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背景及目的:
炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)包括溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn’S disease,CD),其发病机制仍不明确,目前多认为与遗传、环境因素和肠道粘膜对肠道细菌抗原的过度免疫反应有关。近年来众多研究表明遗传因素在IBD发病中起着重要作用,其证据主要来自于种族与IBD发病研究、IBD家族集聚现象研究、双生子和配偶的发病研究、全基因组关联研究和蛋白质组学等研究。相对而言,CD比UC更具遗传倾向。迄今已发现许多基因与高加索人群IBD发病有关,如NOD2/CARD15、SLC22A4、SLC22A5、IL-23R、ATG16L1等易感基因。然而上述基因多态性与亚洲人群IBD的发病无明显关系,提示IBD的遗传易感性具有较明显的种族差异性。
新近研究表明"IL-23/IL-17轴"在IBD发病中起着重要作用。在肠道细菌抗原的刺激下,粘膜上皮细胞(Epithelial cell)、树突状细胞(Dendritic cell,DC)及巨噬细胞(Macrophage,MΦ)较早反应,迅速产生低水平的IL-23、IL-6、转化生长因子β(Transforming growth factor β,TGF-β)等细胞因子,刺激局部组织表达IL-23R的IL-17分泌性辅助性T细胞(Th17细胞)(其中小鼠的幼稚T细胞在细胞因子IL-6和TGF-β作甩下分化为成熟的Th17细胞)、活化的单核细胞和NK细胞,产生大量的IL-17A、IL-17F、IL-23、TNF-α、IL-6等细胞因子,其中IL-17F进一步刺激巨噬细胞、上皮细胞、内皮细胞产生多种细胞因子和化学因子,趋化中性粒细胞等聚集,造成局部粘膜过度免疫反应。近年来,IL-17家族与炎症性疾病的关系成为研究的热点:已有关于IL-17A及IL-23R基因与IBD遗传易感性的报道,作为与IL-17A有高度同源性的IL-23下游细胞因子IL-17F在炎症性疾病中的作用亦受到人们的重视。在IL-17F基因中,7488A/G多态性位点是目前唯一编码序列中杂合度大于7%的非同义cSNP(non-synonymous coding SNP),其变异导致第161位的组氨酸变为精氨酸(p.His161Arg)。日本学者Kawaguchi等研究发现IL-17F 7488纯合突变G/G基因型与哮喘发病显著负相关,且突变型IL-17F可以拮抗野生型IL-17F的活性。由于哮喘与炎症性肠病同属于粘膜免疫异常性疾病,德国学者Seidere等探讨了IL-17F7488A/G多态性与IBD的关系,发现在欧洲高加索人群中,该位点各基因型频率在IBD患者和健康对照人群之间无明显统计学差异。在中国人群中IBD发病是否与IL-17F 7488A/G多态性有关呢?目前尚未见报道。鉴此,本研究的目的是在病例一对照研究的基础上,采用多聚酶链反应-限制性片段长度多态性(Polymerase chain reaction-Restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)方法研究IL-17F 7488A/G单核苷酸多态性,分析多态性与IBD发病的关系及其与IBD临床表型的关系,试图为进一步研究IBD发病机制打下基础。
材料与方法:
1.研究对象
①IBD患者来自中山大学第一附属医院消化内科IBD专科门诊,共282例,其中CD患者134例(男86例,女48例,平均年龄33.7±13.4岁),UC148例(男83例,女65例,平均年龄38.4±12.9岁)。IBD的诊断标准为:“我国2007年中华医学会消化病学分会炎症性肠病协作组制定的共识指南”,临床表型分型采用“蒙特利尔标准”;
②健康对照人群来自中山大学第一附属医院健康体检中心,共373名,男233例,女140例,平均年龄37.9±16.1岁。UC、CD患者与健康对照人群在性别、年龄方面具有可比性。以上人群均为广东籍,汉族。
2.IBD患者的临床资料收集包括:发病年龄、诊断年龄、病变部位、并发症情况、疾病行为、病情程度、手术干预情况等。
3.研究对象的临床标本收集取所有研究对象清晨空腹静脉血2ml用于基因组DNA的提取。
4.IL-17F 7488A/G单核苷酸多态性分析采用PCR-RFLP方法分析IL-17F 7488A/G单核苷酸多态性。
5.临床分析
分析IL-17F 7488A/G单核苷酸多态性各基因型频率在IBD患者和健康对照人群中的差异及其与IBD临床表型的关系。
结果:
1.IL-17F 7488A/G多态性与UC的关系
①UC患者IL-17F 7488A/G位点A/A、A/G和G/G基因型的频率分别为78.38%、21.62%和0%,等位基因A和G的频率分别为89.19%和10.81%;健康对照人群A/A、A/G和G/G基因型的频率分别为72.12%、24.13%和3.75%,等位基因A和G的频率分别为84.18%和15.82%;
②UC患者G/G、A,A和A/G的基因型频率与健康对照人群相比有统计学差异(x2=6.40,P=0.041);相对于非纯合突变(A/A+A/G)基因型,UC患者纯合突变G/G基因型频率明显低于健康对照人群(0%vs3.75%,用精确概率法计算P=0.014);
③IL-17F 7488A/G多态性与UC临床表型关系:杂合子A/G基因型的发病年龄明显晚于野生型A/A型(43.3vs34.6,P=0.012);在疾病严重程度方面,轻症患者杂合子A/G基因型频率明显高于中、重度患者(25.40%vs3.23%,x2=6.89,P=0.009,OR=0.10,95%CI=0.01-0.78)。
2.IL-17F 7488A/G多态性与CD的关系
①CD患者IL-17F 7488A/G位点A/A、A/G和G/G基因型的频率分别为72.38%、23.13%和4.49%,等位基因A和G的频率分别为83.96%和16.04%;
②CD患者G/G、A/A和A/G的基因型频率与健康对照人群相比无明显统计学差异(x2=0.17,P=0.917);相对于非纯合突变(A/A+A/G)基因型,CD患者纯合突变G/G基因型频率与健康对照人群相比亦无明显统计学差异(x2=0.14,P=0.712),提示IL-17F 7488A/G多态性与CD发病可能无明显关系;
③IL-17F 7488A/G多态性与CD临床表型关系:在“非B1型”(狭窄或穿透型)CD患者中,其携带G等位基因的(A/G+G/G)基因型频率较“B1型”(非狭窄、非穿透型)患者为低(19.67%vs37.10%,x2=4.59,P=0.032),然这种差异在“Bonferroni”校正后消失。需要手术干预患者的携带G等位基因的(A/G+G/G)基因型频率低于非手术干预患者(17.02%vs35.62%,x2=4.87,P=0.027,OR=0.37,95%CI=0.15-0.91),提示G等位基因携带者(A/G+G/G)可能倾向于临床表型较轻的类型。
结论:
1.UC患者IL-17F 7488A/G多态性中的G/G基因型频率明显低于健康对照组人群,提示该基因型对本地区UC发病可能具有一定的保护作用,A/G基因型可能与UC临床表型(发病年龄、病情程度)有关。
2.IL-17F 7488A/G单核苷酸多态性与本地区CD发病无明确关系,然G等位基因携带者(A/G+G/G)可能倾向于临床表型较轻的类型。