当前位置: 首页 > 期刊 > 《安徽医科大学学报》 > 1999年第6期
编号:10265931
系统性红斑狼疮的分子流行病学研究进展
http://www.100md.com 《安徽医科大学学报》 1999年第6期
     作者:叶冬青

    单位:安徽医科大学流行病学教研室,合肥 230032

    关键词:红斑狼疮;系统性;流行病学;红斑狼疮;系统性;遗传学

    安徽医科大学学报990601

    中国图书资料分类法分类号 R725.932.4

    系统性红斑狼疮(SLE)是一种以过量产生多种自身抗体为特点的炎症性自身免疫性疾病。其病因和发病机制十分复杂,至今仍未完全弄清楚,已发现人类和小鼠SLE均具有一定的遗传基础,是一种多基因病。随着分子生物学技术在研究工作中的广泛应用,国内外学者对SLE遗传基因的研究取得了丰硕成果。现评述近几年来有关SLE的分子流行病学研究进展,报道如下。

    1 SLE发病现状
, 百拇医药
    SLE的发病随年龄、性别、种族和所在地区等的不同存在明显差异。SLE好发于青年女性,尤其是20~40岁的育龄期妇女,男女之比为1∶3~1∶8,有的高达1∶10,幼儿及老人亦可患病,但性别差异不明显。由于SLE过去缺乏统一的诊断标准,给流行病学调查带来了困难,而且由于各研究者调查的年代、对象、种族和方法的不同,使调查结果有较大差异。当今世界SLE的患病率大约是17/10万~48/10万〔1〕 。在美国,18岁以上人群中,患病率为50.8/10万,若按种族、性别分组,则18~65岁的白人女性患病率约1‰,而同年龄组黑人女性约为4‰。英国和加勒比海的黑人SLE患病率较白人高3~4倍,而非洲黑人SLE患病率则十分低,尤其在西非,SLE更为罕见。但生长在美国或英国的西非籍黑人的患病率却显著高于白人,有人提出这可能是疟疾的巨噬细胞在免疫系统中起某种调控作用。

    关于我国和西方人群之间SLE的患病率是否存在差异,有过不同结论。有人在夏威夷进行2次不同种族人群现患调查,东方人(包括华裔、日裔和菲律宾人)患病率均高于当地白人。但对旧金山地区人群调查发现,当地华人SLE患病率并不高于白人。由于我国地域辽阔,SLE患病率差异较大。叶冬青等〔2〕对安徽淮南潘集区204 345人群调查得出SLE的患病率为4.40/10万,其中40~50岁女性患病率可高达28.31/10万。黄铭新等对上海32 000纺织工人的调查得出SLE的人群总患病率为70.4/10万,其中女性患病率为113.33/10万,与美国白人相似。SLE存在家庭聚集现象,10%~12%的SLE患者中有患SLE的一级亲属,SLE患者的所有一级亲属中约3%发病,单卵双生子同时患病的机会为25%~70%,比双卵双生子同时患病的机会(1%~3%)大得多。
, 百拇医药
    2 MHC等位基因与人类SLE

    大多数与人类SLE易感性相关的基因位于人6号染色体的MHC或HLA区域内。MHC由三类功能独特具有多态性的基因组成:Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。与SLE相关的MHC主要涉及Ⅱ类(HLA-DR、DQ等位基因)和Ⅲ类等位基因(特别是补体C4等位基因的缺乏或无效)。

    2.1 与MHC-Ⅱ类基因的关联 MHC-Ⅱ类(HLA-DR、DP、DQ)基因编码的蛋白质在免疫识别中起重要作用。目前在不同的种族人群中,关于SLE患者HLA-DQ、DR等位基因的研究较多。Hartung等〔3〕报道HLA-DR2和DR3在白人SLE患者中出现的频率增加,MHC位点基因的互补作用与SLE易感性不存在相关,而与HLA-DR2和(或)DR3联锁的等位基因则会导致SLE具有遗传易感性。Mehra等对印度北方SLE病人研究发现,HLA-DR4在SLE患者中频率显著增高。日本人SLE主要与DQA1*0102及DQA1*0301相关。Fouad等研究发现,Kuwaiti人群SLE患者HLA-A3,DR2频率显著增高,认为是一易感基因,而HLA-DQA1频率显著降低,可能是一保护基因。对台湾105例SLE病人和115例对照人群的SLE遗传易感性与HLA等位基因相关性研究发现,HLA-DRB1*02,*1502,DRB5*0102,DQB1*0501,*0601在SLE患者中出现的频度高于正常对照组,但仅DQB1*0501与SLE存在显著相关,未发现任何等位基因或单倍型与狼疮肾炎存在关联。在HLA-Ⅲ类基因中,SLE患者TNF2频率显著增高,结论认为,HLA-DQB1和TNF可能是台湾汉人SLE的遗传易感因子。De Juan等报道,白人SLE患者HLA-DQA1*0501,DQB1*0201频率显著增高,提示DQA1*0501,DQB1*0201可能是白人SLE的易感基因,而有人报道黑人SLE则主要与DQA1*0401,*0501相关。最近,Tjernstrom等〔4〕通过PCR扩增技术对瑞典南方SLE多发病例家庭患者IL-1受体拮抗等位基因(IL1RN*2)与MHC-Ⅱ类基进行分析,结果发现在SLE多发病例家庭中,IL1RN*2和MHC-Ⅱ类基因(DR17,DQ2)分别有所增加,但无显著性差异,而IL1RN*2与MHC-Ⅱ类基因(DR17,DQ2)的同时存在可使SLE的发病危险性增加7倍,作者认为IL-1受体拮抗等位基因与MHC-Ⅱ类基因(DR17,DQ2)对SLE遗传易感性发挥协同作用。Miyagawn等用限制性片段长度多态性对日本新生儿红斑狼疮(NLE)进行研究发现,当母亲体内HLA-DRB1*0101,DRB1*08032,DQB1*0301频率显著增高时,其子女患NLE的危险性增大。为了调查HLA-DRB1和催乳素相关微小卫星标记物之间的联锁不平衡性,Brennan等研究76例SLE病人和94例正常对照组的SLE易感基因发现,DRB1*0301阳性SLE病人其体内D6S422*1频率显著增高(OR=3.1),DRB1*0401阳性SLE女性患者体内D6S285*5也有增加,但无显著性,结论为HLA-DRB1和催乳素相关微小卫星标记物(尤其D6S422*1)的联锁可导致SLE发病增加。
, http://www.100md.com
    中国学者对MHC-Ⅱ类基因的研究较多。叶冬青等(待发表)以PCR-RFLP方法对SLE患者及正常人HLA-DQA1等位基因进行分析,结果表明与安徽籍汉族SLE患者相关的基因为DQA1*0101或*0102,该基因是通过影响抗-dsDNA和抗-Sm抗体的产生而与SLE紧密相关的。孟炜、潘星华等报道,HLA-DQA1*0102在中国南方汉族SLE患者中频率显著增高,而HLA-DQA1*0501则显著降低。杨颖等借助PCR-SSP技术对52例湖北汉族人SLE患者进行了HLA-DRB1基因型别分析,结果发现,实验组HLA-DRB1*0301基因频率为24%,表型频率为44.2%,RR=4.76,P<0.01,而其他等位基因频率在实验组和对照组间差异无显著性,提示湖北汉人SLE与HLA-DRB1*0301基因存在关联。彭学标等对江苏籍汉族SLE研究发现,HLA-DR2,HLA-DQA1*0102频率在SLE患者中显著增高,而HLA-DR4频率则显著降低,这与Mehra等报道的恰恰相反。目前尚未见有关HLA-DP与SLE易感性相关的报道。
, http://www.100md.com
    2.2 与MHC-Ⅲ类基因的关联 MHC-Ⅲ类基因的产物包括补体成分C2、C4和B因子;肿瘤坏死因子(TNF);热休克蛋白(HSP);21-羟化酶(CYP21A)。现已明确C4基因,特别是同种型 C4A的部分缺乏是SLE的易患危险因素,且不受联锁的Ⅱ类等位基因的影响。国外对不同人群SLE患者研究的资料表明,SLE的发病与C4蛋白不表达(即C4Q0)特别是C4AQ0有关,并认为造成C4Q0的原因有C4基因缺失、C4基因不表达、C4基因的同一表达等,其中最常见的原因为C4基因缺失,约50%的C4AQ0是由于这种原因所致。Moulds等研究发现,狼疮病人C4蛋白水平取决于种族和疾病活动性,而不取决于C4零基因状态。黑人补体C4水平高于白人,C4A、C4B水平随疾病活动性相应地升高或降低,因而C4A零基因状态不能作为SLE的易感基因。杨颖对我国湖北汉人SLE补体C4基因限制性片段长度多态性的研究发现,C4A蛋白质缺失与湖北汉人SLE易感性相关,但同时认为在湖北人群中C4A蛋白质缺失的主要原因可能不是由于C4A基因的缺失所致。但Briggs等认为C4零基因状态可使C4活性降低,从而影响补体经典激活途径中免疫复合物的清除。对于补体C2的研究,Sullivan等〔5〕认为C2基因第28位碱基对缺乏的频率在白人SLE患者中明显增高,纯合子C2缺乏也是SLE的易感因素,常伴有抗Ro/SSA抗体的出现。Atsumi报道,MHCⅡ类区域的TNF-α基因的遗传多态性与部分SLE病人TNF-α水平降低有关,可能会加重SLE肾炎的病情。纯合子TNFB*2参与韩国SLE病人狼疮肾炎的发病。有关热休克蛋白对SLE影响的报道较多,用RFLP对美国黑人SLE患者hsp等位基因进行分析,发现hsp70-2等位基因可能是美国黑人SLE患者独立的易感基因标志〔6〕。但有学者对西班牙SLE病人研究发现显然hsp 70-2基因与SLE有关联,但hsp 70-2B等位基因与HLA单体型(尤其是HLA-DR3)紧密联锁,认为它不是SLE的独立易感因素。Ghoreishi等对SLE皮损病人研究发现,Hsp70的异常表达可导致SLE病人皮肤损伤和自身抗体的形成。也有学者报道hsp90的过份表达(表达过头)直接参与SLE的发病。
, 百拇医药
    不同人种SLE易感基因和拮抗基因不全相同,从以上资料可发现,不同人种SLE与HLA的关联,既各有其特点又互有交叉,而同一人种不同民族则基本相似,提示:SLE的HLA遗传关联与人种(民族)的遗传背景有关,其中可能有某些关键的、共同特有的氨基酸残基作为易感位点起主要作用。

    3 与人类SLE关联的非MHC基因

    MHC-Ⅱ类分子参与递呈抗原给CD4+T辅助细胞上的TCR,推测TCR基因与SLE特别是某些自身抗体有联系。用RFLP和TCR恒定区(C)探针进行的一些研究没有显示明显的关系。Tebib等报道在SLE患者,TCR(C)也可能在SLE发病中起作用。最近有学者认为 MHC-Ⅱ类和TCR-β等位基因共同作用于SLE患者产生特异性自身抗体,对核抗原肽产生免疫应答。Ig基因也可能在SLE发病中起作用,关于Ig重链Gm和轻链Km同种异型与SLE或SLE的自身抗体的关联多有报道,最近发现,SLE和类风湿关节炎患者中,与类风湿因子有关的重链基因缺失频率增加。
, http://www.100md.com
    4 MHC等位基因与自身抗体

    有学者报道,MHC-Ⅱ类等位基因实际上表现出与某些自身抗体比与SLE本身有更强的相关性。Granados等〔7〕应用家系调查对墨西哥SLE病人进行研究,结果发现抗心肌磷脂抗体(aCL)与HLA-DR7呈正相关,aCL阳性SLE病人HLA-DR7频率显著增加,aCL阳性的一级亲属中HLA-DR7频率也增加,而aCL阴性的一级亲属中HLA-DR7频率无增加,提示MHC-Ⅱ类基因(HLA-DR7)参与SLE病人体内aCL的生成。用限制性片段长度多态性分析技术发现DQ亚型中,多态性DQα和DQβ等位基因参与抗Ro/SSA和LA/SSB免疫应答。Rudwaleit等报道,HLA-DQB1*0201与南非黑人SLE本身无关联,但与其体内抗Ro/SSA抗体的存在相关。Barron等对儿童少年(<18岁)SLE的血清学、免疫遗传学研究发现,抗Sm抗体与HLA-DQA1*0102和DQB1*0602呈高度相关,抗-U1RNP抗体在美国黑人儿童少年SLE中频率也较高。最近认为MHC-Ⅲ类基因与自身抗体也存在关联。Podrebarac等报道加拿大白人SLE病人C4A基因缺失与抗Ro/SSA抗体和LA/SSB抗体存在高度相关。国内张卫华等报道,抗Ro/SSA抗体与DQB1*0502呈正相关,抗RNP抗体与DQB1*07、DQA1*0201,DQB1*0201呈正相关。MHC等位基因与自身抗体关联的研究更进一步论证了MHC等位基因与人类SLE的关联。
, http://www.100md.com
    5 单体型与人类SLE

    综合研究文献:相互联锁的祖先单体型在民族甚至同一人种内一般相当稳定,HLA对AID(包括SLE)易感作用和拮抗作用是以单体型方式或至少是以同一亚区基因产物α和β链的顺式或反式组合方式起作用的,AID病例组与健康对照组的HLA差异主要在于单体型频率。

    根据基因联锁不平衡的规律,国内外学者提出了可能的单倍型。目前国外报道较多比较肯定的易感单倍型是HLA-A1-B8-SC01-DR3,与SLE遗传易感性呈正相关。Bekker-Mendez等〔8〕对墨西哥SLE病人的单体型作了研究,发现其易感单体型为HLA-DR3-DQA1*0501-DQB1*0201和HLA-DR1-DQA1*0101-DQB1*0501,拮抗(保护)单倍体为HLA-DR8-DQA1*0401-DQB1*0402,且认为单体型对SLE易感性的影响比单一等位基因更强。对白人无血缘关系的多病例家庭进行分析,发现其扩展单体型为HLA-B8-SC01-DR17。Hartung等对MHCⅡ类和Ⅲ类基因用RFLP进行综合分析发现易感单体型为B8-C4AQ0-C4B1-DR3和B7-C4A3-C4B1-DR2。张咸宁等参照现有资料初步推测中国南方汉族SLE患者的主要易感单元型可能是DRB1*1501-DRB5*0101-DQA1*0102-DQB1*0601,保护单元型可能是DRB1*1101(或*1201)-DRB5*0202(或*0101)-DQA1*0501-DQB1*0301。潘星华也推出了中国汉人SLE可能的易感单倍型:DQA1*0102-DQB1*0602(DQw6(W1))-DRB1*1501(DRw15(2))-DRB5*0101(DRw15(2)),这与韩国,日本SLE病人的易感单体型相一致。
, http://www.100md.com
    6 研究方法

    6.1 流行病学方法 虽然早在几百年前该病就已被人们所认识,但直至1982年美国风湿病学会修定了SLE的诊断标准以后,人们对SLE的流行病学调查研究才陆续开展起来。其中病例对照研究的应用极为普遍,对SLE的危险因素、临床症状及血清学指标等都是通过病例对照研究获得的。遗传流行病学方法的应用提示SLE不符合单基因遗传模式,而可能是多因子疾病的遗传模式。分离度和遗传度分析也提示SLE遵循多基因遗传模式。Gourley比较了34例有家族史患者的26项临床症状及11项血清学指标得出二者临床症状无显著性差异,但无家族史患者的抗-Ro抗体频率及该抗体与光敏感联合出现的频率高于有家族史者。叶冬青等〔10〕认为环境因素(药物史、风疹、荨麻疹史、扁桃体发炎史、居住环境潮湿等)对SLE的发病起到一定的作用。Karlson运用病例对照研究的方法得出SLE活动性与病人自信度等心理因素有关,而累积的机体损伤与年龄、病理等因素强相关。这些结果提示对病人进行心理辅导并配合药物治疗会提高SLE的治疗效果。
, 百拇医药
    前瞻性研究近年来也得到广泛应用。为验证口服避孕药与SLE有无关系,Sanchez对121 645名妇女进行了前瞻性研究,从1976年至1990年每隔两年追踪一次,结果经年龄调整得RR=1.4,说明二者存在弱相关,而口服避孕药的维持时间或首次服药后的时间长短与SLE无相关关系,该研究指出口服激素类避孕药宜因人而异。Chan对16名抗内皮细胞抗体阳性的SLE进行了为期25.5±2.9个月的前瞻性研究,发现该抗体是疾病活动的指标。

    6.2 分子流行病学研究方法 目前,分子流行病学的技术方法种类繁多,进展迅速,常用的有质粒图谱、限制性内切酶图谱分析、核酸杂交法和探针、聚丙烯酰胺凝胶电泳分析、聚合酶链反应(PCR)等。其中PCR技术敏感度高,方法简单,被人们广泛采用。在近年学者们推出的数十种DNA分型方法中,使用PCR扩增和非同位素标记的序列特异性寡核苷酸(SSO)探针作斑点杂交法,不仅具有快速、灵敏和精确的优点,适用于大样本群体研究,而且分析杂交格局的改变,还有 可能发现新的等位基因。PCR-SSP是一种较新的基因分型方法,可提高检测方法的特异性。刘利民应用SSP-PCR/SSO方法对159名中国辽宁汉族个体的基因组DNA进行分析,共检出了42种等位基因,其中以DRB1*09012、*0701、*1501最为常见。在该文中作者采用PCR-SSP法先区分HLA-DRB1的组特异性和等位基因特异性,再借助SSO探针杂交进一步分析亚型,不但减少了因等位基因间存在相同序列而出现交叉杂交的问题发生,增加了分型结果的可靠性和精确性,还提高了等位基因的检出率。PCR-RFLP是近年来发现的一种十分有前途的基因分型方法,其原理是MHC等位基因的核苷酸序列各不相同,从而使MHC基因具有高度多态性,而这一多态性在一定程度上能被基因的限制性片段长度多态性(RFLP)所反映。曹秀菁等〔10〕 应用PCR-RFLP对40例正常献血员及30例SLE患者HLA-DQA1基因进行分型,认为PCR-RFLP是一种准确、可靠、简便、快速、价廉的基因分型方法,更易为一般实验室所接受。而且随着DNA序列分析方法的建立和RFLP图谱的精确化,可使PCR-RFLP的DNA分型发展为计算机自动化,因而有着更为广阔的前景。ARMS-PCR(amplification refractory mutation system)是近两年新发现的一种基因分型方法。Rudwaleit〔11〕应用该法对SLE患者的TNF基因多态性进行研究,发现白人SLE患者TNF2的增加可能与HLA-DR3-TNF2联锁有关,而且TNF2在黑人SLE患者体内的减少提示,TNF2多态性不是SLE的独立危险因素。PCR-PAGE技术结合高灵敏银染色方法也是一种比较常用的方法,古洁若等用PCR-PAGE法结合高灵敏染色法对广东汉人SLE患者作DQA1基因分型,发现DQA1*0101显著高于健康组,对SLE有易感倾向,而DQA1*0102基因则显著下降,对SLE有抵抗作用,这一结果与国外某些资料部分相符。此外,PCR-SSCP(单链DNA形态多态性)法、免疫固定、免疫印迹法等在SLE患者HLA基因分型中都有着广泛的应用。
, http://www.100md.com
    综上所述,SLE是一种多基因疾病,具有一定的遗传倾向,与MHC-Ⅱ类、Ⅲ类基因以及TCR、Ig等基因存在一定的关联,其编码的蛋白质参与免疫应答,导致SLE发病。有关中国汉人MHC等位基因与自身抗体关联的研究,目前国内报道不多,这方面值得进一步探讨。

    作者简介:叶冬青,41岁,博士生,教授,硕士生导师,《疾病控制杂志》常务副主编,卫生系副主任

    参考文献

    1 Tebbe B, Orfanos CE. Epidemiology and socioeconomic impact of skin disease in lupus erythematosus. Lupus, 1997;6(2):96~104

    2 叶冬青,倪进发,郑惠玲等. 安徽省准南市潘集区常见结缔组织病的流行病学调查. 中国人兽共患病杂志,1993;9:14~15
, 百拇医药
    3 Harkung K, Coldewey R, Krapf F et al. Hetero-and homozygosity of MHC class Ⅱ gene products in systemic lupus erythematosus. Tissue Antigens, 1991;38(4):165~168

    4 Tjernstrom F, Hellmer G, Nived O et al. Synergetic effect between interleukin-1 receptor antagonist allel (IL1RN*2) and MHC class Ⅱ (DR17,DQ2) in determining susceptibility to systemic lupus erythematosu lupus, 1999;8(2):103~108

    5 Sullivan KE, Petri MA, Schmeckpeper BJ. Prevalance of a mutation causing C2 deficiency in systemic lupus erythemasus. J Rheumatol, 1994;21(6):1128~1133
, 百拇医药
    6 Jarjour W, Reed AM, Gauthier J et al. The 8.5-kb PstI allele of the stress protein gene, Hsp70-2: an independent risk factor for systemic lupus erythematosus in African Americans? Hum Immunol, 1996;45(1):59~63

    7 Granados J, Vargas-Alarcon-G, Drenkard-C. Relationship of anticardiolipin antibodies and antiphospholipid syndrome to HLA-DR7 in mexican patients with systemic lupus erythematosus. Lupus, 1997;6(1):57~62

    8 Bekker Menolez C, Yamamoto Furusho JK, Vargas Alarcon G et al. Haplotype distribution of class Ⅱ MHC genes in mexican patients with systemic lupus erythematosus. Scand J Rheumatol, 1998;27(5):373~376
, http://www.100md.com
    9 叶冬青,李向培,郑惠玲等.合肥市系统性红斑狼疮危险因素的研究,中国公共卫生,1997; 13(6):338~339

    10 曹秀菁,叶冬青,李向培等. PCR-RFLP用于HLA-DQA1基因分型方法建立. 安徽医科大学学报,1998;33(4):259~261

    11 Rudwaleit M, Tikly M, Khamshta M et al. Interethnic differences in the association of tumor necrosis factor promoter polymorphism with systemic lupus erythematosus.J Rheumatol, 1996;23(10):1725~1728

    1999-08-28收稿, 百拇医药