多发性硬化与其相关基因
作者：戴亚美 饶明俐
单位：戴亚美 150001 哈尔滨医科大学一院神经科；饶明俐 长春白求恩医科大学一院神经科
关键词：
中风与神经疾病杂志/990139 多发性硬化(MS)是一种多灶性炎性中枢神经系统脱髓鞘性疾病。它的发病年龄多在20～40岁之间，是西方青壮年神经系统功能缺损的常见病因之一。MS的病因尚不清楚，目前普遍认为它是在一定遗传基础上，在某些环境因素作用下发生的自身免疫性疾病[1]。近年随着分子生物学的发展，人们关于基因与该病的知识在快速增长。到目前为止筛选出了多个与MS相关联，连锁的基因或区域，其中HLAⅡ类基因结果较恒定，其它区域不同研究结果不尽相同，这主要与MS的遗传异质性有关。MS属于多基因遗传病，这一特点使其遗传学研究复杂化，然而遗传学的重任也在于研究象糖尿病、高血压、MS这类多基因遗传病，因为这些疾病比单基因病更常见，对人类造成的危害更大。
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1 概 述
MS被认为是遗传性可传递疾病已有100多年的历史。它主要由遗传流行病学证实。人们通过对不同地区人群发病率的调查进行家系发病风险分析，证明MS属于遗传性疾病。MS在世界各地发病率不同，有西方高于东方，两极高于赤道的特点。这可与所在地区环境因素有关，也可与不同种族基因易感性不同有关。患病率最高的是北欧高加索后代，其患病率达0.2%[2]，中国部分地区流行病学资料显示患病率仅为0.0001%。MS患者亲属的患病率明显高于普通人群，其同胞的患病率为3%～5%与双卵双生同胞的患病率一致，单卵双生患者同胞患病率达30%，在无血缘关系的抚养儿女中患病率无增高趋势[3]。所有这些迹象都支持MS属于遗传病，但它不符合孟德尔遗传规律的单基因遗传病，而是由基因与环境因素共同起作用的多基因遗传病。
2 MS与其相关基因
虽然关于MS究竟涉及哪些基因、什么环境因素尚未完全清楚，但寻找易感基因的工作一经开始从未停止过。人们首先集中于研究影响免疫功能及编码髓鞘蛋白等侯选基因[4]，而后又进行了整个基因组的易感基因筛选工作[5～8]，现将上述研究做一简要综述。
, 百拇医药
2.1 人类白细胞抗原(HLA)基因
HLA是唯一公认的与MS易感性相关的基因。HLA在自身识别和免疫反应中起重要作用，亦称主要组织相容性复合体。它的基因聚集在6号染色体短臂，分三类，呈高度多态性。早在1972年Jersild等人就报道了MS与HLAI类抗原A3、B7有关联，随后又报道了与HLAⅡ类抗原DW2、DR2有关联。目前公认MS由易感基因组成的HLA-DR-DQ单体型有关。该易感基因是血清分型DR2的DR15亚型，DQW6的DQ6亚型，此基因属细胞分型的HLA-DW2，即基因型DRB11501，DRB5*0101，DQA1*0102，DQB1*0602。由于HLA-Ⅱ类抗原分型有细胞学、血清学、分子学不同方法，因此导致了名称的差异。这种易感基因关联现象在欧洲、北美表现最强，但其它种族如美国黑人、南非有色人种、希腊、伊朗人也可观察到，另外在世界不同地区还可以见到与HLA其它位点有关的报道，如阿拉伯、撒丁岛的研究证实MS与DR4有关联，日本、墨西哥报道了MS与DR6相关联。尽管HLA基因于MS中起到了不可忽视的作用，估算这在整个MS易感性中所占比例仅为10%[9]，由此可见，除HLA基因还有其它基因参与MS的形成。
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2.2 T细胞受体(TCR)基因
TCR基因是自HLA后MS基因研究最广泛的另一基因，原因非常明显，既然HLA基因在MS形成中有重要意义，那么作为接受MHC所提呈抗原的配对物-T细胞受体，它的基因也自然被作为自身免疫易感基因被深入研究。这些T细胞受体基因包括成对的α、β链和γ、δ链基因。γ、δ链基因位于14号染色体，β、γ链位于7号染色体。1987年Martell等人首先报道了MS与T细胞受体基因相关联，两年后又见于关于T细胞受体基因的关联报道。然而随后的许多研究结果显示T细胞受体基因多态性与MS形成无关[10]。
2.3 免疫球蛋白(Ig)基因
在MS中，鞘内异常免疫球蛋白非常常见，这一现象促使人们研究免疫球蛋白基因。免疫球蛋白由重链和轻链组成，每一条链都由不同的稳定区、可变区、连接区、分化区等位基因编码而成。重链基因簇位于14号染色体长臂。早期关于MS与IgG多态性的研究是应用血清学方法，几位学者报道了关联研究，但结果不尽相同。近期人们应用分子生物学方法对免疫球蛋白重链的不同区域进行了研究，Walter小组曾发现MS与重链可变区多态性相关联，但未发现这一位点的连锁关系，他们的结论是免疫球蛋白可变区基因在MS中有作用，但此作用非常微弱，以至不能用连锁方法检测出来，Hillert小组关于免疫球蛋白稳定区、连接区的研究则未发现任何连锁关系[11]。 2.4 髓鞘碱性蛋白(MBP)基因
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作为实验性自身免疫性脑脊髓炎的主要自身抗原，髓鞘碱性蛋白基因是MS易感基因研究的另一目标。人类MBP基因位于18号染色体，共含7个外显子。在距MBP5起始部位1Kb处有一长度约Kb的三核苷酸重复多态性。Boylan等人1990年报道了MS与这一重复序列的长度有关，1992年应用不同技术芬兰一研究组也有类似发现。但象其它侯选基因一样，随后又有多篇文献报道MBP在他们所研究人群中无连锁或关联[12]。
2.5 线粒体DNA
Lebers遗传性视神经病是一由线粒体DNA突变导致的侵及青年男性视神经的变性性疾病1992年Harding[13]描述这些家族中带有同样突变的女性有与MS很相象的临床表现，故此人们考虑线粒体DNA为MS的易感基因。这一研究小组于1994年又发现了另外3位均有明显眼部症状的MS患者具有11778或3460处的突变。对多数无明显眼部症状的散发MS患者进行研究，均未发现上述突变 ，故认为多发硬化的易感基因不似位于线粒体基因组内。
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2.6 其它侯选基因
细胞因子是免疫调节中的多功能蛋白，在MS脑部病灶处可见INF-γ、IL-2和TNF-α的表达。编码细胞因子的基因与MS的研究也多见报道。在IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ、TNF-α、TGF-β2、IL4-R等细胞因子及受体多态性研究中，多数无连锁和关联，其它侯选基因如TAP、TAP2、LMP2LMP7、MAG、MDG、PLP等基因多态性也见研究，未见阳性结果。
3 基因组筛选
上述研究目标均为侯选基因，人们根据MS为自身免疫性疾病这一特点选择与免疫系统相关的基因进行研究，但是有疏漏MS易感基因的可能。于是人们应用高度多态性微卫星标志对整个基因组进行易感基因筛选，到目前为止已见四篇报道，分别由英国、加拿大、美国及芬兰的研究小组完成[5～8]这些研究之比较见表1。由表1可见这些研究的对象、方法、有意义的染色体区域。虽然这些结果提出的易感区域较长，可能包括许多基因，但它为进一步研究，精细制图，基因定位提供了有利信息。
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表1 基因组筛选研究之比较
英国
加拿大
美国
芬兰
家系数
研究人数
初选同胞对数
基因组标志数
统计学方法
值得深入研究
的染色体区域
227
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769
143
311
连锁分析
关联研究
2p11.3-22
5p
6p21
7p
7q35
12p
14q32
17p
, http://www.100md.com
17q22
19q13.1
22q
Xq
175
825
100
257
连锁分析
关联研究
2p11.3-22
3q
5p
, 百拇医药
6p21
7p
11q21-23
18p11
75
643
81
443
连锁分析
关联研究
3q
5p
6p21
, http://www.100md.com
7q21
7q35
9p22
11p15
12q24
13q33-34
16p13-cen
18p11
19q13.1
21
191
35
328
, 百拇医药
连锁分析
关联研究
5p14-p12
6p21
17q22-24
但令人遗憾的是四个小组筛选结果仅HLA及5p12-14区域有共同发现，其它结果不完全一致。这使人们再一次意识到多发性硬化的遗传异质性。也许将病人按照表型分组降低遗传异质性后，结论会更统一些。
4 展 望
由MS侯选基因及整个基因组筛选工作我们可以看到寻找MS易感基因非常不易。MS的临床表型不一致及可能出现的表型一致基因型不同使得MS这一复杂疾病在应用经典的遗传模式连锁分析时受到了限制。故此人们在基因组筛选中应用了非模式依赖连锁分析及关联研究，然而寻找出MS易感基因是可能的，近期其它复杂性自身免疫性疾病如糖尿病及神经变性性疾病如Alzheimer，s病易感基因方面取得的成绩，增加了MS易感基因筛选工作者的信心。今后在进一步对MS分型的基础上，增加研究对象数量。改进连锁分析、关联研究方法，增加计算方法的效力，有望得出更多更确切的结果。
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参考文献
1 Sadovnik AD,Ebers GC.Epidemiology of MS:a critical overview.Can J Neurol Sai,1993,20:17.
2 Poster CM.The epidemiology of multiple sclerosis:a general overview.Ann Neurol,1994,36(supple 2):180.
3 Sadovnick AD,Armstrong H,Rice GP,et al.A population based on twin study of multiple sclerosis in twins:update.Ann Neurol,1993,33:281.
4 Olerup O,Hilert J.HLA class Ⅱ-associated genetic susceptibility in multiple sclerosis:a critical evaluation.Tissue Antigens,1991,38:1.
, 百拇医药
5 Ebers GC,Kukay K,Bulman DE,et al.A full genome search in multiple sclerosis.Nat Genet,1996,13:472.
6 Haines JL,Ter-Monition M,Bazyk A,et al.A complete gnomic screen for multiple sclerosis underscores a role for the major histocompatibility complex.Nat Genet,1996,13:469.
7 Sawcer S,Jones HB,Feakes R,et al.A genome screen in multipe sclerosis reveals susceptibility loci on chromosome 6 p21 and 17 q22.Nat Genet,1996,13:464.
, 百拇医药
8 Kuokkanen S,Gschwend M,Rionx JD,et al.Genmewide scan of multiple sclerosis in finishmultiplex families.Am J Hum Genet,1997,61:1379.
9 Risch N.Assessing the role of HIA-linked and unlinked determinants of disease.Am J Hum Genet,1987,40:1.
10 Hillert J,Olerup O.Tcel receptor gene in fluence in disease susceptibility-established fact or still only hypothesis?Immunol Today,1992,13:47.
11 Hillert J.Immunoglobulin gamma comstant gene region polymorphisms in mutiple sclerosis.J Neuroimmunol,1993,43:9.
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12 Boylan KB,Takhashi N,Paty DW,et al.DAN length polymorphism 5, to the mylin basic protein gene is associated with multiple sclerosis.Ann Neurol,1990,27:291.
13 Harding AE,Sweeney MG,Miller DH,et al.Dccurrence of a multiple sclerosis-like illness in women who have a leber,s hereditary optic neuropathy mitochondria DNA.Mutation Brain,1992,115:979.
(1998-06-30收稿 1999-01-06修回), 百拇医药
单位：戴亚美 150001 哈尔滨医科大学一院神经科；饶明俐 长春白求恩医科大学一院神经科
关键词：
中风与神经疾病杂志/990139 多发性硬化(MS)是一种多灶性炎性中枢神经系统脱髓鞘性疾病。它的发病年龄多在20～40岁之间，是西方青壮年神经系统功能缺损的常见病因之一。MS的病因尚不清楚，目前普遍认为它是在一定遗传基础上，在某些环境因素作用下发生的自身免疫性疾病[1]。近年随着分子生物学的发展，人们关于基因与该病的知识在快速增长。到目前为止筛选出了多个与MS相关联，连锁的基因或区域，其中HLAⅡ类基因结果较恒定，其它区域不同研究结果不尽相同，这主要与MS的遗传异质性有关。MS属于多基因遗传病，这一特点使其遗传学研究复杂化，然而遗传学的重任也在于研究象糖尿病、高血压、MS这类多基因遗传病，因为这些疾病比单基因病更常见，对人类造成的危害更大。
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1 概 述
MS被认为是遗传性可传递疾病已有100多年的历史。它主要由遗传流行病学证实。人们通过对不同地区人群发病率的调查进行家系发病风险分析，证明MS属于遗传性疾病。MS在世界各地发病率不同，有西方高于东方，两极高于赤道的特点。这可与所在地区环境因素有关，也可与不同种族基因易感性不同有关。患病率最高的是北欧高加索后代，其患病率达0.2%[2]，中国部分地区流行病学资料显示患病率仅为0.0001%。MS患者亲属的患病率明显高于普通人群，其同胞的患病率为3%～5%与双卵双生同胞的患病率一致，单卵双生患者同胞患病率达30%，在无血缘关系的抚养儿女中患病率无增高趋势[3]。所有这些迹象都支持MS属于遗传病，但它不符合孟德尔遗传规律的单基因遗传病，而是由基因与环境因素共同起作用的多基因遗传病。
2 MS与其相关基因
虽然关于MS究竟涉及哪些基因、什么环境因素尚未完全清楚，但寻找易感基因的工作一经开始从未停止过。人们首先集中于研究影响免疫功能及编码髓鞘蛋白等侯选基因[4]，而后又进行了整个基因组的易感基因筛选工作[5～8]，现将上述研究做一简要综述。
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2.1 人类白细胞抗原(HLA)基因
HLA是唯一公认的与MS易感性相关的基因。HLA在自身识别和免疫反应中起重要作用，亦称主要组织相容性复合体。它的基因聚集在6号染色体短臂，分三类，呈高度多态性。早在1972年Jersild等人就报道了MS与HLAI类抗原A3、B7有关联，随后又报道了与HLAⅡ类抗原DW2、DR2有关联。目前公认MS由易感基因组成的HLA-DR-DQ单体型有关。该易感基因是血清分型DR2的DR15亚型，DQW6的DQ6亚型，此基因属细胞分型的HLA-DW2，即基因型DRB11501，DRB5*0101，DQA1*0102，DQB1*0602。由于HLA-Ⅱ类抗原分型有细胞学、血清学、分子学不同方法，因此导致了名称的差异。这种易感基因关联现象在欧洲、北美表现最强，但其它种族如美国黑人、南非有色人种、希腊、伊朗人也可观察到，另外在世界不同地区还可以见到与HLA其它位点有关的报道，如阿拉伯、撒丁岛的研究证实MS与DR4有关联，日本、墨西哥报道了MS与DR6相关联。尽管HLA基因于MS中起到了不可忽视的作用，估算这在整个MS易感性中所占比例仅为10%[9]，由此可见，除HLA基因还有其它基因参与MS的形成。
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2.2 T细胞受体(TCR)基因
TCR基因是自HLA后MS基因研究最广泛的另一基因，原因非常明显，既然HLA基因在MS形成中有重要意义，那么作为接受MHC所提呈抗原的配对物-T细胞受体，它的基因也自然被作为自身免疫易感基因被深入研究。这些T细胞受体基因包括成对的α、β链和γ、δ链基因。γ、δ链基因位于14号染色体，β、γ链位于7号染色体。1987年Martell等人首先报道了MS与T细胞受体基因相关联，两年后又见于关于T细胞受体基因的关联报道。然而随后的许多研究结果显示T细胞受体基因多态性与MS形成无关[10]。
2.3 免疫球蛋白(Ig)基因
在MS中，鞘内异常免疫球蛋白非常常见，这一现象促使人们研究免疫球蛋白基因。免疫球蛋白由重链和轻链组成，每一条链都由不同的稳定区、可变区、连接区、分化区等位基因编码而成。重链基因簇位于14号染色体长臂。早期关于MS与IgG多态性的研究是应用血清学方法，几位学者报道了关联研究，但结果不尽相同。近期人们应用分子生物学方法对免疫球蛋白重链的不同区域进行了研究，Walter小组曾发现MS与重链可变区多态性相关联，但未发现这一位点的连锁关系，他们的结论是免疫球蛋白可变区基因在MS中有作用，但此作用非常微弱，以至不能用连锁方法检测出来，Hillert小组关于免疫球蛋白稳定区、连接区的研究则未发现任何连锁关系[11]。 2.4 髓鞘碱性蛋白(MBP)基因
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作为实验性自身免疫性脑脊髓炎的主要自身抗原，髓鞘碱性蛋白基因是MS易感基因研究的另一目标。人类MBP基因位于18号染色体，共含7个外显子。在距MBP5起始部位1Kb处有一长度约Kb的三核苷酸重复多态性。Boylan等人1990年报道了MS与这一重复序列的长度有关，1992年应用不同技术芬兰一研究组也有类似发现。但象其它侯选基因一样，随后又有多篇文献报道MBP在他们所研究人群中无连锁或关联[12]。
2.5 线粒体DNA
Lebers遗传性视神经病是一由线粒体DNA突变导致的侵及青年男性视神经的变性性疾病1992年Harding[13]描述这些家族中带有同样突变的女性有与MS很相象的临床表现，故此人们考虑线粒体DNA为MS的易感基因。这一研究小组于1994年又发现了另外3位均有明显眼部症状的MS患者具有11778或3460处的突变。对多数无明显眼部症状的散发MS患者进行研究，均未发现上述突变 ，故认为多发硬化的易感基因不似位于线粒体基因组内。
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2.6 其它侯选基因
细胞因子是免疫调节中的多功能蛋白，在MS脑部病灶处可见INF-γ、IL-2和TNF-α的表达。编码细胞因子的基因与MS的研究也多见报道。在IL-2、IL-4、IL-10、INF-γ、TNF-α、TGF-β2、IL4-R等细胞因子及受体多态性研究中，多数无连锁和关联，其它侯选基因如TAP、TAP2、LMP2LMP7、MAG、MDG、PLP等基因多态性也见研究，未见阳性结果。
3 基因组筛选
上述研究目标均为侯选基因，人们根据MS为自身免疫性疾病这一特点选择与免疫系统相关的基因进行研究，但是有疏漏MS易感基因的可能。于是人们应用高度多态性微卫星标志对整个基因组进行易感基因筛选，到目前为止已见四篇报道，分别由英国、加拿大、美国及芬兰的研究小组完成[5～8]这些研究之比较见表1。由表1可见这些研究的对象、方法、有意义的染色体区域。虽然这些结果提出的易感区域较长，可能包括许多基因，但它为进一步研究，精细制图，基因定位提供了有利信息。
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表1 基因组筛选研究之比较
英国
加拿大
美国
芬兰
家系数
研究人数
初选同胞对数
基因组标志数
统计学方法
值得深入研究
的染色体区域
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连锁分析
关联研究
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但令人遗憾的是四个小组筛选结果仅HLA及5p12-14区域有共同发现，其它结果不完全一致。这使人们再一次意识到多发性硬化的遗传异质性。也许将病人按照表型分组降低遗传异质性后，结论会更统一些。
4 展 望
由MS侯选基因及整个基因组筛选工作我们可以看到寻找MS易感基因非常不易。MS的临床表型不一致及可能出现的表型一致基因型不同使得MS这一复杂疾病在应用经典的遗传模式连锁分析时受到了限制。故此人们在基因组筛选中应用了非模式依赖连锁分析及关联研究，然而寻找出MS易感基因是可能的，近期其它复杂性自身免疫性疾病如糖尿病及神经变性性疾病如Alzheimer，s病易感基因方面取得的成绩，增加了MS易感基因筛选工作者的信心。今后在进一步对MS分型的基础上，增加研究对象数量。改进连锁分析、关联研究方法，增加计算方法的效力，有望得出更多更确切的结果。
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1 Sadovnik AD,Ebers GC.Epidemiology of MS:a critical overview.Can J Neurol Sai,1993,20:17.
2 Poster CM.The epidemiology of multiple sclerosis:a general overview.Ann Neurol,1994,36(supple 2):180.
3 Sadovnick AD,Armstrong H,Rice GP,et al.A population based on twin study of multiple sclerosis in twins:update.Ann Neurol,1993,33:281.
4 Olerup O,Hilert J.HLA class Ⅱ-associated genetic susceptibility in multiple sclerosis:a critical evaluation.Tissue Antigens,1991,38:1.
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5 Ebers GC,Kukay K,Bulman DE,et al.A full genome search in multiple sclerosis.Nat Genet,1996,13:472.
6 Haines JL,Ter-Monition M,Bazyk A,et al.A complete gnomic screen for multiple sclerosis underscores a role for the major histocompatibility complex.Nat Genet,1996,13:469.
7 Sawcer S,Jones HB,Feakes R,et al.A genome screen in multipe sclerosis reveals susceptibility loci on chromosome 6 p21 and 17 q22.Nat Genet,1996,13:464.
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8 Kuokkanen S,Gschwend M,Rionx JD,et al.Genmewide scan of multiple sclerosis in finishmultiplex families.Am J Hum Genet,1997,61:1379.
9 Risch N.Assessing the role of HIA-linked and unlinked determinants of disease.Am J Hum Genet,1987,40:1.
10 Hillert J,Olerup O.Tcel receptor gene in fluence in disease susceptibility-established fact or still only hypothesis?Immunol Today,1992,13:47.
11 Hillert J.Immunoglobulin gamma comstant gene region polymorphisms in mutiple sclerosis.J Neuroimmunol,1993,43:9.
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13 Harding AE,Sweeney MG,Miller DH,et al.Dccurrence of a multiple sclerosis-like illness in women who have a leber,s hereditary optic neuropathy mitochondria DNA.Mutation Brain,1992,115:979.
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