李 閣，陶 露，徐 鈺，竇進(jìn)法，王文俊，鄭曉冬，王再興，周文明

?

中國(guó)漢族人尋常型銀屑病AIM2基因多態(tài)性遺傳模式分析

李 閣，陶 露，徐 鈺，竇進(jìn)法，王文俊，鄭曉冬，王再興，周文明

目的 探討AIM2基因多態(tài)性的遺傳模式與銀屑病表型的相關(guān)性。方法 研究團(tuán)隊(duì)前期通過(guò)外顯子芯片研究表明AIM2(rs2276405)基因是中國(guó)漢族人尋常型銀屑病的易感基因之一，以此為基礎(chǔ)，運(yùn)用PLINK 1.07和SPSS 20.0軟件對(duì)16 876例銀屑病患者和22 920例健康對(duì)照者的基因型-表型數(shù)據(jù)和各表型的遺傳模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 基因型和等位基因分布結(jié)果顯示A為最小等位基因，G為風(fēng)險(xiǎn)基因。遺傳模式分析顯示顯性模式是AIM2基因多態(tài)性位點(diǎn)的最佳遺傳模式。與對(duì)照組比較，在顯性遺傳模式中PASI≤20(OR=0.83,P=1.10×10-7)的分布較PASI>20(OR=0.91,P=3.62×10-1)更顯著，其次，家族史陰性(OR=0.82,P=6.85×10-8)較家族史陽(yáng)性患者(OR=0.90,P=1.01×10-1)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異更有顯著性。各表型在病例與對(duì)照之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 AIM2(rs2276405)與中國(guó)漢族人尋常型銀屑病的發(fā)病有顯著相關(guān)性，在各亞型中顯性遺傳模式是尋常型銀屑病的最佳遺傳模式，可能與家族史陰性的輕中度尋常型銀屑病患者有關(guān)，并因此可能導(dǎo)致尋常型銀屑病臨床表型的多樣性。

銀屑病；AIM2；基因型；表型；遺傳模式

銀屑病是一種常見(jiàn)的、T細(xì)胞介導(dǎo)的、炎癥性皮膚病，影響全球約1%～3%的人口[1]，由環(huán)境因素、遺傳因素和免疫因素等多種因素共同引起，遺傳因素是其重要的發(fā)病原因[2]。對(duì)銀屑病患者行大規(guī)模的全外顯子區(qū)域關(guān)聯(lián)分析研究[3]顯示15個(gè)與銀屑病相關(guān)的新易感基因/位點(diǎn)，AIM2是其中一個(gè)新易感基因/位點(diǎn)。以此為依據(jù)，該研究對(duì)參與研究的16 876例尋常型銀屑病(psoriasis vulgaris，PV)和22 920例健康對(duì)照者進(jìn)行臨床表型(皮損類(lèi)型、疾病嚴(yán)重程度和家族史)的分層分析和各亞型的遺傳模式分析，探討AIM2基因在中國(guó)漢族人PV中的遺傳模式及對(duì)銀屑病發(fā)病機(jī)制的影響，為以后的靶向治療提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 病例資料 本試驗(yàn)中的16 876例PV患者來(lái)自安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚性病科及全國(guó)各合作醫(yī)院，由2名以上經(jīng)驗(yàn)豐富的副主任醫(yī)師診斷。22 920例健康對(duì)照樣本來(lái)自合肥地區(qū)多所院校的大學(xué)生入學(xué)體檢的健康人群和全國(guó)多家醫(yī)院健康體檢中心的志愿者。病例組中男9 360例，女6 485例；年齡1～89(32.21±16.59)歲，發(fā)病年齡為(27.28±13.37)歲。對(duì)照組中男11 737例，女11 183例；年齡1～97(33.88±15.55)歲。所有的參與者填寫(xiě)調(diào)查表和知情同意書(shū)，本研究得到各個(gè)醫(yī)院的倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。本研究樣本量較大，部分調(diào)查者的臨床信息缺失。

1.2 臨床表型分類(lèi) 根據(jù)皮損類(lèi)型(點(diǎn)滴和斑塊)、家族史(只要患者的一、二、三級(jí)親屬中有1位銀屑病患者，則認(rèn)為該家族史陽(yáng)性，反之，家族史陰性)，根據(jù)皮損的紅斑、鱗屑、浸潤(rùn)的深度及累及的皮損面積算出PASI評(píng)分，醫(yī)師根據(jù)PASI評(píng)分作為判斷嚴(yán)重程度的標(biāo)準(zhǔn)。PASI≤20分為輕中度，PASI>20分為重度[4]。

1.3 DNA提取及SNP分型 用試劑盒(QIAGEN FlexiGene DNA Kit)從采集的外周血中分離DNA，運(yùn)用Illumina 人類(lèi)基因組外顯子亞洲芯片(Exome_Asian Array)和外顯子精細(xì)定位芯片(Exome_Fine Array)(美國(guó)Illumina公司)這兩種外顯子芯片對(duì)SNP rs2276405進(jìn)行基因分型。

1.4 功能注釋 通過(guò)NCBI網(wǎng)站查找AIM2(rs2276405)基因的蛋白序列，并保存為fasta文件格式，然后將AIM2的蛋白序列導(dǎo)入到KOBAS2.0(http://kobas.cbi.pku.edu.cn/home.do)網(wǎng)站進(jìn)行功能注釋。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 通過(guò)PLINK 1.07和SPSS 20.0軟件分析比較病例組和對(duì)照組的等位基因和基因型分布頻率，得出P值、比值比(OR值)、95%置信區(qū)間(95%CI)，分析AIM2(rs2276405)在病例組間與病例和對(duì)照間的等位基因的關(guān)聯(lián)性時(shí)，以α=0.05為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷統(tǒng)計(jì)結(jié)果是否有意義。

2 結(jié)果

2.1 等位基因、基因型和遺傳模式分析 等位基因和基因型分析顯示在中國(guó)漢族人群中AIM2(rs2276405)的等位基因?yàn)锳/G，A為最小等位基因，G為風(fēng)險(xiǎn)基因。遺傳模式分析顯示顯性模式是AIM2的最佳遺傳模式。見(jiàn)表1。

2.2 AIM2(rs2276405)在PV各亞型的遺傳模式和表型相關(guān)性分析 AIM2(rs2276405)在病例組和對(duì)照組間各亞型的遺傳模式分析顯示：與對(duì)照組比較，在顯性遺傳模式中PASI≤20分(OR=0.83,P=1.10×10-7)的分布較PASI>20分(OR=0.91,P=3.62×10-1)更顯著，其次，家族史陰性(OR=0.82,P=6.85×10-8)較家族史陽(yáng)性患者(OR=0.90,P=1.01×10-1)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異更顯著。見(jiàn)表2?；蛐?、等位基因頻率比較顯示，AIM2(rs2276405)等位基因頻率分布在皮損類(lèi)型、嚴(yán)重程度和家族史中差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表3。

2.3 功能注釋結(jié)果 本研究預(yù)測(cè)AIM2通過(guò)影響蛋白功能而導(dǎo)致銀屑病發(fā)病的，為了驗(yàn)證這一猜想，通過(guò)KOBAS2.0網(wǎng)站測(cè)出了AIM2的一些功能，且同時(shí)也得出了AIM2與銀屑病發(fā)病相關(guān)的信號(hào)通路：胞質(zhì) DNA信號(hào)通路和炎性小體的通路。通過(guò)DNAMAN軟件和swiss-pdbviewer 4.1.0里繪制AIM2的一級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu)圖。見(jiàn)圖1。

表1 AIM2(rs2276405)基因型和等位基因分布及遺傳模式分析

表2 AIM2在PV各亞型中的遺傳模式分析

表3 病例組與對(duì)照組間rs2276405間等位基因和基因型頻率比較(n)

圖1 信號(hào)通路和AIM2結(jié)構(gòu)圖

3 討論

目前，全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)是尋找常見(jiàn)復(fù)雜疾病的易感基因的重要工具[5]。隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了銀屑病的眾多易感基因。本次研究顯示在漢族人群中AIM2(rs2276405)與PV顯著相關(guān)(P=3.22×10-8)。顯性遺傳模式在PASI≤20分、家族史陰性PV患者中的P值分別1.10×10-7、6.85×10-8，因此，在中國(guó)漢族人群中，AIM2在輕中度、家族史陰性的PV中可能起著重要作用。

rs2276405位于AIM2基因的5號(hào)外顯子上。AIM2是IFN誘導(dǎo)蛋白，C端HIN結(jié)構(gòu)域能夠結(jié)合dsDNA，N端PYD結(jié)構(gòu)域通過(guò)PYD-PYD的相互作用結(jié)合ASC[6]。AIM2(rs2276405)的氨基酸殘基32埋藏在蛋白結(jié)構(gòu)中的α螺旋中央。由于谷氨酸殘基是酸性、賴(lài)氨酸殘基是堿性的，兩者的化學(xué)特性正好完全相反，因此，α螺旋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定[3]。

AIM2基因編碼的蛋白主要在脾臟、外周白細(xì)胞和小腸中表達(dá)。病毒、細(xì)菌、宿主細(xì)胞結(jié)合胞質(zhì)dsDNA，然后通過(guò)募集ASC和CASP1的前體等接受器組裝成AIM2炎性體。當(dāng)AIM2炎性體激活，能夠釋放IL-18 和IL-1β的前體，進(jìn)一步促進(jìn)IL- 18 和IL-1β炎性因子的釋放[6]。在健康人群中，AIM2作為保護(hù)屏障[7]。當(dāng)病原體入侵，皮膚屏障受損，AIM2表達(dá)上調(diào)。然而，如果屏障受損持續(xù)存在，AIM2誘導(dǎo)的IL-1β激活，從而導(dǎo)致銀屑病等慢性炎性皮膚病的發(fā)生[8]。

NLRP3和AIM2炎性體是兩條重要的防御路線，對(duì)有害的胞質(zhì)dsDNA作出反應(yīng)，然后通過(guò)半胱天冬酶-1將IL-18 和IL-1β的前體裂解為激活體[9]。通過(guò)功能注釋網(wǎng)站KOBAS 2.0[10]，本研究顯示NLRP3和脯氨酸絲氨酸蘇氨酸磷酸酶相互作用蛋白1(PSTPIP1)在Reactome 數(shù)據(jù)庫(kù)(P= 8.0×10-4) 和KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中胞質(zhì)DNA通路(P=3.0×10-3)與炎性體的通路有關(guān)(http://www.reactome.org/)。NLRP3和 PSTPIP1在IL-1β的分泌中發(fā)揮重要作用，IL-1β是強(qiáng)有力的促炎細(xì)胞因子，能夠促進(jìn)許多與感染、炎癥和免疫有關(guān)的固有免疫反應(yīng)[11]。IL-1β分泌減少和炎性體的表達(dá)在銀屑病的病理生理中起著重要作用[12]。

在NLRP3缺乏的巨噬細(xì)胞中，AIM2能夠廢除所有炎性體的活性。AIM2是NLRP3炎性體先天免疫反應(yīng)的備份[13]。Pyrin是PSTPIP1 的胞質(zhì)受體，能夠激活A(yù)SC低聚物和半胱天冬酶-1活化體，然后組裝成炎性體(PSTPIP1)。PSTPIP1突變體在自身免疫性疾病中與IL-1β的增加有關(guān)。由于Pyrin可以提高半胱天冬酶-1的激活和IL-1β的分泌，其下降有相反效果，或許可以推斷Pyrin在自身炎癥性疾病中，PSTPIP1突變體對(duì)于半胱天冬酶-1的激活發(fā)揮重要作用[14]。

研究[15]表明遺傳因素在很大程度上影響疾病的嚴(yán)重程度，早發(fā)型PV患者一般病情更嚴(yán)重且家族史陽(yáng)性，而晚發(fā)型患者病情較輕且家族史陰性。AIM2(rs2276405)在各亞型中顯性模式是PV的最佳遺傳模式，可能與家族史陰性的輕中度PV患者有關(guān)，并因此可能導(dǎo)致PV臨床表型的多樣性。

綜上所述，本研究對(duì)銀屑病的病理生理機(jī)制提出了新的見(jiàn)解，同時(shí)也為以后對(duì)炎性體通路和胞質(zhì)DNA通路中的靶向治療提供指導(dǎo)。

[1] Zhang C, Zhu K J, Liu H, et al. The TNFAIP3 polymorphism rs610604 both associates with the risk of psoriasis vulgaris and affects the clinical severity[J]. Clin Exp Dermatol, 2015, 40(4):426-30.

[2] Boehncke W H. Etiology and pathogenesis of psoriasis[J]. Rheumatic Dis Clin North Am, 2015, 41(4): 665-75.

[3] Zuo X B, Sun L D, Yin X Y, et al. Whole-exome SNP array identifies 15 new susceptibility loci for psoriasis[J]. Nat Commun, 2015, 6:6793.

[4] Revicki D A, Jin Y, Wilson H D, et al. Reliability and validity of the psoriasis symptom inventory in patients with moderate-to-severe psoriasis[J]. J Dermatolog Treat, 2014, 25(1):8-14.

[5] Klein R J. Complement Factor H Polymorphism in Age-Related Macular Degeneration[J]. Science, 2005, 308(5720): 385-9.

[6] Ponomareva L, Liu H, Duan X, et al. AIM2, an IFN-inducible cytosolic DNA sensor, in the development of benign prostate hyperplasia and prostate cancer[J]. Mol Cancer Res, 2013, 11(10):1193-202.

[7] Bürckstümmer T, Baumann C, Blüml S, et al. An orthogonal proteomic-genomic screen identifies AIM2 as a cytoplasmic DNA sensor for the inflammasome[J]. Nat Immun, 2009, 10(3):266-72.

[8] Jin T, Perry A, Smith P, et al. Structure of the absent in melanoma 2 (AIM2) pyrin domain provides insights into the mechanisms of AIM2 autoinhibition and inflammasome assembly[J]. J Bio Chem, 2013,288(19):13225-35.

[9] Kopfnagel V, Wittmann M, Werfel T. Human keratinocytes express AIM2 and respond to dsDNA with IL-1β secretion[J]. Exp Dermatol, 2011, 20(12):1027-29.

[10]Xie C, Mao X, Huang J, et al. KOBAS 2.0: a web server for annotation and identification of enriched pathways and diseases[J]. Nucleic Acids Res, 2011, 39(Suppl 2):W316-22.

[11]Barker B R, Taxman D J, Ting J P. Cross-regulation between the IL-1β/IL-18 processing inflammasome and other inflammatory cytokines[J]. Cur Opin Immunol, 2011, 23(5):591-7.

[12]Jiang W, Zhu F G, Bhagat L, et al. A Toll-like receptor 7, 8, and 9 antagonist inhibits Th1 and Th17 responses and inflammasome activation in amodel of IL-23-induced psoriasis[J]. J Invest Dermatol,2013,133(7):1777-84.

[13]Rathinam V A, Jiang Z, Waggoner S N, et al. The AIM2 inflammasome is essential for host defense against cytosolic bacteria and DNA viruses[J]. Nat Immunol, 2010, 11(5):395-402.

[14]Yu J W, Fernandes-Alnemri T, Datta P, et al. Pyrin activates the ASC pyroptosome in response to engagement by autoinflammatory PSTPIP1 mutants[J]. Mole Cell, 2007, 28(2):214-27.

[15]Boehncke W H,Schon M P.Psoriasis[J]. Lancet, 2015,386(9997):983-94.

Genetic model analysis of AIM2 single nucleotide polymorphism in Han Chinese patients with psoriasis vulgaris

Li Ge, Tao Lu, Xu Yu, et al

(DeptofDermatology,TheFirstAffilicatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022)

ObjectiveToinvestigatetheassociationbetweenAIM2rs2276405andgeneticmodelofpsoriasis.MethodsRecently,theteampresentedalarge-scalewhole-exomearrayanalysisforpsoriasisanddiscoveredthatAIM2wasoneofthenewgenes/lociassociatedwithpsoriasis. 16 876casesand22 920controlswereanalyzedabouttheassociationbetweenAIM2(rs2276405)andgeneticmodelofinChineseHanpopulationusingPLINK1.07softwareandSPSS20.0.ResultsThecomparisonofgenotypeandalleledistributionsrevealedthatAwasminorallele,Gwasriskgenerisk.Inaddition,thedominantmodelprovidedthebestfitforAIM2.Combinedwithcontrols,thefrequencyofdominantmodelinpatientswithPASI≤20(OR=0.83,P=1.10×10-7),sporadicpsoriasis(OR=0.82,P=6.85×10-8)wasmoresignificantlythaninPASI>20(OR=0.91,P=3.62×10-1),positive

psoriasis;AIM2;genotype；phenotype;geneticmodel

時(shí)間：2016-8-10 11:04:49

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160810.1104.020.html

2016-07-14接收

國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào)：81271747)

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚性病科，合肥 230022

李 閣，女，碩士研究生；

周文明，男，副教授，主任醫(yī)師，研究生導(dǎo)師，責(zé)任作者，E-mail:aydzwm@163.com

R 758.63；R 394.5

A

1000-1492(2016)10-1486-05

10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2016.10.020

familyhistory(OR=0.90,P=1.01×10-1).ThefrequenciesdistributionofgenotypesandallelesforAIM2rs2276405werenotsignificantinskinlesiongroup,severityandfamilyhistorygroupandcontrol.ConclusionAIM2(rs2276405)issignificantlyassociatedwithsusceptibilityofpsoriasisinHanChinesepopulation.Inallsubtypesofpsoriasis,thedominantmodelprovidesthebestfitforAIM2.ThedatasupportthatAIM2maybeassociatedwithmild-moderateandsporadicpsoriasisandmightcontributetothecomplexityofclinicalfeatureofpsoriasis.