P2X7基因多态性与结核病易感关系的研究进展

·综述·

P2X7基因多态性与结核病易感性关系的研究进展△

罗懿恩，张宏其*

（中南大学湘雅医院脊柱外科，湘雅脊柱外科中心，长沙410008）

摘要：目前结核病仍然是全世界最致命的传染病之一，其发生是多种环境因素和遗传因素共同作用的结果。近年来，对嘌呤受体P2X7基因与结核病易感性的研究报道较多。本文介绍P2X7受体在机体抗结核免疫反应中的作用

机制，总结目前研究已明确的与结核病易感性相关的P2X7基因多态性位点（1513、946、1729、-762和489五个位点）对结核病易感性的影响。

关键词：P2X7，结核，基因多态性

中图分类号：R529.2文献标志码：A文章编号：1005-8478（2017）01-0045-04

Influence of P2X7gene polymorphisms on susceptibility of tuberculosis//LUO Yi-en,ZHANG Hong-qi.Department of Spinal Surgery,Xiangya Hospital，Central South University，Changsha410008，China

Abstract：As one of the deadliest epidemics in the world,the occurrence of tuberculosis involve some combination of ge?netic and environmental factors.In recent years,the studies related to the P2X7receptor on susceptibility to tuberculosis have gained more attention and some new researches showed their innovative points.This review aims to introduce the mechanism of P2X7receptor on susceptibility to tuberculosis,and to sum up the susceptibility of tuberculosis related P2X7gene polymor?phism site（1513,946,1729,-762and489）published in current researches,which have already made clear about the effica?cy on the susceptibility of tuberculosis.

Key words：P2X7，tuberculosis，genetic polymorphism

结核病的防治是一个全球性的健康重点［1］。世界卫生组织（WHO）在《2016年全球结核病报告》中公布：2015年全球新发结核病患者约1040万例，其中约140万例死亡［2］。目前全球约1/3的人口感染过结核杆菌，但感染人群中仅1/10发展为有临床症状的结核病［3］。由于结核病致病菌结核杆菌的感染发生在细胞内，因此其在宿主体内的发生发展以及转归与机体的免疫应答及其调节有着密切的关系。感染结核杆菌的个体是否发展为结核病取决于宿主细胞免疫系统的识别和防御能力［4］。机体免疫反应的有效性受到一系列环境和遗传因素之间相互作用的影响，因此对宿主易感基因的研究对结核病的防治意义重大［5,6］。

人类嘌呤受体P2X7基因定位于12号染色体长臂2区4带（12q24），包含13个外显子，共编码595个氨基酸。其表达产物为ATP激动的非选择性阳离子通道嘌呤受体（P2X7受体）［7］。P2X7受体广泛分布于人类和小鼠的巨噬细胞表面［8］，具有两个跨膜结构，与ATP结合后打开非选择性阳离子通道，引发Caspase级联反应、激活磷脂酶D（phospholi?paseD，PLD）等一系列细胞内下游信号反应，促进吞噬溶酶体的融合并诱导免疫细胞凋亡，从而参与宿主巨噬细胞识别并吞噬胞内结核杆菌的免疫调控机制。当受体的ATP配体和血清缺失时，P2X7受体具有识别和吞噬细菌和凋亡细胞等杂质颗粒的功能。P2X7受体在先天免疫反应中具有多重作用［9］，P2X7基因的表达直接影响ATP诱导的对结核杆菌的细胞杀伤作用。

1P2X7受体在宿主抗结核免疫中的作用机制

研究表明P2X7受体的调控在宿主抗结核免疫中发挥重要作用：肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis fac?tor-α，TNF-α）、IL-2等细胞因子，金黄色葡萄球菌Cowan I株（SAC），脂多糖（lipopolysaccharides，

DOI:10.3977/j.issn.1005-8478.2017.01.09

△基金项目：湖南省科学技术厅科技计划一般项目（编号：

2014SK3077）

作者简介：罗懿恩，研究方向：脊柱外科，（手机）151********，（电子

信箱）2204120523@https://www.wendangku.net/doc/3b18317172.html,

*通信作者：(电话)0731—84327010，(电子信箱)zhq9996@163.corn

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LPS）均可在感染早期上调外周血单个核细胞的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF），从而提高单核细胞P2X7受体表达［10］。

在细胞诱导分化以后，P2X7受体表达也发生变化。1.25％的二甲基亚砜处理人早幼粒白血病细胞（HL-60细胞）5d使细胞诱导分化，P2X7基因mRNA下调70％［11］。实验动物研究结果提示，暴露于高氧环境可激活小鼠肺泡巨噬细胞P2X7受体，促进血管反应等炎症反应，诱导IL-1β和天冬氨酸蛋白水解酶-1（cysteinyl aspartate specific proteinase, Caspase-1）生成，进而完成IL-1β的剪切；P2X7受体激动剂ATP可增强这一效应，而P2X7受体拮抗剂如A438079则抑制这一过程［12］。适当浓度的配体可诱导P2X7受体调控非选择性阳离子通道，从而介导K+、Na+及Ca2+的通透性变化。但不同条件的刺激作用下，P2X7受体激活具有双向作用。在低浓度激动剂短暂剌激时，P2X7受体可介导Na+和Ca2+内流以及K+外流，并可激活磷脂酶A2、磷脂酶D、促分裂原活化蛋白激酶和核转录因子κB等多条通路，诱导成熟IL-1β、IL-6和TNF-α生成及释放，参与炎症性疾病的发病过程；激活钙依赖磷酸酶／活化T细胞核因子（CaN／NFATcl）信号通路，合成诱导型一氧化氮合酶（inducible NO synthase,iNOS）和环氧合酶-2（cyclooxygenase-2,COX-2）等促炎性细胞因子［13，14，15］。而在较高浓度激动剂反复或持续刺激下，P2X7受体可形成非选择性质膜孔道，对包括分子质量达900Da的有机阳离子在内的各种阳离子通透，细胞膜通透性增高，最终可诱导细胞死亡［16］。可见P2X7受体对机体的抗结核免疫反应存在复杂的调控过程，P2X7受体适时、适量的调控对结核病的发生发展起到了关键性的作用。

2P2X7基因多态性对结核病易感性的影响

P2X7基因存在多个单核苷酸多态性位点。遗传关联研究表明，其功能缺失型基因多态性导致P2X7受体功能下降，包括P2X7受体与ATP结合障碍，使吞噬细胞吞噬和溶解结核杆菌的能力下降，从而与潜伏性结核病的再活化、其他专性细胞内病原体导致的感染症状具有相关性［9］。

目前研究报道P2X7基因多态性与结核病易感性相关的位点主要有5个，分别为位于外显子13的1513A／C、1729T／C、946G／A和位于启动子区的-762T／C、489C／T。

P2X7基因外显子13编码P2X7受体蛋白质的羧基末端，该外显子1513A／C单核苷酸多态性显著影响P2X7受体功能，其杂合子（AC）P2X7受体的功能下降50％，而纯合子（CC）P2X7受体的功能完全丧失［17，18］。在转录后修饰过程中，该多态性影响P2X7受体mRNA的3’端poly（A）尾的形成［19］，增加了P2X7受体mRNA在基因表达过程中被降解的概率。翻译过程中，该位点多态性导致P2X7受体羧基端496位点上的谷氨酸被替换为丙氨酸。这一氨基酸的替换造成P2X7受体的多种功能损伤，包括打开多种阳离子通道，释放巨噬细胞中的白细胞介素IL-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-18、基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinases-9，MMP-9），使淋巴细胞功能相关抗原-2（CD2）和L-选择素（CD62L）从淋巴细胞上脱落等［20］。顾艺等［21］的研究显示人类P2X7基因1513A／C多态性与结核病易感性相关。而Ozdemir等［19］的研究显示在土耳其东部人群中，未发现P2X7基因1513A／C多态性与结核病易感性存在显著相关性。Areeshi等［22］的研究显示P2X7基因1513位点C等位基因携带者的结核病易感性显著增加，含C等位基因的纯合子（CC）与杂合子（AC）表现出显著的结核病易感性。Sharma等［23］的研究显示在印度北部旁遮普人群中，P2X7基因1513A／C多态性与结核病易感性显著相关，其中C 等位基因为危险因素。

位于P2X7基因外显子13的1729T／A单核苷酸多态性可降低P2X7受体的活性。Sambasivan等［24］的研究显示P2X7基因1729位点T等位基因与肺结核易感性显著相关。

位于P2X7基因启动子区的-762T／C单核苷酸多态性可能下调序列CCAAT增强子结合蛋白和GATA结合因子等转录因子结合位点的功能，从而导致P2X7受体功能下降［7］。对伊朗东南部扎黑丹人群［25］的研究显示，P2X7基因-762位点T等位基因与肺结核易感性显著相关。在对冈比亚人群［26］和俄罗斯高加索人种［27］的研究中发现，P2X7基因启动子区-762位点C等位基因在结核病感染过程中可能起到保护宿主的作用。而对亚洲印度人群［24］的研究显示，P2X7基因-762位点C等位基因是易感肺结核的危险因素。这提示种族因素在P2X7基因多态性与结核病的关联性研究中起到了一定的作用。同时，Sin?gla等［28］的研究发现在男性人群中P2X7基因-762T／C多态性和1513A／C多态性与脊柱结核易感性显著相关。

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研究显示，位于P2X7基因外显子13的946G／A单核苷酸多态性可导致ATP与P2X7受体胞外区域的结合障碍。P2X7基因489C／T单核苷酸多态性则可导致P2X7受体155位点上的组氨酸被酪氨酸替换，使P2X7受体的胞外域结构发生改变。该位点基因多态性属于功能获得性多态性［29］。但目前尚未见上述两个单核苷酸多态性影响结核病易感性的相关报道。相信随着大规模、多中心、不同人种间的遗传学筛查不断完善，这两个单核苷酸多态性与结核病易感性之间的关系将进一步得到明确。

3结语

研究宿主基因多态性与结核感染的相关性能更好地了解宿主遗传因素对结核病发病的影响及其作用机制。分析宿主基因与结核病的病程、疗效、耐药性及复发频率之间的关系，能更好地为结核病的诊断、治疗及预防提供策略和方向。结核病的发生和发展是环境因素、社会因素及众多遗传因素共同介导的结果。患者对结核病的易感性受嘌呤受体P2X7基因、人类白细胞抗原（human leukocyte antigen,HLA）基因、人类自然抵抗相关巨噬细胞蛋白1（NARMP1）基因和维生素D受体（VDR）基因等多个基因共同调控。随着近年来对P2X7受体在炎症性疾病中的作用机制的探索和揭示，P2X7基因多态性与结核病易感性的相关性研究取得了一系列成果。由于种族差异性、实验样本量较少及研究设计局限性等多方面的影响，可致研究结果存在一定程度的偏差。因此，应建立全球性结核病易感基因诊断平台，通过多中心、大规模的遗传学筛查发现更多易感基因位点。随着基因诊断技术的不断进步，结核病易感基因的研究将为结核病的疫苗研制、早期诊断和个体化治疗提供新的策略［30］，对于结核病的防治具有重大意义。

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（收稿：2015-07-29）

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2016年11月1日

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