膿皰型銀屑病的易感基因研究進展

崔梓榆，韓建文

(內蒙古醫科大學附屬醫院皮膚科，呼和浩特 010050)

膿皰型銀屑病(pustular psoriasis，PP)根據臨床表現可分為泛發型和局限型兩種亞型，其中泛發型膿皰型銀屑病(generalized pustular psoriasis，GPP)發病率較低。丁曉嵐等[1]對我國6省市的流行病學調查發現，我國銀屑病患病率為0.47%，其中PP占0.98%。GPP以泛發全身的無菌性膿皰伴明顯全身癥狀為特點，大多發病急促，數周內可泛發全身，具有潛在的生命威脅，是銀屑病的重癥表現之一[2]。GPP治療的系統用藥包括維A酸類藥物、環孢素A、甲氨蝶呤和中成藥雷公藤多苷等，維A酸類藥物是治療GPP的首選。目前，GPP的發病機制尚不明確，國內外研究發現可能與妊娠、感染、糖皮質激素使用不當等因素有關，由于治療不當，部分尋常型銀屑病(psoriasis vulgaris，PV)患者可轉化為GPP[3]。局限型PP包括掌跖膿皰病和連續性肢端皮炎，掌跖膿皰病的皮疹局限于手掌和足跖，呈對稱分布；連續性肢端皮炎主要侵犯肢端，多見于青壯年。現對近年來PP易感基因的研究進展予以綜述。

1 PP與白細胞介素36受體拮抗劑基因

1.1白細胞介素36受體拮抗劑基因(interleukin-36 receptor antagonist gene，IL36RN)的作用 IL-36屬于IL-1家族，可在角質形成細胞、單核細胞和樹突狀細胞中高表達。IL36RN編碼IL-36受體拮抗劑(interleukin 36 receptor antagonist，IL-36Ra)[4]。IL-1家族有11個成員,其中IL-36α、IL-36β、IL-36γ等炎性細胞因子與IL-36受體結合組成單位IL-1受體相關蛋白2招募IL-1受體輔助蛋白，參與激活促炎信號核因子κB(nucleartor factor κB,NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶信號轉導通路，從而上調炎癥反應。IL-36Ra雖然也能結合IL-1受體相關蛋白2，但不能招募IL-1受體輔助蛋白，IL-36Ra可通過競爭性拮抗IL-1受體相關蛋白2，抑制IL-36α、IL-36β、IL-36γ以及下游促炎信號通路的作用，避免炎癥反應的發生[5-6]。當IL36RN突變時，編碼IL-36Ra的結構發生改變，對IL-1受體相關蛋白2的拮抗能力減弱甚至喪失，而IL-36α、IL-36β、IL-36γ與IL-1受體相關蛋白2的結合則相應增加，通過激活下游促炎信號通路，最終引起皮膚的炎癥反應。

1.2IL36RN基因突變與歐洲人群GPP IL36RN與GPP有關。Marrakchi等[7]首次報道了IL36RN基因與GPP的相關性。在歐洲和亞洲裔的家族中存在IL36RN基因的錯義突變和無義突變(p.Leu27Pro)。存在IL36RN基因突變個體的IL-1表達上調，可在很大程度上解釋有關GPP系統性炎癥和外周中性粒細胞增多癥的特點，但無IL36RN基因突變家族卻占本次研究GPP患者的51%～84%，表明其他風險基因位點、基因間相互作用以及其他危險因素也可對GPP的發病起作用。Onoufriadis等[8]對5例歐洲無血緣關系的GPP患者進行外顯子測序發現，3例攜帶IL36RN低頻基因突變，其中2例存在c.338C>T(p.Ser113Leu)純合子錯義突變，另1例存在c.338C>T(p.Ser113Leu)位點和c.142C>T(p.Arg48Trp)位點的復合雜合子錯義突變。隨后在c.338C>T突變病例和健康對照組的外周血單核細胞中加入IL-36α刺激后發現，c.338C>T突變患者血清中IL-1α、IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子α較健康對照組明顯升高。綜上所述，IL36RN功能喪失是GPP的遺傳基礎，GPP的發病可能涉及固有免疫失調，IL-1信號轉導可作為治療干預的潛在靶點。M?ssner等[9]認為，歐洲人群掌跖膿皰病與IL36RN的功能缺失突變無關。

1.3IL36RN基因突變與亞洲人群GPP 亞洲人群GPP也與IL36RN基因突變有關。Sugiura等[10]首次報道了亞洲人群GPP的IL36RN純合突變p.Arg10X(第10位精氨酸發生了純合突變)，此突變與歐洲人群和突尼斯人群中報道的IL36RN突變不同，該研究證實GPP患者皮損中，IL36RN表達的蛋白質極度下降或消失，故支持IL36RN功能缺陷可導致GPP發病。Farooq等[11]對14例日本GPP患者進行IL36RN基因突變分析并確定了其中2例患者的IL36RN基因突變，1例攜帶c.115+6T>C和c.368C>G(p.Thr123Arg)復合雜合突變，另1例攜帶IL36RN基因的c.28C>T(p.Arg10*)和c.115+6T>C復合雜合突變；提取患者皮膚RNA進行基因表達研究顯示，c.115+6T>C導致外顯子3的跳躍，引起框移突變和終止密碼子(p.Arg10Argfs*1)的提前出現。蛋白質結構分析表明，錯義突變p.Thr123Arg引起IL-36Ra蛋白的錯誤折疊，導致結構不穩定。體外培養細胞研究顯示，p.Thr123Arg突變型IL-36Ra蛋白的表達受損，使其不能阻滯IL-36的信號轉導途徑。Sugiura等[10]認為，大多數單獨型GPP病例(有GPP而無PV病史)由IL36RN純合子或雜合突變導致。只有一部分繼發或伴隨PV的GPP患者存在IL36RN基因突變。GPP伴PV不同于單獨型GPP。Li等[12]對10例無關聯的散發GPP進行IL36RN基因突變研究發現了我國第1例IL36RN基因突變患者c.227C>T(rs139497891)，認為我國漢族人散發性GPP與IL36RN基因突變關系不大，但不排除我國漢族人家族性GPP與IL36RN基因突變的相關性。

1.4IL36RN基因突變與其他人群GPP Ellingford等[13]認為，位于IL36RN的新發突變(c.62T>C，p.Leu21Pro)與兒童型GPP有關，編碼IL-1家族(IL-1和IL-36)抗炎受體拮抗劑細胞因子的基因若發生無義突變和錯義突變則會加重重型膿皰型皮膚病的病情。編碼IL-1Ra(IL1RN)和IL-36Ra(IL36RN)的隱性遺傳突變也會加重GPP的進展，目前，此突變已成為獨立的臨床診斷，即缺乏IL-1Ra紊亂和缺乏IL-36Ra紊亂[14]。由于缺乏有力證據，IL36RN(c.62T>C，p.Leu21Pro)變體定義為可能的致病突變。Milora等[15]發現，IL-1Rα相關治療對IL36RN錯義突變GPP患者有效。

Bal等[16]對出生于阿爾及利亞近親父母的3個孩子進行研究，發現了1個新的純合子(c4G>T，pV2F)的錯義突變(V2F突變)。V2F突變不改變IL36RN蛋白的表達，但無任何拮抗活性。質譜分析表明，V2F IL36RN突變體保留其第1個N端的甲硫氨酸。去除體內IL36RN的N端甲硫氨酸是必要步驟，以達到最佳的拮抗活性，從而防止發生局部皮膚和全身的持續炎癥反應。研究顯示，GPP患者的IL36RN基因突變多發生于兒童和單純型GPP患者[4]。Li等[17]發現，兒童型GPP患者IL36RN基因突變率為66.7%，而成人型L36RN基因突變率為34.2%，由此推斷遺傳因素在兒童型GPP發病機制中有重要作用，而成人型GPP的發病可能還需要環境因素的誘導。研究表明，GPP伴發PV患者發生IL36RN基因突變的頻率較低(10%～37.78%)[18-19]。目前已發現超過20種的IL36RN純合突變或復合突變，種族涉及亞洲、歐洲和非洲，c.80T>C(p.Leu27Pro),c.338C>T(p.Ser113Leu)和c.115+6T>C(p.Arg10Argfs X1)分別是亞洲、歐洲和非洲最常見的突變[7-11,17,20-23]。

2 GPP與胱天蛋白酶募集結構域家族成員14基因

胱天蛋白酶募集結構域家族成員(caspase recruitment domain-containing protein，CARD)14基因編碼膜相關鳥氨酸激酶,是參與CARD的組裝基序，介導細胞凋亡和NF-κB的激活。CARD14基因位于銀屑病易感基因位點2,含21個外顯子，與毛發紅糠疹有關。CARD14蛋白可調節含結構域的蛋白質凋亡，與慢性皮膚炎癥有關[24]。

Jordan等[25]在1例散發的早發型GPP患兒中發現了一種新型CARD14突變c.413A>C(p.Glu138Ala)。CARD14基因激活NF-κB，與野生型CARD14基因相比，p.Glu138Ala和p.Gly117Se突變取代物導致NF-κB明顯增加，且在角質形成細胞中上調了銀屑病相關基因亞群，如其轉錄產物CC型趨化因子配體20和IL-8。CARD14主要位于健康皮膚基底層及其上部，在銀屑病皮損基底層中減少，而在表皮中廣泛增加。Jordan等[25]認為，表皮損傷后CARD14基因的罕見功能獲得性突變啟動了一個角質形成細胞募集炎性細胞的過程，導致表皮炎癥和再生障礙的惡性循環，此循環可視為銀屑病的特點。

CARD14基因突變編碼表皮內NF-κB。基于NF-κB報告分析可將一部分CARD14基因突變分為：①導致NF-κB活化增強的突變，主要有c.349G>A(p.Gly117Ser)，c.413A>C(p.Glu138Ala)，c.424G>A(p.Glu142Lys)和c.425A>G(p.Glu142Gly)；②導致NF-κB活化下調的突變，c.112C>T(p.Arg38Cys)；③對NF-κB活化沒有影響的突變，c.185G>A(rs115582620)，c.930G>C(rs2066964)，c.449T>G(rs146214639)，c.854A>G，c.1778T>A，c.2044C>T(rs117918077)和c.2140G>A(rs151150961)[26]。

K?rber等[27]對19例散發GPP患者(其中6例合并PV)進行CARD14及IL36RN外顯子直接測序，在3例患者的CARD14區域發現了2個新發少見突變，即p.Arg826Trp和p.Arg69Gln，其中p.Arg69Gln為雜合突變，通過蛋白功能分析軟件預測出該蛋白功能異常，故認為此突變與GPP有關。

Sugiura等[28]對31例日本GPP患者進行研究，其中19例伴PV患者中發現2例患者(21.1%)攜帶CARD14區域的c.526G>C(p.Asp176His)單倍型突變，其攜帶率較對照組(3%)高，且明顯高于歐洲人群。在11例單純型GPP(GPP不伴PV)患者以及12例有IL36RN基因突變的患者中均未發現CARD14基因突變位點，通過單倍體分析證明，p.Asp176His在GPP合并PV患者CARD14基因突變的等位基因中代表了始祖效應，說明CARD14基因突變是GPP伴發PV的重要致病基因，但日本人群CARD14基因p.Asp176His與PV無關，可見GPP伴PV存在遺傳學背景，而不同于單獨發生的GPP。研究中所有的單純型GPP患者大多都有IL36RN基因突變，但是都不攜帶CARD14基因的p.Asp176His突變[29]。一項對中國3個無血緣關系GPP家系的分析顯示，研究對象均攜帶致病的p.Asp176His基因突變，值得注意的是，其中1個家系的父母從其同樣患病的母系姨媽那里繼承了這個變體，雖然這種突變的人群發生率很低，但與對照組相比，在GPP患者中很常見(P=0.03)，表明p.Asp176His與GPP相關，并且證明了中國人群和日本人群基因的同質性。現已證明，CARD14基因在家族性PV、散發紅皮病型銀屑病及掌跖膿皰病的發病機制中并不是關鍵的致病作用[30]。Qin等[31]對中國山東省漢族236例銀屑病患者(174例PV和62例GPP)以及365例正常對照進行CARD14基因Sanger測序發現了4個新發少見突變(p.Met119Val、p.Arg166His、p.Ala216Thr和p.Thr59Met)和1個已知少見突變(p.Arg682Trp)，其中SIFT功能預測表明，p.Arg682Trp和p.Metl19Val在后續的蛋白表達中呈損害性，可使NF-κB活性上調，加重炎癥反應和表皮異常角化。

Zhang等[32]首次證實，CARD14基因中常見單核苷酸多態性rs3813063也與GPP有關，證明了CARD14基因與GPP的相關性。

3 GPP與銜接蛋白復合體1-σ3亞單位異構體基因

銜接蛋白復合體(adaptor protein complex，AP)是一種細胞質內促進囊泡裝配和運輸的異四聚體，可協助高爾基體和內涵體之間的囊泡運輸。PP與AP-1-σ3亞單位異構體(AP-1 subunit sigma-3，AP1S3)基因突變有關，編碼AP-1的σ1C亞組[33]。

Setta-Kaffetzi等[33]對128例歐洲裔受試者和76例非歐洲裔受試者(均為PP患者)的研究證實，PP與苯丙氨酸4和精氨酸33殘基上的取代基密切相關，并在PP發病中起重要作用，p.Phe4Cys和p.Arg33Trp可能對AP-1的功能有決定性影響；研究還發現基因c.11T>G(p.Phe4Cys)和c.97C>T(p.Arg33Trp)與PP的發病機制有關，PP受試者這兩個等位基因出現的頻率遠高于普通人群，然而受試者缺乏AP1S3家族史也可以說明PP的發病需要環境的刺激。

目前研究認為，AP1S3基因缺陷將會破壞Toll樣受體3向核內體的易位，并導致下游異常信號轉導[33-34]。Toll樣受體3運輸量的下降與AP1S3基因沉默高度相關，敲除AP1S3基因可使Toll樣受體3信號轉導下降，隨之Toll樣受體3介導的β1干擾素基因表達顯著下降。β1干擾素基因編碼β干擾素，β干擾素可下調IL-1的生成，從而抑制炎癥反應的發生。AP1S3基因缺陷可干擾Toll樣受體3在細胞質內的轉運，抑制其下游信號，減少β干擾素的生成，從而促進皮膚炎癥的發生[4]。故認為，在炎癥刺激的情況下，與AP1S3基因突變相關的干擾素反應下調將導致IL-1產量增加。

AP-1可轉運不同的生物分子，故與PP相關的等位基因很可能影響除Toll樣受體3以外其他生物分子的轉運。對人宮頸癌細胞的研究證實，AP-1缺失造成大量參與表皮自穩態的蛋白質缺乏(如橋粒蛋白和網格蛋白因子1)和中性粒細胞功能的喪失(如PTPN9和VPS45)[35]。由此可見，IL-1阻斷劑治療部分GPP有效，故對IL-1信號轉導下調的研究有巨大前景，將成為其藥理作用研究的重要基礎。

Mahil等[34]研究發現，AP1S3基因通過破壞角化細胞自噬和上調IL-36引起皮膚的自發炎癥而致病，并首次發現AP1S3基因的表達在角質形成細胞中明顯增多。AP1S3可解碼與自噬體形成有關的蛋白，敲除AP1S3基因可破壞角質形成細胞的自噬，造成調節NF-κB激活的銜接蛋白p62的異常累積。此外，AP1S3基因缺乏還會增加Toll樣受體2和Toll樣受體6的信號轉導，結果顯示，AP1S3基因缺陷細胞增強了IL-1的信號轉導和IL-36α的過度表達，這種異常免疫表現可被藥理抑制自噬的模型重現并在患者角質形成細胞中可被IL-36阻滯所逆轉，表明角質形成細胞在細胞自發炎癥中具有重要作用，并可將IL-36信號轉導的自噬調控作為治療的靶點。隨后對85例GPP新確診病例(53例歐洲裔，32例非歐洲裔)進行分析發現，IL36RN和AP1S3等位基因之間存在異位顯性的可能，故認為AP1S3基因突變可能與IL36RN基因變異有交互作用，前者可修飾后者的表型，且AP1S3等位基因可通過干擾IL-36的自穩態加重IL36RN基因缺乏效應的惡化[34]。

4 GPP與其他基因

D?bniak等[36]的臨床相關表型分析顯示，rs33980500腫瘤壞死因子α誘導蛋白2(tumor necrosis factor-α induced protein 2，TRAF3IP2)與PP有關，并發現皮損的嚴重程度與TRAF3IP2基因突變(rs13190932)有密切聯系。TRAF3IP2蛋白參與炎癥反應通路，如細胞因子信號的轉導出現rs33980500和至少1個“T”(胸腺嘧啶)等位基因可使疾病風險增加2倍，在被研究的所有人群中rs33980500均與銀屑病有關[37]。由于歐洲人口的不均一性(在德國人、波蘭人或芬蘭人中按一定比例和BRCA1突變的頻率取樣)，但不能排除TRAF3IP2與疾病的關聯程度受到很多因素影響，且隨不同人種改變[36]。在自動免疫和銀屑病等炎癥疾病中，TRAF3IP2基因的產物蛋白NF-κB激活劑1以及IL-17受體對于IL-17依賴的信號轉導通路有至關重要的作用[38-39]。NF-κB激活劑1與IL-17受體結合后允許腫瘤壞死因子受體相關因子(TRAF3和TRAF6)嵌入到信號轉導分子復合物中，從而激活絲裂原活化蛋白激酶途徑[40]。不同細胞信號轉導途徑中，絲裂原活化蛋白激酶是關鍵的組成物，可調控生長因子引發的細胞增生過程和基因表達過程以及對環境改變的代償作用。TRAF3IP2基因突變與發病年齡、家族發病率以及是否有關節和甲的受累無明顯關聯。

Zhang等[32]確立了可疑基因位點5q33.1和17q25.3(CARD14基因)以及潛在可疑基因位點8p23.2(CSMD1基因)，最顯著的單核苷酸多態性位于5q33.1，染色體上存在腫瘤壞死因子α誘導蛋白3相互作用蛋白1(tumor necrosis factor-α induced protein 3 interacting protein 1，TNIP1)基因和ANXA6基因兩個區域。研究發現，血管生成素信號轉導通路、NF-κB信號轉導通路和維A酸受體的激活3個細胞因子信號通路與TNIP1基因有很強的關聯性，使TNIP1基因成為此區域的候選基因。潛在可疑位點8p23.2只包含1個CSMD1基因，是上皮組織等再生區域中表達的腫瘤抑制基因，該基因僅是GPP的候選基因。

Han等[41]研究發現，TNIP1基因區域5個單核苷酸多態性與中國人GPP具有相關性，尤其是單純型GPP。維A酸受體激活途徑作用于維生素A及其衍生物，共有維A酸受體α、β和γ三種獨立的受體類型，TNIP1基因與維A酸受體α共同定位于表皮角化細胞(一種維A酸敏感細胞)。TNIP1解碼蛋白質與銀屑病相關基因TNFAIP3的產物有相關性，且維A酸受體可以通過后發炎癥反應或過度增生反應對抗TNIP1基因的轉錄激活[30]。由此可見，維A酸類藥物是治療GPP的最好藥物之一。

有學者認為，GPP的發病與人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)有關，且不同于PV。付洪軍和張福仁[42]通過聚合酶鏈反應對38例山東漢族GPP患者進行分析認為，HLA-DQB1*0603、HLA-DQB1*0201是GPP合并PV患者的危險基因位點，而HLA-DQB1*0602是單純型GPP的致病基因位點。隨后進一步對14例掌跖膿皰病患者和9例皰疹樣膿皰病患者的HLA-DQB1等位基因進行相關研究認為，HLA-DQB1*0201也是掌跖膿皰病的易感基因，而皰疹樣膿皰病患者HLA-DQB1*0603的攜帶率較對照組顯著升高[43]。但研究樣本量較小，故準確性有待進一步考證。

5 小 結

應用二代高通量測序技術陸續發現了IL36RN、CARD14、AP1S3等GPP相關基因，顯示了GPP與其他類型銀屑病發病機制上的差異。IL36RN基因突變主要與單純型GPP有關；AP1S3基因缺陷將會破壞Toll樣受體3向核內體的易位，并導致下游異常信號轉導，可能與IL36RN基因變異有交互作用，前者可通過修飾后者的表達而加重疾病惡化；CARD14基因突變與GPP伴發PV有關，但具體影響尚不清楚。銀屑病的遺傳學研究將為早期臨床診斷、遺傳咨詢和治療靶點的選擇奠定分子學基礎，但PP發病機制仍有待更深入的研究。