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英译汉:CCR5-∆32/∆32纯合子的表型表现

 DX3906_135711 2023-06-11 发布于北京

目的:由于CC趋化因子受体5(CCR5)的阻断已被提出用于治疗HIV-1,我们检测了CCR5-32/32纯合子基因型是否具有与HIV-1相关的表型表达。

设计:研究对象为白人同性恋男性或未感染HIV-1的血友病男性。在这项研究中,15名CCR5-32/32纯合子与201名CCR5野生型(+/+)受试者在前瞻性队列研究和常规临床护理中确定的广泛临床条件和实验室检测结果进行了比较。采用聚合酶链反应检测CCR5-32基因型,然后进行单链构象多态性分析。

结果:高血压和血友病是CCR5-∆32/∆32研究对象的临床记录中唯一常见的诊断。根据血压测量和治疗史,CCR5-∆32/∆32纯合子的高血压患病率比年龄匹配的CCR5-+/+研究对象高2.8倍(95%置信区间[CI],1.2-6.4;p = .01);所有纯合子均无严重高血压。不同基因型的血液学测量结果基本相似,但CCR5-∆32/∆32研究对象的淋巴细胞总数比CCR5-+/+研究对象高~20%(p<.05)。在感染丙型肝炎病毒(HCV)的血友病患者中,CCR5-∆32/∆32纯合子的平均丙氨酸转氨酶水平高117%(p<.05),但血清HCV水平与CCR5-∆32基因型无差异。CCR5-∆32/∆32纯合子研究对象的麻疹病毒抗体流行率低于其他基因型的研究对象,但这种关联在一组献血者中未得到证实。其他9种常见病毒HBV和HCV的抗体流行与CCR5基因型无关。

结论:CCR5-∆32/∆32纯合子与野生型人群基本相似。需要验证性调查来确定HCV感染时高血压、淋巴细胞计数增加和肝酶水平升高是否代表该基因型的真实表型表达。CCR5-∆32/∆32纯合子不能对病毒感染提供广泛的保护

趋化因子(趋化因子细胞因子)、趋化因子受体和宿主遗传因子是HIV-1研究的前沿(1)。β类(CC)趋化因子通过招募或激活淋巴细胞、单核细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞在炎症过程中发挥关键作用(2)。通过与CC趋化因子受体5(CCR5)结合,β-趋化因子RANTES、巨噬细胞抑制蛋白(MIP)-lα和MIP-1β也可以预防CD4+细胞的体外感染(3)。CCR5是嗜巨噬细胞HIV-1毒株的主要共受体,在早期感染中占主导地位(4-8)。

CCR5基因32bp的缺失(32)导致β趋化因子和HIV-1的非功能受体(9-12)。这种等位基因在白人中有~10%的频率,但在其他人群中更少见或不存在(9-13)。CCR5-32/32纯合子(~1%的白人)对HIV-1感染具有高度抗性(9-12,14),尽管这种抗性不是绝对的(15-17)。HIV-1感染的CCR5杂合子(CCR5+/32)延缓了艾滋病的进展(10,12,18)。

CCR5在HIV-1感染中的作用具有潜在的治疗应用(19),但在试图阻断或下调人类CCR5之前,确定CCR5-32/32纯合子是否遭受有害影响是很重要的(20)。这种效应可能直接来自CCR5的缺失或β趋化因子水平的增加。来自CCR5-32/32纯合子的淋巴细胞在体外产生高水平的CCR5配体β-趋化因子(8),这些蛋白可以结合CCR5以外的趋化因子受体(2)。对基因改变小鼠的研究表明,CCR5的缺失或更高水平的β趋化因子可能具有表型表达。缺乏CCR5的小鼠巨噬细胞功能受损,T细胞依赖性免疫反应增强(21)。较高水平的MIP-1a与柯萨奇病毒诱导的小鼠心肌炎相关(22)。

CCR5-32等位基因的纯合性也可能有有益的影响。白人的高等位基因频率可能反映了积极的基因选择,可能是通过对HIV-1以外的感染源的保护(23)。

通过筛查纳入HIV-1发病率研究的血友病患者和同性恋男性,我们确定了15名未感染HIV-1的男性,他们的CCR5-32等位基因是纯合子。在这些研究中,这些研究对象在长达14年的随访中被观察到;血友病的研究对象也进行了定期彻底的临床评估。为了检测CCR5-32/32基因型的表型表达,我们将CCR5-32/32纯合子的临床和实验室数据与其他入组研究对象和参考人群的数据进行了比较。

方法

研究对象

受试者被纳入多中心血友病队列研究(MHCS)(24)或华盛顿和纽约男性研究(DCG)(25)。MHCS是一项前瞻性队列研究,从1982年开始在美国和欧洲登记的2117名患者。每隔6至12个月,记录临床状态信息,进行体格检查,采血。DCG是一项对1982年在初级保健医生办公室登记的245名同性恋男性的研究。在登记时采集患者的血液并进行访谈,随后大约每12个月进行一次访谈,但对大多数未感染HIV-1的受试者的随访于1991年停止。两项研究均经相关机构审查委员会审查批准,所有研究对象均知情同意参与。目前的分析仅限于未感染HIV-1的研究对象。

这些研究的人口统计学和临床(包括血液学)数据记录在标准化表格上,并输入计算机数据库。评估的临床状况主要是与血友病、肝病、艾滋病毒感染或性传播感染相关的疾病。此外,有11个CCR5-32/32纯合子的临床护理记录;我们从这些记录中系统地提取了信息。为了检验CCR5-32/32纯合子与高血压之间可能的联系,我们还从CCR5-32/32纯合子的临床记录中提取了血压和高血压治疗的信息,并选择了CCR5野生型(+/+)比较研究对象。

实验室方法

血液学测量直接用自动细胞计数器测定,或通过自动白细胞计数和人工鉴别计数。采用全血裂解液法(26)或适用于冷冻淋巴细胞标本的方法(27),采用流式细胞术检测CD4+淋巴细胞的百分比。HIV-1、乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)抗体以及HBV表面抗原和HCV RNA(通过支链DNA法)的检测如前所述(28)。对于CCR5-32纯合子,我们测量了10种常见病毒(梅奥医学实验室,罗切斯特,MN,美国.)的抗体,如果有足够的存档血清或血浆。用免疫荧光法或酶联免疫法(巨细胞病毒和风疹)测定这些抗体。麻疹抗体结果通过麻疹中和试验得到证实(29)。

通过聚合酶链反应(PCR)扩增DNA确定CCR5基因型,然后进行单链构象多态性分析,如前所述(10)。一些研究对象不能进行基因分型,因为由于技术原因没有DNA样本。

数据分析

因为所有未感染HIV-l的CCR5-32/32研究对象都是美国白人或白人西班牙裔美国男性,我们将对照组限制为类似的受试者。对于重复测量的变量(如淋巴细胞计数),我们确定每个研究对象的平均值,然后计算每个基因型的总平均值。研究对象18岁之前的测量数据被排除在外。用于比较感染HCV的血友病研究对象的肝酶水平。在最初的HCV抗体测试阳性之前的测量被排除,以及在乙肝表面抗原结果为阳性时进行的测量。采用连续测量(30)的双面曼-惠特尼-威尔科克森秩和检验和分类数据的x2检验(31)比较研究对象的特征和实验室分析结果。我们使用Fisher的精确检验(Epi-Info,版本6.04a,石山。GA.美国.)和精确的二项式检验,以比较CCR5-32纯合子的血清学检测结果与正常健康人群的预期结果;使用从进行检测的商业实验室获得的血清流行率数据计算预期值(A.D. Wold,个人通讯,1997年3月4日)。

在一项高血压患病率的亚研究中,我们从CCR5-32/32纯合子的临床记录中提取信息,并选择了1985年1月1日至1997年8月1日期间与年龄和入组地点相匹配的CCR5-+/+研究对象。我们认为一个研究对象如果他的最后两个收缩压读数的平均值是>140毫米汞柱,如果他的最后两个舒张压读数的平均值是≥90毫米汞柱,或者如果他曾经治疗高血压。这些数据被分析为一系列层次,每个层次由一个CCR5-32/32纯合子和多达5个CCR5-+/+研究对象组成。常见相对风险由曼特尔-哈恩泽尔方法确定,95%置信区间(95% CI)由基于检验的方法确定,p值由科克伦-曼特尔-哈恩泽尔统计量确定(31)。

结果

在219例未感染HIV-1的血友病白人患者中进行了CCR5-32分型,CCR5-+/+受试者有175例(79.9%),CCR5-+/32杂合子32例(14.6%),CCR5-32/32纯合子12例(5.5%)。在97名白人或白人西班牙裔同性恋男性中,CCR5-+/+研究对象有73名(75.3%),CCR5-+/32杂合子21名(21.6%),CCR5-32/32纯合子3名(3.1%)。在研究开始时,血友病患者的中位年龄为25岁,同性恋男性为33岁。尽管大多数血友病患者,无论CCR5基因型如何,都有因子VIII缺乏症(血友病A),但CCR5-32/32的研究对象接受了更多的血液制品。例如,1978年~1985年期间,10例CCR5-32/32基因型且有血液产品暴露信息的血友病患者中,接受了>20,000U的非热处理因子VIII浓缩物有7例(占比7/10),而其他基因型的研究对象则只有8%(p=.001)。本研究人群中CCR5-32/32纯合子频率升高以及这些血友病患者较多的血液产物暴露反映了CCR5-32/32纯合子对HIV-1感染的抗性。

由于死亡人数较少无法对基因型特异性死亡率进行有意义的分析:5例CCR5-+/+患者在随访期间死亡,1例CCR5-32/32血友病患者死于创伤。为了评估发病率,我们从15例未感染HIV的CCR5-32/32研究对象的研究记录中提取诊断信息,并从11例10-26年随访的临床记录中提取诊断信息(表1)。正如预期的那样,许多血友病男性有关节病(12例中10例)、出血并发症(12例中8例)和肝炎或肝肿大(12例中5例)的临床证据。在这些同性恋男性中,3人中有2人报告说至少有一次性传播感染。在15名CCR5-32/32的研究对象中,6名在至少一次研究访问中发现了淋巴结病(任何肿大的淋巴结),但淋巴结病在其他CCR5-32基因型的研究对象中同样常见。大多数其他健康状况仅限于1个或2个研究对象,但在11个有临床记录的CCR5-32/32纯合子中,有6个被诊断为高血压。

为了检查CCR5-32/32纯合子和高血压之间可能的相关性,我们从11个可评估的CCR5-32/32纯合子和来自相同的研究地点年龄匹配的CCR5-+/+研究对象提取抗高血压药物和最近的两个血压读数的临床记录的数据。这篇综述证实了6个CCR5-32/32纯合子的高血压诊断,并揭示了第7个CCR5-32/32纯合子符合我们的标准。2例CCR5-32/32纯合子通过治疗判定高血压,2例通过血压判定高血压,3例通过治疗及血压判定高血压;均处于不严重的范围(收缩压>180 mmHg或舒张压>110 mmHg)。11个CCR5-32/32纯合子中的1个接受降压治疗的64岁男性,没有年龄和地点匹配的研究对象。我们将剩下的10个CCR5-32/32纯合子(平均年龄37.1岁)与31个匹配的CCR5-+/+研究对象(平均年龄37.9岁)进行了比较。5名CCR5-+/+研究对象有高血压的证据,在CCR5-32/32纯合子中,高血压患病率高出2.8倍(95% CI,1.2- 6.4;p = .01)。与匹配的CCR5-+/+研究对象相比,CCR5-32/32纯合子有更多的临床就诊(平均分别为11.0和15.6),更多患血友病(分别为66.7%和88.9%),更经常接受>20000U因子浓缩物(分别为37.5%和88.9%),更少接受>20000U凝血酶原复合物浓缩物(分别为40.0%和0.0%)。在CCR5-+/+研究对象中,凝血酶原复合物的使用反映了因子VIII缺乏的患者有因子VIII浓缩物抑制剂。这些患者没有接受因子VIII浓缩物治疗,而是接受凝血酶原复合物浓缩物治疗,但其原因不明,其对HIV-1感染的风险较低。

我们将CCR5-32/32纯合子与其他研究对象在血液学和淋巴细胞亚群测量方面进行了比较(表2)。不同基因型间的血红蛋白、红细胞和血小板的值是相似的。在每个队列中CCR5-32/32研究对象总淋巴细胞高于CCR5-+/+研究对象(同性恋组差异没有统计学意义),但13例CCR5-32/32纯合子90次单独的总淋巴细胞计数测量没有超过正常的上限(4800个细胞/毫米3)。当将杂合子中的淋巴细胞总数与CCR5-+/+研究对象进行比较时,血友病患者中也出现了类似的增加(p = .02),但同性恋男性没有。与CCR5-+/+研究对象相比,CCR5-32/32纯合子伴血友病患者中CD4+淋巴细胞总数较高,但在同性恋男性中不高。其他基因型之间在白细胞血细胞类型方面没有一致的差异。

对于10个CCR5-32/32纯合子,在临床记录中发现了血液化学结果。比较最近的结果测试实验室的参考范围,HCV感染血友病患者肝酶和胆红素通常升高,但其他异常结果(血尿素氮、肌酐、尿酸、二氧化碳、钙、磷、白蛋白、电解质、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、总蛋白)只有1或2例CCR5-32/32研究对象观察到。肝酶的结果可从大多数血友病患者的研究记录中获得。在HCV感染的血友病患者中,CCR5-32/32纯合子中的平均天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)水平分别比CCR5-+/+研究对象高67%和117%(表2)。CCR5-32/32血友病患者的肝酶升高并不能用较高的病毒负荷来解释,因为血清HCV RNA水平并不因基因型而变化(表2)。

与血友病患者中血源性感染的高流行率相一致,11例CCR5-32/32例血友病患者中有11例检测到HBV抗体,12例患者中有10例(83.3%)检测到HCV抗体。对于10种常见病毒中的9种,CCR5-32/32的研究对象和参考人群中的抗体流行率相似(表3)。然而,在CCR5-32/32研究对象中,麻疹病毒抗体的发病率不如预期,特别是在1957年以前出生的人(4/7;57%)中,这些人有望通过自然接触麻疹病毒而获得高水平的免疫力。为了在普通人群中验证这种关联,我们测定了一组1957年以前出生的美国献血者的CCR5-32基因型。本组中所有14个CCR5-32/32纯合子均可检测到麻疹抗体水平。此外,来自CCR5-32/32或CCR5-+/+个体的外周血单个核细胞将埃德蒙斯顿野生型麻疹病毒或麻疹病毒双毒毒株复制到类似的水平(数据未显示),表明这些菌株感染不需要CCR5。

讨论

在本研究中,与CCR5-+/+研究对象或参考人群相比,CCT5-∆32/∆32纯合子的大多数临床和实验室参数相似。结合先前的数据表明,CCR5-∆32基因型频率符合预期的哈代-温伯格分布(11),我们得出结论,CCR5-∆32/∆32纯合子基因型没有高度致死的表型表达,具有这种基因型的人通常与野生型受试者相似。这些总体观察结果支持了旨在模拟CCR5-∆32/∆32纯合子的治疗方法的发展。然而,我们确实发现CCR5-∆32/∆32纯合子的高血压患病率、淋巴细胞计数以及HCV感染血友病患者的肝酶水平有统计学意义的升高。这三个发现需要进一步考虑。

虽然我们的研究人群相对年轻(研究入口的中位年龄,血友病患者25年,同性恋男性33年),11个CCR5-∆32/∆32纯合子中有7个,可评估的临床记录为抗高血压治疗或高血压。与匹配的CCR5-+/+研究对象相比,CCR5-∆32/∆32纯合子患高血压的可能性要高出2.8倍。虽然相当大比例的血压变化可能是由基因决定的,但少数公认的孟德尔型高血压是由罕见的等位基因引起的,这些等位基因通过改变肾素-血管紧张素系统而导致严重的高血压(32)。值得注意的是,CCR5和AT1都是7个跨膜G蛋白偶联受体(32),这两个受体具有~60%的氨基酸同源性。如果在其他人群中证实了CCR5-∆32/∆32纯合子与高血压之间的关系,则应探索与AT1可能的相互作用。

与CCR5-+/+研究对象相比,CCR5-32/32受试者的平均总淋巴细胞计数高出20%;然而,每个CCR5-32/32纯合子的每个个体计数都在参考范围内。鉴于β趋化因子调节淋巴细胞运输,CCR5-32/32纯合子可能存在β趋化因子水平升高,淋巴细胞计数略有升高。因为慢性HCV感染中淋巴细胞是肝脏浸润的一个重要组成部分(33),我们发现HCV感染CCR5-32/32纯合子转氨酶水平升高可能与淋巴细胞数量的增加或增强T细胞依赖性免疫反应,如同在缺乏CCR5的小鼠报道一样(21)。无论如何,我们没有发现CCR5-32/32基因型对HCV感染的血友病患者有临床有害或有益的证据:这些男性都没有发生肝衰竭,HCV血清水平没有因基因型而有差异。

虽然在缺乏CCR5的小鼠中已经报道了巨噬细胞功能受损(21),但我们没有发现在CCR5-32/32研究对象中感染频率增加或不寻常模式的证据。我们也没有发现CCR5-32/32纯合性对病毒感染提供广泛的抗性的证据。CCR5-32/32纯合子的血友病患者有较高的HBV和HCV感染率,并且在CCR5-32/32纯合子和参考人群中,针对9种常见病毒的抗体流行率相似。这种模式的例外是,CCR5-32/32研究对象中麻疹病毒抗体的流行率低于具有其他基因型的研究对象,但这种关联未在献血者人群或传染性研究中得到证实。

我们应该考虑到我们研究的局限性。多重比较提高了统计上显著的结果是由于偶然性(第一类错误)的可能性。相反,由于CCR5-32/32纯合子的数量有限,该基因型的微妙表现可能未被检测到(II型错误)。除了这些统计学上的关注之外,我们的发现还可能被血友病类型或严重程度与我们所检查的结果之间的关联所混淆。因为CCR5-32/32纯合性具有对HIV-1感染的抵抗力,CCR5-32/32纯合子血友病患者类似于HIV-1感染的血友病患者,他们有更高的血友病频率,并且比大多数HIV-1未感染的血友病患者接受更高剂量的第VIII因子浓缩物。虽然有两项研究表明,与参考人群相比,血友病患者的高血压患病率略有升高,但都没有发现与血友病的严重程度相关(35,36)。基于这些研究,混杂因素不太可能解释CCR5-32/32纯合子中较高的高血压患病率。在CCR5-32/32纯合子中,较高的淋巴细胞计数也不太可能反映出较大的第VIII因子浓缩物暴露。在一些血友病患者队列中已经发现了淋巴细胞减少(29,37,38),这些较低的淋巴细胞计数似乎与血友病治疗状态无关(37)。在本研究中未感染HIV-l的CCR5-+/+和CCR5-32/32的参与者中,淋巴细胞计数没有因血友病类型或接受的血浆产品数量而发生显著变化(数据未显示)。

我们不知道之前有任何详细的检测CCR5-32/32纯合子基因型的表型表达的报告。一篇报道CCR5-32等位基因的初步论文描述了两个CCR5-32/32纯合子的同性恋男性为健康的,没有明显的临床条件(9)。有必要进行一个更大的研究,如我们的研究,以检测我们在CCR5-32/32纯合子中观察到的相对细微的差异:淋巴细胞计数略有增加,HCV感染时肝酶水平升高,轻度至中度高血压患病率增加。从生物学上讲,这些发现可能来自CCR5-32/32纯合子,但需要验证性研究,以确定它们是否是真正的表型表达,在开发模拟该基因型的治疗方式时需要考虑。

原文题目:Phenotypic Expressions of CCR5-∆32/∆32 Homozygosity

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