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1型糖尿病和自身免疫性疾病的比较遗传学

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日期:2008-11-16 来源:景天阁·健康资讯
内容提示:1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,是通过复杂的遗传和环境因素相互作用而引起的。象许多自身免疫性疾病一样,1型糖尿病以免疫调节紊乱为特征,这种紊乱先于显性临床发病。人及相应动物模型的1型糖尿病与主要组织相容性复合体(MHC)的特定等位基因相关联,这些特定等位基因也与感染性疾病的易感性和抵抗性有关。目前,应用全基

1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,是通过复杂的遗传和环境因素相互作用而引起的。象许多自身免疫性疾病一样,1型糖尿病以免疫调节紊乱为特征,这种紊乱先于显性临床发病。

人及相应动物模型的1型糖尿病与主要组织相容性复合体(MHC)的特定等位基因相关联,这些特定等位基因也与感染性疾病的易感性和抵抗性有关。目前,应用全基因组扫描技术发现一些非MHC位点与1型糖尿病相关,这些位点赋予疾病特定的临时名称:IDDM1~15。很多临时性位点的遗传学定位与其它的自身免疫/感染性疾病的位点共存或重叠,提示临床上不同的自身免疫性疾病在病因学上具有共同通路。

一、1型糖尿病的研究手段

1型糖尿病的研究手段可分为两个主要方面:即传统的候选基因方法和最近出现的反向遗传学方法。候选基因方法目标明确,也有理可寻。该方法通常集中在小量的基因、蛋白质以及信息含量高和有重要意义的生物学通路上。这种直接的方法对于分析晚期活动性疾病是合适的,而较新的反向遗传学方法是采用覆盖全部人基因组的大量多态性标记物,对患病同胞或对有多个患病成员的家族进行广泛基因组扫描。基因组扫描方法已经应用于分析常见的复杂多基因病,包括许多自身免疫性疾病和感染性疾病,而且还应用于复杂的人类疾病的动物模型。

基因组扫描方法已经鉴定了1型糖尿病相当数量的有统计学意义的候选易感位点。这些位点通常既包括MHC,还包括许多非MHC候选位点。类似的研究已经在其它复杂的自身免疫/感染性疾病中被证实。在研究包括1型糖尿病在内的一般自身免疫性疾病中,没有发现应用基因组扫描方法所确定的候选位点(特异的非MHC基因)是遗传连锁的根源。

二、自身免疫疾病位点的共存:一种正在形成的模式

最近,人们发现1型糖尿病临时性位点的位置与其它自身免疫/感染性疾病的位点共存或重叠,这一现象与提到的假说是一致的,即:如同MHC,这些临时位点可能拥有对于正常免疫功能非常重要的共同易感基因或生物化学途径,这些基因或途径可能对不同自身免疫疾病的免疫调节紊乱的发生起作用,并且免疫调节紊乱可能出现在明显的临床症状之前。研究发现,IDDM2位于11p15.5,在此相同位置上有系统性红斑狼疮(SLE)、强直性脊柱炎、哮喘和多发性硬化的位点。而位于11p15.5的候选基因是胰岛素基因本身,在胰岛素基因的5′端,同向重复序列可变数(VNTR)的多态性与1型糖尿病相关。多种自身免疫性疾病在此位点的共存提示,无论在IDDM2的位点上最终发现的确切基因是什么,都可能在自身免疫发展中起广泛的作用。目前所确定的1型糖尿病的大多数(15/17)临时位点,同其它自身免疫疾病或传染性疾病共存或重叠。有人提出,自身免疫位点的共存可能是由于共同的生物学通路,在人类疾病和动物模型中,与自身免疫或感染性疾病有关的都要使用这条通路。

三、亚表型的重要性

在某些情况下,在自身免疫疾病的动物模型中应用基因组扫描,一般的疾病表型分解为单个位点,具有互不相关的亚表型。这些在人类的研究中是不可能的,位于特殊位点的亚表型可能对每个位点上的候选基因的功能意义提供潜在线索。这些动物模型中的亚表型提供了在复杂自身免疫疾病表型中有关位点较多的功能特征,并且在探索特殊的人类1型糖尿病位点的候选基因中可能提供有益的生物学信息。

最近,Concannon等在人的染色体1q用D1S1617标记确定了1型糖尿病的一个新位点(最大的LOD值=3.31)。这一位点和SLE位点及强直性脊柱炎位点共存。这三种自身免疫疾病在这一位置的共存提示,这一位点可能与影响抗体水平的定量调节途径有关,并可能决定所有三种疾病的最终表型。各种属和各相关病种的比较分析,尤其在亚表型范围内可能有助于确定每个位点的生物学基础。

四、肿瘤生物学途径分析

肿瘤发生过程被认为是起源于环境和遗传因素复杂的共同作用。一般来说,这涉及到在一系列基本的关键通路上的基因家族性或体细胞突变,这些通路部分与细胞生长调控有关。广泛表达基因的突变结合组织特异性通路的变化,导致了某特异肿瘤类型的完整表型。

复杂的自身免疫疾病可以认为与肿瘤类似,它们涉及到环境触发因素作用于复杂的一系列相互作用的易感基因。1型糖尿病和其它自身免疫疾病/传染病之间临时位点的重叠表明,某些情况下,共同途径可能部分参与了临床不同的自身免疫疾病的病因学,环境因素、遗传位点的亚组或遗传以外的机制可能对疾病或靶组织特异性的形成有作用。

五、1型糖尿病研究的提示

1型糖尿病遗传学基因组分析已经明确了15个以上有不同统计意义的临时位点,下一步任务是确定每个遗传间隔的生物学意义。从发现1型糖尿病与MHC有关至今已经有20多年了,尽管关于MHC的生物学已经了解很多,但是MHC与1型糖尿病关系的确切生物学原理还不清楚。

多种自身免疫疾病位点之间共存的特定基础可能是由于:①相同基因的相同等位基因;②相同基因的不同等位基因;或者③紧密联系的一组功能相关基因中的不同成分。当然,对于任何指定的位点,不同的自身免疫疾病位点的共存可能是巧合的。同一家系中不同自身免疫性疾病的家族性联系、不同自身免疫疾病(包括1型糖尿病)在同一个体同时出现以及不同自身免疫性疾病拥有相同临床参数,所有这些提示自身免疫疾病/感染性疾病具有相同的生物学基础。包括1型糖尿病在内的自身免疫疾病候选位点的共存和重叠提示,在某些情况下,共同的生物学途径可能涉及1型糖尿病和其它临床不同自身免疫疾病的发病。

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