综述:季节性周期基于遗传和表观遗传机制对类风湿性关节炎的影响

【字体: 时间:2025年09月06日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇综述系统阐述了季节性周期通过遗传(GWAS基因、HLA-DRB1共享表位)和表观遗传(DNA甲基化、miRNA、组蛋白修饰)机制调控类风湿性关节炎(RA)的分子机制,揭示了冬季气候通过上调IL-6、TNF-α等促炎因子加剧RA发作的生物学通路,为季节性免疫稳态失衡提供了新见解。

  

引言

类风湿性关节炎(RA)是一种以滑膜增生和骨侵蚀为特征的自身免疫性疾病,全球患病率达1%。其发病机制涉及遗传与环境因素的复杂交互,其中季节性变化(如冬季低温高湿)被报道可显著加重关节症状。抗环瓜氨酸肽抗体(anti-CCP)和类风湿因子(RF)作为RA特异性标志物,其表达水平呈现地理和季节性差异,提示气候因素可能通过表观遗传调控影响免疫耐受。

流行病学

RA患病率存在显著地域差异:北欧人群(0.5%-1.1%)高于南欧(0.3%-0.7%)和加勒比地区(0.2%-0.3%)。纬度相关的气候参数(日照时长、温湿度)与发病率正相关,如日本冬季RA活动度较秋季升高30%。2050年全球RA患者预计增长80.2%,凸显探究环境驱动机制的紧迫性。

遗传组分

HLA基因:HLA-DRB1第三高变区共享表位(SE)与抗CCP强相关,携带双SE等位基因者的疾病风险较阴性者高11.79倍。SE等位基因呈现人群特异性分布,如HLA-DRB1 * 13:01在韩国人群为风险因子,而在日本人群却具保护作用。

非HLA基因:GWAS鉴定的PTPN22(rs2476601)、STAT4(rs7574865)等风险变异通过调控T细胞活化阈值影响季节性免疫应答。染色体1、2、6为RA易感基因富集热点,其中IL-6R(rs2228145)的eQTL分析显示冬季表达量显著上调。

季节性影响机制

冬季低温通过以下途径加剧RA:

  1. 1.

    细胞因子失调:气压降低直接诱导滑膜成纤维细胞IL-6/IL-8表达,激活IL-17正反馈环路;

  2. 2.

    表观遗传重编程:维生素D缺乏导致DNMT1活性降低,全基因组低甲基化使CCR6等趋化因子基因去抑制;

  3. 3.

    miRNA调控:miR-146a/miR-155在冬季血浆中表达升高,靶向抑制Treg细胞功能。

表观遗传景观

DNA甲基化:RA患者T细胞中CTLA-4启动子区(cg23325723)高甲基化阻碍NF-AT结合,导致免疫检查点失效。滑膜细胞TRAF2基因低甲基化促进MMP-1/3/9表达,加速软骨降解。

组蛋白修饰:RA滑膜组织HDAC1/2表达下降,H3K27ac在MMP-1启动子区富集,增强其转录活性。

miRNA网络:季节性差异表达的miR-21(冬季上调)通过PTEN/AKT通路促进Th17分化,而夏季高表达的miR-124a则通过CDK2抑制滑膜增生。

结论与展望

季节性气候通过"遗传变异-表观修饰-免疫失调"三级联反应调控RA活动度。未来需开展纵向多组学研究,明确HLA-DRB1SE等位基因与气候参数的交互模式,并开发基于miRNA的季节性治疗策略。表观遗传时钟或可成为预测RA季节性发作的新型生物标志物。

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