董曉衡 蘇丹華 馬 龍 姚新生

(遵義醫(yī)學院，遵義563000)

1 同卵雙胞胎的基本生理簡介

胎生動物受精卵在從輸卵管向子宮移動過程中會進行有絲分裂形成兩個細胞，然后不斷進行有絲分裂發(fā)育成胚胎。但是大多數(shù)情況下只會在子宮里形成一個胚胎,有時候也會形成一對胚胎即同卵雙胞胎，這也就導致了同卵雙胞胎具有相同的遺傳物質(zhì)。同卵雙胞胎的遺傳物質(zhì)雖然相同，但在表觀遺傳上卻存在差異，具有基因一致表型不一致這一特征，是研究人類遺傳、疾病等其他方面的理想材料[1]。

2 同卵雙胞胎與免疫相關(guān)疾病

2.1同卵雙胞胎與腫瘤 急性淋巴細胞白血病(Acute lymphoblastic leukemia,ALL)是一種起源于B系或T系淋巴祖細胞的腫瘤疾病，其發(fā)病起因與機制相對復雜，以雙胞胎為研究對象更能清楚地表明遺傳因素對其發(fā)病的影響。2017年邱坤銀等[2]為了探討白血病發(fā)病病因，分析了一對同患ALL的同卵雙胞胎的病例并且從各數(shù)據(jù)庫檢索了同卵雙胞胎共患ALL的相關(guān)病歷資料。該對雙胞胎的發(fā)病時間前后相差四個月，分別標號為雙胞胎A和雙胞胎B，他們的臨床分型結(jié)果為，雙胞胎A為高危型ALL，雙胞胎B為中危型；免疫分型均為普通B細胞性ALL。免疫球蛋白重鏈基因重排分析結(jié)果和白血病基因融合篩查結(jié)果均為陰性，但是染色體分型不一致。這一系列的結(jié)果表明該雙胞胎的發(fā)病原因可能是胚胎時期雙胞胎患兒之一存在白血病的胚胎期起源并通過胎盤傳遞給另一胎兒[3]。該團隊對檢索收集到的同卵雙胞胎共患ALL的病例進行分析研究發(fā)現(xiàn)，若患病雙胞胎伴有混合譜系白血病(Mixed lineage leukemia，MLL)基因重排，則在治療后的隨訪未發(fā)現(xiàn)有復發(fā)跡象。這也就意味著MLL基因可能是白血病預(yù)后的重要因素[4,5]。Cazzaniga 等[6]曾對患ALL的兩對同卵雙胞胎的臨床表現(xiàn)和基因進行了研究。臨床結(jié)果顯示雙胞胎1A在同種異體干細胞移植8年后身體狀況良好，但是雙胞胎1B在移植7個月后復發(fā)死亡；雙胞胎2A在同種異體干細胞移植后6個月后復發(fā)死亡，而雙胞胎2B身體狀況良好?；蚪Y(jié)果顯示雙胞胎1A存在BCR-ABL1基因融合且PIK3AP1和DSCR5基因的缺失，雙胞胎1B同樣存在BCR-ABL1基因融合但是缺失的基因為IKZF1。雙胞胎2A和2B都存在BCR-ABL1基因融合，雙胞胎1A檢測到IKZF1缺失，而雙胞胎2B沒有發(fā)生IKZF1的缺失。Cazzaniga 等[6]認為BCR-ABL1基因融合可能是發(fā)生在胚胎時期，并通過胎盤克隆傳播，而IKZF1基因缺失是繼發(fā)性的，可能是出生后開始發(fā)生的[7]。在ALL中，IKZF1缺失應(yīng)該是BCR-ABL1(p190)的亞克隆，這可能是因為在慢性粒細胞白血病中繼發(fā)于BCR-ABL1(p210)[8]。雙胞胎1A和1B治療方式相似，但結(jié)果卻非常不同，從而表明了KZF1缺失的存在似乎與不伴BCR-ABL1融合的B-前體ALL的不良預(yù)后相關(guān)[9]?；陔p胞胎的數(shù)據(jù)支持這樣的結(jié)論，即繼發(fā)性遺傳改變對于Ph+ALL的進化是至關(guān)重要的，IKZF1基因的丟失可能大大加速了BCR-ABL1驅(qū)動的白血病發(fā)生[10，11]。

2.2同卵雙胞胎與自身免疫病 為了鑒定類風濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)患者的疾病特異性基因表達譜，Christian等[12]采集了11對RA不一致的同卵雙胞胎的外周血的類淋巴母細胞B細胞系(Lymphoblastoid B cell lines，LCLs)并制備其cDNA。采用免疫組織化學和實時聚合酶鏈反應(yīng)檢測RA患者滑膜組織中選擇的基因產(chǎn)物和正常健康對照者的表達。結(jié)果顯示RA雙胞胎LCLs與健康雙胞胎LCLs相比，有1 163個轉(zhuǎn)錄本存在顯著差異表達，其中747例過表達，最顯著過表達的基因分別是laeverin、11β-羥基類固醇脫氫酶2型(HSD11B2)和富含半胱氨酸的血管生成誘導劑61(CYR61)。Christian等[13]研究結(jié)果表明laeverin是一種新發(fā)現(xiàn)的氨基肽酶，并在RA滑膜組織中大量表達。在此之前Fujiwara等研究發(fā)現(xiàn)laeverin基因在人絨毛外滋養(yǎng)層中表達，其表達產(chǎn)物與氨肽酶N(CD13)有著顯著的同源性，而氨肽酶N(CD13)在RA中發(fā)揮功能作用[14]，所以推測laeverin基因也可能也在RA中發(fā)揮著重要作用?；騂SD11B2的編碼產(chǎn)物11β-HSD2破壞了糖皮質(zhì)激素對骨質(zhì)的正向調(diào)節(jié)和負向調(diào)節(jié)的平衡，從而導致骨質(zhì)疏松[15]，這是RA關(guān)節(jié)周圍骨質(zhì)的常見表現(xiàn)。CYR61是一種成熟的血管生成因子，而RA血管發(fā)病機制的中心作用是血管生成[16]，Christian等認為CYR61可能是罪魁禍首。先前有研究顯示編碼Cyr61的基因在其他活性炎癥狀態(tài)如過氧化物肺損傷[17]或早期Graves眼病中過表達，Cyr61曾被提議作為疾病活性的標志物[18]。在其他自身免疫病中，也有一些關(guān)于對同卵雙胞胎的報道，在一項關(guān)于重癥肌無力(MG)的研究中，Kakoulidou等[19]對同卵雙胞胎的抗體對疾病相關(guān)抗原和乙酰膽堿受體(AChR)的反應(yīng)性做了分析，以兩對同卵雙胞胎作為研究對象(每一對雙胞胎中，一個患病，另一個健康)，結(jié)果顯示兩對雙胞胎中的健康者和患病者都有血清抗體和B細胞在細胞培養(yǎng)對EB病毒(EBV)轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生疾病相關(guān)的自身抗體。健康雙胞胎和患病雙胞胎針對AChR的抗體血清濃度非常相似。外周血單個核細胞(Peripheral blood mononuclear cell,PBMC)的EBV轉(zhuǎn)化誘導產(chǎn)生自身抗體細胞的數(shù)目在雙胞胎內(nèi)也非常相似。這一結(jié)果表明健康雙胞胎對MG有抗自身抗體，并且也表明了在自身免疫中同卵雙胞胎具有類似的前B細胞庫。其他自身免疫性疾病也有類似的觀察結(jié)果出現(xiàn)，如在同卵雙胞胎中不同患橋本甲狀腺炎或萎縮性甲狀腺炎，健康雙胞胎的甲狀腺自身抗體水平也異常高[20]。

2.3其他疾病 常見變異型免疫缺陷病(Common variable immunodeficiency disease,CVID)是以B細胞功能喪失為特征的最常見的原發(fā)性免疫缺陷，部分取決于遺傳缺陷[21]，表觀遺傳學改變被認為是其發(fā)病原因。Virginia等[22]用一對CVID不一致的同卵雙胞胎對該病癥進行高通量的DNA甲基化分析，結(jié)果顯示與CVID相關(guān)的DNA甲基化有顯著變化，特別是B細胞相關(guān)基因的高甲基化，但這并不影響幼稚B細胞亞群。又進一步對該雙胞胎分離的CD19+細胞進行DNA甲基化篩選。其中雙胞胎CVID的患者缺少類別轉(zhuǎn)換的記憶B細胞，而他的健康同胞只呈現(xiàn)適度降低的IgA水平，IgG隨著年齡增長至正常水平。通過進行基因本體論(GO)分析和DNA甲基化數(shù)據(jù)與從CVID患者的B細胞獲得的現(xiàn)有基因表達數(shù)據(jù)與健康供體進行比較[23]，從而得出在CVID B細胞中發(fā)生的甲基化改變可能影響相關(guān)基因的整體表達。通過一系列的調(diào)查研究Virginia等[22]認為DNA甲基化與CVID的發(fā)生有關(guān)，但不能確定他們的因果關(guān)系。

3 同卵雙胞胎BCR CDR3組庫的特征及重排的可能機制

機體的體液免疫反應(yīng)主要由B細胞介導，其通過產(chǎn)生特異性抗體來應(yīng)答抗原，對機體起重要保護作用[24]。B 細胞識別抗原主要依靠其表面的BCR來完成，BCR CDR3是B細胞識別抗原的關(guān)鍵部位，也是最具有多樣性的。V基因、(D基因)以及J基因的隨機重排和V(D)J連接時中間插入的核苷酸數(shù)量不同導致了BCR CDR3的多樣性。B細胞在受到抗原刺激后發(fā)生二次重排以及二次重排后生發(fā)中心B細胞DNA的點突變進一步豐富了BCR CDR3的多樣性[25]。

Rubelt等[26]通過高通量測序技術(shù)(High-throughput sequencing，HTS)分析了5對同卵雙胞胎的B細胞庫，并且開發(fā)了“庫相異度指數(shù)”(RDI)作為庫之間距離的量度。研究發(fā)現(xiàn)雙胞胎組的初始B細胞庫重鏈V和J基因RDI值低于非雙胞胎組，雙胞胎組的記憶B細胞庫重鏈V和 J基因RDI值同樣低于非雙胞胎組。Rubelt等[26]認為初始細胞庫的差異影響記憶細胞庫的最終形成。為了闡明控制B細胞受體多樣性的遺傳機制的影響，Glanville等[27]對兩對同卵雙胞胎[雙胞胎A均健康，但生活環(huán)境不同；雙胞胎B1多發(fā)性硬化癥(Multiple sclerosis，MS)，B2健康]進行了高通量測序評估抗體庫的多樣性。結(jié)果表明重鏈V和D基因的取用在不相關(guān)的個體間有所不同，在雙胞胎之內(nèi)(A1與A2)高度相關(guān)，而重鏈J基因的取用無論個體間有沒有關(guān)系都沒有顯示出顯著的遺傳差異。盡管重鏈V和D基因的取用在雙胞胎之內(nèi)高度相關(guān)，但是觀察到相當大比例的基因具有顯著不同的用途。Glanville等[27]又進一步分析了來自經(jīng)歷抗原的類別轉(zhuǎn)換區(qū)重排的免疫球蛋白(Immunoglobulin，Ig)轉(zhuǎn)錄物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在三個健康雙胞胎(A1，A2，B2)中，類別轉(zhuǎn)換的重鏈V基因取用與它們各自的初始重鏈V基因概況顯著相關(guān)。即使變異增加，大部分片段在類別轉(zhuǎn)換和初始庫中出現(xiàn)頻率也相似。而在MS雙胞胎B1類別轉(zhuǎn)換的重鏈V基因的取用與初始重鏈V基因概況則大不相同。Glanville等[27]認為同卵雙胞胎雖然擁有相同的基因，但在面對抗原刺激時雙胞胎之間也有可能產(chǎn)生不同的特異性抗體來應(yīng)對。在一項研究同卵雙胞胎B細胞庫對減毒活水痘-帶狀皰疹(VZV)疫苗接種的反應(yīng)中，雖然疫苗對集體產(chǎn)生了影響，但是雙胞胎在基因取用方面并沒有大幅度改變。Wang等[28]用減毒活VZV疫苗對四對同卵雙胞胎(雙胞胎A、B、C、D)進行接種。又分別在疫苗接種當天(接種前)和接種第8、14和28天采集外周血。在后續(xù)研究中分別做了VZV抗體效價的測定，流式細胞術(shù)分選漿母細胞，從PBMC中提取DNA和RNA，合成cDNA，PCR擴增IGH并進行測序，發(fā)現(xiàn)雙胞胎的抗體庫在抗體重鏈V，D和J基因中具有高度相似性片段的取用，以及相似的CDR3的長度和特征，這些相似性在雙胞胎表達IgM的B細胞庫中最為明顯，但在表達IgG的B細胞庫中不明顯。此外，雙胞胎在接種過程中IGHV、IGHD和IGHJ片段的取用頻率高度相關(guān)，這表明重鏈V、D、J片段的取用可能沒有被減毒活VZV疫苗影響，而在很大程度上和遺傳相關(guān)。

4 展望

同卵雙胞胎的B細胞免疫應(yīng)答的機制很復雜，遺傳因素、環(huán)境因素在一定程度上均對B細胞的免疫應(yīng)答有影響。BCR是體液免疫應(yīng)答的重要分子，雙胞胎對相同疾病有不同反應(yīng)，這種現(xiàn)象是由基因、表觀遺傳還是環(huán)境因素導致的，具體機制尚不清楚。雙胞胎BCR在病理和生理狀態(tài)下是否存在某種聯(lián)系，另外遺傳因素對雙胞胎B細胞總記憶庫的影響尚未被研究，這一系列的問題需要更多的工作來確切地闡明。