沈松英 王成銳 黃培元 曠雅舒 邱 琇

（廣州醫(yī)科大學附屬廣州市婦女兒童醫(yī)療中心出生隊列研究室，廣州 510623）

特應(yīng)性皮炎（atopic dermatitis，AD），又稱特應(yīng)性濕疹，是一種常見的慢性反復性炎癥皮膚疾病，以反復局部皮膚瘙癢和發(fā)紅為特征。65%的AD患者在出生后第1年出現(xiàn)，稱為嬰兒濕疹（嬰兒AD）；2歲以前發(fā)生的AD為早發(fā)型。AD是“過敏進程”的第一站，嬰兒AD可顯著增加過敏性鼻炎、哮喘的發(fā)生風險［1］。過去30年中，工業(yè)化國家兒童AD患病率從15%上升至30%，成人AD患病率也從2%上升至10%，引起關(guān)注［2］。

AD的病因尚不清楚，目前普遍認為是遺傳因素和環(huán)境暴露綜合作用所致。早期AD的遺傳學研究主要采用家系關(guān)聯(lián)研究、雙胞胎研究和候選基因關(guān)聯(lián)研究等方法，這些研究結(jié)果提示，AD是高度遺傳的疾?。?］。隨著測序技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，過去10年AD的全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association study，GWAS）逐漸增加。

自2009年報道第一個AD的GWAS以來，共發(fā)表了11個AD的GWAS（附表1，www.immune99.com）［4-14］。這些GWAS共報道了36個染色體區(qū)域上76個單核苷酸多態(tài)性位點（single nucleotide polymorphism，SNP）在全基因組水平上與AD相關(guān)。這些SNPs相關(guān)的基因主要與表皮皮膚屏障功能和免疫功能相關(guān)。有研究估計，目前GWAS發(fā)現(xiàn)的遺傳變異解釋了AD約27%的遺傳度，約73%的遺傳性還未被解釋［12-13］。本文系統(tǒng)地總結(jié)了2009年以來AD的GWAS發(fā)現(xiàn)。

1 與表皮皮膚屏障功能相關(guān)的基因和SNPs

1.1 絲聚蛋白（filaggrin，F(xiàn)LG）基因及其相關(guān)SNPs目前有6個GWAS發(fā)現(xiàn)了1q21.3染色體區(qū)域上的10個SNPs在全基因組水平上與AD相關(guān)，其中8個位于 FLG 基因，即 rs3126085、R501X、2282del4、rs11205006、rs6661961、rs61813875、rs12081541、rs12144049（附 表2，www.immune99.com），其 中rs3126085 位點在中國人群中發(fā)現(xiàn)［6，9-11，13-15］。連鎖不平衡分析顯示該位點與既往其他研究發(fā)現(xiàn)的中國人群主要的FLG突變位點c.3321delA16高度相關(guān)。其余位點主要在歐洲人群中發(fā)現(xiàn)，以R501X和2282del4的無效突變最為常見［16］。FLG基因位點突變與AD發(fā)生風險的OR值為1.61（95%CI：1.48～1.75），其中與兒童早發(fā)持續(xù)性AD亞組相關(guān)性最強（OR：4.31，95%CI：3.29～5.63）［10，17］。FLG是目前較為公認的與AD相關(guān)的基因［16］。在皮層分化過程中，F(xiàn)LG在顆粒層被釋放至細胞間隙，其逐漸降解形成的各種氨基酸及降解產(chǎn)物是天然保濕因子中的重要組成部分，對維持正常皮膚屏障功能具有重要作用［18］。近期有針對AD小鼠模型進行蛋白質(zhì)組學的研究，并在AD患者中進行驗證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在沒有炎癥的情況下，F(xiàn)LG無效突變足以誘導AD小鼠和患者皮膚中蛋白酶激肽釋放酶-7（kallikrein-7，KLK7）表達上調(diào)和免疫調(diào)節(jié)因子親環(huán)素A（cyclophilin A，PPIA）表達下調(diào)［19］。這些蛋白是AD特有的分子，在蛋白溶解和炎癥中起重要作用。小鼠模型中，人類KLK7過表達會導致嚴重瘙癢、表皮厚度增加和皮膚炎癥［20］；PPIA是廣泛表達的親免疫蛋白家族成員，在蛋白折疊、運輸和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用［21］。FLG的無效突變也與皮膚角質(zhì)形成IL-1細胞因子表達上調(diào)有關(guān)，IL-1因子水平升高與天然保濕因子成分減少相關(guān)［22］；也有研究顯示FLG無效突變的人表皮CD83（+）朗格漢斯細胞數(shù)量增加，絲聚蛋白降解產(chǎn)物尿氨酸可減少樹突狀細胞成熟，并增加其誘導調(diào)節(jié)性T細胞的作用，提示絲聚蛋白缺乏與免疫失調(diào)有關(guān)［23］。FLG的功能和表達可受IL-4和IL-13細胞因子影響，提示皮膚屏障和免疫功能可能協(xié)同作用，增加機體對濕疹的易感性［8，24］。以上結(jié)果表明FLG無效突變在AD的發(fā)病中發(fā)揮重要作用。

1.2 OVOL1基因及其相關(guān)SNPs 11q13.1染色體區(qū)域與AD相關(guān)的SNPs有rs479844和rs10791824［7，11，14］（附表2，www.immune99.com）。rs479844主要在歐洲人群中發(fā)現(xiàn)，位于OVOL1上游＜3 kb處［7，14］。2014年王理［25］驗證該位點也與中國漢族人群AD相關(guān)。rs10791824位于OVOL1基因的內(nèi)含子區(qū)域，已在多個種族人群中進行驗證［11］。OVOL1屬于高度保守的基因，編碼含C2H2鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子OVO樣蛋白。OVOL1蛋白在多種上皮組織中表達，參與調(diào)節(jié)上皮組織和生殖細胞的發(fā)育和分化，可抑制角質(zhì)形成細胞中與細胞增殖密切相關(guān)的c-Myc表達，是WG/Wnt和TGF-β/BMP7-Smad4信號通路的下游靶點［26-29］。這些途徑除了在胎兒皮膚及皮膚附屬物的器官形成中發(fā)揮作用外，也參與出生后表皮增殖和分化的調(diào)節(jié)［30-31］。有研究顯示外周組織中的IL-13水平升高可通過下調(diào)OVOL1-FLG軸引起屏障功能障礙［32］。

1.3 EMSY基因及其相關(guān)SNPs 11q13.5染色體區(qū)域與AD相關(guān)的SNPs由最早期的濕疹GWAS發(fā)現(xiàn)，隨后在幾個歐洲大型GWAS中得到驗證，包括rs7927894、rs2155219、rs2212434 和 rs7130588［4，9，11，14］（附表2，www.immune99.com）。但程芳［33］并未在中國人群中發(fā)現(xiàn)rs7927894與AD發(fā)病相關(guān)。這些SNPs位于EMSY和LRRC32兩個基因之間。EMSY基因在包括皮膚、小腦等多個人體組織中表達，是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，也可在炎癥中發(fā)揮作用。蛋白激酶AKT1可通過EMSY的磷酸化調(diào)節(jié)干擾素反應(yīng)［34］。有關(guān)EMSY基因在AD發(fā)病中的機制研究較少。近期有研究顯示培養(yǎng)組織中采用siRNA技術(shù)敲除EMSY可導致FLG和FLG2蛋白以及長鏈神經(jīng)酰胺等表達增加，從而增強皮膚屏障功能［35］。相反，EMSY在角質(zhì)形成細胞中過度表達可導致FLG等屏障形成標志物的顯著減少，AD患者的皮膚活檢標本顯示細胞核內(nèi)EMSY染色增強，提示該基因在皮膚屏障形成中具有重要作用。這在一定程度上解釋了之前發(fā)現(xiàn)的rs7927894和FLG的遺傳風險變異存在倍增效應(yīng)的結(jié)果，提示二者的聯(lián)合效應(yīng)可能導致更高的AD發(fā)病風險［36］。

1.4 CCDC80基因及其相關(guān)SNPs 3q13.2染色體區(qū)域上的rs12634229發(fā)現(xiàn)于日本人群（附表2，www.immune99.com），該位點可能與中國人群的AD發(fā)病不相關(guān)［8，33］。相關(guān)的基因是該 SNP 附近的 CCDC80基因。CCDC80基因編碼蛋白可充分抑制T細胞因子介導的轉(zhuǎn)錄活性，在克隆擴增過程中下調(diào)Wnt/β-catenin靶基因，隨后誘導C/EBPα和過氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）［37］。C/EBPα 在基底角質(zhì)形成細胞中表達，且當角質(zhì)形成細胞退出基底層并進行終末分化時表達上調(diào)［38］。IL-12和IL-23分別是Th1和Th17細胞產(chǎn)生和效應(yīng)功能的關(guān)鍵因子，在AD慢性期反應(yīng)中起重要作用［39-40］。C/EBPα可直接與IL-12和IL-23的亞基P40啟動子相互作用并抑制P40在炎癥巨噬細胞中的轉(zhuǎn)錄［41］。PPARγ在免疫細胞中起負調(diào)節(jié)作用，其激動劑可明顯抑制胸腺基質(zhì)淋巴生成素在皮膚中的表達，以及在AD小鼠模型中抑制樹突狀細胞的成熟和遷移［42］。因此推測CCDC80基因編碼蛋白可能通過C/EBPα和PPARγ表達改變在AD發(fā)病中發(fā)揮作用。關(guān)于CCDC80基因在AD發(fā)病機制中作用的直接證據(jù)有待進一步研究。

2 人體免疫功能相關(guān)的基因和SNPs

2.1 IL6R基因及其相關(guān)SNPs PATERNOSTER等［11］發(fā)現(xiàn)IL6R基因上的rs12730935位點在全基因組水平上與AD相關(guān)（附表2，www.immune99.com）。IL6R基因雖與FLG基因同在一個染色體區(qū)域，但其功能獨立于FLG基因。該基因已被證實決定了經(jīng)典的膜結(jié)合和可溶性IL6R信號傳導途徑之間的平衡。與野生型358Asp（rs2228145［A］）純合子相比，突變型358Ala（rs2228145［C］）純合子攜帶者的血清可溶性IL6R水平呈2倍增加，且AD患者的可溶性IL6R水平高于對照組［43］。ROSA等［44］和MCGOWAN等［45］均通過孟德爾隨機化研究驗證了基因預測的血漿可溶性IL6R水平升高與AD發(fā)病風險增加的因果關(guān)系［45］；MCGOWAN等［45］還發(fā)現(xiàn)可溶性IL6R特異性調(diào)節(jié) T細胞在AD發(fā)病中發(fā)揮重要作用。在動物模型中已發(fā)現(xiàn)IL-6可降低Th2細胞因子并改善哮喘癥狀［46］；抗IL-6的藥物使用也被發(fā)現(xiàn)與濕疹發(fā)生相關(guān)［47］。血漿可溶性IL6R水平升高也可能通過負向調(diào)節(jié)IL-6信號在AD的發(fā)病中起作用［44］。

2.2 CD207基因及其相關(guān)SNPs 2015年P(guān)ATERNOSTER等［11］通過多種族人群meta分析新發(fā)現(xiàn)位于2p13.3區(qū)域的rs112111458位點與AD在全基因水平相關(guān)。該SNP在CD207基因上游37 kb。2018年蔡新穎［48］也在中國人群中證實該位點與AD相關(guān)。CD207編碼一種只在樹突狀細胞亞群朗格漢斯細胞中表達的細胞內(nèi)模式識別受體。表皮朗格漢斯細胞在AD患者受損皮膚中可穿透皮膚緊密連接識別抗原，在誘導耐受和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用［49-51］。

2.3 IL-1家族成員基因及其相關(guān)SNPs 2q12.1區(qū)域的rs13015714和rs6419573也被發(fā)現(xiàn)與AD相關(guān)（附表2，www.immune99.com）［8，11］。相關(guān)基因是編碼IL-1家族成員IL1RL1、IL18R1和IL18RAP的基因。IL-1家族成員IL1RL1、IL18R1和IL18RAP基因編碼的蛋白在皮膚中表達豐富。IL1RL1是IL-33受體的組成部分，在Th2和肥大細胞中表達。據(jù)報道，IL-33在AD受損組織中分泌，促進Th2型免疫反應(yīng)和AD發(fā)?。?2］。IL-33轉(zhuǎn)基因小鼠在角質(zhì)形成細胞中特異性表達IL-33，可自發(fā)產(chǎn)生AD樣濕疹，提示IL-33足以促進AD的發(fā)展［53］。IL-33刺激各種細胞，包括Ⅱ型天然淋巴樣細胞（ILC2s），ILC2s通過產(chǎn)生大量IL-5和IL-13而引發(fā)過敏性炎癥［54］。IL-33還可通過誘導IL-31促進瘙癢和抓撓行為；抓撓皮膚反過來會促進角質(zhì)形成細胞釋放IL-33［55］；IL-33也可能直接作用于周圍神經(jīng)引起瘙癢［56］。因此，阻斷IL-33信號可能是減輕IL-33信號相關(guān)皮膚瘙癢和炎癥的治療靶點。與IL-33的研究相比，IL18R1和IL18RAP與AD發(fā)病的研究較少。有研究發(fā)現(xiàn)IL18RAP在AD或銀屑病皮膚活檢中新鮮分離的角質(zhì)形成細胞中顯著高表達；IL-18可上調(diào)角質(zhì)形成細胞主要組織相容性復合體（MHC）Ⅱ類分子表達和趨化因子CXCL10水平［57］。

2.4 GLB1和CCR4基因及其相關(guān)SNPs 染色體3p22.3區(qū)域上的rs7613051位點發(fā)現(xiàn)于日本人群（附表2，www.immune99.com）［8］。該位點位于編碼半乳糖苷酶β1的GLB1基因內(nèi)含子區(qū)域。GLB1基因與AD的關(guān)系有待進一步研究，值得注意的是附近的CCR4基因編碼Th2趨化因子CCL17的受體CCR4蛋白，CCR4蛋白在炎癥過程中介導皮膚特異性的T細胞聚集［58］。在AD小鼠模型中，CCR4缺陷的Th2不能遷移至炎癥部位，對引發(fā)皮膚炎癥具有重要作用［59］。

2.5 Th2細胞信號通路基因及其相關(guān)SNPs 多個GWAS確定了AD在5q31區(qū)域中參與Th2細胞信號通路的基因遺傳風險位點（rs2897442、rs2897443、rs6871536、rs2158177、rs1295686、rs20541、rs12188917、rs17690965、rs848），相關(guān)基因主要包括IL-4、IL-13、IL4Rα 基因（附表2，www.immune99.com）［7，9-11，14，60］。Th2細胞信號通路的IL-4、IL-13、IL4Rα基因也在AD的發(fā)病中發(fā)揮重要作用。IL-4促進Th2在過敏性炎癥中的作用并降低上皮細胞的表皮分化復合物（EDC）基因表達［61］。IL-13主要促進外周組織炎癥的發(fā)生，在濕疹型皮損中表達上調(diào)［12］。以IL-13為靶點的生物制品，如抗IL4Rα抗體dupilumab和抗IL-13抗體tralokinumab，成功地改善了AD病變，進一步突出了IL-13在AD發(fā)病機制中的重要性［32］。

2.6 MHC基因及其相關(guān)SNPs HIROTA等［8］在日本人群首先發(fā)現(xiàn)6p21.33和6p21.32染色體區(qū)域MHC基因的相關(guān)SNPs與AD關(guān)聯(lián)，隨后WEIDINGER等［9］、BAURECHT 等［10］和 PATERNOSTER 等［11］在歐洲人群也發(fā)現(xiàn)并驗證了以上位點（附表2，www.immune99.com）。WEIDINGER等［9］發(fā)現(xiàn)MHC基因相關(guān)SNPs與AD的相關(guān)性來自兩個經(jīng)典的HLA等位基因HLA-DRB*07：01和HLA-B*18：44：02的獨立效應(yīng)。盡管有以上發(fā)現(xiàn)，這些基因在AD中發(fā)揮作用的機制還有待進一步探討。

2.7 CARD11基因及其相關(guān)SNPs 7p22.2染色體區(qū)域的rs4722404位點在日本人群被發(fā)現(xiàn)與AD相關(guān)（附表2，www.immune99.com），但未在中國人群得到 驗 證［8，33］。 該 位 點 位 于 CARD11 基 因 附 近 。CARD11基因編碼蛋白通過T細胞受體和B細胞受體信號轉(zhuǎn)導激活淋巴細胞，在T細胞分化中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，在調(diào)節(jié)JUNB和GATA3轉(zhuǎn)錄因子及隨后產(chǎn)生的Th2特異性細胞因子中也起關(guān)鍵作用［62］。有研究顯示CARD11突變小鼠逐漸發(fā)展為AD，其血清IgE含量也逐漸升高［63］。

2.8 DOK2和CD200R1基因及其相關(guān)SNPs 最近一項GWAS新發(fā)現(xiàn)染色體8p21.3區(qū)域的rs34215892和3q13.2區(qū)域的rs9865242與AD有關(guān)（附表2，www.immune99.com），分別位于DOK2和CD200R1基因［12］。DOK2是細胞質(zhì)信號分子，主要在造血/免疫細胞中表達。DOK1-2是Toll樣受體4下游ERK信號必不可少的負調(diào)控因子［64］。缺乏DOK1-3的小鼠在免疫細胞發(fā)育和免疫應(yīng)答中表現(xiàn)出明顯缺陷［65］。此外，DOK1-2在NK細胞的成熟中發(fā)揮作用［66］。CD200R1是一種蛋白質(zhì)編碼基因，與之相關(guān)的疾病包括人皰疹病毒和伴有硬化性白質(zhì)腦病的多囊性脂膜性骨增生，參與相關(guān)途徑包括Ⅰ類MHC介導的抗原加工和呈遞及先天免疫系統(tǒng)?；诙嘟M學的網(wǎng)絡(luò)和RNA-Sequencing分析表明，DOK2是一個與CD200R1、IL6R和信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）相互作用的中心樞紐，有望成為一個新的治療靶點［12］。由于DOK2為新發(fā)現(xiàn)的位點，有關(guān)DOK2在AD發(fā)病中的作用機制仍有待進一步深入研究。

2.9 STAT3基因及其相關(guān)SNPs 位于染色體17q21.2區(qū)域的rs12951971位點也在PATERNOSTER等［11］的研究中發(fā)現(xiàn)與AD相關(guān)（附表2，www.immune99.com）。該SNP位于STAT3基因內(nèi)含子區(qū)域。STAT3蛋白可在各種細胞因子和生長因子刺激下通過磷酸化激活，介導多種基因表達，在細胞生長和凋亡等細胞過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。有研究顯示，該基因的突變與嬰兒期發(fā)病的自身免疫性疾病和高IgE綜合征有關(guān)，與兒童早發(fā)型持續(xù)濕疹的關(guān)聯(lián)強度僅次于FLG基因［17，67］。

2.10 TNFRSF6B和ZGPAT基因及其相關(guān)SNPs染色體20q13.33區(qū)域的相關(guān)SNPs在中國人群和歐洲人群中均發(fā)現(xiàn)與AD相關(guān)（附表2，www.immune99.com）［6，10-11］。這些 SNPs包括 rs909341、rs6010620 和rs4809219，其中rs909341位于TNFRSF6B基因，rs6010620在ZGPAT基因附近，rs6010620、rs4809219位于RTEL1基因內(nèi)含子區(qū)域內(nèi)。TNFRSF6B為TNF受體超家族成員6B，在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用，具體作用于T細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞反應(yīng)［68-70］。AD患者與健康對照和非特應(yīng)性炎癥性疾病患者相比，血清TNFRSF6B的 mRNA 表達增加［71］。ZGPAT編碼一種鋅指CCCH結(jié)構(gòu)域蛋白參與表皮生長因子受體（EGFR）通路［72］。有研究顯示，在小鼠模型中阻斷EGFR信號通路可誘導角質(zhì)形成細胞趨化因子表達失調(diào)，導致皮膚炎癥增強［73］。表明TNFRSF6B和ZGPAT是AD可能的候選基因，但仍需進一步的功能驗證闡明其在AD發(fā)病中的作用。RTEL1基因編碼一種DNA解旋酶，其在端粒的穩(wěn)定性、保護和伸長中起作用，但在AD中所發(fā)揮的作用機制有待進一步探討。

2.11 其他與免疫相關(guān)的基因 其他識別的與AD相關(guān)的SNPs和基因在既往研究中或多或少與免疫功能相關(guān)（附表2，www.immune99.com），如編碼細胞因子的IL-2/IL-21、IL-7/CAPSL和IL15RA/IL2RA，以及 ZNF365、NLRP10 和 PPP2R3C［8，11，13］。

3 與濕疹/AD相關(guān)的其他基因和SNPs

近年的GWAS發(fā)現(xiàn)了3p21.1、5q22.1、6p21.33和6p21.32染色體區(qū)域上的其他相關(guān)SNPs（附表2，www.immune99.com）［6，9，11］。涉及的相關(guān)基因主要 有 SFMBT1/RFT1、TMEM232/SLC25A46、BAT1、TNXB、PUS10和ATF6B。這些基因主要編碼一些跨膜蛋白或連接蛋白，其具體作用有待進一步研究。另外還有一些基因的功能未確定。

值得注意的是，20q13.2上的rs16999165也與AD相關(guān)（附表2，www.immune99.com），相關(guān)基因為CYP24A1/PFDN4基因。CYP24A1基因是維生素D通路基因，編碼一種線粒體細胞色素P450超家族酶，該酶通過側(cè)鏈羥基化啟動降解1，5-二羥基維生素D3，即維生素D3的活性形式。而維生素D是先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)因子。有報道提示維生素D缺乏與AD發(fā)生風險和嚴重程度相關(guān)［74-75］。但本課題組前期的系統(tǒng)綜述發(fā)現(xiàn)血液中維生素D缺乏并不增加哮喘的發(fā)生風險［76］。

4 總結(jié)

隨著基因測序技術(shù)的發(fā)展，2009年以來研究者開始采用GWAS進行AD的遺傳學研究。目前共發(fā)現(xiàn)36個染色體區(qū)域上76個SNPs與AD在全基因組水平上相關(guān)。與這些SNPs相關(guān)的基因主要與表皮皮膚屏障功能和免疫系統(tǒng)功能相關(guān)。

在目前的大多GWAS中，病例與對照的年齡并不一致，如病例是兒童，而對照是成人。有研究顯示，與過敏性疾病風險增加相關(guān)的遺傳位點與更早發(fā)病相關(guān)，提示AD患者和對照組的年齡存在差異可能會導致結(jié)果偏倚［77］。后續(xù)研究應(yīng)進一步關(guān)注早發(fā)型AD的遺傳學特征，這對于AD的個性化干預前移具有指導意義。另外，濕疹的遺傳易感基因具有種族特異性。目前的研究主要在歐洲人群中開展，亞洲人群較少，未來研究需要更多的亞洲人群參與。隨著深度測序技術(shù)的發(fā)展，全基因組測序能夠提供更多的遺傳信號，且可進行基因功能研究［78］。AD“丟失的遺傳性”可能需要采用全基因組測序來進一步補充［79］。

綜上所述，近年來GWAS研究表明皮膚屏障功能障礙、先天免疫反應(yīng)減弱、IL-1信號轉(zhuǎn)導和Th2免疫信號增強等在AD的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。這些基因并非獨立存在，而是相互作用。這些發(fā)現(xiàn)為AD的精準分型和治療帶來新的視角。未來研究需進一步進行全基因組測序識別“丟失的遺傳性”，并對識別的基因功能進行驗證。