变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘相关基因表达谱构建及其致病基因筛选

1、变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘相关基因表达谱构建及其致病基因筛选背景变应性鼻炎 (Allergic Rhinitis, AR) 是耳鼻咽喉头颈外科常见的变态 反应性疾病,发病率虽然有地区差异 ,但总体呈上升趋势。 变应性鼻炎除鼻痒、鼻 塞、打喷嚏、流鼻涕等局部症状可引起患者生活质量下降外 , 还可诱发其它变应 性相关疾病 , 如支气管哮喘、慢性鼻 -鼻窦炎、中耳炎、变应性结膜炎等 , 尤其是 支气管哮喘。目前越来越多的研究发现变应性鼻炎及支气管哮喘两种上下呼吸道变态反 应性疾病在病理生理机制中的密切相关性。 已有文献报导 40%-50%变应性鼻炎患 者可合并发生哮喘 ,70%-90%哮喘患者可

2、合并变应性鼻炎 ,Grossman 更是提出“同 一气道, 同一疾病”的观点。因此, 变应性鼻炎不仅严重地影响人们的生活质量甚至可造成生命危险。变 应性鼻炎的病因复杂 , 疾病的发生不仅与基因有关 ,其遗传不遵循孟德尔单一基 因遗传病的规律 ,而是多基因遗传 ,还与环境密切相关 , 表现为基因与基因 ,基因 与环境的相互作用。既往对于变应性鼻炎和哮喘与可能致病基因的研究主要集中在个别基因的 研究, 或者进行全基因研究 , 个别基因研究无法从整体阐明变应性鼻炎及变应性 鼻炎合并哮喘的发病机制 , 而全基因研究含有的海量生物学信息也给变应性疾病 研究带来困难。功能分类基因芯片将微阵列技术与特定生物

3、学通路的最新知识有 机结合, 可以大大缩短发现诊治疾病的生物学标志物的时间 ,本课题采用功能分 类基因芯片当中的过敏和哮喘基因芯片技术构建变应性鼻炎及变应性鼻炎合并 哮喘基因组异常表达谱 , 同时筛选出变应性鼻炎、变应性鼻炎合并哮喘的致病基 因, 对变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘的发病机制、治疗方法改进以及疗效评 估指标的研究具有重要意义。第一部分变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘相关基因表达谱的构建目的本课题采用人过敏和哮喘 PCF芯片(Allergy & Asthma PCR Array)技术,筛选出变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘异常表达基因 , 初步构建尽可能完整的变应性鼻 炎及变应

4、性鼻炎合并哮喘基因组异常表达谱 , 为变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮 喘相关基因研究进行前期探讨 , 为变应性鼻炎、变应性鼻炎诱发哮喘相关基因的 克隆、定位和鉴定提供实验参考。方法收集单纯鼻中隔偏曲患者 (正常对照组 ) 鼻腔粘膜组织标本、 变应性鼻炎患者鼻腔粘膜组织标本、 变应性鼻炎合并哮喘患 者鼻腔粘膜组织标本各 8 例, 标本离体后立即放置于 RNA later Tissue Protect Tubes (1.5ml),4 C冰箱存放过夜后在-80 C冰箱保存,利用人过敏和哮喘PCF芯 片技术(负载91个过敏和哮喘相关基因),经过抽提RNADNase I消化RNA羊品、 纯化组织RNA R

5、NA质量检测、cDNA合成、实时定量PCF(RT-PCR)数据分析总 共 7 个步骤后 , 比较变应性鼻炎组和正常对照组 , 变应性鼻炎合并哮喘组和正常 对照组基因异常表达情况 ,筛选出变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘异常表达基 因,构建变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘基因异常表达谱。结果正常对照组所收集的 8 例鼻腔粘膜组织标本均来自鼻中隔偏曲患者 , 并 且无罹患变应性鼻炎及哮喘证据。 8 例变应性鼻炎患者均有变应性鼻炎典型的临 床表现 , 并且皮肤点刺试验及静脉血过敏原筛查均有阳性结果 , 但支气管激发试 验阴性。8 例变应性鼻炎合并哮喘患者均有变应性鼻炎典型的临床表现 , 患者具有哮 喘的

6、临床表现或者既往发作史 , 并且皮肤点刺试验、静脉血过敏原筛查均有阳性 结果, 支气管激发试验阳性。利用 Allery & Asthma PCR Array 对三组标本进行 过敏反应相关基因扫描 , 对比变应性鼻炎组与正常对照组、变应性鼻炎合并哮喘 组与正常对照组 ,均发现 89 个过敏反应相关基因 ,其中对比变应性鼻炎组与正常 组,共 19个基因表达上调 ,70 个基因表达下调。对比变应性鼻炎合并哮喘组与正常组 , 共 16 个基因表达上调 ,73 个基因表达 下调。结论利用 Allery & Asthma PCR Array 技术 , 获得了变应性鼻炎组与正常 对照组, 变

7、应性鼻炎合并哮喘组与正常对照组差异表达基因 ,初步构建出变应性 鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘相关基因组异常表达谱。这些异常表达基因在变应性鼻炎、 变应性鼻炎合并哮喘的分子水平发病机制 中可能起互相协同作用。 第二部分变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘致病基因筛 选目的在采用 Allery & Asthma PCR Array 技术构建的变应性鼻炎、变应性鼻炎 合并哮喘的基因组异常表达谱中 ,对比变应性鼻炎与正常对照组 , 变应性鼻炎合 并哮喘与正常对照组相关基因表达情况 , 筛选变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘 的差异性表达基因 , 进而筛选变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘的致病候选基因 为变应性

8、鼻炎及哮喘的防治、理论研究提供实验参考 , 最终降低由变应性鼻炎诱 发的哮喘的发病率及死亡率。方法联合应用 Allery & Asthma PCR Array 技术（覆盖 91个过敏和哮喘相关 基因）及Benjamini Hochberg FDR统计学方法对比变应性鼻炎及变应性鼻炎合并 哮喘组与正常对照组 , 变应性鼻炎合并哮喘与变应性鼻炎组中患者鼻腔粘膜组织 标本中相关基因表达差别 ,筛选变应性鼻炎及变应性鼻炎合并哮喘的可能致病基 因。结果对比变应性鼻炎与正常对照组 , 变应性鼻炎合并哮喘与正常对照组 , 变应 性鼻炎合并哮喘与变应性鼻炎组患者鼻粘膜组织标本中基因表达情况 ,分别发现

9、 2 个(BCL6 STAT6),17 个(ADAM33,BCL6, IFNGR2,IL12A, IL12B, IL13RA1, IL17A, IL31, IL4R, IL5, KIT, LTB4R, MS4A2,RORC,STAT5A,STAT6, TBX21),1 (RORC) 个差异性表达基因。结论利用 Allergy & Asthma PCR Array 技术及 Benjamini Hochberg FDR 统计学方法结果提示BCL6和STAT6可能是变应性鼻炎的致病基因,ADAM33,BCL6, IFNGR2, IL12A, IL12B, IL13RA1, IL17A, IL31, IL