ISX和HEATR突变在对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者中的表达及意义

研究背景:银屑病是一种由遗传和环境因素共同引起且由免疫介导的的慢性、炎症性、系统性疾病,通常表现为局限性或广泛性的鳞屑性红斑或斑块,易复发,往往罹患终身且无法根治。其中,寻常型银屑病约占90%以上,是最常见的表现形式。在临床治疗过程中,存在一类特殊群体——对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者。研究表明,遗传因素与银屑病患者的发病风险、疾病严重程度以及个体化用药差异密切相关。目前已发现利用基因多态性分析可以解释一些个体用药差异的现象,即患者的DNA序列会对药物反应产生一定影响。我们前期研究收集了170例显效组(常规治疗有效)和180例难治组(常规治疗不敏感)的寻常型银屑病患者,通过对外周血进行DNA外显子测序分析,比较两组人群易感基因出现的频率,筛选出26个在难治组中高频出现的基因位点,包括基因ISX和HEART,提示携带这些基因的患者可能需要新的有效的治疗方案。国外研究证实,ISX参与肝癌、胰腺癌、胃癌的发生发展,另外还参与调节体内维生素A的代谢;HEATR1在胃癌、口腔鳞状细胞癌、非小细胞肺癌、肝细胞癌及胶质母细胞瘤中表达上调。从而推测,基因ISX和HEATR1的多态性可能会影响增殖性细胞疾病的发展。银屑病是一种以角质形成细胞过度增殖为特征的皮肤病。有关ISX和HEATR1在银屑病中的研究并不多,有必要深入研究二者多态性在银屑病治疗效果中的作用。本研究收集临床上对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者,以验证ISX与HEATR1为提示疾病顽固难治的基因位点,并比较患者血浆中ISX与HEATR1的m RNA的表达水平,初步证明二者突变在银屑病治疗效果中可能降低了药物治疗的敏感性。方法:1.纳入对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者作为研究对象,采用调查表方式收集患者的基本临床信息并分析。2.采集研究对象的外周静脉血样本,提取基因组DNA,应用PCR扩增ISX和HEATR1基因突变位点并进行Sanger测序,与正常人群和常规治疗有效患者的基因序列进行比对,筛查突变。3.使用qPCR技术测定常规治疗不敏感患者中所有突变样本和常规治疗有效患者血浆中ISX和HEATR1的m RNA的表达水平,比较由于目的基因突变而产生的表达差异。4.使用Alphafold2工具、Schr?dinger软件,预测ISX和HEATR1野生型和突变型的蛋白质三级结构,之后使用Imutant2.0软件分析蛋白突变对结构稳定性的影响并计算蛋白的自由能(ΔΔG)。5.使用STRING数据库构建以ISX和HEATR1为中心蛋白的蛋白质相互作用网络(PPI),挖掘与关键蛋白质的关系,推测基因突变在对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者中可能的影响机制。结果:1.在239Immune repertoire例对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者中,男女比1.25:1,平均年龄为(41.32±13.076)岁,平均病程(7.98±10.143)年,平均发病年龄(29.58±11.358)岁;38.50%患者有家族遗传史;175例患者为夏轻春冬重;BMI值大于等于24 kg/m2的有85例。同一患者根据皮损严重程度可先后采用局部外用治疗、物理治疗、系统治疗、中医中药四种治疗方法;89例患者存在一种或多种不同类型的银屑病共病,合并两种及以上类型银屑病共病的患者有36例。2.经Sanger测序发现,难治组患者中有12例ISX基因(NM 001303508)3号外显子上一处位点发生错义突变:c.895T>C,p.Val85Ala;15例HEATR1基因(NM 018072)22号外显子上一处位点发生错义突变:c.3207C>T,p.Gly1027Asp,与全外显子测序的结果一致,证实两个突变位点的存在。GNE-140溶解度将239例难治组与170例显效组寻常型银屑病患者进行统计学分析,以上2个低频变异具有统计学意义(P<0.01)。3.突变型难治组和显效组ISX相对表达量分别为2.100±0.4339和1.006±0.1161,HEATR1相对表达量分别为1.696±0.3708和1.070±0.3624,突变型难治组均较显效组m RNA表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.0001)。4.突变后,ISX蛋白的自由能改变,ΔΔG为-2.13kcal/mol,蛋白质稳定性降低;HEATR1蛋白的自由能改变,ΔΔG为-0.11kcal/mol,蛋白的稳定性略微降低。5.PPI显示,与ISX互作的10个蛋白是BCO2、SCARB1、BCO1、RASD2、CYGB、SPHK1、TOM1、POLDIP3、MCM5、NPAPLX4032溶解度T;与HEATR1互作的10个蛋白是UTP20、CIRH1A、DCAF13、NOL6、WDR75、RRP9、UTP18、NOP58、UTP15、UTP6。结论:1.本研究在239例对常规治疗不敏感的寻常型银屑病患者中检测到ISX基因第3号外显子的错义突变c.895T>C和HEATR1基因第22号外显子的错义突变c.3207C>T,目前这两个突变在国内外尚未见报道,为新发突变,进一步扩大了银屑病的突变谱。2.基因ISX和HEATR1可能在一定程度上参与了银屑病的发生和发展过程。二者突变可能通过降低表达水平和改变蛋白分子结构的稳定性来影响相关生物学功能,导致临床上部分寻常型银屑病患者对常规治疗不敏感。