馬冬艷，王毅鵬

(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬延安醫(yī)院內(nèi)分泌科，昆明 650000)

Graves病(Graves′ disease，GD)是一種由于機(jī)體自身對(duì)甲狀腺的免疫反應(yīng)引起體內(nèi)甲狀腺激素水平增高從而導(dǎo)致全身多系統(tǒng)代謝亢進(jìn)的高代謝綜合征[1]，是最常見的自身免疫性疾病之一，發(fā)病率為1%～1.6%，且女性高發(fā)[2]。Brix等[3]進(jìn)行的一項(xiàng)大型雙胞胎研究表明79%的GD易感性可以歸因于遺傳因素，其中人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)基因是GD的重要遺傳因子之一[4]。

HLA基因位于第6號(hào)染色體短臂上(6p21.31)，是人類基因組中多態(tài)性最密集的部分，對(duì)先天性免疫和獲得性免疫有重要意義[5]。HLA區(qū)域編碼基因大致分三類：Ⅰ類，包括大多數(shù)在細(xì)胞表面表達(dá)的組織相容性基因(HLA-A、HLA-B、HLA-C)；Ⅱ類，包括在白細(xì)胞和免疫細(xì)胞上表達(dá)的組織相容性基因(HLA-DR、HLA-DP、HLA-DQ)；Ⅲ類，包括一組基因編碼分子參與免疫反應(yīng)和其他與免疫不明顯相關(guān)的分子。由于HLA基因具有高度多態(tài)性且包含許多免疫應(yīng)答基因，HLA基因與疾病相關(guān)性的研究已成為熱點(diǎn)[1]，也是GD相關(guān)的一個(gè)非常重要的候選基因[6]?，F(xiàn)就HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ、HLA-Ⅲ類中易感性基因位點(diǎn)、保護(hù)性基因位點(diǎn)及各位點(diǎn)之間的連鎖不平衡等方面的研究進(jìn)展予以綜述，并探討變異基因編碼蛋白的結(jié)構(gòu)、功能變異可能對(duì)GD發(fā)病的影響，為進(jìn)一步的GD發(fā)病機(jī)制研究提供思路和線索。

1 與GD相關(guān)的HLA易感基因

1.1HLA-Ⅰ類易感基因 HLA-Ⅰ類基因包括HLA-A、HLA-B、HLA-C。HLA-Ⅰ類抗原在有核細(xì)胞表面表達(dá)，參與向CD8+淋巴細(xì)胞表達(dá)內(nèi)源性抗原，其變異可能通過呈現(xiàn)出與自身抗原非常相似的微生物抗原，并激活可與自身抗原交叉反應(yīng)的活性T細(xì)胞而誘發(fā)自身免疫性疾病[7]。Simmonds等[8]對(duì)白種人的研究報(bào)道顯示HLA-Ⅰ 類易感基因中HLA-C*07與GD的關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)。HLA-Ⅰ類易感基因在其他種族中的報(bào)道還有日本人種與HLA-A*02、HLA-B*46、HLA-B*3501相關(guān)，韓國人種與HLA-B*13相關(guān)，南非人種與HLA-A*10、HLA-B*08相關(guān)，伊朗人種與HLA-A*68和HLA-B*08相關(guān)，中國人種與HLA-A*0207、HLA-B*2704、HLA-B*4601相關(guān)[9-11]。

不同種族報(bào)道的HLA-Ⅰ類易感基因位點(diǎn)有所差異，如在歐洲研究GD易感基因位點(diǎn)有HLA-B*08，而中國、日本等國家研究HLA-B*08不是GD的易感基因位點(diǎn)；甚至同一HLA-Ⅰ類易感基因位點(diǎn)在不同種族可能表現(xiàn)出相反的作用，如HLA-A*02在日本人的研究中起易感作用[12]，而在白種人中研究發(fā)現(xiàn)其發(fā)揮保護(hù)性作用[13]。不同種族研究結(jié)果不一致可能是由HLA基因型的種族多樣性或HLA分子與環(huán)境因素復(fù)雜的相互作用引起，也可能是檢測(cè)樣本量小或樣本選取存在差異造成的[14]。

HLA-Ⅰ類易感基因位點(diǎn)的變異及對(duì)應(yīng)基因編碼的蛋白的結(jié)構(gòu)和功能改變，可能通過呈現(xiàn)出與自身抗原相似的抗原或增強(qiáng)與甲狀腺抗原的結(jié)合能力、激活自身殺傷細(xì)胞，從而誘發(fā)GD自身免疫反應(yīng)。HLA基因有145個(gè)蛋白編碼基因，在基因位點(diǎn)核苷酸發(fā)生變異時(shí)編碼的氨基酸組成的蛋白也會(huì)發(fā)生變異，這種變異可使HLA分子的肽結(jié)合區(qū)發(fā)生顯著變化,特別是一些關(guān)鍵位置氨基酸的替換增加了其與大量外來和(或)自身肽結(jié)合的能力，從而影響GD的發(fā)病。Okada等[15]在對(duì)日本GD患者和正常人HLA基因表型及蛋白結(jié)構(gòu)變異的研究中就得到了驗(yàn)證，其研究結(jié)果稱HLA-A基因編碼的第9位氨基酸苯丙氨酸和HLA-B基因編碼的第67位氨基酸苯丙氨酸與GD的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。但具體是哪種相似的自身抗原、如何增強(qiáng)的結(jié)合能力仍需深入研究。

1.2HLA-Ⅱ類易感基因 HLA-Ⅱ類基因包括HLA-DR、HLA-DP、HLA-DQ。HLA-Ⅱ類分子在正常細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng)中的主要功能是通過抗原呈遞細(xì)胞的肽鍵結(jié)合槽結(jié)合外來肽，后將所結(jié)合的外來肽/內(nèi)源肽導(dǎo)入CD4+T細(xì)胞。HLA-Ⅱ類基因的變異可能引起GD的發(fā)病，其中HLA-DR3是HLA區(qū)第一個(gè)被鑒定為對(duì)GD起易感作用的基因，后來進(jìn)一步研究表明HLA-DR3中HLA-DRB1*03:01基因位點(diǎn)尤其重要[16]。目前研究發(fā)現(xiàn)HLA-Ⅱ類與GD易感相關(guān)的基因位點(diǎn)還有白種人與DRB3*02:02、DQA1*05:01和DQB1*02:01相關(guān)；亞洲人種與HLA-DRB1*0803、HLA-DRB1*0901、HLA-DRB1*1403相關(guān)；日本人與HLA-DPB1*0501、HLA-DRB1*1403、HLA-DRB1*0803、HLA-DQA1*0103相關(guān)；南非人與HLA-DR3和HLA-DR1相關(guān)；中國香港與HLA-DR9、DQB1*0303相關(guān)；中國臺(tái)灣人群與HLA-DPB1*0501、HLA-DQB1*0302、HLA-DRB1*1501、HLA-DRB1*1602相關(guān)[4,17-18]。然而同一種族的HLA-Ⅱ類基因易感位點(diǎn)研究結(jié)果可能不一致，不同的GD類型HLA-Ⅱ類基因易感位點(diǎn)也可能有差異，其可能是由于同種族不同地域、不同GD類型的環(huán)境誘發(fā)因素不同[19]。

GD患者HLA-Ⅱ類易感基因的可能作用機(jī)制是GD患者的甲狀腺上皮細(xì)胞表現(xiàn)出與正常個(gè)體甲狀腺不同的HLA-Ⅱ類抗原分子，該類分子與通常表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞的噬菌體和樹突狀細(xì)胞相似，在甲狀腺細(xì)胞上的異常表達(dá)直接通過甲狀腺自身抗原呈遞啟動(dòng)甲狀腺自身免疫。HLA-Ⅱ類易感基因位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蛋白的改變影響抗原結(jié)合槽形狀的改變及具體改變方向和量可能是HLA-Ⅱ類易感基因在GD發(fā)病中作用機(jī)制的研究方向。Ban等[20]和Simmonds等[21]通過測(cè)序發(fā)現(xiàn)HLA-DR3DRβ-1鏈的第74位精氨酸是GD遺傳易感性的關(guān)鍵氨基酸，其機(jī)制可能是DRB1鏈第74位精氨酸改變了抗原結(jié)合槽的形狀，使結(jié)合槽變窄，促進(jìn)促甲狀腺激素受體肽的有效表達(dá)，因此DRB1鏈的第74位的精氨酸變異在GD患者的發(fā)病中起重要作用[22]。Wu等[17]研究發(fā)現(xiàn)GD易感DRB1*0901基因第74位的殘基是谷氨酸，與精氨酸不同，但其仍是GD的易感基因，分析原因可能是HLA-DRβ1鏈在第70或第71位的氨基酸序列起作用，或第70、71和74位的氨基酸序列組合影響了肽結(jié)合親和力，從而影響GD的發(fā)病。Ramgopal等[6]研究報(bào)道HLA-DQB1基因編碼蛋白中第57位氨基酸為天冬氨酸時(shí)與GD易感關(guān)聯(lián)顯著。Okada等[15]報(bào)道，HLA-DPB1鏈第35位的亮氨酸與GD的關(guān)聯(lián)最強(qiáng)，并且與第55位谷氨酸存在連鎖不平衡。但目前該方向的研究結(jié)果較少，仍需深入研究。

1.3HLA-Ⅲ類易感基因 HLA-Ⅲ類基因包括補(bǔ)體系統(tǒng)的組成部分：熱激蛋白(heat shock proteins，HSPs)和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)。其中TNF主要包括TNF-α，HSPs主要包括HSP70。

1.3.1TNF-α類易感基因 TNF-α在染色體第6號(hào)染色體短臂上(6p21.3)，是巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞分泌的一種重要的多功能細(xì)胞因子，具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，包括防止感染、監(jiān)測(cè)腫瘤和刺激炎癥反應(yīng)[23]，TNF-α產(chǎn)物的調(diào)控發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平，基因5′端調(diào)控序列控制轉(zhuǎn)錄效率。TNF-α單核苷酸多態(tài)性可能導(dǎo)致調(diào)控位點(diǎn)結(jié)構(gòu)性變化，影響TNF-α產(chǎn)物或調(diào)控功能。這些因素結(jié)合在一起可以促進(jìn)自身免疫過程，從而使TNF-α基因成為GD發(fā)病的理想候選易感基因，并且在甲狀腺細(xì)胞中可檢測(cè)到TNF-α和TNF-α mRNA。Li等[24]的一項(xiàng)Meta分析表明TNF-α基因多態(tài)性位點(diǎn)308(G-308A)、863 (C-863A)和1031(T-1031C)與GD有關(guān)；Kutluturk等[25]對(duì)土耳其人群研究發(fā)現(xiàn)TNF-308GA與GD有關(guān)；Gu等[26]對(duì)漢族人群研究發(fā)現(xiàn)TNF-α G+419A與GD有關(guān)。然而，目前TNF-α在GD病因?qū)W中的遺傳易感性還沒有得到一致的結(jié)果，未來還需要大規(guī)模的研究來驗(yàn)證TNF-α基因與GD之間的關(guān)聯(lián)。

1.3.2HSP70類易感基因 HSP70基因位于HLA-Ⅲ類分子區(qū)域內(nèi)，與TNF基因相鄰，通過參與抗原的處理和表達(dá)，保護(hù)細(xì)胞免受自然殺傷細(xì)胞的侵襲，并賦予抗感染和抗腫瘤免疫功能。因此，HSP70功能的改變可能有助于自身免疫性疾病的發(fā)生、發(fā)展。HSP70在甲狀腺組織中有高表達(dá)，Wang等[27]研究表明HSP70-2 +1267 GG基因型和G等位基因與GD發(fā)病相關(guān)，HSP70-2+1267 GG純合子可降低HSP70 mRNA水平，隨后蛋白質(zhì)表達(dá)水平的降低可能導(dǎo)致細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的損害和變性蛋白質(zhì)的積累，最終導(dǎo)致GD的發(fā)生。但HSP70類易感基因與GD相關(guān)研究有限、作用機(jī)制不明確，仍需要進(jìn)一步的功能分析來闡明HSP70基因在GD發(fā)病中的特殊作用。

2 與GD相關(guān)的HLA保護(hù)基因

2.1HLA-Ⅰ類保護(hù)基因 HLA-Ⅰ類基因不僅有易感基因位點(diǎn)的報(bào)道[8]，也有保護(hù)基因位點(diǎn)的研究[10, 13]，保護(hù)基因位點(diǎn)的變異則可能通過減少自身抗原相似抗原的產(chǎn)生或通過基因編碼蛋白的改變抑制與甲狀腺抗原結(jié)合的能力從而阻礙GD的發(fā)生。Mehraji等[10]在伊朗人種中對(duì)80例確診為GD的非血緣關(guān)系患者和180例甲狀腺功能正常的健康對(duì)照者研究中發(fā)現(xiàn)GD患者無HLA-A*33，而7.0%的健康對(duì)照者有HLA-A*33，提示HLA-A*33的存在可能與GD發(fā)生的可能性降低有關(guān)。Bernecker等[13]在白種人研究中發(fā)現(xiàn)HLA-A2型與GD呈顯著負(fù)相關(guān)，可能對(duì)GD有一定的保護(hù)作用。Huang等[11]對(duì)中國臺(tái)灣人群中236例GD患者和532例正常對(duì)照組研究發(fā)現(xiàn)HLA-A*33、HLA-B*58位點(diǎn)發(fā)揮明顯的保護(hù)作用。Simmonds等[8]對(duì)收集的英國伯明翰、沃爾索爾、伯恩茅斯和英國?？巳氐鹊?06例白種人GD患者和487例對(duì)照者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)HLA-C*03、HLA-C*16也發(fā)揮保護(hù)作用。HLA-Ⅰ類保護(hù)基因編碼蛋白的變異表達(dá)方面，Okada等[15]對(duì)日本GD患者和正常人HLA基因表型及蛋白結(jié)構(gòu)變異研究發(fā)現(xiàn)HLA-B基因編碼的45位谷氨酸與降低GD風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，為HLA-Ⅰ類保護(hù)基因的研究提出了新觀點(diǎn)。

2.2HLA-Ⅱ類保護(hù)基因 Cho等[19]在韓國人種研究中首次提出HLA-DRB1*07對(duì)GD起保護(hù)作用，并相繼在Chen等[28]、Zamani等[29]的研究中也得出同樣的結(jié)論，其中HLA-DRB1*0701是目前大多學(xué)者較認(rèn)同的GD保護(hù)位點(diǎn)。Wu等[17]在中國臺(tái)灣人中通過病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1*1302對(duì)GD有保護(hù)作用。Wongsurawat等[18]在泰國人種中對(duì)124例GD患者和124名健康對(duì)照者進(jìn)行了HLA-DQA1*0201等位基因頻率的比較，發(fā)現(xiàn)HLA-DQA1*0201的頻率在病例組和對(duì)照組中分別為2.0%和7.7%，證明HLA-DQA1*0201可能對(duì)泰國人群有保護(hù)作用。還有DQB1*0501、DQB1*0602、DQB1*0201等位點(diǎn)的報(bào)道[6]。當(dāng)某些易感基因和保護(hù)基因共存時(shí)，有報(bào)道稱保護(hù)基因?qū)?huì)抵消易感基因的作用[21，30]，甚至發(fā)揮倍增作用，其可能機(jī)制是HLA基因保護(hù)性位點(diǎn)抑制了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的作用，從而抑制B淋巴細(xì)胞的活化，阻礙抗甲狀腺自身抗體的產(chǎn)生。

通過對(duì)編碼蛋白的三維結(jié)構(gòu)分析，研究發(fā)現(xiàn)DRβ1鏈第74位的其他氨基酸，即DRβ1*-Ala74或DRβ1*-Gln74對(duì)GD具有保護(hù)作用[20-21]。Ramgopal等[6]研究報(bào)道HLA-DQB1基因中第57位氨基酸除天冬氨酸外，其他氨基酸對(duì)GD有保護(hù)作用。Okada等[15]報(bào)道HLA-DPβ1第9位組氨酸與GD有獨(dú)立的相關(guān)性且可降低GD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

保護(hù)基因位點(diǎn)的作用機(jī)制研究非常重要，有研究表明保護(hù)基因可抑制或抵消易感基因的作用，故需繼續(xù)對(duì)保護(hù)基因進(jìn)行深入研究，可能從保護(hù)基因如何抑制或降低易感基因作用方面找到治療GD的新方法[21,30]。

3 HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ、HLA-Ⅲ類基因之間的連鎖不平衡與GD的易感相關(guān)性

一種等位基因與疾病發(fā)病的相關(guān)性機(jī)制至少有兩種假設(shè)：①相關(guān)的等位基因本身的基因變異導(dǎo)致疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加；②相關(guān)的等位基因本身并不引起疾病,而是與其他基因存在連鎖不平衡才導(dǎo)致疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加[17]。連鎖不平衡是指相鄰遺傳位點(diǎn)等位基因之間的非隨機(jī)關(guān)聯(lián)[2]，在GD疾病的研究過程中也有很多HLA基因與GD相關(guān)的單倍型報(bào)道[1,6]。

3.1HLA-Ⅰ與HLA-Ⅱ類基因之間的連鎖不平衡與GD的易感相關(guān)性 歐洲人種與HLA-B*08和HLA-DRB*03等位基因有強(qiáng)烈的連鎖不平衡，更有HLA-B*08-DRB1*03-DQA1*05-DQB1*02的報(bào)道；亞洲人種與HLA-B*46、HLA-DRB1*0803、HLA-DRB1*0901、HLA-DRB1*1403等位基因存在連鎖不平衡；白種人種與HLA-DQA1*0501-HLA-B8-HLA-DR3單倍型存在連鎖不平衡[5，18]。強(qiáng)烈的連鎖不平衡使得HLA區(qū)域基因變異的確切位置不能被辨別。最早在HLA-Ⅱ類基因研究較普遍時(shí)，較多學(xué)者認(rèn)為HLA-Ⅱ在連鎖不平衡中占主要地位，尤其是HLA-DRB1*03[8-9,30]。隨著HLA-Ⅰ類基因在GD疾病相關(guān)性研究的展開發(fā)現(xiàn)HLA-Ⅰ類分子的作用并不能被HLA-Ⅱ類分子掩蓋，提出在HLA-Ⅰ與HLA-Ⅱ類分子存在連鎖不平衡時(shí)，兩者可能同時(shí)發(fā)揮作用，也可能HLA-Ⅰ比HLA-Ⅱ類分子發(fā)揮更大的作用[8]。

3.2HLA-Ⅱ與HLA-Ⅱ類基因之間的連鎖不平衡與GD的易感相關(guān)性 白種人HLA-DRB1*03等位基因與HLA-DQB1*0201有強(qiáng)烈的連鎖不平衡[31]；韓國人最強(qiáng)烈的連鎖是DRB1*0803和DRB1*1602等位基因，緊密聯(lián)系的單倍體還有DRB1*0803-DQB1*0601和DRB1*1602-DQB1*0502[32]；泰國人種有DRB1*1602-DQA1*0102-DQB1*0502單倍體[17]。在HLA-Ⅱ類的3個(gè)基因座DRB1、DQB1和DQA1中，雖然3個(gè)HLA-Ⅱ類基因座的等位基因多態(tài)性均與GD相關(guān)，存在連鎖不平衡，但連鎖不平衡的作用在DRB1和DQA1之間更明顯，DQB1卻無明顯作用，說明DRB1和DQA1之間的連鎖對(duì)GD的發(fā)病起更重要的作用[21]。

3.3HLA-Ⅱ類與HLA-Ⅲ類之間的連鎖不平衡與GD的易感相關(guān)性 HLA-Ⅱ類與HLA-Ⅲ類之間的連鎖不平衡的報(bào)道非常有限，甚至HSP與HLA-Ⅲ類基因的連鎖不平衡未見有報(bào)道，只在Gu等[26]研究中報(bào)道TNF-α(+488、-236、-308)GGA基因與HLA-B8/DR3型單倍體連鎖共同影響GD的發(fā)展。其可能原因是HLA-Ⅱ類基因的多態(tài)性位點(diǎn)非常密集，其研究基本包含整個(gè)第2外顯子區(qū)域，而關(guān)于HLA-Ⅲ類基因與GD之間相關(guān)性的研究大多主要集中在單核苷酸位點(diǎn)突變，故研究結(jié)果較局限。

連鎖不平衡可能是某些疾病的易感基因結(jié)構(gòu)，檢測(cè)連鎖不平衡可以在尋找疾病基因方面提供更有價(jià)值的信息，因此HLA基因連鎖不平衡與GD的關(guān)系還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 語

隨著HLA基因與GD相關(guān)性研究的逐漸深入，發(fā)現(xiàn)HLA基因的變異可能改變HLA-Ⅰ類分子的抗原性、HLA-Ⅱ類分子的抗原呈遞作用、HLA-Ⅲ類分子的免疫功能從而誘發(fā)GD。HLA基因某些位點(diǎn)對(duì)GD起保護(hù)作用，雖然機(jī)制尚不明確，但有保護(hù)性等位基因在降低GD疾病風(fēng)險(xiǎn)方面發(fā)揮著倍增作用、保護(hù)基因可抵消易感基因作用的觀點(diǎn)。在連鎖不平衡方面，不再以HLA-Ⅱ類基因?yàn)檠芯恐行模琀LA-Ⅰ類基因起到的作用越來越受關(guān)注。近年來，HLA基因變異引起編碼氨基酸的改變導(dǎo)致蛋白三維立體結(jié)構(gòu)的改變，從而引起HLA基因肽結(jié)合能力的改變?cè)贕D發(fā)病中的影響引起人們的重視，使HLA基因與GD相關(guān)性的研究從基因?qū)用孢M(jìn)一步延伸到蛋白層面，為GD的發(fā)病機(jī)制研究提供新的靶點(diǎn)，故深入研究HLA基因變異引起編碼蛋白的改變及相應(yīng)肽的結(jié)合和呈遞能力如何改變具有重要意義。