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研究背景皮肌炎(Dermatomyositis,DM)是一种少见而复杂的自身免疫性疾病,是特发性炎性肌病(Idiopathic inflammatory myopathies,IIMs)的亚型之一,主要包括多发性肌炎(Polymyositis,PM)综合症和皮肤损害。DM主要以红斑、水肿为皮损特点,如眼睑或眶周的紫红色水肿样皮疹、Gottron氏疹和Gottron氏征;皮损出现前后伴有肌肉的炎症表现(是一种骨骼肌的非化脓性炎症),临床上以肢带肌、颈肌及咽肌等肌组织出现炎性改变为特点,导致对称性肌无力和一定程度的肌萎缩,出现呼吸、吞咽困难、肌肉关节疼痛等,并可累及多个系统和器官,中老年患者可伴发恶性肿瘤。DM各年龄组均可发病,按年龄分类又可分为青少年皮肌炎(Juvenile dermatomyositis,JDM)和成人皮肌炎(Adult dermatomyositis,ADM)。JDM常指18岁以前发病的DM,临床上多见于10岁以前,常伴钙质沉着,预后较好;ADM是指发病年龄大于或等于18岁,常在40-60岁高发,DM患者恶性肿瘤的发病率高于正常人群,约有30%的老年男性DM患者伴有恶性肿瘤,国内一篇最新报道874例DM恶性肿瘤伴发率14.8%。目前,DM的确切发病率和患病率尚未知晓,但国外有报道称:DM的发病率是每100万居民中有1.2-17个新增病例,患病率是每10万个体中有5-11个病例;DM患者中男女的比例约为1:2,本研究中男女发病比例与之相近(1:1.7)。DM在不同的种族及不同性别间发病率不同:在黑人男性和女性中的发病率分别是每100万居民中有11.4和17.1个病例,在白人男性和女性中的发病率分别是每100万居民中有2.9和6.1个病例,提示IIMs的发病率黑人比白人高,女性比男性高。迄今为止,DM的病因和发病机制尚不明确,主要有自身免疫、遗传和环境几种致病学说。⑴自身免疫学说:免疫系统在DM发病机制中的作用像其他自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮和硬皮病)证实有细胞和体液免疫异常和自身抗体水平的升高。分子免疫学和免疫遗传学的进展提高了我们对这些细胞作用过程的理解。在DM患者中,CD4+Th细胞介导的细胞因子反应和B细胞介导的体液免疫机制共同发挥作用,补体也有参与,他们共同作用的结果是肌肉和皮肤的毛细血管损伤,皮肤和肌肉组织慢性低灌注造成组织缺血,进而导致肌束周围的萎缩和皮肤损害。⑵遗传因素:遗传因素在肌炎发病中的作用,以及肌炎的遗传度和与人类白细胞抗原(Human leukocyte antigen,HLA)[即人类的主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)]的显著相关性在一些文献中相继有报道。首次报道与DM相关的遗传因子是MHC-I亚区中的HLA-B8和MHC-II亚区中的HLA-DR3。最近有研究显示:MHC-II亚区中的HLA-DRB1*0301和DQA1*0501基因与DM显著相关,在美国和欧洲所有家族性和散发性成人和儿童DM患者中,DM的发病率均有增加。⑶环境因素:环境因素在多因素疾病的发生发展中发挥一定的作用,越来越多的证据证实了环境作用的影响。(1)病毒感染:病毒感染是最常见的环境因素,这些病毒包括柯萨奇B病毒、人类嗜T淋巴细胞病毒Ι型、流感病毒、弓形虫等;(2)日光暴露:光线,尤其是紫外线B,可以增加皮肤肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)的合成,该细胞因子在DM发病中起着重要的作用;(3)吸烟:不管是主动还是被动吸烟,均会诱发机体发生免疫学变化;(4)药物:某些药物,如氯喹、洛伐他汀、利福平、磺胺和细胞毒性药物等,一些药物可以抑制免疫学机制,而另一些则有助于通过代谢变化,导致DM的发生。停用这些药物,肌炎常会消失是它们致病的很好证据。总而言之,DM是免疫遗传和环境因素之间交互作用的结果。其中免疫遗传作为发病的内因在DM的发生发展中起着非常重要的作用,对于有遗传倾向的个体,先是环境因素诱发,接着是免疫活化引起遗传变异导致该病的发生。先前的连锁分析和候选基因的研究发现:免疫遗传因素如HLA-Ι类基因(HLA-A,B,C)和HLA-II类基因(HLA-DMA,DMB,DPB1,DQA1,DQB1和DRB1)等与DM的发病密切相关,最近的一篇对于欧美人群的全基因组关联研究(Genome-wide association study,GWAS)证实皮肌炎的易感位点在MHC区,并发现在非MHC区的遗传易感位点[磷脂酶C样1(PLCL1),B淋巴细胞酪氨酸激酶(BLK)和趋化因子配体21(CCL21)]与其它自身免疫性疾病相重叠;另一篇在日本人群的关联性研究发现信号转导和活化因子4(Signal transducer and activator of transcription 4,STAT4)与DM/PM显著相关。然而,这些研究收集的多是欧洲人群,他们的遗传结构与中国人群在某些方面是不同的,为了寻找中国汉族人群DM的易感基因,我们首次在该人群DM患者中进行了一个GWAS。方法按照样本收集标准,我们选择了127例患者和1566例健康对照利用llumina Human Omni Zhong Hua-8 Bead Chips全基因组中华芯片进行基因分型;为了求证DM在非MHC区的遗传易感位点是否与其它自身免疫性疾病相重叠,我们检查了171个单核甘酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)位点,这些SNPs在以前的GWAS研究中与其它的自身免疫性疾病显著相关并潜在的与DM相关。结果我们发现在6p21.32处有8个SNPs与DM显著相关(P<5×10-8)。7个SNPs(rs10456417,rs6914052,rs7750458,rs9501251,rs9500958,rs72873014,rs72873009)位于HLA-II类亚区与基因HLA-DPA1、DPB1和DPB2相关;一个SNP(rs16868943)在HLA-II类延伸区域与XI型胶原蛋白α2(Collagen XI type alpha 2,COL11A2)基因相关。我们还发现两个MHC区域外既往未报道过的提示性DM易感位点,一个是7q34处的催乳素诱导蛋白[Prolactin-inducible protein(PIP),rs9986765,P=7.45×10-7,比值比(OR)=2.71],一个是10q24.2处的羧基肽酶N1[Carboxypeptidase N1(CPN1),rs3750716,P=9.04×10-7,OR=4.39]。通过与既往国内外候选基因和GWAS研究报道过的13个基因相对比,除了证实HLA-DPB1与DM显著相关外,我们还证实了其它4个基因(HLA-DMB,DQA1,DQB1和DRB1)潜在的与DM相关。171个以前与其它的自身免疫性疾病显著相关的SNPs中有11个SNPs提示与DM相关(P<0.05),较显著的2个SNPs分别是20q13.33区的C3H1型锌指蛋白G补丁区基因(Zinc finger,CCCH-type with G patch domain,ZGPAT)(rs4809330,P=1.63×10-3)和8p23.1区的B淋巴细胞酪氨酸激酶基因(B lymphoid tyrosine kinase,BLK)(rs1600249,P=7.93×10-3)。结论本课题在中国汉族人群中首次开展了DM的GWA研究,也是首次在该人群中发现HLA-DP区基因及COL11A2基因与DM显著相关,我们还发现两个MHC区域外既往未报道过的提示性DM易感位点(PIP和CPN1),并证实了4个基因(HLA-DMB,DQA1,DQB1和DRB1)潜在的与DM相关。通过与其它自身免疫疾病的GWAS研究结果对比分析发现11个DM的提示性易感位点。这些结果为我们进一步了解DM的病因及遗传发病机理提供了重要信息,有助于我们研究和开发诊断和治疗DM和防治DM进一步发展的新方法。