中国汉族人群寻常型天疱疮全基因组关联分析研究

发布时间：2017-10-27 15:32

  本文关键词：中国汉族人群寻常型天疱疮全基因组关联分析研究

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【摘要】：研究背景天疱疮(Pemphigus)是指一组危及生命的自身免疫性大疱性疾病。特点为皮肤粘膜广泛性水疱和糜烂。主要有六种临床类型,寻常型天疱疮(Pemphigus vulgaris,PV)是最常见且具代表性的一组临床类型。PV在世界范围内发病率低:0.076-5/10万人/年,在一些德系犹太人群和东方一些国家如印度,马来西亚,中国和日本,发病率偏高。男女均可发病,女性多于男性。在伊朗、中国及犹太人群中对PV流行病学调查显示患病男女比例约为1/1.5,平均发病年龄40~60岁,但亦见于儿童。该病慢性经过,难以根治,给患者造成巨大身心压力和经济负担,危害极大。PV诱发因素通常有一定遗传素质,且表现多样。大部分触发因素来自外界环境,如:药物摄入、病毒感染、物理因素、抗原接触、饮食因素等。PV发病机制尚未研究清楚,总的来说,遗传与环境因素共同作用导致PV发生。作为一种自身免疫性疾病,体液免疫与细胞免疫均参与了PV发病,因此MHC在其发病中具有重要地位。通过血清学、候选基因及全基因组关联分析研究(GWAS)等多种方法已证实该病与MHC及非MHC区域均相关,且因不同种族及研究人群而异。PV作为一种罕见的复杂疾病,国际上对其易感基因研究相对较少,2012年,Sarig等学者运用GWAS方法在犹太人群发现HLA区域与非HLA的易感基因ST18均与PV相关,并对ST18基因在埃及和德国人群中进行验证,仅埃及人群验证结果阳性,说明该基因具有人群异质性。功能学研究进一步证实ST18与PV发病相关。该项GWAS样本量偏小(100病例VS 397例对照)。因此,目前急需在中国及世界其他人群中继续寻找该病遗传易感基因,并探寻该病人群异质性,必将对PV遗传学基础及发病机制的深入理解具有积极作用,同时也为基因相关治疗提供新靶点奠定理论依据。研究目的本研究在中国汉族人群开展PV的GWAS研究,通过初筛及验证两阶段实验筛选出可能的疾病易感SNP位点,并将之定位于基因,探讨PV可能的易感基因和发病机制。同时,通过与伊朗人群PV的GWAS关联结果进行比较,探讨中伊两人群的遗传异质性。另外,本研究还对既往犹太人群GWAS发现的PV易感位点在中伊人群中进行了验证,探索PV易感基因在不同种族是否存在异质性。研究方法分2阶段进行。1初筛阶段:采用Illumina公司所生产的高通量的Illumina Omni Zhong Hua-8 Human Bead Chips基因芯片对96例(中国48例,伊朗48例)PV患者及1,095例(中国1,031例,伊朗64例)正常对照在全基因组范围内进行SNPs基因分型。2验证阶段:根据初筛阶段结果,筛选出最具统计学意义的易感性SNP位点。选点标准为:1)在中国汉族或伊朗人群初筛结果中P0.0001;2)Meta分析结果中P0.0001;3)与既往GWAS报道的显著性位点位于同一关联区域;4)位于编码区的SNP位点;5)既往PV-GWAS已报道SNP位点。将这些SNP位点分别在中国汉族和伊朗另外2个新的人群中进行验证(中国PV患者359例vs正常对照2,211例;伊朗PV患者149例vs健康对照210例),利用Sequenom Mass Array基因分型平台进行SNPs分型。经过统计学分析,发现PV易感基因。结果一中国汉族人群和伊朗人群初筛结果1中国汉族人群初筛结果在初筛阶段,中国汉族人群中GWAS分型结果显示HLA区域与PV存在强关联。在这个群体中,HLA-DQA1区域附近的6个SNPs具有全基因组关联显著性(P5×10-8),且位于同一信号区域。其中,最显著SNP为rs3129727(P=9.90×10-11,OR=5.24)和rs3129728(P=9.90×10-11,OR=5.24)。2伊朗人群初筛结果在初筛阶段,伊朗人群经过质量控制后,9个区域的29个SNPs超过P=1×10-4的显著性水平。最显著SNP rs11575840是位于HLA区域的NCR3基因(P=3.99×10-6,OR=27.33)上的一个错义突变。3中伊两个人群进行Meta分析结果在初筛阶段,经过严格质控,利用Plink 1.07软件对中伊两个人群进行Meta分析,结果显示HLA-DQA1基因附近的6个SNP与PV显著关联,P值均小于5×10-8,达到GWAS初筛意义。最显著SNP点是rs28483633(P=2.17×10-11,OR=4.73)。该6个位点与中国汉族人群初筛结果中最显著的6个SNP位点一致,处于同一信号区域。二中国汉族人群和伊朗人群验证结果的比较该实验从中国汉族人群初筛结果中挑选了41个SNP位点、从伊朗人群挑选了23个SNP位点,加上既往犹太人群PV的GWAS报道的11个显著SNP位点,共75个SNP位点纳入验证阶段。该75个位点在中国和伊朗2个人群中都进行了验证。验证结果显示,SNP位点rs11575840在这两人群中均显示与PV强关联:中国汉族人群(Pcombined=4.18×10-5,OR=5.68),伊朗人群(Pcombined=4.00×10-11,OR=11.19);对2人群研究结果进行Meta分析,亦显示该位点最为显著(Pmeta=1.63×10-14,ORmeta=8.38)。除rs11575840这个最显著的SNP点之外,我们在伊朗人群还发现了6个具有一定提示意义的易感位点,分别是:21q22.11(rs7281523,TIAM1),4q21.21(rs2867702,PRDMB),4q34.3(rs4690504,NEIL3),2q34(rs16848535,ERBB4),6q11.1(rs6924041,KHDRBS2),和2q37.3(rs903375,LRRFIP1),(1.91×10-5≤Pcombined≤2.69×10-2,0.43≤OR≤2.21)。三验证既往PV-GWAS结果对既往在犹太人群报道的11个非-MHC区域易感位点在中伊人群进行了验证,结果显示,位于3p22.3区域的SNP位点rs1073208,在中国汉族人群也与PV存在关联(Pcombined=4.25×10-2,OR=0.70;Pcombined=1.53×10-2,OR=0.67),而在伊朗人群中未见阳性验证结果。结论本课题首次对中国汉族人群PV进行了一项GWAS研究。采用GWAS技术首次发现,HLA-DQA1是中国汉族人群PV易感区域。本课题同时对伊朗人群PV也做了GWAS研究,并将中伊两人群研究结果进行了比较与Meta分析,发现HLA区域内NCR3基因上一个错义突变与这两个人群PV发病均相关。对既往犹太人群PV-GWAS报道的易感基因在中伊两个人群进行了验证,并在中国人群验证出一个阳性位点。研究结果丰富了PV遗传危险因素,扩展了对其遗传学发病机理的认识,建立了中国汉族人群及伊朗人群基因分型数据库,为今后PV这一复杂性疾病的发病机制相关研究提供了启示。
【关键词】：寻常型天疱疮 全基因组关联分析 易感基因
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R758.66
【目录】：

• 英文缩略词表7-8
• 中文摘要8-12
• Abstract12-16
• 1 引言16-22
• 1.1 研究背景16-21
• 1.1.1 疾病概述16-17
• 1.1.2 PV免疫学研究17-18
• 1.1.3 PV遗传学研究18-21
• 1.2 研究思路21-22
• 2 实验材料与方法22-64
• 2.1 研究设计22-25
• 2.1.1 初筛阶段22
• 2.1.2 验证阶段22-25
• 2.2 实验对象25
• 2.3 实验试剂25-28
• 2.3.1 DNA提取试剂25-26
• 2.3.2 电泳相关试剂26
• 2.3.3 全基因组基因分型所需试剂26-27
• 2.3.4 Sequenom Mass Array系统基因分型所用试剂27-28
• 2.4 实验仪器28-31
• 2.4.1 DNA提取器材28
• 2.4.2 电泳所用仪器28-29
• 2.4.3 测OD值仪器29
• 2.4.4 全基因组SNP分型仪器29-30
• 2.4.5 Sequenom MassArray系统基因分型所用仪器30-31
• 2.5 实验步骤31-56
• 2.5.1 全血标本采集31
• 2.5.2 基因组DNA提取31-32
• 2.5.3 基因组DNA电泳检测32-34
• 2.5.4 DNA浓度检测和标准化处理（简称DNA标化）34-35
• 2.5.5 全基因组SNPs基因分型35-43
• 2.5.6 Sequenom MassArray系统基因分型43-56
• 2.6 数据质控与统计分析56-57
• 2.6.1 质控方法56-57
• 2.6.2 统计方法57
• 2.7 分析软件和电子数据库信息查询57-59
• 2.7.1 基因分型软件的应用：Plink 1.0757
• 2.7.2 Haploview的应用57-58
• 2.7.3 R软件的应用58
• 2.7.4 美国国立生物技术信息中心58-59
• 2.7.5 HapMap计划数据库59
• 2.7.6 其他相关数据库及网站59
• 2.8 数据的处理59-61
• 2.8.1 初筛阶段样本质控59-60
• 2.8.2 初筛阶段SNP质控60-61
• 2.8.3 验证阶段的SNP质控61
• 2.8.4 Illumiina和Sequenom MassArray的分型一致性比较61
• 2.9 数据统计分析61-64
• 3 结果64-87
• 3.1 研究对象一般情况和SNP数据64
• 3.2 初筛阶段SNP分型数据的统计结果64-77
• 3.2.1 中国汉族人群初筛结果67-70
• 3.2.2 伊朗人群初筛结果70-71
• 3.2.3 初筛阶段中国汉族和伊朗人群Meta分析结果71-77
• 3.3 验证阶段SNP分型数据的统计结果77-86
• 3.3.1 中国汉族人群验证结果和与伊朗人群验证结果的比较77-84
• 3.3.2 中国汉族人群和伊朗人群Meta结果84-86
• 3.3.3 对既往PV-GWAS报道位点的验证结果86
• 3.4 对p38和其下游效应器MAPK蛋白激活激酶（MK2）基因在本研究中与PV相关性的观察86-87
• 4 讨论87-94
• 4.1 本研究发现的PV的HLA区域易感位点88-91
• 4.2 验证犹太人PV易感基因91-92
• 4.3 与其他PV相关研究的比较92-93
• 4.4 展望93-94
• 5 结论94-96
• 6 参考文献96-106
• 附录106-109
• 致谢109-111
• 课题综述 天疱疮遗传学发病机制研究进展111-138
• 参考文献126-138

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 ;ASSOCIATION BETWEEN PEMPHIGUS VULGARIS AND HUMAN LEUKOCYTE ANTIGEN IN HAN NATION OF NORTHEAST CHINA[J];Chinese Medical Sciences Journal;2005年03期

，

本文编号：1104142