中國漢族人尋常型銀屑病AIM2基因多態性遺傳模式分析

李 閣，陶 露，徐 鈺，竇進法，王文俊，鄭曉冬，王再興，周文明

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中國漢族人尋常型銀屑病AIM2基因多態性遺傳模式分析

李 閣，陶 露，徐 鈺，竇進法，王文俊，鄭曉冬，王再興，周文明

目的 探討AIM2基因多態性的遺傳模式與銀屑病表型的相關性。方法 研究團隊前期通過外顯子芯片研究表明AIM2(rs2276405)基因是中國漢族人尋常型銀屑病的易感基因之一，以此為基礎，運用PLINK 1.07和SPSS 20.0軟件對16 876例銀屑病患者和22 920例健康對照者的基因型-表型數據和各表型的遺傳模式進行統計分析。結果 基因型和等位基因分布結果顯示A為最小等位基因，G為風險基因。遺傳模式分析顯示顯性模式是AIM2基因多態性位點的最佳遺傳模式。與對照組比較，在顯性遺傳模式中PASI≤20(OR=0.83,P=1.10×10-7)的分布較PASI>20(OR=0.91,P=3.62×10-1)更顯著，其次，家族史陰性(OR=0.82,P=6.85×10-8)較家族史陽性患者(OR=0.90,P=1.01×10-1)統計學差異更有顯著性。各表型在病例與對照之間比較差異無統計學意義。結論 AIM2(rs2276405)與中國漢族人尋常型銀屑病的發病有顯著相關性，在各亞型中顯性遺傳模式是尋常型銀屑病的最佳遺傳模式，可能與家族史陰性的輕中度尋常型銀屑病患者有關，并因此可能導致尋常型銀屑病臨床表型的多樣性。

銀屑病；AIM2；基因型；表型；遺傳模式

銀屑病是一種常見的、T細胞介導的、炎癥性皮膚病，影響全球約1%～3%的人口[1]，由環境因素、遺傳因素和免疫因素等多種因素共同引起，遺傳因素是其重要的發病原因[2]。對銀屑病患者行大規模的全外顯子區域關聯分析研究[3]顯示15個與銀屑病相關的新易感基因/位點，AIM2是其中一個新易感基因/位點。以此為依據，該研究對參與研究的16 876例尋常型銀屑病(psoriasis vulgaris，PV)和22 920例健康對照者進行臨床表型(皮損類型、疾病嚴重程度和家族史)的分層分析和各亞型的遺傳模式分析，探討AIM2基因在中國漢族人PV中的遺傳模式及對銀屑病發病機制的影響，為以后的靶向治療提供基礎。

1 材料與方法

1.1 病例資料 本試驗中的16 876例PV患者來自安徽醫科大學第一附屬醫院皮膚性病科及全國各合作醫院，由2名以上經驗豐富的副主任醫師診斷。22 920例健康對照樣本來自合肥地區多所院校的大學生入學體檢的健康人群和全國多家醫院健康體檢中心的志愿者。病例組中男9 360例，女6 485例；年齡1～89(32.21±16.59)歲，發病年齡為(27.28±13.37)歲。對照組中男11 737例，女11 183例；年齡1～97(33.88±15.55)歲。所有的參與者填寫調查表和知情同意書，本研究得到各個醫院的倫理委員會批準。本研究樣本量較大，部分調查者的臨床信息缺失。

1.2 臨床表型分類 根據皮損類型(點滴和斑塊)、家族史(只要患者的一、二、三級親屬中有1位銀屑病患者，則認為該家族史陽性，反之，家族史陰性)，根據皮損的紅斑、鱗屑、浸潤的深度及累及的皮損面積算出PASI評分，醫師根據PASI評分作為判斷嚴重程度的標準。PASI≤20分為輕中度，PASI>20分為重度[4]。

1.3 DNA提取及SNP分型 用試劑盒(QIAGEN FlexiGene DNA Kit)從采集的外周血中分離DNA，運用Illumina 人類基因組外顯子亞洲芯片(Exome_Asian Array)和外顯子精細定位芯片(Exome_Fine Array)(美國Illumina公司)這兩種外顯子芯片對SNP rs2276405進行基因分型。

1.4 功能注釋 通過NCBI網站查找AIM2(rs2276405)基因的蛋白序列，并保存為fasta文件格式，然后將AIM2的蛋白序列導入到KOBAS2.0(http://kobas.cbi.pku.edu.cn/home.do)網站進行功能注釋。

1.5 統計學處理 通過PLINK 1.07和SPSS 20.0軟件分析比較病例組和對照組的等位基因和基因型分布頻率，得出P值、比值比(OR值)、95%置信區間(95%CI)，分析AIM2(rs2276405)在病例組間與病例和對照間的等位基因的關聯性時，以α=0.05為標準來判斷統計結果是否有意義。

2 結果

2.1 等位基因、基因型和遺傳模式分析 等位基因和基因型分析顯示在中國漢族人群中AIM2(rs2276405)的等位基因為A/G，A為最小等位基因，G為風險基因。遺傳模式分析顯示顯性模式是AIM2的最佳遺傳模式。見表1。

2.2 AIM2(rs2276405)在PV各亞型的遺傳模式和表型相關性分析 AIM2(rs2276405)在病例組和對照組間各亞型的遺傳模式分析顯示：與對照組比較，在顯性遺傳模式中PASI≤20分(OR=0.83,P=1.10×10-7)的分布較PASI>20分(OR=0.91,P=3.62×10-1)更顯著，其次，家族史陰性(OR=0.82,P=6.85×10-8)較家族史陽性患者(OR=0.90,P=1.01×10-1)統計學差異更顯著。見表2。基因型、等位基因頻率比較顯示，AIM2(rs2276405)等位基因頻率分布在皮損類型、嚴重程度和家族史中差異均無統計學意義。見表3。

2.3 功能注釋結果 本研究預測AIM2通過影響蛋白功能而導致銀屑病發病的，為了驗證這一猜想，通過KOBAS2.0網站測出了AIM2的一些功能，且同時也得出了AIM2與銀屑病發病相關的信號通路：胞質 DNA信號通路和炎性小體的通路。通過DNAMAN軟件和swiss-pdbviewer 4.1.0里繪制AIM2的一級、三級結構圖。見圖1。

表1 AIM2(rs2276405)基因型和等位基因分布及遺傳模式分析

表2 AIM2在PV各亞型中的遺傳模式分析

表3 病例組與對照組間rs2276405間等位基因和基因型頻率比較(n)

圖1 信號通路和AIM2結構圖

3 討論

目前，全基因組關聯分析(GWAS)是尋找常見復雜疾病的易感基因的重要工具[5]。隨著這項技術的發展，已經發現了銀屑病的眾多易感基因。本次研究顯示在漢族人群中AIM2(rs2276405)與PV顯著相關(P=3.22×10-8)。顯性遺傳模式在PASI≤20分、家族史陰性PV患者中的P值分別1.10×10-7、6.85×10-8，因此，在中國漢族人群中，AIM2在輕中度、家族史陰性的PV中可能起著重要作用。

rs2276405位于AIM2基因的5號外顯子上。AIM2是IFN誘導蛋白，C端HIN結構域能夠結合dsDNA，N端PYD結構域通過PYD-PYD的相互作用結合ASC[6]。AIM2(rs2276405)的氨基酸殘基32埋藏在蛋白結構中的α螺旋中央。由于谷氨酸殘基是酸性、賴氨酸殘基是堿性的，兩者的化學特性正好完全相反，因此，α螺旋結構不穩定[3]。

AIM2基因編碼的蛋白主要在脾臟、外周白細胞和小腸中表達。病毒、細菌、宿主細胞結合胞質dsDNA，然后通過募集ASC和CASP1的前體等接受器組裝成AIM2炎性體。當AIM2炎性體激活，能夠釋放IL-18 和IL-1β的前體，進一步促進IL- 18 和IL-1β炎性因子的釋放[6]。在健康人群中，AIM2作為保護屏障[7]。當病原體入侵，皮膚屏障受損，AIM2表達上調。然而，如果屏障受損持續存在，AIM2誘導的IL-1β激活，從而導致銀屑病等慢性炎性皮膚病的發生[8]。

NLRP3和AIM2炎性體是兩條重要的防御路線，對有害的胞質dsDNA作出反應，然后通過半胱天冬酶-1將IL-18 和IL-1β的前體裂解為激活體[9]。通過功能注釋網站KOBAS 2.0[10]，本研究顯示NLRP3和脯氨酸絲氨酸蘇氨酸磷酸酶相互作用蛋白1(PSTPIP1)在Reactome 數據庫(P= 8.0×10-4) 和KEGG數據庫中胞質DNA通路(P=3.0×10-3)與炎性體的通路有關(http://www.reactome.org/)。NLRP3和 PSTPIP1在IL-1β的分泌中發揮重要作用，IL-1β是強有力的促炎細胞因子，能夠促進許多與感染、炎癥和免疫有關的固有免疫反應[11]。IL-1β分泌減少和炎性體的表達在銀屑病的病理生理中起著重要作用[12]。

在NLRP3缺乏的巨噬細胞中，AIM2能夠廢除所有炎性體的活性。AIM2是NLRP3炎性體先天免疫反應的備份[13]。Pyrin是PSTPIP1 的胞質受體，能夠激活ASC低聚物和半胱天冬酶-1活化體，然后組裝成炎性體(PSTPIP1)。PSTPIP1突變體在自身免疫性疾病中與IL-1β的增加有關。由于Pyrin可以提高半胱天冬酶-1的激活和IL-1β的分泌，其下降有相反效果，或許可以推斷Pyrin在自身炎癥性疾病中，PSTPIP1突變體對于半胱天冬酶-1的激活發揮重要作用[14]。

研究[15]表明遺傳因素在很大程度上影響疾病的嚴重程度，早發型PV患者一般病情更嚴重且家族史陽性，而晚發型患者病情較輕且家族史陰性。AIM2(rs2276405)在各亞型中顯性模式是PV的最佳遺傳模式，可能與家族史陰性的輕中度PV患者有關，并因此可能導致PV臨床表型的多樣性。

綜上所述，本研究對銀屑病的病理生理機制提出了新的見解，同時也為以后對炎性體通路和胞質DNA通路中的靶向治療提供指導。

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Genetic model analysis of AIM2 single nucleotide polymorphism in Han Chinese patients with psoriasis vulgaris

Li Ge, Tao Lu, Xu Yu, et al

(DeptofDermatology,TheFirstAffilicatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022)

ObjectiveToinvestigatetheassociationbetweenAIM2rs2276405andgeneticmodelofpsoriasis.MethodsRecently,theteampresentedalarge-scalewhole-exomearrayanalysisforpsoriasisanddiscoveredthatAIM2wasoneofthenewgenes/lociassociatedwithpsoriasis. 16 876casesand22 920controlswereanalyzedabouttheassociationbetweenAIM2(rs2276405)andgeneticmodelofinChineseHanpopulationusingPLINK1.07softwareandSPSS20.0.ResultsThecomparisonofgenotypeandalleledistributionsrevealedthatAwasminorallele,Gwasriskgenerisk.Inaddition,thedominantmodelprovidedthebestfitforAIM2.Combinedwithcontrols,thefrequencyofdominantmodelinpatientswithPASI≤20(OR=0.83,P=1.10×10-7),sporadicpsoriasis(OR=0.82,P=6.85×10-8)wasmoresignificantlythaninPASI>20(OR=0.91,P=3.62×10-1),positive

psoriasis;AIM2;genotype；phenotype;geneticmodel

時間：2016-8-10 11:04:49

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160810.1104.020.html

2016-07-14接收

國家自然科學基金(編號：81271747)

安徽醫科大學第一附屬醫院皮膚性病科，合肥 230022

李 閣，女，碩士研究生；

周文明，男，副教授，主任醫師，研究生導師，責任作者，E-mail:aydzwm@163.com

R 758.63；R 394.5

A

1000-1492(2016)10-1486-05

10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2016.10.020

familyhistory(OR=0.90,P=1.01×10-1).ThefrequenciesdistributionofgenotypesandallelesforAIM2rs2276405werenotsignificantinskinlesiongroup,severityandfamilyhistorygroupandcontrol.ConclusionAIM2(rs2276405)issignificantlyassociatedwithsusceptibilityofpsoriasisinHanChinesepopulation.Inallsubtypesofpsoriasis,thedominantmodelprovidesthebestfitforAIM2.ThedatasupportthatAIM2maybeassociatedwithmild-moderateandsporadicpsoriasisandmightcontributetothecomplexityofclinicalfeatureofpsoriasis.