中国当代儿科杂志  2014, Vol. 16 Issue (3): 255-258   PDF    
儿童噬血细胞性淋巴组织细胞增生症XIAP基因突变筛查
欧丹艳1, 罗建明1 , 袁媛2    
1. 广西医科大学第一附属医院儿科, 广西 南宁 530021;
2. 福州儿童医院儿科, 福建 福州 350001
摘要目的 了解X 连锁凋亡抑制因子(XIAP)基因突变和序列变异在儿童噬血细胞性淋巴组织细胞增生症(HLH)中的发生情况。方法 应用聚合酶链反应(PCR)结合直接测序方法,对2009 年1 月至2012年12 月诊断为HLH 的65 例患儿(病例组)及70 例健康儿童(对照组)XIAP 基因外显子(1-1、1-2、2~6)编码区进行序列分析。结果 在HLH 患儿XIAP 基因外显子编码区未发现突变;仅在XIAP 外显子5 发现1 个非同义单核苷酸多态性(SNP)位点rs5956583,但此SNP 位点的基因型和等位基因频率在病例组和对照组之间的分布差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论 由XIAP 基因突变导致的儿童HLH 可能比较罕见;XIAP 基因SNP 位点rs5956583 可能与儿童HLH 发病关系不大。
关键词噬血细胞性淋巴组织细胞增生症     XIAP 基因     基因突变     儿童    
XIAP gene mutation screening in children with hemophagocytic lymphohistiocytosis
OU Dan-Yan1, LUO Jian-Ming1 , YUAN Yuan2    
Department of Pediatrics, First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530021, China
Abstract: Objective To investigate the prevalence of mutations and sequence variations in X-linked inhibitor of apoptosis (XIAP) gene among Chinese pediatric patients with hemophagocytic lymphohistiocytosis (HLH). Methods Sixty-five children who were diagnosed with HLH between January 2009 and December 2012 (case group), as well as 70 healthy children (control group), were enrolled in the study. The exons of XIAP gene (1-1, 1-2, 2-6) were amplified by PCR and directly sequenced. The genotypic and allelic frequencies of single nucleotide polymorphism (SNP) were analyzed. Results None of the HLH patients showed mutations in these exons of XIAP gene. Only one nonsynonymous SNP, rs5956583 located in exon 5, was observed, but there were no significant differences in the genotypic and allelic frequencies of this SNP between the case and control groups (P>0.05). Conclusions HLH caused by XIAP mutations may be rare in children. SNP rs5956583 of XIAP gene may have little contribution to the development of childhood HLH.
Key words: Hemophagocytic lymphohistiocytosis     XIAP gene     Gene mutation     Child    

噬血细胞性淋巴组织细胞增生症(hemophagocytic lymphohistiocytosis,HLH) 是一种致命的 失控而无效的免疫应答所致的过度炎症反应疾[1]。该病好发于儿童,表现为T 细胞和巨噬细胞 过度增生和活化,从而导致显著的高细胞因子 症[2]。该病主要特征是NK 细胞、CD8+ 细胞毒 T 细胞(CTL)毒性功能的下降甚至缺失[3]。未 经治疗的HLH 是致命的,而即使获得积极的治疗, HLH 死亡率依然很高[1]。HLH 包括原发性HLH 和继发性HLH 两种形式。原发性HLH 通常发生 于原发基因异常的患者,目前已经证实的9 个相 关基因包括PRF1、UNC13D、STX11、STXBP2、 RAB27A、LYST、AP3B1、SH2D1A 以及XIAP。 其中X 连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor ofapoptosis,XIAP) 基因于2006 年首次被发现与 HLH 有关[4]。本研究采用直接测序技术,对65 例 HLH 患儿进行XIAP 基因突变筛查,并初步探讨 基因型与临床表现之间的关系。 1 资料与方法 1.1 研究对象

选取2009 年1 月至2012 年12 月于广西医 科大学第一附属医院儿科就诊的HLH 患儿65 例 为研究对象,其中男37 例,女28 例;平均年龄 6±4 岁。HLH 诊断及治疗标准为国际组织细胞协 会推荐的HLH-2004 方案[3, 5]。同时选取于我院行 健康体检的儿童70 例作为对照组,其中男40 例, 女30 例;平均年龄6±3 岁。两组间年龄、性别 比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。 1.2 主要试剂与仪器

QIAamp DNA Blood Mini Kit(Qiagen,德国); 2×Master Mix(北京天根生化科技公司,中国); 引物合成(上海生工生物工程技术服务有限公司, 中国);多通道PCR 扩增仪(PTC-220,美国); 恒温水浴箱(DK-420,中国);电泳仪(DYY-86 型, 中国);Gel Doc EQ 凝胶成像系统(Bio-RAD,美国); 序列分析仪(ABI3100 Genetic Analyzer,美国)。 1.3 标本采集及基因组DNA 提取

采集两组儿童的外周静脉抗凝血1 mL,按 QIAamp DNA Blood Mini Kit 说明书提取基因组 DNA,于-20℃冰箱保存。 1.4 引物设计

应用Primer 及Oligo 软件对人XIAP 基因序列 (GenBank 序列号:NC_000023.10)进行引物设计, 具体引物序列见表1

表1 扩增XIAP 基因的引物序列
1.5 PCR 步骤

PCR 反应总体积为50 μL, 其中包含 2×Master Mix 25 μL、10 μmol/L 上下游引物各 2 μL、DNA 模板2 μL,加ddH2O 至50 μL。反应条件: 94℃预变性4 min;94℃变性30 s,退火(温度参 照表1)30 s,72℃延伸30 s,共35 个循环;72℃ 再延伸7 min。取5 μL PCR 产物在2% 琼脂糖凝 胶中电泳,条件为100 V 电泳35 min,以1 000 bp DNA Ladder 为相对分子质量标准。将凝胶置于Gel 成像系统进行成像并分析。 1.6 PCR 产物测序

采用序列分析仪(ABI3100 Genetic Analyzer)对 所有PCR 产物进行直接测序,测序结果与人XIAP 基因序列(GenBank 序列号:NC_000023.10)进行 比对。 1.7 统计学分析

采用SPSS 17.0 统计软件对数据进行统计学分 析,基因型和等位基因频率采用率(%)表示,组 间比较采用四格表χ2 检验和R×C 列联表χ2 检验,

P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 XIAP 基因PCR 产物

XIAP 基因7 个外显子扩增后,经2% 琼脂糖 凝胶电泳后于凝胶成像分析仪观察,可见各外显 子清晰整齐的条带,以DNA marker 为参照,所扩 增的产物均为所需目的条带,见图 1

图 1 XIAP 基因PCR 扩增产物电泳条带图 M: marker;1~7 分别为外显子1-1、1-2、2~6。
2.2 XIAP 基因序列分析

在对XIAP 基因7 个外显子的PCR 扩增产物 进行测序后,用Chromas 软件和GenBank 数据库 中人XIAP 基因序列进行比对,结果全部外显子 编码区均未发现突变点。仅在外显子5 发现1 个 非同义单核苷酸多态性(SNP)位点:rs5956583 (42009A>C)。 2.3 两组rs5956583 基因型频率和等位基因频率 比较

rs5956583 基因型频率和等位基因频率在HLH 患儿和对照组间的分布差异均无统计学意义(均 P>0.05),见表2

表 2 两组rs5956583 基因型和等位基因频率比较 [ 例(%)]
3 讨论

XIAP 是凋亡抑制因子家族成员之一,其蛋 白结构包含3 个BIR 区和1 个C 端的RING 区。 XIAP 最主要的生物学功能是抑制caspase 活性而达到抗凋亡的作用。此外,XIAP 还在其它多条信 号通路中发挥作用,例如NF-κB、c-Jun N 端激酶 1、转化生长因子-β、核酸结合齐聚区域蛋白以 及E3 泛素酶活性等[6, 7, 8, 9, 10]。2006 年,Rigaud 等[4] 首 次报道在HLH 病人中发现XIAP 基因突变。至今 为止全世界共报道49 例,来自25 个无关家庭。 病例报道来自欧洲28 例、美国12 例和日本9 例。 XIAP 基因定位于染色体Xq25,全长约54 Kb,含 6 个外显子,编码497 个氨基酸。迄今,已发现能 导致发病的XIAP 基因突变25 种,包括位移突变 8 种、无义突变7 种、缺失突变5 种及错义突变5 种。 在XIAP 突变的HLH 患者中可以检测到不同程度 的XIAP 蛋白表达下降甚至缺失。

原发性HLH 包括家族性HLH(FHL)和其它 免疫缺陷相关的HLH。FHL 按照致病基因不同分 为五个亚型:FHL1(位于9q21.3-22 的未知基因)、 FHL2(PRF1)、FHL3(UNC13D)、FHL4(STX11) 及FHL5(STXBP2)。此外还有其它未知基因参 与了HLH 的发生。据Marsh 等[11] 报道,XIAP 基 因突变患者有90% 发生HLH,且50% 的患者有阳 性家族史,认为该病应该定义为X 连锁的FHL 更 为准确,并建议在HLH 患者中筛选XIAP 基因突 变患者。过去通常认为EB 病毒感染是HLH 的触 发点,但XIAP 基因突变患者中却不一定发生EBV 感染,提示也许存在着其他不明抗原刺激能够诱 发XIAP 表现型的发生[12]

据报道,FHL 各亚型的发病率在不同民族之 间有不同。Molleran 等[13] 报道在日本FHL3 发病 率几近等于或略高于FHL2。Zur 等[14] 报道在德国 FHL2 与FHL3 发病率相等,在FHL 中约占25%。 有相当多的FHL2 病例报道来自非裔美国人、白 人、西班牙人以及亚洲人,但到目前为止在美国 人中尚未见FHL3 病例的报道。在土耳其人中, FHL 的主要亚型是FHL2,而STX11 基因突变所致 的FHL4 型也出现在该民族;与之相反的是,在非 土耳其人包括中国人中尚未发现FHL4 型[14]。目 前尚无各民族HLH 病例XIAP 突变发生率的确切 数据统计,但推测其很可能与其它类型HLH 类似, 即该基因突变在原发性HLH 所占比例亦随民族不 同而各异。本研究对65 例中国HLH 患儿进行了 XIAP 基因突变检测,在外显子编码区未发现任何 致病突变,表明XIAP 基因突变可能仅限于特定的民族和地域。此外,也不排除部分由于非编码区 异常导致的蛋白表达下降,可待进一步蛋白水平 的研究,如流式细胞术检测XIAP 蛋白表达水平等。 FHL 年发病率约0.12/10 万,若未经治疗其 中位生存期仅2 个月。研究已经发现了影响该病 发生发展及预后的诸多因素,其中基因异常是重 要的因素之一[15]。本研究在该组人群发现了1 个 位于编码区的SNP 位点rs5956583。此前曾有报 道该SNP 与特发性周期性发热易感性相关,423Q 携带者与高分泌的促炎因子TNF-α 有关[16]。本 研究首次在中国儿童中进行XIAP 基因rs5956583 (42009A>C)分型,检测到AA、CC、AC 三种基 因型均在该人群中占有一定比例。但未发现各基 因型与儿童HLH 易感性的明显关系,提示其可能 并不参与儿童HLH 的发病过程。未来还需要更多 的对XIAP 其它多态性位点的研究,以期发现能够 揭示儿童HLH 易感性、治疗效果及预后有意义的 分子生物学标志。

参考文献
[1] Janka GE. Hemophagocytic syndromes[J]. Blood Rev, 2007, 21(5): 245-253.
[2] Filipovich AH. Hemophagocytic lymphohistiocytosis and related disorders[J]. Curr Opin Allergy Clin Immunol, 2006, 6(6):410-415.
[3] Henter JI, Horne AC, Arico M, et al. HLH-2004: Diagnostic and therapeutic guidelines for hemophagocytic lymphohistiocytosis[J]. Pediatr Blood Cancer, 2007, 48(2): 124-131.
[4] Rigaud S, Fondaneche MC, Lambert N, et al. XIAP deficiency in humans causes an X-linked lymphoproliferative syndrome[J]. Nature, 2006, 444(7115): 110-114.
[5] 中华医学会儿科学分会血液学组. 噬血细胞性淋巴组织细胞 增生症诊疗建议[J]. 中华儿科杂志, 2012, 50(11): 821-825.
[6] Lewis J, Burstein E, Reffey SB, et al. Uncoupling of the signaling and caspase-inhibitory properties of X-linked inhibitor of apoptosis[J]. J Biol Chem, 2004, 279(10): 9023-9029.
[7] Birkey Reffey S, Wurthner JU, Parks WT, et al. X-linked inhibitor of apoptosis protein functions as a cofactor in transforming growth factor-beta signaling[J]. J Biol Chem, 2001, 276(28): 26542-26549.
[8] Hofer-Warbinek R, Schmid JA, Stehlik C, et al. Activation of NF-kappa B by XIAP, the X chromosome-linked inhibitor of apoptosis, in endothelial cells involves TAK1[J]. J Biol Chem, 2000, 275(29): 22064-22068.
[9] Krieg A, Correa RG, Garrison JB, et al. XIAP mediates NOD signaling via interaction with RIP2[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2009, 106(34): 14524-14529.
[10] Bauler LD, Duckett CS, O'Riordan MX. XIAP regulates cytosolspecific innate immunity to Listeria infection[J]. PLoS Pathog, 2008, 4(8): e1000142.
[11] Marsh RA, Madden L, Kitchen BJ, et al. XIAP deficiency: a unique primary immunodeficiency best classified as X-linked familial hemophagocytic lymphohistiocytosis and not as X-linked lymphoproliferative disease[J]. Blood, 2010, 116(7): 1079-1082.
[12] Filipovich AH, Zhang K, Snow AL, et al. X-linked lymphoproliferative syndromes: brothers or distant cousins?[J]. Blood, 2010, 116(18): 3398-3408.
[13] Molleran Lee S, Villanueva J, Sumegi J, et al. Characterization of diverse PRF1 mutations leading to decreased natural killer cell activity in North American families with haemophagocytic lymphohistiocytosis[J]. J Med Genet, 2004, 41(2): 137-144.
[14] Zur Stadt U, Schmidt S, Kasper B, et al. Linkage of familial hemophagocytic lymphohistiocytosis (FHL) type-4 to chromosome 6q24 and identification of mutations in syntaxin 11[J]. Hum Mol Genet, 2005, 14(6): 827-834.
[15] 陆文娴, 罗建明. 儿童噬血细胞性淋巴组织细胞增生症的预 后因素分析[J]. 中国当代儿科杂志, 2012, 14(8): 593-597.
[16] Ferretti M, Gattorno M, Chiocchetti A, et al. The 423Q polymorphism of the X-linked inhibitor of apoptosis gene influences monocyte function and is associated with periodic fever[J]. Arthritis & Rheumatism, 2009, 60(11): 3476-3484.