趙春梅, 馬狄, 邰文琳
昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科, 昆明 650032
原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis,PBC)是一種以肝內(nèi)小膽管破壞為特征的慢性膽汁淤積性自身免疫性肝?。?]。近年來(lái)PBC的發(fā)病人數(shù)逐年增多,呈現(xiàn)全球性分布,多個(gè)國(guó)家及地區(qū)的流行病學(xué)數(shù)據(jù)分析結(jié)果[2]均顯示,PBC的發(fā)病率呈逐年增高趨勢(shì)。PBC病理表現(xiàn)為肝內(nèi)小膽管非化膿性破壞性炎癥[3],血清學(xué)標(biāo)志是抗線粒體抗體(AMA)陽(yáng)性,存在于90%~95%的PBC患者中[4],具有較高的診斷敏感度和特異度;最常見(jiàn)的癥狀是疲勞和皮膚瘙癢。目前被批準(zhǔn)的一線治療藥物是熊去氧膽酸(UDCA),主要通過(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸代謝來(lái)改善PBC膽汁淤積。
目前PBC的發(fā)病機(jī)制還處在探索階段,主流觀點(diǎn)認(rèn)為其發(fā)病機(jī)制主要與肝臟免疫系統(tǒng)失衡有關(guān)。PBC的病因是多因素的,遺傳調(diào)控異常、微生物感染、黏膜免疫的失調(diào)[5]、膽管上皮細(xì)胞的損傷等均會(huì)導(dǎo)致PBC的發(fā)生。其遺傳調(diào)控異常主要與人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)和非HLA(non-HLA)基因有關(guān),而易感基因又與免疫失調(diào)有關(guān)。因此,進(jìn)一步研究PBC的易感位點(diǎn)對(duì)PBC早期診斷以及靶向治療具有重要的臨床意義?,F(xiàn)將PBC相關(guān)易感基因的研究現(xiàn)狀介紹如下。
近年來(lái),隨著全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study,GWAS)和基因測(cè)序等遺傳學(xué)研究的開(kāi)展,人們對(duì)PBC遺傳學(xué)的認(rèn)識(shí)不斷加深。?rnolfsson等[6]研究發(fā)現(xiàn)PBC患者一級(jí)親屬的發(fā)病率高于健康人群;Selmi等[7]發(fā)現(xiàn)同卵雙胞胎患PBC的可能性更高;女性患PBC的概率高于男性[8-9]。上述流行病學(xué)數(shù)據(jù)均提示PBC存在一定的家族遺傳和性別相關(guān)性,遺傳易感性可能參與PBC的發(fā)病過(guò)程。中年女性易感PBC可能與X染色體(chrX)單倍性不足、X失活導(dǎo)致的DNA高度甲基化有關(guān)[9-10]。雌激素經(jīng)典受體ERα在PBC患者肝內(nèi)膽管中高表達(dá),ERα介導(dǎo)的信號(hào)通路激活會(huì)導(dǎo)致小膽管炎癥和損傷[11],這可能也是女性PBC高發(fā)的原因之一。GWAS研究鑒定出了許多與PBC易感性顯著相關(guān)的遺傳位點(diǎn),包括HLA-DR、HLA-DQ、IL-12A、MMEL1、STAT4、TNFSF15、TNFSF12A、TNFAIP3、ORMDL3、DPEP2、CXCR5、CXCR6、MYC、WDFY4和CD226等[12-16](表1)。
表1 與中國(guó)PBC顯著相關(guān)的易感位點(diǎn)Table 1 Susceptible loci significantly associated with Chinese PBC
GWAS研究顯示HLA基因位點(diǎn)與PBC的關(guān)聯(lián)最強(qiáng)[17],而在HLA基因位點(diǎn)中,HLA-DR與PBC的發(fā)生發(fā)展相關(guān)性最強(qiáng)[18]。PBC易感基因能夠促進(jìn)炎性細(xì)胞因子和抗體的產(chǎn)生,最終導(dǎo)致小膽管上皮細(xì)胞損傷[19]??梢?jiàn),遺傳因素與PBC發(fā)生發(fā)展的關(guān)系密切。而遺傳因素在PBC發(fā)展中的致病機(jī)制可能與IL-12介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞對(duì)腫瘤壞死因子(TNF)的應(yīng)答以及B淋巴細(xì)胞的激活、成熟和分化有關(guān)[16]。
HLA不僅參與許多感染性疾病的發(fā)生,而且在PBC發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮重要作用。HLA參與炎癥反應(yīng)、參與內(nèi)外源抗原肽的呈遞,誘導(dǎo)免疫耐受和參與免疫調(diào)節(jié)。HLA包含三類(lèi)基因:Ⅰ類(lèi)(HLA-A、HLA-B和HLA-C)、Ⅱ類(lèi)(HLA-DR、HLA-DQ和HLA-DP等)和Ⅲ類(lèi)(C4A、C4B和TNF等)。HLA-I類(lèi)基因主要向CD8+T淋巴細(xì)胞呈遞內(nèi)源性抗原肽,而Ⅱ類(lèi)基因主要識(shí)別和呈遞外源性抗原肽,進(jìn)而激活CD4+T淋巴細(xì)胞。兩類(lèi)基因均將加工后的抗原呈遞給免疫細(xì)胞,然后免疫細(xì)胞激活下游免疫應(yīng)答。大量研究表明,參與PBC發(fā)病的主要是HLA-Ⅱ類(lèi)基因。HLA-Ⅱ類(lèi)基因中的HLA-DQA1*04∶01與PBC相關(guān)性最強(qiáng)[20]。Liu等[21]選取加拿大和意大利PBC人群進(jìn)行大規(guī)模研究表明,HLA基因區(qū)中與PBC最顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn)位于HLA-DRB和HLA-DQB1之間。Wang等[22]的研究結(jié)果提示,HLA-DRB1和HLA-DQB1區(qū)域與PBC關(guān)聯(lián)性最強(qiáng),這與Liu等報(bào)道的研究結(jié)果相似。HLA-DRB1*08與PBC發(fā)病強(qiáng)相關(guān)[23]。HLA DRB1*08和DRB1*02等位基因被鑒定為PBC的危險(xiǎn)基因,而DRB1*11和DRB*13則是PBC的保護(hù)等位基因[24]。中國(guó)PBC人群中HLA-DRB1*08∶03可顯著增加PBC的遺傳易感性,HLA-DQB1*03∶01和HLADRB1*11∶01是其保護(hù)性基因[23]。對(duì)3個(gè)PBC家族進(jìn)行了全外顯子測(cè)序,發(fā)現(xiàn)新HLA-DRB1等位基因氨基酸變異對(duì)肽結(jié)合特性至關(guān)重要,推動(dòng)PBC發(fā)生發(fā)展[25]。DRB1*08∶01和DRB1*11∶01等位基因在肝臟中發(fā)揮相反的免疫調(diào)節(jié)作用,均能與肝臟自身抗原PDC-E2結(jié)合,破壞或促進(jìn)機(jī)體的自身免疫耐受,進(jìn)而影響PBC的遺傳易感性[26]。研究[27]發(fā)現(xiàn),HLA Ⅱ類(lèi)基因可能影響PBC患者的腸道微生物群組成和疾病嚴(yán)重程度,這表明HLA基因可能通過(guò)影響腸道菌群組成,從而加劇PBC膽汁淤積。
盡管HLA基因與PBC的相關(guān)性較強(qiáng),但大多數(shù)PBC患者并不攜帶常見(jiàn)的HLA基因。因此,HLA基因并不能解釋PBC的整個(gè)遺傳易感性,還需要非HLA基因位點(diǎn)參與解釋PBC發(fā)病。
3.1 血清類(lèi)黏蛋白1樣蛋白3(serum mucin 1 like protein 3,ORMDL3) ORMDL3位于人類(lèi)染色體17q21上,是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白,編碼錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的跨膜蛋白基因家族。ORMDL3的功能主要與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的鈣穩(wěn)態(tài)[28]、炎癥反應(yīng)[29]和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)[30]。單細(xì)胞測(cè)序后發(fā)現(xiàn)ORMDL3+膽管細(xì)胞與巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞的抗原呈遞功能有關(guān),提示ORMDL3+膽管細(xì)胞在PBC的發(fā)病機(jī)制中起著重要的免疫調(diào)節(jié)作用[31]。Schmiedel等[32]研究顯示,除單核細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞外,ORMDL3在免疫細(xì)胞、膽管上皮細(xì)胞、人臍靜脈上皮細(xì)胞等細(xì)胞中均有較高的表達(dá)水平,激活后將產(chǎn)生大量細(xì)胞因子,且能負(fù)性調(diào)節(jié)CD4+T淋巴細(xì)胞IL-2的產(chǎn)生。因此,可以推測(cè)ORMDL3的過(guò)度表達(dá)可能會(huì)驅(qū)動(dòng)PBC的病理學(xué)發(fā)展,減少ORMDL3在膽管上皮細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)可能有助于改善PBC患者的膽管損傷,減輕炎癥反應(yīng)。ORMDL3基因有望成為PBC膽汁淤積治療的潛在靶標(biāo)。
3.2 腫瘤壞死因子超家族成員12A(tumor necrosis factor receptor superfamily member 12A,TNFRSF12A) TNFRSF12A是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的介導(dǎo)凋亡的基因,又名成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)早期反應(yīng)蛋白14(Fn14)。TNFRSF12A主要的生理學(xué)功能是參與炎癥反應(yīng)、血管生成、細(xì)胞增殖和凋亡[33],其廣泛存在于心臟、胎盤(pán)、腎、骨骼肌等組織中[34-35],在骨骼肌損傷、肝臟損傷、缺血性心臟病、腎小球疾病中TNFRSF12A表達(dá)顯著上調(diào)。有研究[36]證實(shí),TNFRSF12A在健康成人肝臟中低表達(dá),在阻塞性膽汁淤積和PBC患者的肝臟中高表達(dá),與膽汁淤積性肝損傷呈正相關(guān),且研究人員通過(guò)小鼠膽管結(jié)扎手術(shù)和DDC誘導(dǎo)小鼠膽汁淤積后,進(jìn)行TNFRSF12A遺傳消融發(fā)現(xiàn),小鼠膽汁淤積性肝損傷顯著減輕,肝細(xì)胞死亡顯著降低。另有研究[37]也通過(guò)同樣的方法誘導(dǎo)小鼠膽汁淤積模型后發(fā)現(xiàn),TNFRSF12A在肝祖細(xì)胞中的表達(dá)明顯升高。因此,有理由認(rèn)為T(mén)NFRSF12A參與PBC的發(fā)病機(jī)理,提示靶向TNFRSF12A可能是PBC潛在的免疫治療靶點(diǎn)。然而,PBC發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,TNFSF12A在其發(fā)病進(jìn)程中的具體機(jī)制和作用,仍需進(jìn)一步深入研究。
3.3 共刺激分子CD226 CD226是T淋巴細(xì)胞的重要共刺激分子,主要表達(dá)于T淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞亞群、血小板等多種免疫細(xì)胞上,可參與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)、T淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞毒作用等,在免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用[38]。目前已有研究[39]報(bào)道CD226與類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、1型糖尿病、多發(fā)性硬化癥等多種免疫性疾病相關(guān),提示其與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)紊亂有關(guān)。免疫細(xì)胞呈遞和輔助性T淋巴細(xì)胞(Th)1/Th17極化在PBC發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用,CD226能夠參與Th1、Th17或調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞的分化[40],激活后的Th1和Th17分泌和產(chǎn)生大量的IFN-γ、IL-12、IL-23、CXCL2和CACL6等促炎性因子,導(dǎo)致肝臟免疫耐受喪失,大量的膽管上皮細(xì)胞損傷[41-42]。以上說(shuō)明,CD226促進(jìn)疾病發(fā)展,可能與PBC預(yù)后有關(guān)。GWAS證實(shí)CD226是PBC患者中發(fā)現(xiàn)的新的風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)[43]。學(xué)者[43]發(fā)現(xiàn),CD8+T和CD226+T淋巴細(xì)胞是PBC主要的促炎亞群,PBC患者外周血CD8+T淋巴細(xì)胞和CD4+T淋巴細(xì)胞中均存在明顯的CD226和TIGIT表達(dá)異常,當(dāng)CD8+T淋巴細(xì)胞中CD226+比例高于TIGIT+時(shí),IFN-γ和TNF-α等細(xì)胞因子分泌增加,肝損傷程度加重,提示CD226/TIGIT免疫檢查點(diǎn)的失衡參與了PBC的發(fā)病機(jī)制,CD8+CD226+T淋巴細(xì)胞和CD226/TIGIT免疫檢查點(diǎn)可以作為潛在的治療靶點(diǎn)和預(yù)后生物標(biāo)志物。另外,CD226/TIGIT通路在調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞參與的自身免疫性疾病中也發(fā)揮著重要作用[44],因此還需要探索CD226/TIGIT通路在這些細(xì)胞中的作用,以便從CD226角度更深入地了解PBC的發(fā)病機(jī)制。
3.4 CXC趨化因子受體5(chemokine receptor 5,CXCR5)CXCR5是趨化因子CXC受體家族成員,主要分布在成熟B淋巴細(xì)胞和少量T淋巴細(xì)胞中。其配體是CXCL13,是CXCR5+淋巴細(xì)胞專(zhuān)用歸巢的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,決定B淋巴細(xì)胞和濾泡輔助性T淋巴細(xì)胞的歸巢。CXCL13-CXCR5信號(hào)軸參與免疫信號(hào)的傳遞,共同發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。PBC患者的CXCR5、程序性死亡受體1、CD4+和調(diào)節(jié)性卵泡輔助性T淋巴細(xì)胞較原發(fā)性硬化性膽管炎患者顯著增加[45],提示CXCR5可能參與PBC的免疫發(fā)病機(jī)制。有學(xué)者[46]在66例PBC患者的血液和肝臟中發(fā)現(xiàn)IL-12水平升高,肝門(mén)靜脈伴有CD4+、CXCR5+、CD19+和CD38+細(xì)胞浸潤(rùn),證明了肝內(nèi)CXCL13過(guò)表達(dá)介導(dǎo)PBC肝內(nèi)膽管周?chē)腂淋巴細(xì)胞和CXCR5+CD4+T淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn),提示CXCR5可能通過(guò)接收CXCL13-CXCR5信號(hào)軸的趨化信號(hào),促進(jìn)B淋巴細(xì)胞增殖、STAT3磷酸化和AMA產(chǎn)生。CD4+CXCR5+T淋巴細(xì)胞與PBC的嚴(yán)重程度顯著相關(guān),PBC患者中,細(xì)菌抗原刺激導(dǎo)致循環(huán)CD4+CXCR5+T淋巴細(xì)胞高度活化,異?;罨腃D4+CXCR5+T淋巴細(xì)胞不僅能分泌IFN-γ、IL-17和IL-21導(dǎo)致小膽管損傷,還能促進(jìn)B淋巴細(xì)胞分泌大量抗體,誘發(fā)自身免疫應(yīng)答,進(jìn)一步促進(jìn)了PBC的發(fā)生和發(fā)展[47]。因此,CXCR5具有重要的免疫遺傳學(xué)意義,靶向CXCR5分子將有助于為PBC的診斷和免疫學(xué)療法提供新的思路。
3.5 PBC遺傳學(xué)研究的局限性 盡管通過(guò)GWAS等遺傳學(xué)研究加深了關(guān)于遺傳變異風(fēng)險(xiǎn)對(duì)肝臟免疫細(xì)胞影響的理解,在識(shí)別PBC相關(guān)的遺傳易感基因位點(diǎn)及通路方面取得了重大進(jìn)展,但GWAS研究無(wú)法檢測(cè)到罕見(jiàn)變異如拷貝數(shù)變異[48-49]及非SNP結(jié)構(gòu)的改變[50];不能覆蓋所有的SNP,低頻變異的SNP可能未被檢出;易忽略SNP位點(diǎn)的生物學(xué)功能。此外,研究的樣本量少、等位基因的異質(zhì)性較大等均會(huì)影響PBC易感位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)。因此,未來(lái)的遺傳學(xué)研究需要采集更多的樣本和借助全基因組測(cè)序,來(lái)深入挖掘新的PBC風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)及其生物學(xué)功能,爭(zhēng)取為PBC的治療和預(yù)防提供新的方向和干預(yù)的靶點(diǎn)。
綜上所述,遺傳易感性在PBC的發(fā)病進(jìn)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,PBC易感基因與患者肝內(nèi)膽管損傷、疾病嚴(yán)重程度等密切相關(guān)。GWAS等技術(shù)的開(kāi)展使得PBC遺傳學(xué)的研究有了很大的突破,許多與PBC發(fā)生發(fā)展相關(guān)的信號(hào)通路和調(diào)節(jié)機(jī)制得以確定。但也要清醒地認(rèn)識(shí)到,目前參與PBC發(fā)病的許多具體過(guò)程尚不完全清楚,且從遺傳易感性方面解釋膽管上皮細(xì)胞損傷的機(jī)制還不夠全面。進(jìn)一步研究PBC的易感基因,找到PBC治療新靶點(diǎn),是今后研究PBC發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵點(diǎn)和突破點(diǎn)。
利益沖突聲明:本文不存在任何利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:趙春梅負(fù)責(zé)文獻(xiàn)查找、閱讀及文章撰寫(xiě);馬狄負(fù)責(zé)撰寫(xiě)框架的構(gòu)建;邰文琳負(fù)責(zé)文章修改。