【摘要】：背景:系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE,OMIM 152700)是一種炎癥性結(jié)締組織性皮膚病,患者循環(huán)系統(tǒng)中存在多種自身抗體,同時皮膚、心臟、腎臟、關(guān)節(jié)及神經(jīng)精神等多個器官和系統(tǒng)均受累。SLE的發(fā)病機制主要包括遺傳學(xué)改變、免疫異常、環(huán)境因素(如紫外線輻射、藥物、感染等)和內(nèi)分泌失衡等,目前傾向于認(rèn)為SLE是遺傳易感個體在體內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的基礎(chǔ)上,受到外界環(huán)境刺激和體內(nèi)激素水平改變后,機體發(fā)生固有性和獲得性免疫應(yīng)答反應(yīng)產(chǎn)生自身抗原和自身抗體、自身免疫耐受被破壞所致。隨著分子遺傳學(xué)理論知識和技術(shù)的逐漸發(fā)展,多年來世界各地眾多學(xué)者采用連鎖分析和候選基因、全基因組關(guān)聯(lián)研究(genome-wide association studies,GWAS)及GWAS-Meta分析等后續(xù)研究和全外顯子芯片分析等方法對各民族或者民族間SLE人群進行了大量的遺傳學(xué)研究。繼2008年美國進行了世界上首個SLE GWAS后一年,我們團隊隨即開展了中國漢族SLE人群的首個GWAS研究,報道了9個新的易感位點/基因。目前國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)SLE易感基因/位點共計80余個,主要通過T細(xì)胞、B細(xì)胞、抗原加工和提呈、NF-κB以及TLR/IFN等多個信號通路參與免疫反應(yīng)和免疫應(yīng)答。隨后,GWAS逐漸被廣泛的用于遺傳學(xué)機制的研究中,并成為了多種復(fù)雜疾病最常規(guī)的遺傳學(xué)實驗方法,也取得了一系列研究成果。然而,由于GWASs研究發(fā)現(xiàn)的大部分變異位于基因組非編碼區(qū)內(nèi),很難解釋SLE的多系統(tǒng)多器官受累的表現(xiàn)以及多種實驗室指標(biāo)的異常;并且由于技術(shù)的限制GWAS只涉及了復(fù)雜疾病和性狀(表型)易感基因的15%左右,無法精細(xì)研究復(fù)雜的遺傳特征。另外,人類HLA具有單倍型遺傳、高度多態(tài)性和廣泛的連鎖不平衡性等遺傳特點,顯著增加了研究的困難性和復(fù)雜性。GWAS研究應(yīng)用的芯片MHC區(qū)域密度較低,難以將SNPs定位至功能性變異,不能發(fā)現(xiàn)更多的變異位點。基因型填充(Imputation)是指利用參考群體完整的基因型信息構(gòu)建出彼此連鎖的標(biāo)記單倍型信息,然后將目標(biāo)群體基因型缺失位點的信息填補完整。Imputation以SNP分型結(jié)果作為參考數(shù)據(jù)集,通過計算推斷出與已分型SNP位點相鄰的未分型SNP位點的基因型�；蛱钛a提高了測序數(shù)據(jù)的使用率和價值,截至目前世界范圍內(nèi)多個團隊已經(jīng)通過Imputation對GWAS數(shù)據(jù)及整合數(shù)據(jù)開展了深入分析,并獲得了眾多與疾病密切相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性(SNP)、經(jīng)典HLA等位基因以及氨基酸多態(tài)性等易感位點。但由于既往研究的參考數(shù)據(jù)庫(reference panel)研究樣本量較小,以及歐洲r(nóng)eference panel在中國漢族人群中應(yīng)用的效力有限,而且傳統(tǒng)的芯片檢測方法能涵蓋的位點有限(約7,889個),并不能完全覆蓋MHC區(qū)域的遺傳信息等原因,截至目前尚沒有對中國漢族SLE人群MHC區(qū)域的易感基因/位點進行imputation研究方面的報道。2016年8月,我們團隊通過對10,000余大樣本中國漢族正常人群進行測序,構(gòu)建了適用于中國漢族人群的Han-MHC reference panel,為精細(xì)定位疾病的HLA區(qū)域易感變異提供了重要保障。該Han-MHC reference panel的構(gòu)建,使得基于既往GWAS研究數(shù)據(jù)中的HLA區(qū)域數(shù)據(jù),特異性研究中國漢族患病人群MHC區(qū)域的疾病易感基因/區(qū)域的設(shè)想得以實現(xiàn)。目的:(1)對中國大陸漢族人系統(tǒng)性紅斑狼瘡大樣本量GWAS獲得的數(shù)據(jù)中的HLA區(qū)域數(shù)據(jù)進行基因型填補(Imputation),并通過對香港漢族人系統(tǒng)性紅斑狼瘡GWAS數(shù)據(jù)中的HLA區(qū)域數(shù)據(jù)進行Imputation、以及兩者數(shù)據(jù)的meta分析來驗證;(2)鑒定HLA區(qū)域內(nèi)的SNP、等位基因變異及氨基酸殘基改變;(3)對發(fā)現(xiàn)的氨基酸位點進行空間結(jié)構(gòu)預(yù)測;(4)對發(fā)現(xiàn)的獨立信號進行基因型表型分析。方法:(1)對中國大陸漢族1,047例SLE患者及1,205例對照進行GWAS分析,提取結(jié)果中HLA區(qū)域的SNPs。(2)運用SNP2HLA Imputation策略,對GWAS數(shù)據(jù)中的HLA區(qū)域數(shù)據(jù)進行填充。(3)運用關(guān)聯(lián)分析和逐步回歸分析方法對Imputation得到的數(shù)據(jù)進行分析,鑒定HLA區(qū)域內(nèi)的SNPs、經(jīng)典等位基因和氨基酸多態(tài)性。(4)采用同樣的方法對香港漢族SLE人群(病例612例,對照2,193例)HLA區(qū)域的GWAS數(shù)據(jù)進行Imputation分析,并與大陸SLE數(shù)據(jù)Imputation數(shù)據(jù)進行meta分析。(5)采用SWISS-MODEL對顯著性氨基酸位點進行空間結(jié)構(gòu)分析。(6)總結(jié)大陸SLE患者的發(fā)病年齡、光敏感性、疾病病程、家族史和ANA、ds DNA抗體等實驗室指標(biāo)等信息,運用Plink 1.07軟件進行顯著性差異位點與表型之間的基因型表型分析。結(jié)果:(1)通過GWAS共獲得中國大陸漢族SLE樣本493,955個SNPs,香港漢族GWAS分析SLE樣本中共473,565個SNPs。(2)通過Imputation分析,共在中國大陸漢族SLE人群(初篩)中獲得22,589個SNPs,68個2位經(jīng)典HLA等位基因,108個4位經(jīng)典HLA等位基因及其編碼的共計673個氨基酸多態(tài)性。其中P值最顯著的SNP為rs32632601(P=5.18×10-16,odds ratio(OR)=1.65,95%CI=1.46-1.87),最顯著的氨基酸多態(tài)性為HLA-DQβ1*87(P=7.81×10-17,OR=1.785,95%CI=1.56 2.05),最顯著的HLA經(jīng)典等位基因為HLA-DQB1*03(P=6.91×10-15,OR=0.62,95%CI=0.5482 0.70)。(3)通過逐步回歸分析,我們得到HLA-DQB1*0301(P=1.43×10-7,OR=0.63,95%CI=0.53 0.75)1個獨立信號。(4)通過對香港漢族SLE人群HLA區(qū)域的GWAS數(shù)據(jù)進行imputation(驗證),共獲得21,523個SNPs,64個2位經(jīng)典HLA等位基因,96個4位經(jīng)典HLA等位基因及其編碼的共計641個氨基酸多態(tài)性。其中rs32632601(χ2=30.78,OR=1.44,95%CI=1.27-1.64),氨基酸HLA-DQβ1*87(χ2=25.8,OR=1.39,95%CI=1.26 1.58)均達到統(tǒng)計學(xué)顯著差異。將大陸和香港漢族SLE HLA imputation得到的數(shù)據(jù)進行meta分析后發(fā)現(xiàn),氨基酸HLA-DQβ1*87和HLA-DQB1*0301兩個信號達到統(tǒng)計學(xué)顯著意義(分別是P=5.58×10-19,P=7.19×10-14),其中氨基酸HLA-DQβ1*87既往沒有在SLE中報道過。(5)基因型表型分析表明氨基酸HLA-DQβ1*87(P=7.81×10-17,OR=1.79,95%CI=1.56 2.05)與患者的光敏感性密切相關(guān)。結(jié)論:本研究通過對中國大陸漢族SLE人群HLA區(qū)域進行Imputation精細(xì)定位,并在香港漢族SLE人群中進行imputation驗證以及兩者之間的meta分析,共發(fā)現(xiàn)了漢族SLE人群HLA區(qū)域的2個獨立信號,其中氨基酸HLA-DQβ1*87與患者光敏感性密切相關(guān)。本研究表明了HLA在SLE發(fā)病中的重要作用,為SLE的臨床預(yù)測、診斷和治療提供了遺傳學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

圖 1. GWAS Catalog 數(shù)據(jù)庫首頁.Fig.1. Firstpage of GWAS Catalog database.2.2.2.1.4 外周血表達數(shù)量性狀基因組瀏覽器（Blood eQTL browser）eQTL 的理論依據(jù)是首先將高通量基因分型數(shù)據(jù)和表達譜數(shù)據(jù)整合，然后把

047 例 SLE 患者和 1205 例對照的全基因組關(guān)聯(lián)分析統(tǒng)計結(jié)果（染色體圖 Summary of genome-wide association results for 1,047 cases and osomal plot)
【學(xué)位授予單位】：安徽醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R593.241

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10 王sビ，

本文編號：2622867