中国汉族人C4基因拷贝数变异及与系统性红斑狼疮相关性分析研究

论文摘要

引言:系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus,SLE）是一种经典的自身免疫性疾病,以自身抗体产生、补体激活、免疫复合物沉积累及多种组织器官损伤为主的多基因遗传性疾病。由于可累及全身多个系统、器官,其患者的临床表现多种多样,且不同的患者之间有较大的差异,因此给临床的诊疗带来一定的困难。该病好发于女性,特别是育龄期妇女,男女的患病率之比约为1:9。其发病机制迄今尚未完全阐明,遗传因素和环境因素共同导致了该病的发生。SLE的临床表现,风险性和发病率在不同的种族、地区和性别间存在差异,提示遗传异质性在SLE临床表现的复杂性方面可能起重要的作用。拷贝数变异（copy number variants,CNVs）和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）是人类基因变异的两个重要遗传基础。目前,以Tag- SNPs为基础的关联分析研究（genome-wide association study, GWAS）在欧洲和亚洲SLE人群中确定了30多个SLE的易感基因/位点。但是,通过SNP- GWAS人们发现所识别的绝大部分常见变异仅能解释相对一小部分疾病风险,对疾病发生的解释贡献大约2%～15%,即使再进行大规模、大样本量的研究,遗传因素如何导致疾病的发病风险原因仍然解释不清。在SNP-GWAS的热潮过后,如何进一步挖掘SNP芯片数据的剩余价值是许多研究机构关心的问题。利用芯片数据进行CNV分析也是GWAS后期数据挖掘的一部分。我们通过illumina 610芯片平台分析CNV的结果不确定,故利用此平台不能有效分析相关的CNV。为了进一步对CNV认识和分析,我们通过候选基因的方法对与SLE强相关的C4基因进行拷贝数变异的相关性研究。CNV领域的一系列进展可以让我们重新审视CNV与疾病临床表型研究的必要性和可行性。最近,在多个不同人群SLE患者的GWAS研究中发现许多与SLE有关的易感基因,此研究除了为发现SLE遗传因素提供了直接证据外,同时也从基因组水平认识SLE的发病机制提供了重要线索。随后关于SLE基因型-表型的研究相继出现,不仅暗示了系统性红斑狼疮是一种异质性的疾病,而且进一步说明遗传因素在SLE的发病机制中有重要作用。基因拷贝数变异与疾病的临床表型相关性分析研究也说明基因拷贝数与疾病的临床表型相关。在此,我们行基因拷贝数变异与临床表型的分析进一步探索C4基因拷贝数变异与中国汉族SLE患者的临床表型之间的关系,对探索C4拷贝数变异在SLE发病过程中的特定作用及进一步阐明系统性红斑狼疮的发病机制具有重要意义。目的: 1)C4基因拷贝数（C4GCNs）在中国汉族正常人群中的分布状态。2) C4GCNs与中国汉族SLE患者的相关性分析。3)C4基因拷贝数变异多态性与SLE患者临床表型的相关性,进一步阐明系统性红斑狼疮的发病机制,并为下一步建立相应的动物模型和从功能上证实这些易感基因与特定表型相关提供相应的证据。方法:首先从安徽地区医院收集SLE患者和对照样本（1047例SLE患者和1056例正常对照）,按照相同的样本收集标准,利用TaqMan荧光定量PCR（TaqMan-based qRT-PCR）方法确定正常人群和SLE中C4 GCNs的分布状态,并进行相关性分析。其次,对与SLE强相关的C4 GCNs行病例-病例（如有关节炎的患者和无关节炎的患者）分析确定基因拷贝数相关的临床表型,然后再行病例-对照（如有关节炎的患者/无关节炎的患者和正常对照）分析,进一步确定基因拷贝数对不同临床表型所贡献的风险大小。用SPSS11.0软件进行统计分析P < 0.05认为有统计学意义。结果:1)C4 GCNs在正常人群中的分布:总C4基因拷贝数为2-8;其中C4A基因拷贝数为0-6,C4B基因拷贝数为0-5。2个拷贝的C4A和C4B占多数。C4A的拷贝数分布为:< 2的拷贝数样本为7.25%;2拷贝数样本为69.71%;> 2拷贝数样本为23.04 %。C4B的拷贝数分布:< 2的拷贝数样本为20.16%;2拷贝数样本为66.43%;> 2拷贝数样本为13.41%。4拷贝数的总C4为63.56%,其中2C4A-2C4B约占51.94 %。2)C4基因拷贝数在SLE患者中的分布:2个拷贝的C4A和C4B仍占多数。C4A的拷贝数分布偏向高拷贝侧:<2的拷贝数样本为13.10%;2拷贝数样本为67.10%;>2拷贝数样本为19.81%;C4B的拷贝数分布偏向低拷贝侧:<2的拷贝数样本为13.10%;2拷贝数样本为63.42% ;>2拷贝数样本为19.81%。通过与对照样本比较分析,在SLE患者中,低C4A基因拷贝数（<2）为SLE患者的危险因素(P=1.97×10-5;OR: 1.93;95%CL:1.42-2.62);高C4A基因拷贝数（>2）没有显著性意义（P=0.08）;而C4B GCN与SLE无明显相关。C4基因拷贝数在SLE患者中:低拷贝（< 4）为SLE患者的危险因素（P=8.69×10-3;OR: 1.38; 95%Cl:1.09-1.76）;高拷贝数（>4）反而为SLE患者的保护性因素（P=0.04;OR: 0.79; 95%Cl:0.63-0.99）。C4基因拷贝数的增减主要与C4A GCN有关,与C4B GCN无明显关系。3)C4AGCN与血管炎有关（P=6.05×10-3）;C4A基因对多个临床表型均有贡献;未发现总C4基因拷贝数变异与某一临床表型相关;但对多个临床表型均存在不同程度的遗传压力。结论:本项研究不仅分析了C4 GCNs在中国汉族正常人群中的分布,而且进一步验证了C4 GCNs与SLE的相关性,同时也说明C4 GCNs在SLE的发病机制中起到重要作用;另外通过与欧洲人群SLE的C4 GCNs研究结果进行比较,发现影响SLE易感性的遗传变异在不同人种间存在差异,遗传异质性可能在SLE的易感性方面起着重要作用;进一步与临床表型的分析,C4A基因拷贝数可能与关节炎的发生密切相关,C4A和C4基因拷贝数变异对多个临床表型均存在不同程度的遗传压力。该项研究将加深我们对CNV遗传基础的认识,也为将来SLE机制研究提供启示。

论文目录

• 英文缩略词表
• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 1. 研究背景
• 2. 多基因病SLE 易感基因的研究策略
• 3. 拷贝数研究进展
• 4. SLE 候选基因拷贝数研究进展
• 5. 参考文献
• 第一部分 中国汉族人C4基因拷贝数变异及与系统性红斑狼疮的相关性
• 1. 研究背景和思路
• 1.1 研究背景
• 1.2 C4 基因
• 1.3 C4 基因研究的意义
• 1.4 C4 基因拷贝数变异研究方法进展
• 1.5 C4 基因区域 SNP-CNV 的相关性研究
• 1.6 本研究的思路
• 1.7 本课题的研究设计方案
• 2. 实验材料与方法
• 2.1 文献检索
• 2.2 研究对象
• 2.3 基因结构理解
• 2.4 实验试剂
• 2.5 实验仪器
• 2.6 分析软件和电子数据库查询信息
• 2.7 实验方法
• 2.7.1 全血标本采集
• 2.7.2 基因组 DNA 提取
• 2.7.3 基因组 DNA 电泳
• 2.7.4 DNA 浓度标准化
• 2.7.5 引物稀释及注意事项
• 2.8 统计分析
• 3. 结果
• 3.1 研究对象一般情况
• 3.2 正常汉族人中 C4GCNs 的分布情况
• 3.3 SLE 患者中C4 GCNs 分布
• 3.4 中国汉人中 C4A/C48 和 C4L/ C45 的相关性分析
• 4. 讨论
• 4.1 CNV 对疾病的影响
• 4.2 补体系统对疾病的影响
• 4.3 C4 在正常人中的分布
• 4.4 C4 与SLE 相关性
• 4.5 C4L/C45 与C4A/C48 相关性分析
• 5. 结论
• 6. 参考文献
• 第二部分 C4 基因拷贝数变异与中国汉族人系统性红斑狼疮临床表型的相关性
• 1. 研究背景和思路
• 1.1 研究背景
• 1.2 本研究的思路
• 2. 实验材料与方法
• 2.1 文献检索
• 2.2 研究对象
• 2.3 调查表的设计
• 2.4 临床资料收集及录入过程中质量控制方法
• 2.5 临床表型的评定
• 2.6 统计学分析方法
• 3. 结果
• 3.1 先证者一般临床特点
• 3.2 基因型-表型分析结果
• 4. 讨论
• 5. 结论
• 6. 参考文献
• 附录1 个人简历
• 附录2 在读期间发表文章
• 致谢
• 综述
• 参考文献