麻風(fēng)易感基因的新發(fā)現(xiàn)及功能分析.pdf

1、研究背景:麻風(fēng)是由麻風(fēng)分枝桿菌感染易感個(gè)體侵犯皮膚和外周神經(jīng)，晚期可致殘的一種慢性傳染病。自上世紀(jì)80年代世界衛(wèi)生組織(WHO)在全球推廣聯(lián)合化療方案以來，麻風(fēng)的患病率在短時(shí)間內(nèi)迅速下降，然而由于一級(jí)預(yù)防手段的缺乏，新發(fā)病例數(shù)無明顯減少，全球每年仍有逾20萬的新發(fā)病例，中國(guó)每年有1000例左右的新發(fā)病例報(bào)告，在發(fā)展中國(guó)家麻風(fēng)仍舊是一類嚴(yán)重的社會(huì)公共衛(wèi)生問題。遺傳流行病學(xué)、家族聚集性分析、雙生子研究等已經(jīng)證實(shí)宿主的遺傳素質(zhì)在該病的發(fā)生、發(fā)

2、展中發(fā)揮重要作用，遺傳度達(dá)57％。候選基因研究、連鎖分析、全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)等已經(jīng)定位麻風(fēng)的11個(gè)易感位點(diǎn)，揭示了固有免疫和細(xì)胞自噬在麻風(fēng)發(fā)病機(jī)理中的關(guān)鍵作用。但麻風(fēng)是由多個(gè)微效基因共同起作用的一種復(fù)雜性疾病，當(dāng)前定位的易感基因位點(diǎn)只能解釋部分的遺傳效力，更多易感基因尚待發(fā)現(xiàn)。
　　研究目的:定位新的麻風(fēng)易感基因位點(diǎn)，為風(fēng)險(xiǎn)模型構(gòu)建及高危個(gè)體篩查奠定基礎(chǔ);對(duì)定位的易感基因進(jìn)行功能探討，闡述麻風(fēng)的發(fā)病機(jī)理。
　　研究

3、方法:研究分為三部分。
　　研究Ⅰ:在中國(guó)漢族種群中采用三階段候選基因的病例對(duì)照研究對(duì)30個(gè)TOLL樣受體家族基因和47個(gè)CARD家族基因位點(diǎn)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)研究。我們首先利用既往麻風(fēng)GWAS數(shù)據(jù)庫對(duì)以上兩個(gè)基因家族共4，363SNPs進(jìn)行了評(píng)估，選擇了八個(gè)P＜0.01的SNPs在1，504個(gè)病例和1，502個(gè)對(duì)照中利用SEUQNEOM MassArray全基因組分型平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)顯示顯著關(guān)聯(lián)的兩個(gè)SNPs又進(jìn)一步在938個(gè)病例和5，

4、827個(gè)對(duì)照中分型，以探討這些位點(diǎn)與麻風(fēng)的相關(guān)性;
　　研究Ⅱ:也是一個(gè)多階段的候選基因研究，我們從12個(gè)克羅恩病(Crohn'sdisease，CD)和七個(gè)潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)的GWAS中選擇了133SNPs，首先對(duì)其在1，504個(gè)麻風(fēng)病例和1，502個(gè)對(duì)照中進(jìn)行了基因分型，將P＜0.05的19個(gè)SNPs又進(jìn)一步在3組獨(dú)立樣本（總計(jì)3，467個(gè)麻風(fēng)病例和4,001個(gè)對(duì)照）進(jìn)行驗(yàn)證;
　

5、　研究Ⅲ:我們進(jìn)行了一個(gè)三階段的GWAS，發(fā)現(xiàn)階段采用Human660W-QuadBeadChip(Illumina)對(duì)842個(gè)麻風(fēng)病例和925個(gè)正常對(duì)照進(jìn)行了全基因組掃描，獲得的數(shù)據(jù)與既往GWAS數(shù)據(jù)（包括706個(gè)麻風(fēng)病例、1，225個(gè)正常對(duì)照和4，362個(gè)免疫相關(guān)疾病群體對(duì)照）進(jìn)行薈萃分析。選擇了88個(gè)在發(fā)現(xiàn)階段與麻風(fēng)關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)的SNPs進(jìn)一步在2，761個(gè)病例和3，038個(gè)對(duì)照中進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于驗(yàn)證后P值＜0.05或在兩階段效應(yīng)一致

6、的16個(gè)SNPs在另外5組獨(dú)立的樣本（總計(jì)包括4，004個(gè)病例和6，467個(gè)對(duì)照）中進(jìn)一步驗(yàn)證以確定麻風(fēng)的易感基因位點(diǎn)。
　　在研究Ⅰ到Ⅲ中，Cochran-Armitage趨勢(shì)檢驗(yàn)和]ogistic回歸模型被用于分型數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，對(duì)多組樣本分型結(jié)果的薈萃分析則采用固有效應(yīng)模型(Cochran-Mantel-Haenszel)或者隨機(jī)效應(yīng)模型，具體效應(yīng)模型的選擇根據(jù)Cochran's Q檢驗(yàn)和I2指數(shù)對(duì)異質(zhì)性的評(píng)估結(jié)果來定。

7、r>　　研究結(jié)果:我們通過兩個(gè)候選基因的病例和對(duì)照研究以及一個(gè)新的麻風(fēng)GWAS，共發(fā)現(xiàn)9個(gè)新的麻風(fēng)易感基因位點(diǎn)達(dá)到全基因組關(guān)聯(lián)研究水平:位于1p22的rs2735591(P=1.03×10-9,0R=1.24)、位于5q33.3的rs6871626(P=3.95×10-18，0R=0.75)、位于2q12的rs2058660(P=4.57×10-9，OR=1.30)、位于1q32.3的rs2221593(P=3.09×10-8，OR=1

8、.15)、位于5p14.3的rs73058713(P=9.54×10-9，OR=1.19)、位于9q32的rs10817758(P=1.15×10-8，OR=1.13)、位于10q21.3的rs58600253(P=3.02×10-12,0R=1.22)、位于11q3.1的rs663743(P=8.84×10-14，OR=1.24)和位于16p13.13的rs77061563(P=6.23×10-15，OR=0.84)。后續(xù)對(duì)以上位點(diǎn)所

9、在連鎖不平衡區(qū)域包含的全部基因，進(jìn)行了功能相關(guān)文獻(xiàn)的系統(tǒng)的回顧以及抽提部分基因表達(dá)數(shù)量性狀基因座分析的數(shù)據(jù)，結(jié)果提示BCL10、IL12B、IL1RL1-IL18RAP、BTF、CDH18、DEC1、NF365、EGR2、CCDC88B、CIITA和SOCS1為麻風(fēng)新的易感基因。已發(fā)現(xiàn)的易感基因中，IL1RL1-IL18RAP、IL12B、CCDC88B、EGR2、ZNF365、CIITA為麻風(fēng)和其他炎癥/免疫性疾病共享的易感基因位點(diǎn)。

10、
　　研究結(jié)論:研究Ⅰ:我們發(fā)現(xiàn)了位于1p22區(qū)域的BCL10是麻風(fēng)的一個(gè)新的易感基因，表明除NOD2介導(dǎo)的固有免疫應(yīng)答外，獲得性免疫在麻風(fēng)發(fā)病中也發(fā)揮重要作用。研究Ⅱ:我們發(fā)現(xiàn)位于2q12.1區(qū)域的IL1RL1-IL18RAP和5q33.3區(qū)域的IL12為麻風(fēng)新的易感基因，再次表明固有免疫和獲得性免疫均參與麻風(fēng)的發(fā)病過程。同時(shí)這兩個(gè)易感基因的發(fā)現(xiàn)也顯示了感染性疾病和炎癥性疾病共有的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。研究Ⅲ.我們通過一個(gè)三階段的麻風(fēng)GW

11、AS發(fā)現(xiàn)了6個(gè)麻風(fēng)新的易感位點(diǎn)，進(jìn)一步對(duì)這些的基因優(yōu)先化分析顯示BATF3, CCDC88B和 CIITA-SOCS1是麻風(fēng)新的易感基因。對(duì)這些易感位點(diǎn)的多效性評(píng)估顯示感染的分子識(shí)別在感染性疾病及炎癥/免疫性疾病中機(jī)制似乎相同，但后續(xù)的免疫應(yīng)答在這兩類疾病中則相反。
　　研究意義:總之，我們發(fā)現(xiàn)了9個(gè)麻風(fēng)新的易感位點(diǎn)，將當(dāng)前中國(guó)種群的麻風(fēng)易感基因數(shù)目擴(kuò)充到18個(gè)，這些易感基因的定位不僅有利于闡述麻風(fēng)的發(fā)病機(jī)理，而且對(duì)于麻風(fēng)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)