《International Immunopharmacology》：Association study between
IL-33 gene DNA methylation and Pediatric asthma
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儿童哮喘中IL-33基因DNA甲基化与Th2免疫因子及rs4742170 SNP的关联研究。采用MassARRAY技术检测IL-33基因CpG位点甲基化水平，结合ELISA检测血清IL-4、IL-5、IL-13水平，分析其与rs4742170 SNP及环境烟草烟雾（ETS）的交互作用。结果显示CpG_8低甲基化与哮喘风险显著相关，CpG_1.2.3、CpG_4等位点甲基化水平与IL-4、IL-5、IL-13表达呈负/正相关，且rs4742170与CpG_8甲基化通过ETS共同影响哮喘易感性。
张雅丽|严蕾|李珠梅|李波|于依依|孟文娟|朱小萍
贵州医科大学附属医院儿科，贵州医科大学临床医学院儿科，中国贵州省贵阳市550004
摘要
目的
研究儿童哮喘中IL-33基因DNA甲基化、其与血清Th2免疫因子的关系，以及rs4742170 SNP的影响，分析哮喘风险中的遗传、环境和表观遗传因素。
方法
使用MassARRAY技术检测IL-33基因的DNA甲基化和rs4742170 SNP；通过ELISA测定血清中的IL-4、IL-5、IL-13水平。对DNA甲基化、免疫因子和SNP之间的相关性进行分析，并探讨环境烟草烟雾（ETS）和SNP通过DNA甲基化对哮喘风险的中介作用。
结果
- 1.
哮喘组中的IL-4、IL-5和IL-13水平显著高于对照组。
- 2.
哮喘组中IL-33的CpG_8甲基化程度较低。
- 3.
IL-33的CpG_1.2.3甲基化与IL-4（r = ?0.201）和IL-13（r = ?0.149）呈负相关，并降低了它们的表达（B = ?2.639，B = ?1.685）。CpG_4甲基化与IL-5（r = 0.179）呈正相关，并增加了其表达（B = 2.375）。CpG_8甲基化与IL-13（r = ?0.161）呈负相关。CpG_9甲基化增加了IL-5的表达（B = 3.013），而CpG_5甲基化则降低了其表达（B = ?2.462）。
- 4.
环境烟草烟雾（ETS）与CpG_1.2.3甲基化呈负相关（Coeff = ?0.017，P = 0.018），并直接增加了哮喘风险（Effect = 0.734，P = 0.003）。rs4742170 SNP → CpG_8 → 哮喘风险的路径具有显著性（Effect = 0.089，Boot95%CI：0.004–0.293）。当考虑SNP和ETS的联合效应时，这一路径仍然具有显著性（Effect = 0.207，Boot95%CI：0.004–0.780）。
结论
IL-33基因中CpG_8的甲基化程度降低与哮喘风险相关。IL-33通过不同的CpG位点调节IL-4、IL-5和IL-13。SNP rs4742170和ETS可能通过DNA甲基化介导哮喘的易感性。
引言
支气管哮喘（哮喘）已成为全球最常见的慢性疾病之一，影响超过3.58亿人[1]，儿童哮喘的发病率每年都在上升[2]。哮喘的核心特征包括慢性气道炎症、气道高反应性（AHR）和不可逆的气道重塑，这些特征涉及多种临床表型和病理生理机制[3]，[4]，表现出显著的“异质性”[5]。哮喘的发病机制复杂，受多种因素影响，包括炎症介质的作用、遗传易感性、环境暴露和表观遗传修饰[6]。最近的研究表明，IL-25、IL-33和TSLP等炎症因子与哮喘的不同临床表型和病理生理特征密切相关，而遗传和环境因素在哮喘的发展和临床表现中继续发挥着关键作用。
表观遗传学是指基因表达的可遗传变化，这些变化不涉及DNA核苷酸序列本身的改变[7]。由于其动态和可逆的特性，基因组中的表观遗传修饰不仅可作为哮喘的潜在治疗靶点，还可作为追踪哮喘和识别哮喘等异质性疾病的分子亚型的生物标志物[8]。在这些修饰中，DNA甲基化是最早出现且最具特征的表观遗传变化之一，已成为哮喘研究的关键领域。越来越多的证据表明，DNA甲基化不仅是影响哮喘发病的重要机制[9]，也是环境暴露与哮喘发展之间的关键联系[10]。随着精准医学的不断进步，基于哮喘不同临床表型和病理生理特征的个性化治疗正成为临床管理的主要方向。因此，深入探索与哮喘相关的表观遗传修饰，结合环境因素和遗传易感性的多方面影响，将为更准确的诊断和针对性的治疗策略提供新的见解和方法。
首次大规模的全球范围的全基因组关联研究（GWAS）证实IL-33基因的变异与哮喘易感性显著相关，这种关联在多个种族群体中都是一致的[11]。Torgerson等人[12]通过荟萃分析阐明了IL-33基因在哮喘发病机制中的关键作用。IL-33不仅通过激活II型先天淋巴细胞（ILC2）和Th2细胞促进过敏性哮喘中的II型炎症，导致嗜酸性粒细胞（Eos）的募集和炎症，还与由鼻病毒等呼吸道病毒感染引起的哮喘加重密切相关[13]。此外，抑制IL-33的表达和释放可以显著缓解哮喘的炎症反应[14]。
尽管已有大量研究关注IL-33基因在哮喘发病机制中的作用，但基于临床数据的关于IL-33基因DNA甲基化水平与儿童哮喘关联的研究仍然有限。作为重要的表观遗传修饰，DNA甲基化可能在调节IL-33基因表达及其介导的免疫反应中发挥关键作用。因此，研究IL-33基因DNA甲基化在哮喘中的作用，特别是在儿童哮喘的易感性和疾病进展中的作用，具有重要的学术价值和临床意义。本研究利用MassARRAY技术检测IL-33基因中CpG岛的DNA甲基化水平，旨在探讨哮喘儿童中IL-33基因的差异性DNA甲基化表达及其与血清Th2免疫因子（如IL-4、IL-5、IL-13）和IL-33基因中的单核苷酸多态性（SNP）rs4742170的关系。这将有助于了解哮喘中遗传、环境和表观遗传因素的相互作用，并为精准诊断、个性化治疗和针对性干预策略提供理论基础和研究方向。
研究部分
伦理声明
本研究获得了贵州医科大学伦理委员会的批准和监督（伦理审查编号：2020(208)）。所有家长或监护人已签署知情同意书。所有程序均严格遵循伦理指南进行。
研究对象
研究组包括219名被诊断为哮喘的儿童，他们于2022年8月至2025年9月期间首次就诊于贵州医科大学附属医院儿科门诊。
基本信息
哮喘组和对照组在性别或年龄分布上没有统计学上的显著差异（P > 0.05），表明两组具有可比性。哮喘组中环境烟草烟雾（ETS）暴露的比例显著高于对照组（63.93% vs 45.54%），差异具有统计学意义（P < 0.05），如表1所示。哮喘组中IL-4（4.84 [2.71, 9.10] pg/ml）和IL-5（102.88 [55.21,
讨论
随着表观遗传学的快速发展，越来越多的研究关注表观遗传调节在哮喘发病机制中的重要作用。表观遗传学研究发现，基因表达不仅由DNA序列决定，还受到一系列表观遗传修饰的影响，这些修饰可能发生在出生前或出生后，并持续存在于个体的整个生命周期中，从而影响基因表达。尤其是在早期暴露中的表观遗传变化
结论
总之，IL-33基因启动子区域的DNA甲基化状态与儿童哮喘的发病密切相关，特定的CpG位点甲基化水平与Th2细胞因子表达、rs4742170 SNP基因变异以及环境因素（如ETS）存在显著关联。这些发现表明，表观遗传调节在IL-33介导的免疫炎症中起着关键作用。鉴于哮喘的遗传和环境因素的多因素相互作用，
伦理声明
本研究遵循《赫尔辛基宣言》进行，并获得了贵州医科大学伦理委员会的批准（伦理审查编号：2020(208)）。所有参与者的法定监护人都在纳入研究前提供了知情同意。
作者贡献声明
张雅丽：撰写——原始草稿、可视化、验证、项目管理、方法学、调查、数据分析、概念化。严蕾：可视化、数据管理。李珠梅：可视化、数据管理。李波：数据分析。于依依：监督。孟文娟：监督。朱小萍：撰写——审阅与编辑、监督、资源协调、项目管理、资金筹集。
资金来源
本项目得到了贵州省科学技术厅社会发展项目的支持[资助编号：QianKeHe Foundation (2020) 4Y124]
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们衷心感谢所有为这项研究做出贡献的人，特别是患者的父母及其配合。
