地区：上海市 宝山区
关键词：梧州市红十字会医院;北京工业大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000005410
成果描述：
| 该课题是广西壮族自治区科学技术厅桂财教［2011］40号文件下达的广西科学研究与技术开发计划课题(编号：桂科攻1140003A-49)。鼻咽癌是一种区域性高发的恶性肿瘤，流行病学调查及病因学研究证明，EB病毒感染及环境因素是鼻咽癌发病的重要因素，但遗传因素也在其中起着重要的作用，主要体现在鼻咽癌存在明显的家族聚集现象，约10%的鼻咽癌病例存在鼻咽癌家族史。高发区的人群，即使移民海外仍保持鼻咽癌的相对高发现象。高发区人群存在鼻咽癌易感的HLA单倍体，特定等位基因在鼻咽癌的发病中具有显著的相关性。HLA基因在人群中呈现复杂的多态性，是免疫反应个体差异的分子基础。曾毅教授领导的研究小组在广西南宁、中国香港和新加坡华人的基于患病同胞兄弟的单倍体研究中发现，HLA区域内存在鼻咽癌发病易感的隐性基因。为进一步了解HLA与鼻咽癌发病的相关关系，该课题研究从人类白细胞抗原序列特性变异类型角度出发，进一步将研究的内容深入到氨基酸功能性组件水平。研究分析基于经典HLA位点的分子结构、功能学元件及序列的变异信息划分序列特性变异类型。序列特性变异类型分析是以决定性分子以及特定的功能元件为单位进行与疾病的关联性分析，在疾病关联性分析中具有更强的统计学效应。该课题对鼻咽癌患者、对照组为EB病毒IgA/VCA抗体阳性的非癌个体和EB病毒IgA/VCA抗体阴性的非癌个体，通过进行HLA高分辨基因分型以及序列特性变异类型分析，计算HLA位点Hardy-Weinberg平衡、等位基因分布频率、序列特性变异类型分布频率；并采用Logistic回归模型分析高发区人群的序列特性变异类型与鼻咽癌发病的相关性。在研究过程中，研究组成员根据高分辨率HLA基因分型的结果，利用生物信息学的方法，从欧洲生物信息学研究中心及美国国立卫生研究院过敏及感染性疾病研究所获取了研究入组个体的HLA经典I类分子的全长氨基酸序列，并从生物大分子结构数据库中获取特定分子的三维结构数据进行分析。解决了基因学研究中由于无法对基因序列全长测序而导致无法进行HLA功能学组件分析的限制。课题研究第一阶段完成了598例鼻咽癌个体、256例IgA/VCA抗体阴性对照及250例IgA/VCA抗体阳性对照共1043例研究个体的HLA序列特性变异类型的分析。为了提高研究结果的统计学效应，使结果分析更具客观性、有效性，课题研究将此分析方法进一步拓展到全部入组的4055例鼻咽癌分子遗传学研究个体。分析总共包含1405例鼻咽癌、1288例血清EB病毒IgA/VCA抗体阳性的对照及1362例血清EB病毒IgA/VCA抗体阴性的对照。HLA等位基因在鼻咽癌组和对照组之间呈显著性差异分布。三个HLA等位基因HLA-A*11:01、B*38:02和B*55:02在鼻咽癌的关联性分析中差异最显著(p=1.7×10-19，p=7.0×10-11和p=1.6×10-10)。除了HLA-A和HLA-B基因与鼻咽癌的较强关联性，HLA-C*12:02也呈现出中等强度的鼻咽癌关联性(p=4.3×10-5)。研究同时对通过家系确定的或群体数据推算的HLA-A-B-C单倍体与鼻咽癌的相关性进行了分析。三个易感性的单倍型HLA-A*02:03-B*38:02-C*07:02、A*02:07-B*46:01-C*01:02和A*33:03-B*58:01-C*03:02在病例及对照组中具有显著性的差异分布，同时课题组也报道了两个显著性分布差异的鼻咽癌保护性单倍型：A*11:01-B*13:01-C*03:04和A*11:01-B*46:01-C*01:02。应用氨基酸多态性分析的方法确定了285个HLA经典I类基因的氨基酸突变位点。鼻咽癌相关性分析结果显示，位于HLA-A基因内第62位氨基酸谷氨酰胺与鼻咽癌的低发风险相关，病例-对照分析中呈现最显著性的差异(p=1.2×10-24，OR=0.59)。氨基酸多态性与鼻咽癌的相关性分析结果显著性差异远高于任何单一等位基因的显著性水平提示特定氨基酸突变位点是HLA与鼻咽癌相关性的主因。与鼻咽癌发病风险最强的氨基酸突变位点均位于HLA分子的抗原肽结合凹槽部位。该研究结果从遗传学及功能学角度阐述了鼻咽癌发病聚集性的分子机理，为后续进行鼻咽癌的疫苗研究及免疫治疗等方法提供了重要的参考价值。课题资料完整，设计合理，研究方法科学，实验数据可信。共发表研究论文7篇，其中1篇为SCI生物类一区论文发表于《PLoS Genetics》，1篇发表于开放源期刊《Next Generation: SequencingAApplications》，1篇国际会议全文发表于《Progress on Post-Genome Technologies and Modern Natural Products》；在中文核心期刊《中华实验和临床病毒学杂志》、《遗传》、《中国输血杂志》和《中国中西医结合杂志》上发表论文4篇。课题的创新性：在国际上首次把鼻咽癌的HLA等位基因及单倍体分析进一步深入到特定的功能模序，从序列特性突变类型的角度出发，应用氨基酸多态性分析，对大样品量的病例-对照研究队列进行HLA与鼻咽癌的相关性分析，从功能学元件的角度探讨发病的生物学基础。首次用代理分析(Proxy analysis)的方法对疾病相关因子的独立性效果进行验证，有效地解决了HLA基因内部的显著连锁不平衡对分析的干扰。鉴定出在HLA-A和HLA-B基因区域分别存在两个独立性的信号，代表性氨基酸变异类型为HLA-A基因编码的第62位氨基酸Gln和HLA-B基因编码的第116位氨基酸Leu。基于高分辨HLA基因分型技术结合氨基酸多态性分析的方法检出抗原肽结合部位的氨基酸序列多态性与鼻咽癌发病风险具有最强的相关性，首次提出位于抗原结合凹槽部位的氨基酸多态性是鼻咽癌易感性或者抵抗性相关的决定性因素。课题研究成果达到国际领先水平。存在的问题：在HLA全基因测序未能在所有样品上实施的时候，氨基酸序列是根据分型结果推算的。从技术上说，存在有位于第二、三外显子之外的新氨基酸多态性漏检的可能。解决的打算：下一代测序技术的发展已经使得HLA全基因测序成为可能，计划进一步进行全基因组测序验证对基因的全貌进行验证。 |
