上海交大973首席科学家Nature Genetics攻克易感基因难点问题

　　

生物通报道：来自上海交通大学医学院，南卡罗来纳医科大学等处的研究人员利用特异性长片段基因扩增测序的方法，在系统性红斑狼疮（SLE）显著性相关易感位点rs73366469区域发现了功能性遗传易感位点rs201802880，该位点位于NCF1的编码区。这一位点与类风湿关节炎和原发性干燥综合征病人的遗传易感性相关，而且这项研究用一代测序的方法发现功能性致病位点，弥补了二代测序技术的漏洞，为今后发现多基因复杂遗传性疾病的功能性致病位点提供了新的思路。

这一研究成果公布在Nature Genetics杂志上，文章的通讯作者分别为南卡罗来纳医科大学Betty P Tsao，Jian，Zhao，以及上海交通大学医学院附属仁济医院风湿病研究所沈南教授，沈教授的主要研究方向是解析系统性红斑狼疮等自身免疫病的分子遗传机制并发展特异性免疫干预手段防止靶器官损害。第一作者为南卡罗来纳大学的赵健博士及仁济医院风湿病研究所马健阳。

系统性红斑狼疮、类风湿关节炎以及原发性干燥综合征，都是复杂的自身免疫疾病，病因与发病机制尚未明确。系统性红斑狼疮死亡率高，是世界公认的难治病。类风湿关节炎，会造成肢体残疾，严重影响患者生活质量，对家庭和社会造成严重的经济负担。原发性干燥综合征，是一种常见病，因症状不被重视，易被漏诊或误诊。这些自身免疫性疾病，目前尚无根治的手段，主要利用激素和免疫抑制剂或者生物制剂等控制和缓解病情恶化，早期诊断和早期治疗对改善预后有积极意义。

从基因层面开展自身免疫疾病的机制研究，进而寻找到进行干预的有效靶点，这是近年来中外风湿免疫专家所关注的研究焦点。人类基因组中存在大量的单核苷酸多态性位点（SNP），其中一些位点只是遗传标签，对表型没有贡献，也就是说不是功能性位点。在疾病遗传学研究中，只有发现了功能性的疾病易感位点和易感基因，并阐述了其中的分子机制，才能为疾病的干预治疗提供有效靶点。

此前仁济医院风湿病临床诊治及研究中心，联合中科院上海生命科学院健康科学研究所等多个研究单位，利用免疫芯片发现系统性红斑狼疮（SLE）显著性相关易感位点rs73366469，由于该位点位于基因组非编码区域，基因表达相关性分析提示这个位点不是功能性位点。但是，由于该位点处于重复性多拷贝的复杂基因区域附近，无法使用高通量二代测序技术（NGS）找到于这个位点连锁的功能性致病位点，因而，研究人员始终无法锁定可以进行干预的致病位点，更无从研究致病位点的功能改变机制。

最新这项研究利用特异性长片段基因扩增测序的方法在该复杂基因区域终于发现了功能性遗传易感位点rs201802880，该位点位于NCF1的编码区。NCF1是NAPDH氧化酶（NOX2）复合物的一个亚基，该易感位点的突变型会造成NCF1蛋白的氨基酸改变，导致NAPDH氧化酶活性氧产量减少，从而参与疾病发生发展。更重要的是，他们发现该位点还与类风湿关节炎和原发性干燥综合征病人的遗传易感性相关。

沈南教授认为，此项研究在研究方法上，运用一代测序的方法发现功能性致病位点，弥补了二代测序技术的漏洞，为今后发现多基因复杂遗传性疾病的功能性致病位点提供了新的思路；此项研究还发现氧化应激反应在自身免疫过程中具有重要的调节作用，研究更重要的价值在于找到了多种自身免疫病疾病共有的易感基因，为多种自身免疫性疾病的干预治疗提供了新的靶标。在临床方面，临床治疗中可以筛选和应用能够增加氧化酶活性氧产生量的新药，或者尝试应用具有增加氧化酶活性氧产生量功能的老药来特异性的干预治疗疾病。

作者简介：

沈南

上海风湿病学研究所所长,分子遗传学研究室主任，中科院上海生命科学院/上海交通大学医学院健康科学研究所PI

研究方向
研究目标是解析系统性红斑狼疮等自身免疫病的分子遗传机制并发展特异性免疫干预手段防止靶器官损害。主要内容包括：1) SLE相关基因的定位、鉴定及功能研究；2) SLE患者干扰素通路异常激活的分子机制和IFN-α诱导的相关基因在狼疮免疫调节中的作用机制研究；3) 鉴定参与免疫调节的非编码RNA，研究非编码RNA在SLE等自身免疫性疾病中的作用；4) 发展新的疾病生物标志物。

主要成果
1. 发现I型干扰素通路异常激活是狼疮病人的主要分子表型2. Ⅰ型干扰素通路过度活化对狼疮免疫病理损伤的细胞及分子机制3. 阐述了microRNA参与调控狼疮病人干扰素通路的现象和机制4. 揭示红斑狼疮Ⅰ型干扰素通路异常激活的遗传机制

原文摘要：

A missense variant in NCF1 is associated with susceptibility to multiple autoimmune diseases

Systemic lupus erythematosus (SLE) is a heterogeneous autoimmune disease with a strong genetic component characterized by autoantibody production and a type I interferon signature1. Here we report a missense variant (g.74779296G>A; p.Arg90His) in NCF1, encoding the p47phox subunit of the phagocyte NADPH oxidase (NOX2), as the putative underlying causal variant that drives a strong SLE-associated signal detected by the Immunochip in the GTF2IRD1–GTF2I region at 7q11.23 with a complex genomic structure. We show that the p.Arg90His substitution, which is reported to cause reduced reactive oxygen species (ROS) production2, predisposes to SLE (odds ratio (OR) = 3.47 in Asians (Pmeta = 3.1 × 10−104), OR = 2.61 in European Americans, OR = 2.02 in African Americans) and other autoimmune diseases, including primary Sjögren's syndrome (OR = 2.45 in Chinese, OR = 2.35 in European Americans) and rheumatoid arthritis (OR = 1.65 in Koreans). Additionally, decreased and increased copy numbers of NCF1 predispose to and protect against SLE, respectively. Our data highlight the pathogenic role of reduced NOX2-derived ROS levels in autoimmune diseases.