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一項針對日本人群的大規模全基因組測序(WGS)研究近日在《細胞·基因組學》(Cell Genomics)發表,首次系統揭示了罕見遺傳變異(RVs)和結構變異(SVs)在銀屑病(俗稱“牛皮癬”)發病中的關鍵作用,并鎖定了一個全新的風險基因CERCAM。這項由東京大學、日本理化學研究所等機構聯合開展的研究,為理解銀屑病的復雜遺傳機制提供了突破性視角。
背景:銀屑病的遺傳謎題與研究空白
銀屑病是一種常見的慢性免疫介導性皮膚病,全球患病率約2%-4%,但亞洲人群(如日本)患病率僅為0.1%-0.3%。其發病與遺傳高度相關,既往全基因組關聯研究(GWAS)多聚焦歐洲人群的常見單核苷酸變異(SNVs),但這類變異僅能解釋約30%的疾病遺傳風險。近年來,科學家逐漸意識到,罕見變異(發生頻率<0.5%)和結構變異(如大段DNA插入、缺失或倒置,長度>50bp)可能是未被充分挖掘的“遺傳拼圖”。
歐洲人群的研究無法完全代表亞洲人群的遺傳背景。例如,歐洲人群中HLA-C?06:02等位基因攜帶者占銀屑病患者的近半數,但在日本人群中這一比例僅約5%。這意味著,亞洲人群的銀屑病遺傳驅動因素可能截然不同。
研究突破:5383例樣本揭示罕見與結構變異的關鍵作用
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研究團隊收集了1415名日本銀屑病患者(包括511例銀屑病關節炎患者)和3968名健康對照的血液樣本,進行了深度全基因組測序(平均覆蓋度18.3×)。通過對數據的系統分析,研究取得三大核心發現:
1.結構變異(SVs):一個3.3kb缺失擾亂皮膚特異性增強子
研究首次在全基因組范圍內篩選出與銀屑病顯著相關的結構變異。其中,位于IFNLR1基因(編碼Ⅲ型干擾素受體)附近的3.3kb缺失變異(chr1:24520347-24523674:DEL)尤為關鍵。該變異位于皮膚上皮細胞特異性的增強子區域(通過組蛋白修飾標記H3K4me1和H3K27ac驗證),通過下調IFNLR1表達,可能削弱皮膚對病毒的炎癥反應,從而降低銀屑病風險。
值得注意的是,這一變異與歐洲人群GWAS中IFNLR1位點的領先SNP(rs59960858)高度連鎖(r2=0.99),且通過長讀長測序驗證了其基因型準確性,排除了技術誤差干擾。
2.罕見變異(RVs):CERCAM成新風險基因
通過基因水平的罕見變異聚合分析(涵蓋功能喪失型變異、錯義變異等),研究識別出兩個顯著關聯基因:IFIH1(p=9.8×10??)和CERCAM(p=4.1×10??)。其中,CERCAM(腦毛細血管內皮細胞黏附分子)此前未被報道與銀屑病相關,其關聯信號主要由日本人群特有的罕見變異驅動(如42%的變異未在歐美數據庫gnomAD中記錄)。
進一步功能驗證顯示,CERCAM在皮膚成纖維細胞中特異性高表達(通過單細胞RNA測序和空間轉錄組學確認)。在小鼠模型中,敲除CERCAM的小鼠經咪喹莫特(銀屑病誘導劑)處理后,皮膚炎癥顯著加重:表皮增厚、促炎因子(IL-6、IL-17A、IL-23)表達升高,且真皮層T細胞浸潤增加(尤其是產生IL-17的T細胞亞群)。這直接證實了CERCAM通過調控T細胞留存和活化參與銀屑病發病。
3.罕見致病基因IL36RN與常見銀屑病的關聯
研究還發現,罕見孟德爾病基因IL36RN(編碼IL-36受體拮抗劑,突變可導致泛發性膿皰型銀屑病GPP)與常見銀屑病存在關聯。盡管研究排除了GPP患者,但IL36RN的罕見有害變異仍可能通過劑量效應影響普通銀屑病的嚴重程度。這一發現提示,針對IL-36通路的療法可能不僅適用于罕見重癥銀屑病,也可能惠及其他類型患者。
意義與展望:推動銀屑病精準治療
這項研究首次在日本人群中系統解析了罕見變異和結構變異的貢獻,為銀屑病的遺傳圖譜補上了重要一塊。CERCAM的發現尤其令人興奮——它不僅是一個新的風險基因,更提示皮膚成纖維細胞通過調控T細胞行為參與炎癥,這為開發靶向成纖維細胞-免疫細胞互作的療法提供了新靶點。
研究團隊強調,盡管樣本集中于日本人群,但其方法學(如WGS結合SV和RV分析)可推廣至其他族群。未來,他們計劃擴大樣本量,探索CERCAM的具體分子機制,并評估其作為生物標志物的潛力。
從“常見變異”到“罕見與結構變異”,從“歐洲人群”到“亞洲人群”,這項研究深化了對銀屑病遺傳基礎的理解,彰顯了多樣性人群研究對攻克復雜疾病的關鍵價值。隨著基因組學技術的普及,為精準醫療開辟新路徑。
原文鏈接:https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00382-9
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