王榮+覃海媚+陸玉蘭+黃華佗+藍(lán)艷+韋葉生
【關(guān)鍵詞】白細(xì)胞介素-22(IL-22);基因多態(tài)性;自身免疫性疾?。荒[瘤
中圖分類號(hào):R392.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2017.06.023
白細(xì)胞介素-22(interleukin-22,IL-22)是Dumoutier等[1]于2000年發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞因子,可編碼一種α螺旋蛋白質(zhì),其結(jié)構(gòu)與白細(xì)胞介素-10(IL-10)約有23%的同源性,屬于IL-10家族成員。因此,最初又名IL-10相關(guān)的T細(xì)胞來(lái)源誘導(dǎo)因子。隨后,Xie等[2]在外周血的單核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了由活化的T細(xì)胞產(chǎn)生的與IL-10相似的細(xì)胞因子,命名為IL-22。IL-22主要由Th22、Th17和Th1等淋巴細(xì)胞分泌[3~4]。單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)是基因組的DNA核苷酸序列中某個(gè)特定位點(diǎn)上存在不同的堿基,在人類多態(tài)性中約占90%。由于任何堿基均可能發(fā)生變異,因此,SNP不僅可能發(fā)生在基因的編碼區(qū),而且也有可能出現(xiàn)在基因的非編碼序列上。編碼區(qū)的突變可直接影響基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程,非編碼區(qū)的突變可通過(guò)間接方式影響基因調(diào)控。單核苷酸多態(tài)性研究可為闡釋疾病在不同遺傳背景人群的發(fā)生和發(fā)展提供依據(jù)[5~6]。近年來(lái),人類基因組計(jì)劃已經(jīng)發(fā)現(xiàn)IL-22基因存在許多SNP位點(diǎn),IL-22基因多態(tài)性逐漸成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn),而且研究發(fā)現(xiàn)部分位點(diǎn)和多種疾病有關(guān)。筆者就IL-22基因多態(tài)性的研究進(jìn)展作簡(jiǎn)要綜述。
1IL-22基因的分子結(jié)構(gòu)
IL-22的基因位于人類12號(hào)染色體(12q15),包括6個(gè)外顯子和5個(gè)內(nèi)含子,長(zhǎng)度為6 kb,第一個(gè)外顯子于TATA盒下游24bp的位置,屬于非編碼基因[7~8]。編碼146個(gè)氨基酸的細(xì)胞因子,人和小鼠的同源性約79%。IL-22既可以單體形式發(fā)揮重要的生物學(xué)功能,還可與相應(yīng)的受體結(jié)合后發(fā)揮作用[9]。
2IL-22受體及信號(hào)通路
IL-22受體(IL-22R)復(fù)合物由細(xì)胞因子受體家族(CRF)2-4(又名IL-10R2)和CRF2-9(又名IL-22R1)兩條鏈形成的異源二聚體跨膜受體,是Ⅱ型細(xì)胞因子受體的家族成員[10]。IL-22R1主要在機(jī)體的皮膚、肝臟、腎臟和胰腺中表達(dá),而IL-10R2在機(jī)體各組織中廣泛表達(dá),和IL-22具有高親和力。IL-22首先與IL-22R1結(jié)合,繼而IL-10R2結(jié)合到IL-22/IL-22R1復(fù)合物上[11]。IL-22/IL-22R1聚合物激活酪氨酸激酶1與酪氨酸激酶2,使信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(STAT)3磷酸化后啟動(dòng)下游轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)[12~13]。此外,IL-22還可以激活p38絲裂原活化途徑與IL-10R2受體亞基結(jié)合[14]。
3IL-22基因多態(tài)性與自身免疫性疾病
自身免疫性疾病是自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)從而引起自身多器官、多組織損害的疾病。具有病因復(fù)雜、受遺傳因素影響、反復(fù)發(fā)作和治療效果不理想等特點(diǎn),其病因仍未明確。IL-22在一些疾病的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用,已經(jīng)有很多研究表明IL-22基因多態(tài)性和自身免疫性疾病有關(guān)聯(lián)。
Chi HG等[15]按照1∶1的比例采用病例對(duì)照法收集180例潰瘍性結(jié)腸炎患者和年齡、性別相匹配的正常受試者,檢測(cè)其IL-22基因的-429C/T、+1046T/A和+1995A/C三個(gè)位點(diǎn)的基因型。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),IL-22基因-429C/T位點(diǎn)的TT基因型和T等位基因的頻率在潰瘍性結(jié)腸炎患者中明顯高于對(duì)照組,患病風(fēng)險(xiǎn)分別為2.43倍和1.54倍,卻未發(fā)現(xiàn)IL-22+1046T/A和+1995A/C多態(tài)性與潰瘍性結(jié)腸炎具有相關(guān)性。但是,隨著人們對(duì)IL-22基因多態(tài)性和自身免疫性疾病間關(guān)系的重視,不同學(xué)者所得結(jié)論不盡相同。Yamamoto-FurushoJK等[16]選取了IL-22基因的rs2227485,rs2272478,rs2227491位點(diǎn),對(duì)墨西哥199例潰瘍性結(jié)腸炎和697例健康對(duì)照者進(jìn)行基因分型及統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明這3個(gè)位點(diǎn)基因多態(tài)性和潰瘍性結(jié)腸炎均無(wú)關(guān)聯(lián),而且進(jìn)一步分析其多態(tài)性和疾病的臨床表現(xiàn)也無(wú)相關(guān)性。愛(ài)沙尼亞學(xué)者TraksT等[17]采用Haploview軟件分析IL-16基因rs12301088位點(diǎn)和IL-22基因rs12321603位點(diǎn)構(gòu)成的單倍型與白癜風(fēng)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)CC單倍型在疾病的早期型和家族型中具有保護(hù)性作用。日本學(xué)者SaekiH等[18]研究IL-22基因多態(tài)性和尋常型銀屑病及特異性皮炎的關(guān)系,結(jié)果顯示rs2227478位點(diǎn)和rs2046068位點(diǎn)與尋常型銀屑病具有相關(guān)性,與特異性皮炎無(wú)關(guān)。截至目前,IL-22基因多態(tài)性和自身免疫性疾病的研究還很少,而且結(jié)論存在矛盾。這也提示我們亟須更多關(guān)于其多態(tài)性和這些疾病的研究。未見(jiàn)皮肌炎、干燥綜合征等疾病易感性和IL-22基因多態(tài)性關(guān)系的報(bào)道。因此,IL-22基因多態(tài)性與這些自身免疫性疾病的相關(guān)性仍需進(jìn)一步探究。
4IL-22基因多態(tài)性與腫瘤
腫瘤的預(yù)防和治療一直是學(xué)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。IL-22基因多態(tài)性和腫瘤的關(guān)系成為近年來(lái)研究的焦點(diǎn)。最近研究表明,ZhaoT等[19]基于醫(yī)院選取210例膀胱癌患者和同等數(shù)量的正常組,探討IL-22基因中-429C/T、+1046T/A及+1995A/C這三個(gè)位點(diǎn),結(jié)果顯示,-429C/T位點(diǎn)中的TT基因型和T等位基因頻率在膀胱癌患者中明顯高于正常組,經(jīng)Bonferroni校正后兩組間仍存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。根據(jù)發(fā)展階段分層分析后,TT基因型在表淺膀胱癌中頻率較低。然而,對(duì)膀胱癌等級(jí)和組織學(xué)類型進(jìn)行分層,未發(fā)現(xiàn)TT基因型和膀胱癌具有相關(guān)性。提示-429C/T的TT基因型和T等位基因可能與膀胱癌發(fā)病有關(guān)。+1046T/A和+1995A/C位點(diǎn)與膀胱癌的發(fā)生發(fā)展不具有關(guān)聯(lián)性。Wang YM等[20]研究IL-22基因的rs1179251位點(diǎn)多態(tài)性與胃癌和胃癌前病變的關(guān)系,結(jié)果表明rs1179251位點(diǎn)的CC基因型增加慢性萎縮性胃炎、腸上皮化生和結(jié)構(gòu)異常的風(fēng)險(xiǎn),此外,CC基因型還與幽門螺桿菌感染有關(guān)。Qin SY等[21]采用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)和DNA測(cè)序?qū)L-22基因的rs1179251、rs2227485和rs2227473位點(diǎn)進(jìn)行基因型分析,rs1179251位點(diǎn)的多態(tài)性和胃癌患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),而且和胃癌晚期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性,其余2個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)性無(wú)關(guān)。但是,也未見(jiàn)三者的單倍型和胃癌患病有關(guān)。臺(tái)灣學(xué)者Liao F等[22]對(duì)68例胃黏膜相關(guān)組織淋巴瘤和140例健康者的IL-22基因的rs1179246、rs2227485、rs4913428、rs1026788 和rs7314777位點(diǎn)進(jìn)行基因分型檢測(cè),前4個(gè)位點(diǎn)處在同一單倍體域(r2=0.99),rs1179246CC、rs2227485CC、rs4913428AA、rs1026788 AA和 rs7314777 TT與胃黏膜相關(guān)組織淋巴瘤的易感性密切相關(guān)。endprint
此外,還有學(xué)者研究了IL-22基因多態(tài)性和非小細(xì)胞肺癌的關(guān)系。Liu F等[23]發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,IL-22基因的rs2227484 位點(diǎn)CT基因型增加非小細(xì)胞肺癌風(fēng)險(xiǎn)達(dá)1.917倍,T等位基因攜帶者的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)1.878倍,rs2227474基因型在晚期肺癌患病風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)2.263倍,尤其是在腺癌中表現(xiàn)更突出。進(jìn)一步采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)IL-22的表達(dá)水平,IL-22在高頻率的基因型中的表達(dá)水平明顯升高,推測(cè)IL-22基因rs2227484位點(diǎn)的多態(tài)性及高水平表達(dá)的IL-22可能對(duì)非小細(xì)胞肺癌發(fā)病起到重要作用。何曉等人[24]選取55例經(jīng)確診的肝癌患者和同一醫(yī)院的健康體檢者,應(yīng)用Massarray檢測(cè)平臺(tái)測(cè)定IL-22基因4個(gè)SNP位點(diǎn)(rs2227472、rs2227478、rs2227483、rs2227473)基因型。采用ELISA法檢測(cè)攜帶不同基因型的肝癌患者外周血中的單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)培養(yǎng)上清液中IL-22含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-22基因rs2227472位點(diǎn)有GG、GA及AA三種基因型,G等位基因頻率在病例組中高于對(duì)照組(57.2% vs 51.7%),其他3個(gè)位點(diǎn)和肝癌無(wú)關(guān)聯(lián);攜帶rs2227472位點(diǎn)的GG基因型肝癌患者的PBMC培養(yǎng)上清液中IL-22含量明顯高于AA/GA基因型的肝癌患者[(40±6)ng/L vs(17±5)ng/L]。IL-22基因多態(tài)性和腫瘤關(guān)系的研究越來(lái)越多,其中,對(duì)胃癌研究的結(jié)論較一致。但是,這些研究選取的樣本量較少,結(jié)果還需要更多大樣本的驗(yàn)證。今后可系統(tǒng)研究IL-22基因及其多態(tài)性在腫瘤中發(fā)生、發(fā)展中的分子機(jī)制及臨床意義,從而為腫瘤個(gè)體化精準(zhǔn)診療探索出新的治療靶點(diǎn)。
5IL-22基因多態(tài)性和其他疾病
除了IL-22基因多態(tài)性和自身免疫性疾病、腫瘤關(guān)系的研究,也有學(xué)者研究了IL-22基因多態(tài)性和瘧疾、獲得性免疫缺陷癥(AIDS)及肺結(jié)核的關(guān)系。腦型瘧疾是惡性瘧原蟲(chóng)感染的一種嚴(yán)重的并發(fā)癥,法國(guó)學(xué)者M(jìn)arquet S等[25]對(duì)比病例組和對(duì)照組中IL-22基因多態(tài)性分布頻率后,發(fā)現(xiàn)rs1012356和rs2227476位點(diǎn)多態(tài)性與腦型瘧疾相關(guān),連鎖不平衡分析顯示rs2227473和rs2227476存在強(qiáng)烈連鎖不平衡,攜帶rs2227473位點(diǎn)T等位基因個(gè)體的IL-22水平較高,這提示IL-22參與了腦型瘧疾的發(fā)病。Hu J等[26]對(duì)619 例AIDS的血清HIV陽(yáng)性患者和 619 例健康者的IL-22基因rs2227484、rs2227485和 rs2227513位點(diǎn)進(jìn)行基因分型,對(duì)性別進(jìn)行分層分析后,發(fā)現(xiàn)攜帶rs2227513位點(diǎn)AG 基因型和G等位基因的女性患病風(fēng)險(xiǎn)增加。無(wú)論血清中HIV陽(yáng)性或陰性,AG基因型的IL-22表達(dá)水平均較高,顯示血液中的IL-22可能是HIV感染的致病因素。國(guó)內(nèi)學(xué)者丁光貴等[27]納入479例結(jié)核患者和358例體檢者,對(duì)IL-22基因的6個(gè)SNP位點(diǎn)(rs1182844、rs2227473、rs2227476、rs2227480、rs2227485和rs2227508)進(jìn)行基因型檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)rs2227473位點(diǎn)存在GG、GA和AA基因型,病例組的G等位基因頻率(900%)顯著高于對(duì)照組(856%)。rs2227473位點(diǎn)GG基因型的PBMC培養(yǎng)上清液中IL-22濃度為(19±5)ng/L,顯著低于AA/GA基因型(39±6)ng/L,這說(shuō)明IL-22基因rs2227473多態(tài)性可能和肺結(jié)核易感性具有顯著相關(guān)性,G等位基因是肺結(jié)核的易感基因。rs2227473多態(tài)性可影響宿主PBMC的IL-22表達(dá)水平,進(jìn)而在調(diào)節(jié)肺結(jié)核保護(hù)性免疫過(guò)程起著關(guān)鍵作用。IL-22基因多態(tài)性和這些疾病關(guān)系的探索可為今后的研究提供線索,說(shuō)明IL-22在疾病的病理過(guò)程中扮演者重要角色,也需要更多的研究證實(shí)其在疾病中的具體機(jī)制。
6小結(jié)與展望
隨著IL-22因子的發(fā)現(xiàn),針對(duì)其生物學(xué)功能、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究較多,使其在多種疾病中的作用受到廣泛的重視。目前,IL-22基因SNPs的研究主要集中在rs2227473、rs2227485和rs2227513等位點(diǎn),rs2227473位點(diǎn)位于IL-22基因啟動(dòng)子區(qū),可控制基因表達(dá)的起始時(shí)間及表達(dá)的程度。rs2227485位點(diǎn)和rs2227513位點(diǎn)位于IL-22基因的5非編碼區(qū),可調(diào)控遺傳信息表達(dá)的效應(yīng),從而影響蛋白的表達(dá)。這也提示我們研究IL-22基因多態(tài)性和其他疾病的關(guān)系可首先考慮這些SNPs位點(diǎn)。近年來(lái),關(guān)于IL-22基因的多態(tài)性與疾病的探究還存在一些不足:①許多疾病是受多基因共同影響的遺傳性疾病,而多數(shù)報(bào)道都局限于單個(gè)基因和疾病關(guān)系的研究,缺乏多基因聯(lián)合作用機(jī)制的探討;②研究習(xí)慣基于某一個(gè)醫(yī)院的病例對(duì)照法進(jìn)行,樣本來(lái)源單一;③多數(shù)研究?jī)A向于IL-22基因多態(tài)性和疾病的相關(guān)性層面,未見(jiàn)其SNPs位點(diǎn)的功能研究。因此,提示我們?cè)诮窈蟮难芯恐?,?yīng)當(dāng)考慮多基因間聯(lián)合作用的影響,實(shí)施多個(gè)地區(qū)的重復(fù)性研究,發(fā)現(xiàn)SNPs位點(diǎn)和疾病的關(guān)系后進(jìn)行功能驗(yàn)證,這是今后IL-22基因多態(tài)性的研究方向,期待更多的研究成果進(jìn)一步闡明IL-22基因在相關(guān)疾病中的調(diào)控作用。
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(收稿日期:2017-05-29修回日期:2017-06-16)
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