日本人群IgG4相关疾病的全基因组测序研究：揭示遗传易感性与临床亚型特异性机制

《The Lancet Rheumatology》：IgG4-related disease in the Japanese population: a whole-genome sequencing study

本研究针对IgG4相关疾病（IgG4-RD）遗传机制研究存在的技术局限，通过全基因组测序技术对日本人群开展大规模关联分析。研究不仅验证了HLA-DRB1和FCGR2B等已知易感基因，首次发现补体C4基因拷贝数变异（C4A保护性，C4B风险性）的独立关联，并鉴定出Mikulicz病特异性位点PTCH1（p=3.8×10?8）和lncRNA LOC102724227。该研究通过高分辨率HLA分型技术进一步定位到三个关键氨基酸残基（DRB1-GB-7、A-GA2-9、DQB1-GB-82），为阐明IgG4-RD多基因遗传架构和临床异质性提供了重要证据。

在自身免疫疾病研究领域，IgG4相关疾病（IgG4-RD）作为一种相对新识别的疾病实体，近年来逐渐引起临床和科研界的广泛关注。该疾病以组织中IgG4阳性浆细胞浸润、席纹状纤维化、血清IgG4水平升高以及肿瘤并发症风险增加为特征，自2001年被正式命名以来，其发病率在全球范围内呈现持续上升趋势。尤其在日本人群中，该疾病的年发病率从2009年的0.28-1.08/10万上升至2016年的3.01/10万，这种显著增长不仅反映了疾病诊断标准的完善和临床认识的提高，也凸显了深入探究其发病机制的紧迫性。

尽管先前的研究通过基因组关联分析（GWAS）技术已经初步揭示了HLA-DRB1和FCGR2B基因区域与IgG4-RD易感性的关联，但这些研究大多基于微阵列基因分型和基因型填充技术，存在明显的技术局限性。微阵列技术难以准确捕捉高度多态性区域（如HLA基因座）的完整遗传信息，也无法有效分析结构变异和低频罕见变异。此外，IgG4-RD临床表现具有高度异质性，可表现为自身免疫性胰腺炎、Mikulicz病（泪腺和唾液腺受累）、Riedel甲状腺炎等多种器官特异性亚型，这种临床多样性提示可能存在不同的遗传背景和发病机制，但此前缺乏针对特定亚型的遗传学研究。

为了突破这些技术瓶颈，由Yuxun Oswald Zhang、Takeshi Iwasaki等研究者组成的团队在《The Lancet Rheumatology》上发表了针对日本人群的大规模全基因组测序研究。该研究采用了两阶段、亚型分层病例对照设计，旨在通过高深度全基因组测序（15×或30×）全面探索IgG4-RD的遗传基础，包括单核苷酸多态性、结构变异和拷贝数变异，特别是那些微阵列技术难以捕获的遗传变异。

研究团队采用了多项关键技术方法：首先，利用HiSeqX和NovaSeq平台进行全基因组测序，实现对遗传变异的直接检测，避免依赖基因型填充；其次，建立了基于测序深度的补体C4基因拷贝数变异分型方法，准确量化C4A和C4B基因拷贝数；此外，研究还进行了高分辨率HLA氨基酸残基水平分析，直接评估HLA多态性对疾病易感性的影响。样本来源包括日本IgG4相关疾病工作联盟的50家医院（Set 1）和8家医院（Set 2）的患者样本，以及相应的日本本土人群对照。

研究结果

人群特征与质量控制

研究共纳入两个独立样本集：Set 1包含646例IgG4-RD患者（女性26.6%，平均年龄64.4岁）和2254例人群对照；Set 2包含223例患者（女性35.0%，平均年龄63.5岁）和405例对照。所有参与者均经主成分分析确认为日本本土人群 ancestry。患者平均血清IgG4浓度在Set 1为653.1 mg/dL，Set 2为543.5 mg/dL，符合IgG4-RD的诊断特征。

已知易感位点的验证与新发现

研究成功验证了FCGR2B基因区域与IgG4-RD的显著关联（p=9.8×10^–11），确认了该基因在疾病发生中的重要作用。更重要的是，研究发现了PTCH1基因（p=3.8×10^?8）和长链非编码RNA LOC102724227与Mikulicz病特异性相关，这是首次报道与IgG4-RD特定临床亚型相关的遗传位点。

HLA区域精细定位

通过高分辨率HLA分析，研究不仅确认了HLA-DRB1基因第七位氨基酸残基（DRB1-GB-7）与疾病的强关联（p=1.1×10^–19），还鉴定出两个新的独立关联位点：HLA-A基因的A-GA2-9残基（p=4.1×10^–6）和HLA-DQB1基因的DQB1-GB-82残基（p=4.7×10^–9）。这些发现扩展了对HLA区域在IgG4-RD中作用机制的理解。

补体C4拷贝数变异分析

研究首次系统评估了补体C4基因拷贝数变异与IgG4-RD的关联。结果显示，C4A基因拷贝数增加对疾病具有保护作用（β=–0.127，p=7.9×10^–3），而C4B基因拷贝数增加则增加疾病风险（β=0.151，p=1.9×10^–2）。进一步分析表明，C4等位基因与已鉴定的HLA氨基酸残基之间的连锁不平衡程度较低（r²<0.15），提示C4拷贝数变异对疾病风险的贡献独立于HLA区域。

讨论与结论

本研究通过全基因组测序技术深入探索了IgG4-RD的遗传架构，取得了多项重要突破。首先，研究证实了补体C4基因拷贝数变异是独立于HLA和FCGR2B的IgG4-RD遗传风险因素，这一发现具有特殊意义，因为C4基因在补体激活和免疫复合物清除中发挥关键作用，其变异可能直接影响疾病的免疫病理过程。

值得注意的是，C4A和C4B虽然基因序列高度相似，但表现出相反的疾病关联方向，这与它们在免疫生物学功能上的差异相一致。C4A更倾向于与氨基酸残基结合，而C4B则更易与碳水化合物结合，这种功能差异可能解释了它们对疾病风险的不同影响。特别有趣的是，虽然系统性红斑狼疮（SLE）和IgG4-RD共享FCGR2B、C4A和C4B等遗传决定因素，但这些基因在两种疾病中表现出相反的作用方向，提示相似的遗传因素可能通过不同的机制参与不同类型的自身免疫性疾病。

对疾病亚型的分析揭示了Mikulicz病特异性遗传位点，包括PTCH1基因和LOC102724227长链非编码RNA。PTCH1是Hedgehog信号通路的关键调控因子，该通路在胚胎发育和组织修复中发挥重要作用，其与唾液腺和泪腺特异性疾病表型的关联，为理解IgG4-RD器官倾向性提供了新的分子线索。

在HLA区域，研究发现多个独立的作用信号，表明IgG4-RD的HLA关联比先前认识的更为复杂。三个鉴定的氨基酸残基位于HLA分子的抗原结合槽中，可能影响抗原呈递特异性，进而改变自身免疫反应的靶向性。

这项研究的临床意义在于为开发个体化治疗策略奠定了基础。不同遗传背景的患者可能对特定治疗策略有不同反应，针对特定遗传亚型的靶向治疗可能提高治疗效果并减少副作用。此外，研究建立的全面遗传图谱为未来跨种族比较研究提供了重要参考，有助于揭示IgG4-RD在不同人群中的遗传异同。

总之，这项全基因组测序研究不仅深化了对IgG4-RD遗传基础的理解，还揭示了疾病临床异质性的潜在遗传机制，为未来精准医疗策略的开发提供了重要科学依据。研究结果强调IgG4-RD是一种具有复杂多基因遗传背景的疾病，其发病涉及HLA系统、免疫受体基因和补体系统等多个免疫相关通路的多层次相互作用。