Głównym celem obecnych badań obejmujących cały ludzki genom jest identyfikacja genetycznych genetycznych złożonych zaburzeń. Jednak dostępność bezstronnej, niezawodnej, niezawodnej, opłacalnej i kompleksowej metodologii analizy całego genomu pod kątem nadal w dużej mierze brakuje lub jest ona problematyczna. Dlatego, opracowaliśmy praktyczną i skuteczną strategię dla całego genomu badań asocjacyjnych złożonych chorób poprzez mapowanie ludzkiego genomu w odstępach 100 kb wykorzystując kolekcję 27 039 mikrosatelitów i metodę łączenia DNA w trzech kolejnych ekranach genomowych niezależnych populacji kontrolnych przypadków populacji. Ostatni krok w naszej metodologii polega na dokładnym mapowaniu kandydujących podatnych regionów DNA za pomocą polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP) analiza. Podejście to zostało zweryfikowane w odniesieniu do reumatoidalnego zapalenia stawów, destrukcyjnej choroby stawów dotykającej do 1% populacji. Zidentyfikowano łącznie 47 regionów kandydujących. Siedem najlepszych loci, które wytrzymały najbardziej rygorystyczne testy statystyczne, zostało podzielonych na poszczególne geny i/lub SNPs na czterech chromosomach, w tym na wcześniej znanym genie 6p21.3- kodującym Major gen kompleksu zgodności tkankowej, HLA-DRB1. W związku z tym oparta na mikrosatelitach analiza asocjacji w całym genomie uzupełniona typowaniem SNP końcowego etapu zapewnia nowe narzędzie do genetycznej analizy wieloczynnikowych patologii, w tym powszechnych chorób. chorób. --- Najnowsze wyniki badań genetycznych i terapeutycznych rzuciły nowe światło na przewlekłe choroby zapalne i autoimmunologiczne, takie jak reumatoidalne zapalenie stawów (RZS). chorób zapalnych i autoimmunologicznych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów (RZS). W szczególności w szczególności badania asocjacyjne obejmujące cały genom (GWAS) dostarczyły dowodów na to, że RZS jest chorobą o silnym podłożu genetycznym. dowodów na to, że RZS jest chorobą o silnym podłożu genetycznym. Co ciekawe, zidentyfikowano Co ciekawe, zidentyfikowano szereg genów kandydujących poza klasycznym układem głównej zgodności tkankowej (MHC), który od dawna uważany był za główny czynnik patogenezy RZS. za główny czynnik przyczyniający się do patogenezy tej choroby. Wśród tych genów wyjątkową rolę odgrywa PTPN22. wyjątkową rolę. CD40, STAT4, PRM1 i TNFAIP3 również wydają się mieć znaczenie. znaczenie. Co ciekawe, istnieje znaczne nakładanie się genów podatności na RA a genami podatności na inne choroby autoimmunologiczne, takie jak toczeń rumieniowaty układowy. toczeń rumieniowaty układowy (SLE) i cukrzyca typu 1, co sugeruje wspólne mechanizmy patogenetyczne. mechanizmy patogenetyczne. Analizy genetyczne mogą nie tylko dostarczyć nowych informacji na temat patogenezę RZS, ale mogą również otworzyć nowe drogi dla podejść terapeutycznych, ponieważ nadaktywne szlaki sygnalizacji immunologicznej mogą być w szczególności adresowane przez terapie biologiczne. terapie biologiczne. Jednak wartość predykcyjna wielu ostatnich wyników analiz genetycznych na dużą skalę w identyfikacji nowych polimorfizmów genetycznych pozostaje niska. niska. Opisujemy aktualną wiedzę na temat roli genów innych niż MHC w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów. patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów. --- Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest wielogenową chorobą autoimmunologiczną atakującą głównie stawy maziowe. stawy maziówkowe. Liczne modele zwierzęce wykazują podobieństwa do RZS u ludzi; niektóre z nich nie tylko naśladują fenotypy kliniczne, ale także wykazują zaangażowanie homologicznych regionów genomowych w RZS. Niniejszy artykuł porównuje odpowiadające regiony genomowe inne niż MHC zidentyfikowane w badaniach asocjacyjnych (GWAS) badaniach asocjacyjnych (GWAS). Do tej pory u ludzi zidentyfikowano ponad 30 loci niezwiązanych z MHC zostało zidentyfikowanych u ludzi, a ponad 100 loci związanych z zapaleniem stawów zostało w modelach RZS u gryzoni. Regiony genomowe związane z chorobą z chorobą są oznaczone nazwą (nazwami) genu posiadającego najczęstsze i najbardziej SNP związane z RZS lub funkcją sugerującą ich zaangażowanie w procesy zapalne lub autoimmunologiczne. procesy zapalne lub autoimmunologiczne. Badania na zwierzętach na szczurach i myszach preferencyjnie wykorzystywały markery polimorfizmu długości pojedynczej sekwencji (SSLP) do zidentyfikować związane z chorobą jakościowe i ilościowe loci cech (QTL) w genomie mieszańców F2. genomie hybryd F2 szczepów gryzoni podatnych i odpornych na zapalenie stawów. szczepów gryzoni. Wydaje się, że badania GWAS na myszach znacznie wyprzedzają badania na szczurach. więcej mysich QTL odpowiada ludzkim allelom ryzyka RZS. --- Aby zidentyfikować nowe genetyczne czynniki ryzyka reumatoidalnego zapalenia stawów, przeprowadziliśmy metaanalizę metaanalizę 5 539 autoprzeciwciał dodatnich u osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów (przypadki) i 20 169 osób z grupy kontrolnej. z reumatoidalnym zapaleniem stawów (przypadki) i 20 169 osób z grupy kontrolnej pochodzenia europejskiego. pochodzenia europejskiego, a następnie replikację w niezależnym zestawie 6 768 przypadków reumatoidalnego zapalenia przypadków reumatoidalnego zapalenia stawów i 8 806 osób z grupy kontrolnej. Spośród 34 SNP wybranych do replikacji, 7 nowych reumatoidalnego zapalenia stawów zidentyfikowano na poziomie istotności dla całego genomu (P < 5 x 10(-8)) w analizie wszystkich 41 282 próbek. Powiązane SNP znajdują się w pobliżu genów o znanej funkcji immunologicznej, w tym IL6ST, SPRED2, RBPJ, CCR6, IRF5 i PXK. Udoskonaliliśmy również powiązania w dwóch ustalonych loci ryzyka reumatoidalnego zapalenia stawów (IL2RA i CCR6). (IL2RA i CCL21) i potwierdziliśmy asocjację w AFF3. Te nowe asocjacje zwiększają całkowitą liczbę potwierdzonych loci ryzyka reumatoidalnego zapalenia stawów do 31 wśród osób pochodzenia europejskiego. Dodatkowe 11 SNP replikowało się przy P < 0,05, z których wiele jest potwierdzonymi allelami ryzyka autoimmunologicznego, co sugeruje, że że większość z nich reprezentuje prawdziwe allele ryzyka reumatoidalnego zapalenia stawów. --- "Trójkąt bermudzki" genetyki, środowiska i autoimmunizacji jest zaangażowany w patogenezę reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS). patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS). Różne aspekty genetycznego w etiologii, patogenezie i wynikach RZS są omówione w tym przeglądzie. w niniejszym przeglądzie. Odziedziczalność RZS została oszacowana na około 60%, podczas gdy udział HLA w dziedziczności oszacowano na 11-37%. Oprócz znanych alleli wspólnego epitopu (SE), takich jak HLA-DRB1*01 i DRB1*04, inne allele HLA, np. HLA, takie jak HLA-DRB1*13 i DRB1*15, zostały powiązane z podatnością na RZS. podatnością na RZS. Nowa klasyfikacja SE dzieli allele SE na grupy S1, S2, S3P i S3D, gdzie głównie grupy S2 i S3P są związane z predyspozycją do seropozytywności. predyspozycją do seropozytywnego RZS. Najistotniejsze polimorfizmy pojedynczych nukleotydów genów innych niż HLA (SNP) związane z RZS obejmują PTPN22, IL23R, TRAF1, CTLA4, IRF5, STAT4, CCR6, PADI4. Duże badania asocjacyjne obejmujące cały genom (GWAS) zidentyfikowały ponad 30 loci zaangażowanych w patogenezę RZS. HLA i niektóre i niektóre geny inne niż HLA mogą różnicować przeciwciała przeciwko białkom cytrulinowanym (ACPA) od seropozytywnego i seronegatywnego RZS. Podatność genetyczna jest również związana z czynnikami środowiskowymi, głównie paleniem tytoniu. Niektóre badania GWAS przeprowadzone na modelach zapalenia stawów u gryzoni potwierdziły rolę ludzkich genów. ludzkich genów. Na przykład w modelach zapalenia stawów indukowanego kolagenem (CIA) i proteoglikanem (PgIA). (PgIA), dwa ważne loci - Pgia26/Cia5 i Pgia2/Cia2/Cia3, odpowiadające odpowiednio ludzkim loci PTPN22/CD2 i TRAF1/C5 - zostały zidentyfikowane. zidentyfikowane. Wreszcie, farmakogenomika zidentyfikowała SNP lub wiele sygnatur genetycznych sygnatur genetycznych, które mogą być związane z odpowiedzią na tradycyjne leki modyfikujące przebieg choroby i leki biologiczne. --- W ciągu ostatnich 10 lat badacze poczynili kluczowe postępy w genetyce reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS). ciągu ostatnich 10 lat. Chociaż badania genetyczne miały ograniczony wpływ na praktykę kliniczną i odkrywanie leków, obecnie generują one testowalne hipotezy wyjaśniające patogenezę choroby. hipotezy wyjaśniające patogenezę choroby. Po pierwsze, dokonujemy tutaj przeglądu głównych w identyfikacji genetycznych markerów podatności na RZS zarówno w obrębie, jak i poza poza MHC. Zrozumienie, w jaki sposób warianty genetyczne przekładają się na mechanizmy patogenetyczne patogenne i ostatecznie na fenotypy pozostaje tajemnicą dla większości polimorfizmów polimorfizmów, które nadają podatność na RZS, ale pojawiają się dane funkcjonalne. funkcjonalne. Wzajemne oddziaływanie czynników środowiskowych i genetycznych jest słabo słabo poznane i wymaga dalszych badań. Po drugie, dokonujemy przeglądu aktualnej wiedzy na temat roli epigenetyki w podatności na RZS. Różnice w epigenomie epigenomie mogą stanowić jeden ze sposobów, w jaki ekspozycje środowiskowe przekładają się na wyniki fenotypowe. Najlepiej poznane zjawiska epigenetyczne obejmują potranslacyjne modyfikacje histonów i metylację DNA, które odgrywają kluczową rolę w regulacji genów. Badania epigenetyczne w RZS stanowią nowy obszar badań z potencjałem odpowiedzi na nierozwiązane pytania. pytania. --- CEL PRZEGLĄDU: Przegląd ostatnich postępów w genetyce reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) i omówienie implikacji dla zrozumienia patogenezy choroby, jak również zastosowania klinicznego. OSTATNIE ODKRYCIA: Ochrona przed przeciwciałami przeciwko białkom antycytrulinowanym (ACPA) wykazano związek z DRB1*1301. Badania asocjacyjne całego genomu badania asocjacyjne (GWAS) dodały około 10 nowych loci do listy już ponad 20 loci związanych z RZS. związanych z RZS, więc lista ta wynosi obecnie ponad 30. Typowanie dla znanych loci ryzyka nie jest pomocne w przewidywaniu ryzyka RZS. Godne uwagi jest to, jak niewiele badań funkcjonalnych. PODSUMOWANIE: Znane czynniki genetyczne wyjaśniają 50-60% wariancji genetycznej dla podatności na ACPA-dodatnie i 30-50% na ACPA-ujemne RZS. Poszukiwanie pozostałej brakującej lub ukrytej dziedziczności najprawdopodobniej nie przyniesie wiele do przewidywania i/lub ukierunkowanej interwencji. Dlatego dochodzę do wniosku że jeśli chcesz znaleźć więcej genów, powinieneś mieć dużo cierpliwości, czasu i pieniędzy. pieniędzy, skończyć z konwencjonalnymi GWAS i zainwestować w sekwencjonowanie na dużą skalę wybranych pacjentów i grup kontrolnych. Mam jednak lepszą sugestię: wykorzystaj informacji, które są już dostępne, aby przeprowadzić badania funkcjonalne w celu zrozumieć mechanizm znanych powiązań! --- CEL: Badania asocjacyjne genów kandydujących i badania asocjacyjne całego genomu (GWA) (GWA) zidentyfikowały dużą liczbę polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP) wpływających na podatność na reumatoidalne zapalenie stawów (RZS). Jednak w przypadku tego samego locus, niektóre badania przyniosły niespójne wyniki. Aby ocenić wszystkie wszystkich dostępnych dowodów na związek, przeprowadziliśmy metaanalizę wcześniej opublikowanych badań kliniczno-kontrolnych badających związek między SNP a RZS. METODY: Przeanalizowano dwieście szesnaście badań obejmujących 125 SNP. Dla każdego SNP uwzględniono trzy modele genetyczne: allelowy, dominujący i recesywny. modele efektów recesywnych. Dla każdego modelu obliczono iloraz szans (OR) i 95% CI. obliczono 95% CI. Do oceny heterogeniczności wykorzystano statystykę Q Cochrana. heterogeniczności. Jeśli heterogeniczność była wysoka, do metaanalizy zastosowano model efektów losowych. do metaanalizy, w przeciwnym razie zastosowano model efektów stałych. WYNIKI: Wyniki metaanalizy wykazały, że: (1) 30, 28 i 26 SNP były istotnie związane z RZS (P<0,01) odpowiednio dla modelu allelowego, dominującego i recesywnego. modeli recesywnych. (2) rs2476601 (PTPN22) wykazał najsilniejszy związek dla wszystkich trzech modeli związek dla wszystkich trzech modeli: OR = 1,605, 95% CI: 1,540-1,672, P<1,00E-15 dla allelu T; OR = 1,638, 95% CI: 1,565-1,714, P<1,00E-15 dla genotypu T/T+T/C i OR = 2,544, 95% CI: 2,173-2,978, P<1,00E-15 dla genotypu T/T genotypu. (3) Tylko 23 (18,4%), 13 (10,4%) i 15 (12,0%) SNP miały wysoką heterogeniczność (P<1,00E-15) dla genotypu T/T. heterogeniczność (P<0,01) odpowiednio dla trzech modeli. (4) W przypadku niektórych SNP nie stwierdzono tendencyjności publikacji zgodnie z wykresami lejka i testami regresji Eggera Eggera (P<0,01). W przypadku innych SNP, powiązania były testowane w tylko w kilku badaniach i mogły podlegać tendencyjności publikacji. Potrzeba więcej badań na temat tych loci. WNIOSEK: Nasza metaanaliza zapewnia kompleksową ocenę badań asocjacyjnych RA z ostatnich dwóch dekad. Szczegółowe wyniki metaanalizy są dostępne na stronie: http://210.46.85.180/DRAP/index.php/Metaanalysis/index. --- Badania epidemiologiczne i nad genami kandydującymi wskazują na wspólne podłoże genetyczne celiakii i reumatoidalnego zapalenia stawów. celiakii (CD) i reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS), ale zakres tego nie był systematycznie badany. Poprzednie badania wykazały, że 6 z ustalonych loci ryzyka CD i RZS innych niż HLA (z 26 loci dla każdej choroby) jest wspólnych dla obu chorób. choroby) jest wspólnych dla obu chorób. Postawiliśmy hipotezę, że istnieją dodatkowe wspólne allele ryzyka i że połączenie danych z badania asocjacyjnego całego genomu (GWAS) z każdej choroby zwiększyłoby moc identyfikacji tych wspólnych alleli ryzyka. alleli ryzyka. Przeprowadziliśmy metaanalizę dwóch opublikowanych badań GWAS dotyczących CD (4 533 przypadki i 10 750 kontroli) i RZS (5 539 przypadków i 17 231 kontroli). Po genotypowaniu najbardziej powiązanych SNP w 2 169 przypadkach CD i 2 255 kontrolach oraz 2 845 przypadkach RZS i 4 944 kontrolach, 8 dodatkowych SNP wykazało P<5 × 10(-8) w połączonej analizie analizie wszystkich 50 266 próbek, w tym czterech SNP, które nie zostały wcześniej wcześniej potwierdzone w żadnej z chorób: rs10892279 w pobliżu genu DDX6 (P(combined) = 1,2 x 10(-12)), rs864537 w pobliżu CD247 (P(combined) = 2,2 x 10(-11)), rs2298428 w pobliżu UBE2L3 (P(combined) = 2,5 × 10(-10)) i rs11203203 w pobliżu UBASH3A (P(combined) = 1,1 × 10(-8)). Potwierdziliśmy również, że 4 loci genowe wcześniej ustalone w CD lub RZS są związane z drugą chorobą autoimmunologiczną chorobą autoimmunologiczną przy łącznym P<5 × 10(-8) (SH2B3, 8q24, STAT4 i TRAF1-C5). Spośród 14 wspólnych loci genowych, 7 SNP wykazało znaczący wpływ na ekspresję jednego lub więcej transkryptów. ekspresję jednego lub więcej transkryptów w bloku nierównowagi sprzężeń (LD) wokół SNP. Związki te wskazują na prezentację antygenu i aktywację limfocytów T jako wspólny mechanizm patogenezy choroby i podkreślają użyteczność meta użyteczność metaanalizy chorób krzyżowych do identyfikacji genetycznych czynników ryzyka czynników ryzyka o działaniu plejotropowym między dwiema klinicznie odrębnymi chorobami.
Ile genów spoza locus MHC zostało genetycznie powiązanych z reumatoidalnym zapaleniem stawów za pomocą GWAS?
Duże badania asocjacyjne obejmujące cały genom (GWAS) zidentyfikowały ponad 30 loci zaangażowanych w patogenezę RZS. Do tej pory zidentyfikowano ponad 30 loci związanych z RZS u ludzi, a ponad 100 loci związanych z zapaleniem stawów zidentyfikowano w modelach RZS u gryzoni. Najistotniejsze polimorfizmy pojedynczych nukleotydów (SNP) genów innych niż HLA związane z RZS obejmują PTPN22, IL23R, TRAF1, CTLA4, IRF5, STAT4, CCR6, PADI4. Poprzednie badania wykazały, że 6 z ustalonych loci ryzyka innych niż HLA CD i RZS (z 26 loci dla każdej choroby) jest wspólnych dla obu chorób.