中国汉族人白癜风MHC区域精细定位研究

发布时间：2020-06-16 23:50

【摘要】：研究背景:白癜风(vitiligo)是一种免疫相关的原发性皮肤疾病,是最常见的色素脱失性疾病,主要累及人体的皮肤、毛发和黏膜等处,临床上主要表现为边界清楚的乳白色色素减退斑或脱失斑,其发病主要由于选择性黑素细胞减少或功能障碍。白癜风好发于青壮年,大部分在30岁之前发病,起病通常不伴有任何不适症状,其在全世界范围内的患病率约为0.5%~2%,在中国人群中的患病率约为0.56%。白癜风为皮肤科的众多顽疾之一,其病情迁延难治,目前尚无可根治的方法,由于其具有损容性,严重影响患者的心理健康,造成其生活质量下降,也给家庭和社会带来了一定的经济负担。白癜风属于获得性色素疾病,研究者发现严重的晒伤、外伤、妊娠、精神因素和有害化学物质常会诱导其发生,而且白癜风患者中其他自身免疫性疾病的发生率也较正常人高。关于白癜风的发病机制,迄今尚未完全阐明,研究者先后提出了自身免疫、遗传、神经因子、氧化应激等学说以解释其发病,但每种学说都不足以完全阐明其发病机制,目前在这些学说中支持证据较多的有自身免疫学说、遗传学说等,故有学者认为白癜风是由遗传和环境风险因素共同作用引起自身免疫系统攻击皮肤黑素细胞所造成。人类白细胞抗原(Human leukocyte antigen,HLA)系统在人体免疫调节过程中发挥着重要作用,因此,在免疫相关疾病中,其一直是研究者关注的重点之一。20世纪后期,研究者开始对HLA与白癜风的相关性进行探索,研究人员在白癜风病例和对照中先后采用血清学分型实验和以聚合酶链式反应为基础的DNA分型实验进行关联研究;自2010年起,研究者开始采用以高密度基因分型芯片为主的全基因组关联研究方法对主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)区域与白癜风的易感性在大样本人群中进行关联分析。尽管这些方法都取得了一定的成果,但是它们在直接研究MHC区域内的HLA等位基因及其对应的氨基酸功能位点上受到了研究费用和技术上的限制。于是Jia等在2013年开发出了HLA基因型填补方法(SNP2HLA),该方法使得研究者能够以高密度基因分型芯片数据为基础,通过HLA基因型填补的方法对HLA等位基因以及其对应的氨基酸位点与免疫相关疾病的关系进行研究。通过这种基因型填补方法,研究者先后在银屑病、系统性红斑狼疮、弥漫性毒性甲状腺肿等免疫性疾病的研究中取得了一定成果,为理解MHC区域遗传变异在疾病中的作用机制打下了基础。目的:依靠中国汉族人特异性MHC区域参考数据集,利用HLA基因型填补方法对白癜风患者与对照人群的MHC区域开展精细定位研究,进而探索整个MHC区域遗传变异在白癜风发病中的作用。方法:先采用Illumina Human610-Quad Bead Chips芯片对中国汉族1,149例白癜风患者和1,740例健康对照进行全基因组基因分型,经过质控后提取扩展的MHC区域单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphism,SNP)位点分型数据,利用SNP2HLA软件,并依靠大样本的汉族人MHC区域参考数据集,进行MHC区域HLA基因型填补,进而研究SNPs、HLA等位基因和HLA基因对应的氨基酸位点和与白癜风的相关性,并通过逐步回归分析进一步确定MHC区域独立的白癜风易感位点,最后再进行连锁分析、单倍型分析、表达数量性状基因座(Expression quantitative trait loci,e QTL)分析、遗传贡献度分析、基因交互作用分析、遗传风险分数计算和基因型-表型分析等深入研究。结果:通过对填补后的数据进行质控和关联分析,我们发现有994个SNPs、13个HLA等位基因和40个HLA氨基酸位点达到了本研究的显著性水平(P2.32×10-6),与白癜风发病相关;其中,四位的HLA等位基因有7个,包括3个新发现的(HLA-DQB1*02:02、HLA-DQA1*02:01和HLA-DPB1*17:01)和4个既往报道过的(HLA-B*13:02、HLA-C*06:02、HLA-A*30:01和HLA-DRB1*07:01)。进一步的逐步回归分析在整个MHC区域发现4个独立的白癜风易感位点,包括HLA-DQβ1第135号氨基酸位点、HLA-B第45-46号氨基酸位点、rs892666和rs9268832。再进一步的深入分析发现,一个超长HLA基因单倍型HLA-A*30:01-C*06:02-B*13:02-DRB1*07:01-DQA1*02:01-DQB1*02:02-DPB1*17:01与白癜风发病相关;e QTL分析提示,HLA-G和HLA-DRA可能为白癜风的易感基因;遗传贡献度分析表明,整个MHC区域能解释的白癜风遗传度为6.2%;基因交互作用分析显示,rs9268832可能与rs2051582和rs11593576分别存在交互作用,参与白癜风发病;遗传风险分数计算显示,白癜风患者风险分数整体比对照高;基因型-表型分析提示,HLA-DQβ1第135号氨基酸位点与早发型白癜风相关。结论:本研究首次采用中国汉族人特异性大样本MHC区域参考数据集对白癜风MHC区域进行精细定位研究,在整个MHC区域新发现了4个独立的白癜风易感位点,展示了白癜风MHC区域遗传结构的复杂性,以及不同人群间白癜风易感HLA基因的异同,为阐明MHC区域遗传变异在中国汉族白癜风人群中的作用机制奠定了初步的理论基础。
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R758.41
【图文】：

示意图,区域基,示意图,等位基因

安徽医科大学博士学位论文些细胞因子，参与人体的补体反应和炎症反应，发挥免疫调节作用。其中，HLA基因具有丰富多态性，拥有众多不同的等位基因，因此其命名也比较复杂，新的HLA 基因的命名由世界卫生组织 HLA 系统命名委员会负责，并收录在其官方网站。截止到 2017 年 12 月份，该网站收录的 HLA I 类和 II 类等位基因共计 17,695 个。

流程图,课题设计,流程图

安徽医科大学博士学位论文相关的易感位点（包括 SNPs、经典的 HLA 等位基因和 HLA 基态位点）；接着，通过逐步回归分析鉴定出整个 MHC 区域与白立易感位点，并针对找到的独立位点进行连锁分析、单倍型分基因座（Expression quantitative trait loci，eQTL）分析等；最后分析、基因交互作用分析、遗传风险分数计算和基因型-表型分，本课题系统地对整个 MHC 区域（尤其是 HLA 基因）在白癜机制进行了探索，将为日后开展白癜风的精准医疗奠定了理论技术路线图如下（图 2）。

【参考文献】