多态性细胞因子基因多态性与移植物抗宿主病关系研究进展（医疗卫生范文）

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《细胞因子基因多态性与移植物抗宿主病关系研究进展》

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文档信息

细胞因子基因多态性与移植物抗宿主病关系研究

进展

目录

1细胞因子与GVHD

2细胞因子基因序列多态性与GVHD

Ⅱ型TNFR基因位于12p 13

3结语

参考文献

正文

关键字细胞因子基因多态性移植物抗宿主病

移植物抗宿主病(graft veus-host disease GVHD)是异基因造血干细胞移植后最常见的严重并发症[1 2] 。急性G VHD(aG VHD)在H LA相合同胞异基因造血干细胞移植后的发生率是30%80%而在无关供者的移植中可达70%80% [3] 。揭示GVHD的发生机制进而指导预防G VHD的发生已成为临床及免疫学家关注的重点。 H LA系统在GVHD中起核心作用但非HLA系统的免疫遗传学因素和供受者不同基因型在其中的作用也日益受到重视。近年研究发现除HLA外其他基因的显现也预示着GV HD的发生[4 5]

细胞因子基因多态性与GVHD的发生密切相关供受者细胞因子基因多态性决定了在G VHD细胞因子风暴的3个阶段中产生的细胞因子水平的高低其可引起不同程度的G VHD影响造血干细胞移植的效果

[6 7]

1细胞因子与GVH D

在造血干细胞移植预处理阶段行放化疗时产生细胞因子风暴中诱发释放I L-1、 I L-6、 I L-8和T NFα等因子引起GV HD。反应被移植物中活化供者T细胞放大使受者细胞HLA和粘附因子表达上调致活化T 细胞、 NK细胞和T h 1型细胞因子(I L-1、 I FN-γ 、 TNF-α)释放造成组织损坏。虽然T细胞是触发GV HD的关键因素但炎性介质如I L-1和T NFα也能单独介导G VHD的病理变化细胞因子过度表达是G VHD的主要病理生理学基础。 由于遗传基因的多态性每个正常人体内细胞因子的含量高低不同。如INF-γ 、 I L-10在高表达者和低表达者间的表达差异可达10倍。不同含量的细胞因子与GVHD的发生及其严重程度密切相关[6 8]

2细胞因子基因序列多态性与GV HD

许多细胞因子基因多态性同GV HD和/或移植预后显著相关[6] 。细胞因子基因多态性直接影响个体体内细胞因子的水平它对细胞因子表达量的调节作用通过两条途径完成 1)转录水平的调节基因上游区内特别是启动子/增强子区内DNA序列的不同(即使是一个核苷酸的突变、插入或丢失)都可能显著改变转录因子和它的结合能力和/或

结合方式从而影响转录最终表现为细胞因子水平的明显差异。细胞因子基因5'或3'端调节序列内的多态性可以改变基因启动子内转录因子结合位点的结构 由此影响异基因刺激或炎症时细胞因子的表达量。另一种特殊的基因多态性——微卫星的多态性也影响细胞因子的表达。 2)翻译水平的调节一定的基因多态性首先影响功能蛋白的信号肽(穿膜蛋白) 后者再影响功能蛋白的含量和/或功能。

细胞因子基因在遗传上呈多态性导致免疫反应时出现个体差异。移植受者个体间的不同细胞因子水平将对移植物产生不同的影响细胞因子分泌失调与G VHD的发生有密切的关系[9]

对细胞因子基因多态性进行研究可以指导选择更合适的供者及采取最适宜的移植方式[7]

肿瘤坏死因子α (TN Fα)基因多态性与GV HD

T NF分为两种 T NFα和TN Fβ 。它们主要是由单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞分泌的细胞因子可以诱生T NF自身及I L-1和I L-6等其他细胞因子增加HLA-Ⅱ类抗原表达促进B、 T细胞增殖及免疫球蛋白的合成具有广泛的诱导炎症和免疫调节功能。

T NFα是在GVHD病理中起核心作用的炎性细胞因子。在GV HD起始阶段(包括预处理期间)  TNFα等细胞因子的释放与GV HD病理损伤有关。

T NFα基因位于MHC的Ⅲ级区域内供受者双方的基因序列多态性均等地影响细胞因子的表达量和移植预后。 T NFα基因多态性影响T NFα 的转录与表达调控这种多态性可能是机体易产生MHC相关疾病的原因。 TNFα基因多态性现象的标志是基因内的碱基发生变化。T NFα基因多态性位点在启动子区域转录起始位点上游第308位点(-308位点)  由腺嘌呤核苷酸A替代了鸟嘌呤核苷酸G。这一位点突变造成了限制性内切酶NcoI识别位点的缺失使被A替代的核苷酸序列不能被NcoI识别并切断。 TNF-308位点碱基突变影响了TNFα 的表达量低表达的基因型为G/G。 T NFα高表达型基因(A/A或A/G)与GV HD 发生有关[10 11] 。 T NFα基因多态性表达者更易于发生严重的a GVH D[9] 。 TNFα基因多态性还包括-238、 -376、 -163和+70位点G-A 的碱基变化 -863位点C-A、 -1031位点T-C -857及-850位点C-T 的碱基变化。王静波等[10]应用变性高效液相色谱结合DNA测序检测了TNF-α-308和TN F-α-238基因在重度a GVHD和广泛型慢性

G VHD(c G VHD)中的分布结果表明 TNF-α-308(G/A)阳性与Ⅲ度/Ⅳ度a GVHD和广泛型c G VHD的发生密切相关。

另外研究发现TN F d微卫星基因多态性d 3型与重度GV HD发生率密切相关[12 13] 等位基因TN F d 3与TNFα 的高表达量有关 TNF基因型d 3/d 3者与重度a GVH D(Ⅲ度Ⅳ度)密切相关。

T NFα直接或间接参与GV HD的病理生理过程 TNFα基因多态性可作为G VHD易感性的遗传标志。

T NF受体(TNF R)基因多态性与GV HD

Ⅱ型TNFR基因位于12p 13 mRNA长约3Kb Ⅱ型TNFR分子量为75Kda 由426个氨基酸残基组成。此型受体与信号传递和细胞增殖有关。 TNFRⅡ主要表达在造血细胞上。第6外显子编码196位时ATG转为AGG导致M转为R野生型为196 M多态型为196R。

对462例HLA相合M UD造血干细胞移植中TNF受体Ⅱ基因多态性(196M)的研究发现供者为TNFRⅡ-196R阳性者比供者呈TNFRⅡ-196M 纯合子的受者发生重症GVHD的机率高、复发率低[14] 。对一宗HLA匹配同胞移植病例的研究发现受者TNFRⅡ-196R等位基因与aGV HD发生相关但供者TNF RⅡ196 RR基因型者广泛型c GV HD的发生率增高

[15] 。一般认为TNF RⅡ受体可刺激T细胞增生和异源性免疫应答其中的TNFRⅡ-196R比TNFRⅡ-196M更易激活免疫应答反应。

I L-10基因多态性与GVHD

IL-10基因定位于第1号染色体包括5个外显子和4个内含子成熟I L-10分子由160个氨基酸残基组成。 I L-10抑制Th 1细胞和NK 细胞产生I L-2、 IFN-r、 TNF-α抑制细胞免疫;但同时能增强NK和CTL 的杀伤作用;促进B细胞增殖、分化和产生I gG、 I gA和I gM;抑制巨噬细胞产生IL-12和吞噬消化功能抑制APC提呈抗原。

H LA相合同胞移植受者I L-10/-592*A等位基因型者重度GV HD发生率较低移植后复发死亡率低[16] 。低IL-10表达量的单倍体预示移植效果差易发生重度GVH D[17] 。 I L-10是TN Fα天然免疫抑制剂可能参与下调TN Fα 的作用抑制GV HD这是个体差异性的反应。 I L-

10基因序列的-1082位点G/A的变换会影响转录因子EtsY与该序列DNA的结合。该位点为G则能与EtsY结合促进转录 IL-10表达量较高;该位点为A则不能与E t s Y很好结合致I L-10表达量低。 TNFα基因启动子上-308位点的突变影响I L-10的表达量 TNFα基因-308位点为G时 IL-10的表达量是为A时的67倍。 IL-10-1064启动子区域等位基因微卫星多态性含大量二核苷酸(CA)重复序列 同重度a GVHD显著相关[9]  已证实这一区域在I L-10启动子的调节中起重要作用。对144例HLA相合供/受者造血干细胞移植的研究发现 I L-10-1064微卫星等位基因越长越易于发生重度aG VHD (CA)重复序列为1215者中有%者发生ⅢⅣ度GVH D重复序列短者中仅有%者发生

[18] 。对80例单用CsA治疗的HLA相合同胞移植受者的IL-10基因多态性进行分析发现在发生0/Ⅱ度GVHD的38例中18例有大量二核苷酸(C A)重复序列(≥12) 而11例Ⅲ/Ⅳ度G VHD中9例呈阳性(P<) 。 38例0/Ⅱ度G VHD中3例同时具有TNF d 3/d 3和I L-10(1215)基因型而11例ⅢⅣ度GV HD中6例为两者同时阳性(P<) [17] 。对异基因同胞造血干细胞移植的93例受者及74例供者的IL-10(-1082 G/A -819C/T -592 C/A)等位基因进行研究发现受者表现IL-10 GCC/GCC型和供者表现I L-10 ACC型者的aGVHD发生率较低。多变量分析显示受者IL-10 GCC/GCC基因型是发生aGVHD的独立影响因子[19]

对HLA相合同胞外周血造血干细胞移植的研究发现[20]  I L-10启动子基因多态性显然与移植后c GV HD发生相关 I L-10-

1082*A/819*T/592*A [ATA]和1082*A/819*C/592*C [ACC]研究显示

c GVHD发生率分别为 A TA/ATA型 96%;A TA/ACC型 68%;AC C/A CC 型 43%

高表达量TNFα和低表达量I L-10的基因型更倾向于发生移植排斥反应。 T NFα是强烈的直接的炎性细胞因子而I L-10是抗炎细胞因子高水平的TN Fα若无足够量的I L-10来对抗发生G VHD的机率就会大大增加。

I L-10受体(I L-10R)基因多态性与GVHD

IL-10R为异二聚体可抑制多种信号传递途径。在对953例造血干细胞移植患者及其供者的IL-10β受体cDNA238(IL10RB/c238)位点的单核苷酸多态性(A/G)与GVHD关系的多变量研究分析中发现供者I L 10 RB/c 238*G型与ⅢⅣ度aGVHD发生率低显著相关供者

IL10RB/c238*G型对IL-10/-592 A/C或A/A基因型患者提供了保护作用但对IL-10/-592 C/C高危基因型患者无保护作用。这提示患者I L-10/-592基因型与IL 10RB/c238基因型供者的相互作用在GVHD的发生中发挥作用进一步支持了I L-10通路在控制重度aGV HD中起重要作用的观点[16]

I L-6基因多态性与GV HD

IL-6基因位于染色体7p15-21长度为5kb包括5个外显子和4个内含子。 IL-6基因对3种限制性内切酶(Msp I、 Bgl II和BstN I)呈现不同的反应 因此产生了多态性。 Msp I和Bgl II分别作用于基因的外显子5和5'端非翻译区 引起碱基替换;而BstN I在外显子5

的3'端造成约的插入或缺失。多态性在不同的人群中表现不同的频率。 IL-6分子由212个氨基酸残基组成成熟IL-6分子由184个氨基酸残基组成分子量为1928 kD其由单核巨噬细胞等多种细胞产生。

I L-6具有增强T、 B、 NK等细胞免疫、促进造血、增强神经内分泌功能、诱导急性期蛋白参与炎症反应、调节肿瘤细胞生长等生物学活性。

HLA相合同胞移植中受者I L-6-174多态性(为G等位基因)与急、慢性GVHD的发生有关[9] 。 G/G或G/C型为I L-6高表达型 C/C 为低表达型。 Cavet J等分析了80对同胞BMT供/受者IL-6基因多态性资料显示I L-6-174G等位基因更倾向于发生重度aGVHD也更易于发生c GVH D[9 21 22] 。对异基因同胞造血干细胞移植的93例受者及74例供者研究发现发生重症a GVHD受者血清I L-6活性明显升高对IL-6(-174G/C)等位基因研究发现受者IL-6 G基因型与IL-6活性增高及C反应蛋白水平高有关受者IL-6 GG和供者IL-6 GG倾向于发生重度aGVHD多变量分析结果显示供者IL-6 GG基因型是发生aGVHD 的独立危险因子[18 23]

I NF-γ基因多态性与GVH D

I NF-γ基因位于12号染色体有3个内含子和4个外显子 INF-γ mRNA约长。成熟INF-γ包括143个氨基酸残基是分子量为40Kda