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类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis, RA)是一种以关节滑膜炎为特征的慢性全身性自身免疫性疾病。其发病机制尚未完全阐明。普遍认为RA是由环境与基因相互作用以及多基因之间相互作用而导致的一种复杂性疾病。对同卵双生和异卵双生的一致性研究表明,RA的遗传度约为60%,提示遗传因素在RA发病中发挥重要作用。早期遗传关联研究集中于HLA基因,发现HLA-DRB1与RA的发病显著关联。但HLA基因只占遗传因素的三分之一,筛查和鉴定非HLA基因成为近年来的研究热点。人类基因组计划的完成以及国际人类基因组单体型图计划的不断完善则为复杂性疾病的易感基因鉴定提供了有利工具。为在中国汉族人群中筛查鉴定RA易感基因,本研究共收集2274例样本,包括963例RA患者和1311名健康对照个体,收集抗凝外周血,制备其基因组DNA,采集性别、年龄、民族、发病时间、抗CCP抗体水平、RF水平、X光片以及活动分期状况等临床资料,建立相应数据库。采用1:1匹配的病例对照关联分析方法,对涉及Th1、Th17细胞分化相关基因以及高加索人群RA易感座位的11个基因、36个单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)位点进行基因型鉴定,采用卡方检验和逻辑回归等统计分析方法,通过计算P值、比值比(Odds Ratio,OR)、95%可信区间(95%Confidence Interval,95%CI),检验样本群体代表性,探讨不同SNP位点等位基因、基因型和单倍型与RA、RA亚型及其不同临床表型之间的关联性,从而为阐明RA的发病机制提供线索。本课题的主要研究结果如下:1.与Th1分化相关的STAT4基因内一个单倍型(由rs11889341, rs7574865, rs8179673和rs10181656组成)在中国汉族人群中仅与RF的出现显著关联。与Th1分化相关的STAT4基因内存在一个高加索人群的RA易感单倍型(由rs11889341, rs7574865, rs8179673和rs10181656组成)。本研究发现,该单倍型在中国汉族人群中与RA、RF+RA、RF-RA、anti-CCP+RA、anti-CCP-RA均无显著关联,仅与RF的出现显著关联。标签位点rs11889341少数等位基因T在RF-RA组中的频率显著高于RF+RA组(P = 0.024, OR = 0.73, 95%CI : 0.56-0.95),纯合突变型TT在RF-RA组中的频率显著高于RF+RA组(P = 0.013, OR = 0.49, 95%CI: 0.28-0.86)。2.与Th17分化相关的IL-23R基因内的标签位点均与anti-CCP+RA易感性显著关联,且这些检测位点的突变型等位基因均是anti-CCP+RA的遗传危险因子。等位基因分析结果显示IL-23R基因内rs1569922、rs7539625、rs11465817、rs10889677的少数等位基因(突变型)均与anti-CCP+RA易感性显著相关(P<0.05),且均呈现为不同程度的风险效应。rs1569922的突变型等位基因T的携带者患anti-CCP+RA的风险是野生型C的1.23倍(P = 0.01, OR=1.23, 95%CI: 1.05-1.44)。rs7539625突变型等位基因G的携带者患病风险是野生型A的1.16倍(P = 0.05, OR=1.16, 95%CI: 1.00-1.36)。rs11465817突变型等位基因C的携带者患病风险是野生型A的1.17倍(P = 0.045, OR=1.17, 95%CI: 1.00-1.36)。rs10889677突变型等位基因C的携带者患病风险是野生型A的1.26倍(P = 0.01, OR=1.26, 95%CI: 1.06-1.49)。基因型分析的结果显示,rs1569922位点在显性遗传模式下突变等位基因T的携带者患anti-CCP+RA的风险是野生纯合型的1.32倍(P = 0.017, OR = 1.32, 95%CI: 1.05-1.65)。rs7539625位点突变纯合型的携带者患病风险是野生纯合型的1.36倍(P = 0.05, OR = 1.36, 95%CI: 1.00-1.84)。rs11465817位点在显性遗传模式下,突变等位基因C的携带者患病风险是野生纯合型的1.29倍(P = 0.032, OR = 1.29, 95%CI: 1.02-1.63)。rs10889677的杂合基因型CA与anti-CCP+RA易感性显著相关(P = 0.0005,OR = 1.49,95%CI: 1.19-1.87)。而IL-12Rβ2基因内rs1495964位点的杂合型CT与anti-CCP+RA易感性显著相关(P = 0.005),显示出对anti-CCP+RA发病的保护效应(OR = 0.71,95%CI: 0.56-0.90)。3.与Th1分化相关的IL-12Rβ2基因内的标签位点均与anti-CCP-RA显著关联,其中rs11209050的突变型等位基因是anti-CCP-RA的遗传危险因子。与IL-12Rβ2基因紧密连锁的SERBP1基因也与anti-CCP-RA显著关联。anti-CCP-RA易感性的关联研究中,等位基因分析结果显示与之关联的位点有:IL-23R基因3’UTR rs10889677,突变型等位基因C具有anti-CCP-RA保护效应(P = 0.006,OR = 0.64,95%CI: 0.47-0.88);IL-12Rβ2基因内rs11209050位点,突变型等位基因A是anti-CCP-RA的遗传危险因子(P = 0.004,OR = 1.60, 95%CI: 1.17-2.18);SERBP1基因内的rs3762313位点,突变型等位基因A具有anti-CCP-RA保护效应(P = 0.002,OR = 0.59, 95%CI: 0.43-0.83)。基因型分析的结果显示,4个位点(IL-23R基因的rs10889677、IL-12Rβ2基因的rs11209050和rs1496964、SERBP1基因内rs3762313)均与anti-CCP-RA显著关联。IL-23R基因3’UTR rs10889677位点杂合型CA与anti-CCP-RA易感性显著相关(P = 0.001),此杂合型携带者患病风险比野生纯合型低0.48倍(OR = 0.48, 95%CI: 0.31-0.75),具保护效应。IL-12Rβ2基因内rs11209050位点突变型等位基因是anti-CCP-RA的遗传危险因子,对疾病的风险贡献表现为基因剂量关系,为共显性遗传。与野生纯合型携带者相比,突变纯合型AA携带者患病风险比其高2.43倍(P = 0.016,OR = 2.43, 95%CI: 1.16-5.07),杂合型携带者比野生纯合型携带者高1.65倍(P = 0.019,OR = 1.65, 95%CI: 1.08-2.52)。IL-12Rβ2基因内另一个rs1495964位点在显性遗传模式下,等位基因C的携带者比TT基因型携带者患病风险高2.06倍(P = 0.01,OR = 2.06, 95%CI: 1.19-3.59),为疾病危险因子。SERBP1基因内rs3762313位点突变等位基因A的保护效应具有基因剂量关系:与野生纯合型CC携带者相比,突变纯合型携带者患病风险低0.33倍(P = 0.013,OR = 0.33,95%CI: 0.13-0.82),杂合型携带者患病风险低0.6倍(P = 0.018,OR = 0.60,95%CI: 0.39-0.92)。单倍型分析发现,在IL-23R基因内由rs1569922、rs7539625、rs11465817和rs10889677所组成的单倍型TGAA与anti-CCP+RA显著关联(P = 0.025),此单倍型携带者患病风险是携带CAAA单倍型的2.73倍(OR = 2.73, 95%CI: 1.14-6.53)。而这些位点所组成的单倍型TGCC与anti-CCP-RA显著关联(P = 0.04),携带此单倍型的人群患病风险是携带CAAA单倍型的0.66倍(OR = 0.66, 95%CI: 0.44-0.98)。IL-12Rβ2的rs1496964和rs11209050所组成的单倍型CA与anti-CCP-RA显著关联(P = 0.046),携带CA单倍型人群是TC单倍型携带者的1.48倍(OR = 1.48, 95%CI: 1.01-2.18)。综合IL-23R、IL-12Rβ2基因与RA及各亚型易感性的关联分析结果,可以看到一个有意思的现象:IL-23R基因内所检测的标签位点(rs1569922、rs7539625、rs11465817、rs10889677)都与anti-CCP+RA显著关联,且突变型等位基因均为anti-CCP+RA的遗传危险因子。而IL-12Rβ2内所检测的标签位点(rs11209050和rs1495964)则只与anti-CCP-RA显著关联。提示RA各亚型的易感基因有所不同,各亚型发病的机制也可能存在差异。该结果支持目前新提出的一个观点,即RA是一种异质性疾病,至少存在两个不同的亚型,anti-CCP+RA和anti-CCP-RA,可能具有不同的发病机制。鉴于IL-23与Th17细胞上IL-23R的结合是Th17细胞扩展和维持所必需,本研究显示IL-23R基因多态性与anti-CCP+RA的发病显著关联,推测Th17可能在anti-CCP+RA发病机制中发挥了一定的作用。鉴于IL-12Rβ2只表达于活化的Th1细胞上,不表达于Th2细胞,本研究结果显示IL-12Rβ2多态性与anti-CCP-RA易感性显著关联,推测Th1细胞可能与anti-CCP-RA的发病机制相关。该结果对当前RA发病机制中Th1与Th17相互关系以及孰重孰轻的争论提供了新的线索和提示:Th1和Th17在RA发病机制中的作用应该分亚型来考虑,Th1与Th17在RA不同亚型的发病机制中主导作用可能不同。4.位于HLA-DQB1和HLA-DQA2之间的多态性位点rs6457617与RA易感性显著关联。rs6457617位于6号染色体HLA-DQB1和HLA-DQA2之间,不在已知基因内。该位点突变纯合型CC和杂合型CT均与RA显著关联。与野生纯合型携带者相比,突变纯合型携带者患RA的风险低0.35倍(P = 9.4×10-12, OR = 0.35, 95%CI: 0.26-0.47),杂合型携带者患病风险低0.68倍(P = 1.1×10-4, OR = 0.68, 95%CI: 0.56-0.82)。突变等位基因具有基因剂量关系的保护效应,以共显性遗传方式进行传递。该位点等位基因T在中国汉族人群中为RA遗传危险因子,这与英国人群中的结果一致。野生纯合型TT汉族携带者患RA的风险是突变纯合型CC的2.86倍。5.编码E3连接酶APC结构亚基的ANAPC4基因与RA易感性显著关联。位于4号染色体ANAPC4基因内的rs3816587位点在隐性遗传模式下与RA显著关联(P = 0.002, OR = 0.62, 95%CI: 0.46-0.84)。该位点等位基因C和T在中国汉族人群和英国人群中的频率分布不同。在中国汉族人群中少数等位基因为T,具有RA发病的保护效应。在英国人群中少数等位基因为C。但在这两个人群中,rs3816587位点等位基因C均为RA的危险因素。CC基因型的汉族人群患RA风险是TT基因型的1.51倍,与英国人群CC基因型的患病风险比1.35相近。对该位点以及附近的LD结构分析显示,该关联信号来自ANAPC4基因内。该基因编码的蛋白分子是最为复杂最大的E3连接酶—APC的一个核心结构亚基。目前已知APC与细胞的有丝分裂和减数分裂有着密切的关系,但至今还未见有关APC在自身免疫性疾病中作用的研究报道。本研究结果显示APC4与RA的发病具有显著关联性,并且在高加索人群和中国汉族人群中均显示出这种关联性,提示APC可能参与了RA的致病机制,应进一步研究APC4参与免疫应答的可能机制与作用环节。