-2构成，位于LD block 1)和单倍型3(由SNP 3-8构成，位于LD block 2)在病例组的出现频率显著偏高，而位于相应LD blocks中的单倍型2和4在病例组的出现频率偏低；由SNP 1和2所构建的单倍型，及由SNP 3-8所构建的单倍型整体上均与IgA肾病相关(Globle P值分别为3.3×10-16和1.6×10-16)。为了验证以上结果，我们将704例IgA肾病病人分为两组相互独立的样本然后分别进行关联分析：一组为310个IgA肾病家庭，另一组为394例病例和394例相匹配的对照组。基于家庭的分析采用传递不平衡检验(transmission disequilibrium test，TDT)，对病例一对照组的分析采用卡方检验和逻辑回归分析。基于家庭的单位点分析显示，8个SNPs(SNP 1-8)都与IgA肾病相关(P=0.0136-0.0022)。单倍型分析显示，单倍型1和3在家庭中过多传递给患者，P值分别为0.0011和0.0063；相反地，单倍型2和4在家庭中过少传递给患者，P值分别为0.0531和0.0040。在394例病例和394例对照组中，SNP 1-6与IgA肾病显著相关(P=0.0176-0.0002)；由SNP 1和2所构建的单倍型，及由SNP3-8所构建的单倍型整体上均与IgA肾病相关(Globle P值分别为2.2×10-9和1.2×10-9)。本研究进一步对这4种相关单倍型进行了功能学检验。由于它们位于基因的5’端，因此分别通过荧光素酶报告系统检测其转录活性，及实时定量PCR检测mRNA丰度。结果显示，危险性单倍型的转录活性比保护性单倍型低3.7倍(P<0.001)；携带危险性单倍型个体的mRNA表达量比保护性单倍型低2倍(P<0.001)。本研究在中国人群中为TRAC基因与IgA肾病的易感性相关提供了有力证据。骨性关节炎(OA)的特征性表现是关节软骨退行性病变；股骨头缺血性坏死(ANFH)是由股骨头血供不足而引起；小儿股骨头坏死(Legg-Calvé-Perthesdisease，LCPD)是成长期儿童中的一种股骨头缺血性坏死。这三种疾病被认为属于不同的疾病实体。COL2A1基因编码Ⅱ型胶原蛋白alpha 1链前体，Ⅱ型胶原蛋白是软骨中最为丰富的成分。COL2A1的p．Gly1170Ser突变已在两个台湾ANFH家系和一个日本LCPD家系中报道。本研究在一个含五代人42个成员的大家系中，鉴定了16个临床表现有局限性股骨头/髋关节病变的患者。通过详细地临床、实验室及影像学检查，对这一个家系中的不同患者确诊了三种疾病表型：早发性髋关节骨性关节炎，股骨头缺血性坏死及小儿股骨头坏死。本研究选用了COL2A1基因所在基因组节段的三个微卫星标记进行了连锁分析，当外显率为年龄依赖性时，在D12S1663和D12S85的最大LOD值分别为3.91、4.71(重组率为0)，在D12S368的最大LOD值为5.89(重组率为0.05)；当外显率为100％时，相应的LOD值分别为4.21，5.45和6.78。获得阳性LOD值后，即通过直接测序对COL2A1基因的所有外显子及外显子一内含子交界区进行突变筛查。本研究在第50外显子鉴定了一个3665G→A的突变，该突变出现于家系所有病人中，但在50个无血缘关系的健康对照和家系正常人中阙如(除了IV-10，目前仅8岁，携带突变，但尚无临床表现)，即该突变与三种疾病表型在家系中呈共分离。生物信息学分析显示，突变所引起蛋白质水平的改变，在isoform 2导致p．Gly1170Ser，在isoform 1导致p．Gly1101Ser。蛋白质结构预测显示，该突变不会引起蛋白质二级结构或已知结构域的改变；但在三级结构中，当丝氨酸取代甘氨酸后，蛋白质的局部结构被破坏，导致产生一个松散的超螺旋结构。通过详细的临床资料分析，本研究发现不同的疾病表型与发病年龄所处的股骨头骺板闭合状态密切相关。在本家系中，LCPD出现于骺板闭合之前(6-14岁)，ANFH出现于骺板闭合期(15-18岁)，早发性髋关节OA则出现于骺板闭合之后(21-34岁)。本研究证实，COL2A1的p．Gly1170Ser突变为该家系孤立性股骨头病变的致病性突变，临床表现为三种不同的疾病表型：早发性髋关节OA、ANFH和LCPD；且发病年龄所处的股骨头骺板发育状态是决定不同疾病表型的关键因素。