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编号:10284173
HLA-DR抗原β链的共同表位与类风湿关节炎相关性研究
http://www.100md.com 《中华风湿病学杂志》 2000年第3期
     作者:刘巧红 滕云 沈凌汛

    单位:刘巧红(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院风湿科);滕云(同济医科大学医学遗传研究室(滕云);沈凌汛(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院风湿科)

    关键词:关节炎,类风湿;抗原决定簇;HLA-DR抗原;聚合酶链反应-序列特异性引物

    中华风湿病学杂志000307 【摘 要】 目的 探讨人类白细胞抗原(HLA)-DR基因编码的共同表位(SE)与武汉籍汉族类风湿关节炎(RA)的相关性。方法 采用聚合酶链反应-序列特异性引物技术(PCR-SSP),对武汉籍汉族人群78例RA患者和126例健康者的HLA-DRB1*01、*04基因型进行检测。结果 RA患者中具有编码QKRAA或QRRAA的共同表位阳性率为43.6%,明显高于正常对照组(15.1%,P0.01);SE阳性的RA患者的关节压痛数、侵蚀性病变以及关节外表现明显高于SE阴性的RA患者(P0.01)。结论 HLA-DR基因编码的SE与武汉籍汉族RA易感性及疾病严重性相关,共同表位的检测可作为一项病情及预后判断的指标。
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    Relation between shared epitope of HLA-DR antigen β chain and rheumatoid arthritis

    LIU Qiaohong,TENG Yun,SHEN Lingxun

    (Department of Rheumatology,Union Hospital,Tongji Medical University,Wuhan 430022,China)

    【Abstract】 Objective To explore the association between expression of HLA-DR antigen shared epitope (SE) and rheumatoid arthritis (RA) in Han nationality in Wuhan of China.Method The method of DNA amplification with sequence-specific primers (PCR-SSP) was used to dertermine HLA-DRB101,04 genotype in 78 patients with RA and 126 healthy controls in Han nationality from Wuhan.Results There was a significant increase in the presence of amino acid sequence QKRAA of QRRAA both in RA patients overall compared with healthy group (43.6% vs 15.1%,P0.01).RA patients with SE were more severe in tender joint numbers,radiological severity and extraarticular disease than those with SE negative.Conclusion The results suggest that strong association between SE of HLA-DR antigen and susceptibility and severity to RA in Han nationality in Wuhan,and SE may be a useful marker for disease severity and prognosis in the patients with RA.
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    【Key words】 Arthritis,rheumatoid; Antigenic determinants; HLA-DR antigens; PCR-sequence-specific primers

    类风湿关节炎(RA)作为自身免疫性疾病至今病因不明,国内外研究表明,人类白细胞抗原(HLA)DR抗原β链第70~74位氨基酸残基的多态性与RA的易感性有密切的关系,凡是在该段位置上的氨基酸序列为QKRAA、QRRAA或RRRAA的个体,都表现出对RA的易感性增高[1,2]。但不同种族,不同地理环境中,HLA-DRB1基因型的构成差异较大[3]。为探讨这些共同表位(shared epitope, SE)与RA易感性及疾病严重性的相关性,我们对武汉籍汉族的RA患者和健康人群的HLA-DR1和HLA-DR4进行基因分析。

    1 资料与方法

, http://www.100md.com     1.1 研究对象

    78例RA患者均符合美国风湿病协会1987年RA分类标准[4],男性12例,女性66例,年龄(39±10)岁,病程(10±8)年。另选择健康成年人126名作为正常对照组。所有观察对象均为祖籍三代居住武汉地区,无血缘关系的汉族人。两组对象的年龄和性别构成差异无显著性。

    1.2 方法

    1.2.1 全血DNA的制备:取外周血3 ml,2% EDAT抗凝,常规盐析法提取DNA。

    1.2.2 HLA-DR1和HLA-DR4等位基因及其亚型测定:采用PCR-SSP法,按文献[5]略加改进。引物的核苷酸序列、扩增产物长度及其扩增的特异等位基因分别见表1。以β球蛋白基因作为内对照,5′端引物序列为 5′-TATCATGCCTCTTTGCACCA-TTC-3′,3′端引物为5′-AATGCACTGACCTCCCACATTCC-3′,扩增片段长约580 bp。95 ℃预变性5 min,然后按94 ℃变性25 s,64 ℃退火55 s,72 ℃延伸30 s,循环30次,72 ℃再延伸5 min,扩增产物经2%琼脂糖凝胶电泳,紫外灯下观察。
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    表1 应用PCR-SSP进行HLA-DRB1*01,*04亚型分析的特异性引物核苷酸序列、产物长度及扩增特异性 5′引物

    序列(5′-3′)

    3′引物

    序列(5′-3′)

    产物(bp)

    扩增特异性(DRB1*04)

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′041

    GTCCACCGCGGCCCGCT
, 百拇医药
    212

    01,02,09

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′042

    CGCGGCCCGCTCGTCT

    206

    02

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′043

    TGCAGTAGGTGTCCACCT
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    222

    03,06,07,11

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′044

    CTGCAGTAGGTGTCCACCG

    223

    01,02,04,05,08,09,10

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′045
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    TGTTCCAGTACTCGGCGCT

    171

    05,09,10,11

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′046

    CGCTGTCGAAGCGCACGG

    111

    06

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA
, 百拇医药
    3′047

    CTGCACTGTGAAGCTCTCAC

    260

    01,05,07,08,09

    5′04

    GTTTCTTGGAGCAGGTTAAACA

    3′048

    CTGCACTGTGAAGCTCTCCA

    260

    02,03,04,06,10,11

    5′引物
, 百拇医药
    序列(5′-3′)

    3′引物

    序列(5′-3′)

    产物(bp)

    扩增特异性(DRB1*01)

    5′01

    TTGTGGCAGCTTAAGTTTGAAT

    3′A

    CTGCACTGTGAAGCTCTCAC

    255

    01,03

    5′01
, 百拇医药
    TTGTGGCAGCTTAAGTTTGAAT

    3′B

    CTGCACTGTGAAGCTCTCCA

    255

    02

    5′01

    TTGTGGCAGCTTAAGTTTGAAT

    3′C

    GGCCCGCCTCTGCTCCA

    195

    01,02

, http://www.100md.com     5′01

    TTGTGGCAGCTTAAGTTTGAAT

    3′D

    CGGCCCGCTCGTCTTCC

    195

    03

    5′01

    TTGTGGCAGCTTAAGTTTGAAT

    3′E

    TCGCCGCTGCACTGTGAAG

    261

    04
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    1.2.3 临床观察指标:包括患者的发病年龄、性别、病程、关节外表现(血管炎、皮下结节、雷诺现象等)、红细胞沉降率(ESR)、C反应蛋白(CRP)、类风湿因子(RF)、患者受累关节及其放射分数[6]等。

    1.3 统计学处理

    用χ2检验进行率的比较,两组间差异分析采用t检验。

    2 结果

    2.1 RA患者和正常对照组共同表位的频率:见表2。RA患者中呈SE阳性的有34例,明显高于对照组(43.6%比15.1%,P<0.01),其中编码QKRAA共同表位(DRB1*0401)的有4例(5.1%),编码QRRAA (DRB1*0101、*0102、*0404、*0405、*0408)有30例(38.5%)。

, 百拇医药     表2 SE与RA疾病严重性的关系 表现型

    RA

    对照

    P值

    RR

    例数

    %

    例数

    %

    SE

    -

    44

    51.3
, 百拇医药
    107

    84.9

    +

    34

    43.6

    19

    15.1

    <0.01

    4.35

    SE杂合子

    DRB1*01

    3

    3.8
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    3

    2.3

    1.64

    DRB1*04

    32

    41.0

    16

    12.7

    <0.01

    4.78

    SE纯合子

    DRB1*04

    3
, 百拇医药
    2.4

    0

    0

    <0.01

    RA患者中,呈DR4阳性的有41例(52.5%),其中编码SE的有32例(41.0%),对照组中DR4阳性有27例(21.6%),其中编码SE的有16例(12.7%),均低于RA患者(P<0.01)。

    2.2 SE阳性和SE阴性的RA患者的临床特征的比较,见表3。编码SE/SE(SE纯合子)和SE/-(SE杂合子)组患者的关节压痛数、放射分数以及类风湿结节数与-/-(SE阴性)组相比有明显差异(P<0.01),编码SE/SE和SE/-组相比仅放射分数有差异(P<0.01)外,余差异无显著性。表3 SE阳性和SE阴性的RA患者的临床特征比较 项目

, 百拇医药     ES/SE

    SE/-

    -/-

    发病年龄(岁)

    46±11

    51±14

    47±13

    类风湿结节数n(%)

    4(100)*

    30(85.7)*

    5(12.5)

    RF(≥1∶20)n(%)
, 百拇医药
    3(75)

    28(82.4)

    32(80)

    ESR(mm/1h)

    52±33

    57±31

    50±33

    压痛关节数(个)

    29±13*

    27±12*

    16±11

    肿胀关节数(个)
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    21±14

    20±12

    15±5

    受限关节数(个)

    12±9

    11±7

    10±5

    放射分数(分)

    49±31

    29±20*

    13±10

    注:与-/-相比,*P<0.01;与SE/-相比,ΔP<0.01
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    2.3 RA患者关节受累部位与SE的关系:见表4。SE阳性组RA患者总的受累关节数目和放射分数较高,尤其是腕关节、肘关节和膝关节受累频率明显高于SE阴性组(P<0.01)。而掌指关节、近端指关节、远端指关节、髋关节、肩关节与SE关系不大。表4 SE与关节侵蚀的关系 关节

    SE(-)

    SE(+)

    腕关节(个)

    8

    34*

    掌指关节(个)

    30

    33

, 百拇医药     近端指关节(个)

    29

    30

    远端指关节(个)

    3

    5

    膝关节(个)

    5

    30*

    肘关节(个)

    2

    34*

    髋关节(个)
, 百拇医药
    2

    5

    肩关节(个)

    12

    15

    注:与SE(-)相比,*P<0.01

    3 讨论

    RA的病因较复杂,除环境因素外,遗传因素也在RA的发生和发展中起着重要的作用。目前已证实RA患者在细胞免疫和体液免疫异常,如患者多伴有IgM-RF、抗ssDNA抗体等自身抗体增高。随着免疫遗传学的发展,已有许多研究证实RA与HLA相关。

    HLA复合体位于人类第6号染色体短臂上,其中HLA-II类基因具有高度多态性,是参与机体特异性识别和免疫应答的主要成分。HLA等位基因多态性决定了个体免疫反应的表型,通过对T细胞的自身调节,影响抗原递呈过程。至今已发现与RA有关的基因型有:DRB1*0401、*0404、*0405、*0408、*0101、*0102、*1001、*1402,这些基因编码DR抗原的第三高变区氨基酸序列均为QKRAA或QRRAA或RRRAA(共同表位学说)[7,8]。上述序列中个别氨基酸如果被带相反电荷的氨基酸取代,将降低RA易感风险。Toussirot等发现,法国东部高加索人群RA患者以编码QRRAA为主,基因型主要为DRB1*0401。Nepom等研究显示编码共同表位阳性的RA患者中QKRAA占74%。我们采用PCR-SSP法对武汉籍汉族RA患者进行编码SE的DR基因分析,RA患者SE的阳性率明显高于正常人群,且以QRRAA与RA相关为主,基因型以DRB1*0405为主,结果与我国北方的有关研究相似,表明与RA发病有关的SE有一定的地域差异。
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    本研究还显示,RA患者编码SE/SE和SE/-患者与关节压痛数、侵蚀性病变(放射分数)、关节外表现(如类风湿结节)有较强相关性,提示编码共同表位的RA患者病情较重,治疗及预后较差。如果将编码共同表位阳性的RA患者受累关节部位与共同表位阴性组相比较,发现共同表位阳性组RA患者的腕关节、肘关节以及膝关节受累的频率高于共同表位阴性组。Moreno等研究认为,西班牙人群中RA患者SE阳性与膝关节、肘关节和肩关节侵蚀有关。

    共同表位学说认为这些由不同基因编码的共同表位QRRAA或QKRAA,它们的氨基酸残基恰好位于HLA-Ⅱ类分子抗原结合槽的α螺旋部位,这些氨基酸具有与共同的抗原结合特性,可与致关节炎抗原肽结合,并将其呈递给T细胞,从而导致RA发病。Roudier等发现EB病毒包膜的一种糖白gp110含有与HLA-DRB1中70~74位相同的氨基酸序列,EB病毒感染可能诱发T细胞对gp110的免疫反应,并和DR4发生交叉免疫反应,从而导致RA发病。

    RA的临床表现复杂多样,共同表位可作为疾病严重性和预后的参考指标,在RA患者发病早期,可根据共同表位的检测情况采取针对性治疗,以及时控制病情。当然HLA-II类基因在RA发病中的作用仅占33%,说明有共同表位以外的机制在RA发病中起作用,尚需进一步研究。
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    参 考 文 献

    1,Hong C,Park MH,Takeuchi F,et al.Association of specific amino acid sequence of HLA-DR with rheumatoid arthritis in Koreans and its diagnostic value.J Rheumatol,1996,23:1699-1703.

    2,Yelamos J,Garcia-Lozano R,Moreno I,et al.Association of HLA-DR4-Dw15(DRB1*0405) and DR10 with rheumatoid arthritis in a Spanish population.Arthritis Rheum,1993,36:811-814.

    3,McCuskey CT,Reid B,Green D,et al.HLA-D region antigens in patients with rheumatoid arthritis.Arthritis Rheum,1991,34:192-197.
, 百拇医药
    4,Arnett FC,Edworth S,Blook DA,et al.The american rheumatism association 1987 revised criteria for the classification of rheumatoid arthritis.Arthritis Rheum,1987,31:315-324.

    5,Zetterquist H,Olerup O.Identification of the HLA-DRB1*04,-DRB1*07,and -DRB1*09 alleles by PCR amplification with sequence-spcific primers (PCR-SSP) in 2 hours.Hum Immunol,1992,34:64-74.

    6,Larsen A.How to apply Larsen score in evaluating radiographs of rheumatoid arthritis in long term studies?J Rheumatol,1995,22:1974-1975.
, 百拇医药
    7,Winchester R,Dwyer E,Rose S.The genetic bases of rheumatoid arthritis:the shared epitope hypothesis.Rheum Dis Clin North Am,1992,18:761-783.

    8,Gregersen P,Silver J,Windchester R. The shared epitope hypotheses:an approach to understanding the genetics of susceptibility to rheumatoid arthirtis.Arthritis Rheum,1987,30:1205-1213.

    (收稿日期:1999-11-18), 百拇医药