王 晶, 龔新記

(新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院呼吸與呼吸危重癥中心一病區(qū)， 烏魯木齊 830054)

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)和支氣管哮喘(bronchial asthma)是兩類呼吸科較常見的慢性氣道疾病，其發(fā)病率和死亡率有逐年上升的趨勢，給社會和家庭帶來沉重的經(jīng)濟負擔[1-3]。在慢性氣道疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中，環(huán)境和遺傳因素起到了不可忽視的作用。近90%的慢性阻塞性肺病是由長期吸煙引起的，然而，只有25%的慢性吸煙患者發(fā)展成為慢性阻塞性肺病[4]。因此，宿主或遺傳因素似乎使一些煙草接觸者易患與吸煙有關的呼吸系統(tǒng)疾病。此外，有阻塞性氣道疾病家族史的吸煙者(如哮喘和慢性阻塞性肺病)更容易發(fā)生慢性阻塞性肺病。因此，有人認為哮喘和慢性阻塞性肺病可能具有某些共同的易感因素或臨床特征[5]，故從遺傳學角度對慢性氣道疾病展開研究具有重要意義。

解整合素-金屬蛋白酶(a disintegrin andmetalloprotease，ADAM)33基因是在2002年由Van Eerdewegh[6]發(fā)現(xiàn)的首個定位克隆基因。目前多項研究已證實，該基因為哮喘易感性的遺傳危險因素[3,7-9]。近年來，不少研究發(fā)現(xiàn)ADAM33與COPD也存在關聯(lián)[10-13]。通過ADAM33對COPD和哮喘進行研究，以進一步揭示其發(fā)病機制，為臨床治療提供新思路。本文就ADAM33與慢性氣道疾病的相關進展做一綜述。

1 ADAM33介紹

ADAM33是ADAM家族的成員之一，屬于I型跨膜酶原糖蛋白，是一個長度約14 kb的基因，位于20號染色體的短臂(20p13)上，由22個外顯子和21個內(nèi)含子組成。它編碼813個氨基酸長的基質(zhì)金屬蛋白酶，并有30個非翻譯(UTR)區(qū)域，含有7個多態(tài)性位點。

ADAM33基因的幾個重要生物學功能，包括細胞活化，蛋白水解，黏附，融合和信號傳導。ADAM蛋白參與細胞-細胞和細胞-基質(zhì)相互作用，細胞遷移，細胞-細胞黏附和信號轉(zhuǎn)導。ADAM33轉(zhuǎn)錄顯示組織特異性，在肺平滑肌細胞和成纖維細胞中占優(yōu)勢，在氣道上皮細胞、T細胞和其他免疫細胞中表達較低[14]。因此，ADAM33表達的變化可導致氣道平滑肌細胞和成纖維細胞的功能變化。它還與氣道上皮細胞損傷后的細胞修復相關，表明在小氣道重塑、高反應性和炎癥中的潛在作用。

2 ADAM33與哮喘的關聯(lián)性

由于ADAM33基因具有復雜的差異剪接特性，因此觀察到基因產(chǎn)物的高度可變性，大多數(shù)變異見于5’末端基因和3’結(jié)構(gòu)域。正常受試者和哮喘患者的支氣管活檢標本中ADAM33剪接變異體的表達無明顯差異。而在中度和重度哮喘中ADAM33的表達增加。在氣道平滑肌細胞中觀察到，IFN-γ可以下調(diào)ADAM33基因。研究表明IFN-γ對ADAM33的mRNA表達的影響，由啟動子區(qū)調(diào)節(jié)。 IFN-γ調(diào)節(jié)ADAM33基因的區(qū)別在有和無哮喘的受試者中，可能是由于ADAM33上游區(qū)域存在多態(tài)性引起的。

2002年 Van Eerdewegh等[6]首次發(fā)現(xiàn)ADAM33基因的14個SNP與高加索人群的哮喘患病率之間存在強相關性。Vergara等[15]發(fā)現(xiàn)ST 7 SNP的TT基因型是哥倫比亞人群哮喘的危險因素，而H4(GCAGGG)與家族性哮喘相關，V4和T2基因座與血液IgE水平相關。然而，Miyake等[16]并沒有發(fā)現(xiàn)德國和日本人群中T1，T2或V4基因座與哮喘之間存在明顯的相關性。 在一項涉及臺灣哮喘患者和115名健康個體的研究中，Chiang等[17]的研究發(fā)現(xiàn)AA，AG和GG基因型以及2組之間A和G等位基因的頻率分布存在統(tǒng)計學差異。Yao等[18]的研究也表明哮喘與T1，T2和V4位點的多態(tài)性有關。Zhu等[19]的研究發(fā)現(xiàn)T1與蒙古族、漢族人群哮喘風險相關，V4僅與蒙古族人群患者相關，而T2與上述人群無相關性。Shen等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，T2、V4位點與哮喘嚴重程度相關。Farjadian等[21]對伊朗西南部哮喘患者ADAM33基因的T+1、T1、S1、F+1位點分析，發(fā)現(xiàn)病例組和對照組并無明顯差異。總之，盡管這些基因座中的SNPs在不同區(qū)域和群體中非常普遍，但它們的分布與哮喘風險的關聯(lián)變化很大。

3 ADAM33與COPD的關聯(lián)性

近年來，隨著人們對ADAM33基因研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)ADAM33也是COPD疾病發(fā)生、發(fā)展過程中的重要危險因素[22]。Wang等[23]在對312例亞洲人群COPD患者的痰液進行分析時發(fā)現(xiàn)，ADAM33基因的T1和Q-1位點與COPD氣道炎癥的細胞因子和介質(zhì)顯著相關。在一項涉及15例德國COPD患者和152例健康對照的隊列研究中，Pabst等[24]發(fā)現(xiàn)ADAM33中F+1和S 2在不同亞組分析中均未見明顯差異。Sadeghnejad等[25]研究發(fā)現(xiàn)5個SNP與COPD相關，分別是Q-1、S1、S2、V-V4，同時還發(fā)現(xiàn)Q-1，S1和V-1也與ppFEV1，F(xiàn)EV1/FVC比率和ppFEF25-75相關，S2與FEV1/FVC比率相關，S1和殘余體積之間有關聯(lián)。一項涉及9個SNP的13個病例對照研究的meta分析[11]提示：T1、T2、S1、Q-1、F+1和ST+5與不同人群的COPD風險相關。此外，研究還表明T2，Q-1和ST5表明與歐洲人群中COPD的風險相關，而T1，T2，S1，F(xiàn)1和Q-1表明與亞洲人群中COPD的風險相關。Tan等[12]對438例蒙古人群研究發(fā)現(xiàn)，ADAM33中的7個SNP與COPD相關(T +1、T2、T1、S2、S1、Q-1、F+1)，單倍型分析顯示COPD組中單倍型H1(GGAGGGT)，H5(GGAGGGC)和H10(GGGGAGT)的頻率顯著高于對照組，而單倍型H11(GGACAGC)在對照組中比在病例組中更常見(P=0.015)。

4 ADAM33與氣道重塑的關聯(lián)性

血管重塑是哮喘氣道的另一個特征。來自動物模型的數(shù)據(jù)表明，血管內(nèi)皮生長因子是哮喘氣道中血管生成、血管通透性和結(jié)構(gòu)變化的重要介質(zhì)。血管內(nèi)皮生長因子可以促進哮喘氣道重塑。據(jù)報道，血管內(nèi)皮生長因子和血管內(nèi)皮生長因子受體在過表達中過量表達。哮喘患兒痰液中成人哮喘氣道增加18例，成人哮喘患者肺組織血管內(nèi)皮生長因子表達增加，且與疾病嚴重程度相關。Elizabeth等[26]研究表明酶活性可溶性ADAM33(sADAM33)在哮喘氣道中增加并且在氣道重塑中起作用，不依賴于炎癥，且其誘導的氣道重塑是可逆的。此外，在過敏原攻擊后，在ADAM33沉默的小鼠中，重塑和炎癥都被抑制。當在子宮內(nèi)誘導或離體添加時，sADAM33引起氣道的結(jié)構(gòu)重塑，這增強了在使用空氣過敏原進行亞閾值攻擊后出生后氣道嗜酸性粒細胞增多和支氣管高反應性。Fang等[14]研究提示：TGF-β1增強氣道上皮細胞中ADAM33的表達，ADAM33誘導氣道上皮細胞的間充質(zhì)轉(zhuǎn)變，從而參與哮喘的氣道重塑。 Vergara等[15]研究了ADM33在ASM細胞中的表達，發(fā)現(xiàn)哮喘患者的ADAM33 mRNA和蛋白水平明顯高于正常對照組氣道平滑肌細胞。Elizabeth等[26]的研究表明1,25(OH)2D3可以抑制氣道平滑肌細胞增殖，其對血管內(nèi)皮生長因子分泌有負向調(diào)控作用。在子宮內(nèi)缺乏維生素D的小鼠會導致氣道平滑肌質(zhì)量增加和氣道阻力。此外，在患有嚴重哮喘的兒童中，維生素D水平較低與氣道平滑肌質(zhì)量增加有關[27]。Kim等[28]研究證明1,25(OH)2D3抑制血管內(nèi)皮生長因子誘導的ADAM33在mRNA和蛋白水平的表達，表明表達可能主要在mRNA水平調(diào)節(jié)。

5 ADAM33與肺功能的關聯(lián)性

雖然ADAM33是一種膜錨定蛋白，但ADAM33可被檢測為哮喘氣道中的可溶性蛋白(sADAM33)，其中高水平的sADAM33與肺功能降低相關[29]。最近的研究進一步表明，ADAM33內(nèi)的SNP通過影響COPD的氣道炎癥過程和改變肺功能來賦予一般人群COPD易感性[30]。 一項涉及1 047例高加索男性合并哮喘或慢阻肺患者的數(shù)據(jù)研究[31]顯示：三個基因(DPP10，NPSR1和ADAM33)的七個變體與1秒內(nèi)用力呼氣量的變化顯著相關。即參與哮喘和慢性阻塞性肺病的基因的遺傳變異與正常衰老過程中肺功能下降有關。Kim等[28]的研究顯示，支氣管肺泡灌洗液(BALF)中ADAM33蛋白水平與哮喘患者的預測FEV1值呈負相關。肺功能下降是COPD和心血管疾病發(fā)展的危險因素[32-33]。 Jongepier等[34]的研究也顯示，ADAM33基因多態(tài)性不僅在哮喘易感性中起作用，而且在其進展中起作用。因此，ADAM33中多態(tài)性與FEV1下降的相關性也可能構(gòu)成COPD發(fā)展的風險。在荷蘭人群中，SNP S1，S2和Q-1與FEV1下降相關，并且SNP S1，S2，F(xiàn) 1和T2與C OPD的存在相關。在歐洲兒童的另一項研究中，SNP F 1，M 1，T1和T2與較低的FEV1相關。這些差異可能與人群不同有關，也可能與遺傳背景相關，因此，需進一步研究ADAM33基因變異在其他人群中的分布。

綜上所述，目前，大多數(shù)研究提示ADAM33與哮喘和COPD發(fā)病相關，但是受選取樣本、操作方法不同，所得到的關聯(lián)性的SNP位點也不同。因此，今后需要建立完善的風險基因體系，以期進一步深入研究COPD和哮喘的發(fā)病機制，為臨床治療提供新的平臺。