一項關聯分析，以確定西西裏兒童隊列中與哮喘和鼻結膜炎相關的遺傳變異

哮喘和鼻結膜炎(RC)是世界上常見的疾病，經常相關。觀察到的哮喘和RC患病率的差異可能是由遺傳易感性解釋的，盡管環境因素也起著相關作用[1］．為了增加西西裏兒童的基因組信息，本研究探索了一些遺傳變異，以發現哮喘和RC的可能關聯。

有代表性的樣本為“巴勒莫初中”(PJHS II)的1050名兒童[2通過問卷調查、肺活量測定和皮膚點刺試驗(SPT)來量化哮喘和RC的患病率，與過敏性致敏和呼吸功能相關，並評估環境和宿主危險因素在過敏性呼吸疾病中的作用。這項研究得到了當地機構倫理委員會的批準。所有孩子的家長都簽署了一份書麵知情同意書。

兩種不同的表型被確定:當前哮喘(CA)定義為哮喘在過去12個月內至少有一次喘息發作，RC定義為除了普通感冒或流感外，在過去12個月內打噴嚏、流涕或鼻塞，以及鼻子問題伴有瘙癢和/或流淚。同時存在CA和RC的合並為CA組;以無CA和RC (nAnRC)兒童為對照。

通過基質輔助激光解吸/電離(MALDI-TOF-MS)技術，共篩選出52個參與先天免疫係統通路的單核苷酸多態性(SNPs)進行基因分型。在最初選擇的52個snp中，7個是完全缺失的，其餘的snp成功地進行了基因分型。個體用Illumina串珠芯片(Illumina Inc.， San Diego, CA, USA)進行基因分型;采用PLINK v1.07軟件進行標準質量控製。如果SNPs的召喚率低(基因型的比例< 90%)，不在Hardy-Weinberg平衡(HWE，p在nAnRC受試者中< 0.001)，或具有較低的次要等位基因頻率(MAF < 1%)。共22個snp被用於進一步分析。

采用方差分析(ANOVA)比較CA、RC和nAnRC患兒的平均值。分類變量的差異采用卡方檢驗。應用SNPassoc R包的病例/對照模型分析了單個snp與CA和RC之間的關聯，並調整了性別、年齡、身體質量指數(BMI)、SPT+(至少一個陽性)、當前環境煙草煙霧暴露和交通。

1050例受試者的人口學特征和肺功能特征見表1．研究樣本由523名女性(49.8%)和527名男性(50.2%)組成，平均年齡12.07±0.74歲。受試者被分為CA (n= 61)， rc (n= 184)及nAnRC (n= 805)。CA和RC患者更常發生SPT+;CA患者年齡小於nAnRC和RC患者。

表中報告染色體、基因、SNP名稱、質控標記、等位基因編碼(Major/minor)、小等位基因頻率(MAF)、Hardy-Weinberg平衡檢驗、缺失值百分比(%)和基因分型分布2．

應用病例/對照模型，沒有SNP達到Bonferroni校正顯著性閾值(P值< 0.002，即0.05/#次)，隻有一個SNP達到Bonferroni校正建議顯著性閾值(P值< 0.005，即0.10/#測試)。然而，我們也包括了那些達到名義顯著性閾值的snp (P值< 0.05)，以強調與兩種研究表型的適度相關性。CA僅與rs4252665強相關，與rs1801275和rs17616434弱相關;RC與rs7741835、rs8079416、rs3859192、rs3894194和rs7212938的相關性較小。表格3.為CA/RC組和nAnRC組中相關SNP的基因型頻率，以及logistic回歸模型中唯一強相關SNP的校正OR和95% CI。SNP rs4252665的基因型頻率在兩組間存在顯著差異，即CA受試者CT雜合子基因型頻率較高，而nAnRC受試者多為純合子。事實上，使用超顯性遺傳模型，其中基線為純合基因型(CC/TT)， rs4252665的CT基因型顯示出較大的CA (OR)風險增加_{C /T}= 5.75;95% ci = 2.03-16.29)。與CA中度相關的SNPs表現出高頻率的主等位基因純合子基因型，而nAnRC的基因型大多以小等位基因的存在為特征。此外，對於nAnRC，與RC適度相關的SNPs在基因型頻率上表現出較小的變化。其中，rs8079416、rs7741835和rs3894194的雜合子基因型頻率高於nAnRC, nAnRC多為純合子基因型;rs7212938和rs3859192的小等位基因型頻率高於nAnRC, nAnRC的基因型特征為主等位基因的存在。

檢測到的CA相關信號位於4號染色體上的toll樣受體(TLR1)、16號染色體上的白細胞介素4受體(IL4R)和17號染色體上的Erb-b2受體酪氨酸激酶2 (ERBB2)。已知toll樣受體(TLRs)是一組主要受體，用於特異性識別病原體相關的微生物分子模式，能夠激活先天性和適應性免疫，從而降低哮喘風險[3.］．已知IL4R基因編碼一種調節IgE產生的蛋白質，研究表明該基因的等位基因變異與特異反應、過敏性鼻炎和哮喘有關[4］．最近有報道稱，ERBB2編碼區域17q12的一些位點與編碼gasdermin A (GSDMA)基因的17q21區域的位點存在連鎖失衡，而GSDMA先前與兒童哮喘相關[5，6，7］．

中等相關基因為6號染色體上的白細胞介素17 (IL17)、富含亮氨酸重複序列的3C (LRRC3C)和17號染色體上的GSDMA。IL17是一種以上皮細胞為靶點的促炎細胞因子48，其在鼻黏膜中的表達與過敏性鼻炎及其嚴重程度有關[8，9］．據我們所知，雖然在人類基因組中，LRRC32基因與濕疹和過敏性鼻炎有關，但尚未發表關於LRRC3C的功能研究。10]， LRRC3C和LRRC32編碼的兩種蛋白之間可能存在一些相似之處。最後，在許多人群中，GSDMA基因與兒童哮喘和過敏性疾病有關。特別是，17q21區域最初在關於兒童哮喘的第一次GWAS中被確定[6]， GSDMA變異被認為是哮喘和氣道炎症的強危險因素[7］．

總的來說，我們的研究結果揭示了4p14、16p12.1、17q12、6p12.2和17q21.1不同遺傳變異的重要性，確定了西西裏兒童人群中負責CA和RC的可能候選基因。這些結果是了解地中海地區兒科人群中哮喘和鼻結膜炎病理生理學的初步步驟，需要通過使用更先進技術的進一步研究來驗證。此外，結合全基因組關聯研究(GWAS;［11])和表達數量性狀位點(eQTL [12])，例如基於摘要數據的孟德爾隨機化(SMR;［13])，前綴[14]、mettaxcan [15]，將有助於發現與該地理區域的這些過敏性呼吸道疾病相關的新遺傳變異。與傳統的單變異檢測不同，這些基於snp -基因連鎖的創新方法將為疾病因果關係提供有價值的見解。值得注意的是，通過識別基因性狀相關的表達變化，GWAS和eQTL研究的綜合分析將減輕與GWAS方法相關的一些任務，允許發現可能影響基因表達的遺傳變異[16］．此外，由於一些基因功能通常是多效性的，這種聯合方法將允許更好地理解多效性影響臨床表型的途徑。

綜上所述，本研究可以促進精準醫療基因組時代新療法和預防策略的應用。