徐可佳 综述，史丙俊，熊　霞，刁庆春△ 审校

(1.泸州医学院,四川泸州 646000;2.重庆市中医院/重庆市第一人民医院皮肤科　400011)



·综述·doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.26.041

银屑病全基因组关联的易感基因和信号通路的研究进展*

徐可佳1综述，史丙俊2，熊霞1，刁庆春2△审校

(1.泸州医学院,四川泸州 646000;2.重庆市中医院/重庆市第一人民医院皮肤科400011)

银屑病；全基因组关联分析；易感基因；信号通路

银屑病是一种多基因参与、与环境和免疫因素有关的慢性复发性疾病，其发病机制不清。近10余年来，国内外全基因组关联研究迅速发展，人们发现众多银屑病的易感基因和相关的信号通路，如人类主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)区域、LCE基因簇、Th17/23、核转录因子-κB(nuclear transcriptionfector-κB，NF-κB)、白细胞介素(IL)-4/IL-13、Janus激酶/信号转导子和转录激活子(JAK-STAT)等，进一步揭示银屑病的发病可能与固有免疫、获得性免疫、皮肤屏障功能失调有关。

1　银屑病的流行病学及相关临床特征

银屑病是一种病理上以表皮角质形成细胞过度增殖、异常分化为特点，临床表现为红斑、鳞屑的慢性炎症性皮肤病，约30%的患者伴关节损伤，如果不积极治疗，约5%的患者可能并发严重的关节残毁[1]。通过流行病学调查发现,银屑病发病率无性别差异，但存在地区差异,如在北欧发病率最高，而在南美土著居民中几乎未发现患病，提示该病可能与种族、地理位置和生活环境等有关[2]。我国银屑病发病率较低，据目前调查,患病率为0.4%，约有患者513万。近30年没有全国流行病学调查的相关数据，依据2008年6个城市的调查结果(患病率为0.47%)推算，我国现有患者624万[3]。目前国际公认有2种银屑病的分型方式，依据分别是发病年龄和临床表现。前者指以40岁为界，分为Ⅰ型(早发型年龄小于40岁)，多具有遗传倾向，易发展为严重型银屑病，反之为Ⅱ型(晚发型)[4]。按临床表现分型分为寻常型、关节病型、脓疱型和红皮病型，其中寻常型约占90%。早期通过双生子、系谱及患者亲属等的研究均提示银屑病发病与遗传显著相关。国内学者曾对1 043例寻常型银屑病患者及其家族成员进行遗传流行病学调查,发现该病发生率与一般人群相比,1、2级亲属发病率明显增高,且发病率随亲缘系数的增加呈现递减趋势,提示其显著的家族聚集倾向[2]。目前认为，银屑病是在环境因素的诱导下，由遗传控制(多个位点或基因的微效作用综合、基因-基因交互作用)的免疫失衡性(包括人体的固有及获得性免疫功能紊乱)疾病[5]。

2　GWAS的发展

人类基因组0.1%序列单核苷酸多态性(SNPs)决定复杂疾病的遗传多态性和表型的复杂性。全基因组关联研究(genome-wide association study,GWAS)即以“常见疾病和变异”为原理，在全基因组的遗传变异(尤其SNPs)中,比较对照和病例之间等位基因频率的差异,筛选与疾病性状关联的SNPs,再依据其在基因组中的位置和连锁的不平衡原理,推测出可能的疾病易感基因,并验证这些基因与疾病的关联性，进一步对易感基因进行功能研究。GWAS克服复杂疾病的遗传与表型的异质性和复杂性等特点，发现疾病相关基因的效力与以往的遗传研究方法相比显著增强。2008年，Capon等[6]利用GWAS技术开展银屑病易感基因的研究，发现rs495337标记的ZNF313与银屑病显著关联。随后在国内外人群中开展的多项GWAS研究(多是以寻常型为研究对象)表明MHC区域和非MHC区域的某些易感基因与银屑病相关。迄今，在GWAS官网中共收录50余个与银屑病相关的易感基因，为阐明银屑病的病因及发病机制提供了理论基础。

3　银屑病主要的易感基因和相关信号通路

随着GWAS在银屑病的广泛应用，近年发现众多该病的易感基因/位点，它们表明该病的发生可能与3种生物学机制有关：固有免疫(NF-κB等)，获得性免疫[MHC基因、IL-23/辅助性T细胞17(Th17)等]以及皮肤屏障功能失调(LCE基因簇)，进一步提示银屑病是一种受免疫调节的多基因参与、多因素调节的复杂性疾病[7]。

3.1获得性免疫

3.1.1MHC区域MHC又称人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)，该区域是银屑病最主要的易感位点，其包括的基因约40%编码免疫防御相关蛋白[8]。通过对欧亚洲人群进行的多项GWAS均发现位于MHC-Ⅰ区域的SNPs与银屑病显著相关联，尤其在编码HLA-C基因附近。HLA-C基因主要调节自然杀伤细胞和抗原呈递参与免疫应答。有研究发现，HLA-C也是银屑病性关节炎的易感位点，并得到了meta分析的证实[9]。与银屑病关联最强的是HLA-Cw*0602，它作为HLA-C的变体，和Ⅰ型银屑病、点滴型银屑病密切相关[10]。2008年，Capon等[6]通过GWAS在全基因组关联水平上证实HLA-C为银屑病的易感位点，发现该区域的rs3134792与银屑病显著关联；Liu等[11]对1 139例汉族银屑病患者和1 400例对照进行GWAS验证，结果证实关联最强的SNP是在HLA-C上游34.7 kb区域的rs10484554，同时显示MICA、MICB之间MHC-Ⅰ类基因的rs2395029与银屑病相关。近期有研究通过分析识别MHC的3个独立关联信号：HLA-Cw*0602、c6orf10(p=6×10-8)和HLAB/MICA[10]。c6orf10由肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导产生，在角质形成细胞中表达；HLA-B/MICA位于HLA-B着丝粒30 kb，MHCⅠ类抗原肽相关的序列A基因(MICA)的末端着丝粒16 kb之间(p=3×10-7)。另外单倍型HLA-B*57、HLA-B*40提示HLA-B与银屑病相关，后者提供保护作用。内质网氢基肽酶1(ERAP1)基因主要参与HLA-Ⅰ类分子的加工处理,基因ERAP1变异影响携带HLA-C等位基因携带者个体的易感性，但它与HLA-Cw*0602等位基因是否存在关联略有争议。如一项GWAS研究表明，HLA-Cw*0602等位基因与rs27524所标记的ERAP1的交互作用最为显著[12]。然而Lysell等[13]在瑞典人群中研究认为，ERAP1仅与发病年龄在10～20岁的银屑病患者存在关联性，与HLA-Cw*0602之间不存在交互作用。近来一项关节型银屑病的GWAS表明，HLA-B*27/HLA-B*39和HLA-B*38是此型的独有易感位点，且关节型和寻常型银屑病的分型与HLB45的氨基酸差异有关[14]。这些研究均证实了HLA的免疫学机制在银屑病发病过程的重要作用。

3.1.2IL-23/Th17IL-23/Th17是新发现的自身免疫疾病(如炎性肠病、Crohn病等)发病机制信号通路，国内外均报道该通路的多个基因(如IL-12B、IL-23A、IL-23R、TRAF3IP2、TYK2)与银屑病显著相关。Th17细胞是一种新型效应T细胞，分泌细胞因子IL-21、IL-17等。IL-23是表达于T细胞、B细胞、单核细胞、肥大细胞和内皮细胞的促炎性细胞因子。IL-23主要与IL-23受体复合物结合，促使IL-23R胞内域酪氨酸残基磷酸化，导致STAT3磷酸化转运进入细胞核，诱导T细胞活化为Th17细胞，释放IL-6、TNF-α、IL-17A、IL-17F等一系列细胞因子，诱导银屑病皮损中的角质形成细胞合成大量的蛋白(包括S100A7蛋白和β-防卫素)，吸引周围的粒细胞以微脓肿的形式在表皮的角质层聚集，从而形成炎症性皮损。IL-12与IL-23共用一个亚单位IL-12p40，结构上具有较大的同源性，且该亚单位通过IL-12B基因编码。Niar等[15]在欧洲人群中发现IL-23信号通路的3个基因IL-12B附近24 kb(rs2082412)，IL-23A(rs2066808),IL-23R(rs2201841)与银屑病相关。IL-12B与IL-23R均已在中国人群中验证，并且发现TNF(SNP rs3093662)是汉族人银屑病易感基因。IL-23/Th17通路中存在1个三维基因交互作用(IL-21、CCR4和TNF)，3个二维基因交互作用(IL12RB1和CCR4、IL22和CCR4、IL12RB1)。一项有关3份欧洲人群的GWAS的meta分析证实，酪氨酸激酶2(TYK2)基因的rs34536443和TRAF3IP2的rs33980500与银屑病有重要关联。TYK2通过促使STAT3磷酸化，调节IL-17的产生，常见和低频的TYK2变异会增加多种自身免疫性疾病的发病风险,TRAF2IP2能够产生IL-17信号通路上必需的调节因子ACT1[16]。德国学者Hueffmeier等[17]对609例关节型银屑病和990例对照者开展GWAS发现，IL-12B和TRAF-3IP2在关节型银屑病中高度关联(1.39×1012

3.1.3IL-4/IL-13IL-4和IL-13不仅促使T细胞向Th2分化，而且可以抑制Th17细胞发育成熟。IL-4既促进Th1细胞的增殖又能降低IL-23表达，促使Th17细胞数量的减少。一项银屑病GWAS研究发现位于包括IL-13、IL-4和RAD50基因的强连锁区域的遗传信号(rs20541)。虽然位于IL-4和IL-13附近的遗传信号最显著[15]，但调节IL-13和IL-4转录的控制区位于RAD50基因上[19]。因此，这些信号的功能变异可能影响到IL-4和(或)IL-13的表达，促使它们分泌的细胞因子通过不同途径调节过敏反应和抵御外界病原体的侵袭。

3.1.4JAK/STAT信号通路银屑病患者Thl/Th2细胞亚群分化失衡，以Th1细胞为主。在Th0向Th1分化中分泌IL-2、干扰素-γ(IFN-γ)等细胞因子，它们主要通过JAK/STAT信号传导通路实现信息胞内传递。JAK-STAT信号通路参与机体细胞的增殖、分化、存活、凋亡，介导细胞因子与其受体结合后的信号蛋白分子级联活化反应等。大量研究证实，JAK-STAT信号通路中STAT3的活化在银屑病发生、发展过程中起着重要的作用，如IL-4、IL-4R、Smad3、TYK2。

3.2固有免疫固有免疫系统的调控成分如Toll样受体2(TLR2)及含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶5(caspase-5)、IFN-γ、b防御素等在银屑病中高表达，它们通过NF-κB通路中的促炎症因子等引发相应生物学效应[20]。

3.2.1NF-κB信号通路NF-κB是多种细胞增殖、分化与凋亡的关键调节通路，其与银屑病的关系备受瞩目，该通路受紫外线辐射、外来抗原、IL-1、TNF、IL-17等激活及调控，这可能解释银屑病患者在感染或者应激时皮损加重或反复。目前GWAS发现该通路中TYK2、募集结构域蛋白14基因(CARD14)、TNF3IP2、REL、核因子-κB抑制因子α(NFKBIA)、TNFAIP3、TNIP1等基因多态性与银屑病发病相关。NF-κB的5种蛋白均有一个相同的Rel结构域，主要生理功能是结合靶向DNA并使其二聚化体化，增强负责诱导或抑制转录活性的基因表达。有学者通过GWAS发现TNFAIP3和TNIP1(rs17728338/ rs3762999/rs999556)编码的蛋白A20结合NF-κB抑制蛋白1ABIN1和A20的相互作用参与泛素介导的IκB激酶-γ(IKK-γ)/NEMO的破坏作用，继而通过NF-κB途径影响下游信号途径的传导抑制炎性反应[21]。GWAS证实TRAF3IP2和NFKBIA(rs12586317)与寻常型和关节病型银屑病存在相关性，前者编码一种接头蛋白ACT1，它在IL-17依赖的NF-κB活化和TH17调节的炎性应答中是必需的,提示了TNF-α与Th17/IL-23通路也是经由NF-κB在银屑病致病中发挥其关键作用,后者编码IκB-α,为易感区域14q13中唯一的基因，负性调节NF-κB的激活[17]。Jordan等[22]利用免疫芯片技术对3个GWAS的meta分析表明CARD14、CARM1、REL与银屑病相关。CARD14位于染色体17q25上，其在角质形成细胞表达，编码皮肤表皮编码NF-κB的活化因子激活剂，该基因变异(常见和有害的) 诱发银屑病的发生。

3.2.2IFN与b-防御素GWAS和免疫芯片技术发现，DDX58、IF1H1、RNF114、IL-28RA和EXOC2参与了银屑病的发病。RNF114对固有免疫相关信号分子产生调节作用，如IL-1、IL-6、IL-29等，最终导致EXOC2产生1型IFN。大量炎性因子的产生可能导致银屑病的发生。IF-1基因编码一种病毒RNA活化型凋亡蛋白，其在细胞质中感受病毒核酸，触发细胞性抗病毒和凋亡反应来阻止病毒感染以保护机体，在感知和触发清除病毒感染细胞方面有重要作用，在中国和欧洲人群中均被验证与银屑病有关。b-防御素是表达于免疫细胞上(如T细胞和树突状细胞)的促炎因子，其大量释放会增加银屑病的风险[23]。

3.3皮肤屏障功能研究发现缺乏皮肤屏障功能也对银屑病易感性有重要影响。国内外学者均证实LCE基因簇(LCE3B和LCE3C基因区域SNP点)变异或缺失使皮肤屏障破坏致银屑病发生[24]。

4　展　望

GWAS已成为银屑病遗传易感性的重大突破，依此验证的银屑病重要的基因位点和免疫调节途径可能揭示其发病机制的部分环节，为基因治疗彻底治愈银屑病创造更好的条件。但是仍有许多未解的疑惑存在。由于银屑病是与环境、免疫相关的多基因疾病，基因芯片技术、基因间相互作用，基因-环境作用，多中心大样本的反复验证GWAS中的易感位点尤为重要，对于进一步推动复杂疾病的发病机制和发病调控网络的研究具有重要的意义。

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重庆市卫生和计划生育委员会(西医重点)项目(20141015)。作者简介：徐可佳(1988-)，在读硕士，主要从事遗传性皮肤病的研究。△

，E-mail:qchdiao@vip.sina.com。

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