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背景多态性(rs35705950) 3 kb的上游MUC5B,粘蛋白基因编码5亚型B,已被证明是与家族和零星的特发性肺纤维化(IPF)。我们来验证是否这个变体也纤维化肺病的危险因素在其他设置和确认研究结果发表在英国白种人IPF人口。
方法白种人的英国健康对照组(n = 416)和IPF患者(n = 110)、结节病(n = 180)和系统性硬化症(SSc) (n = 440)基因分型检测协会。SSc和结节病群体细分根据纤维化肺病的存在与否。评估与疾病进展相关,时间用力肺活量下降和/或肺一氧化碳中使用转移因子是IPF和SSc组,而持续下降4年基线是结节病的患者。
结果一个重要的协会MUC5B启动子单核苷酸多态性与IPF (p = 2.04×10-17年;或4.90,95%可信区间3.42到7.03)被确认在这个英国人。的MUC5B变体不是危险因素患者肺纤维化SSc或结节病并没有预测更快速进行性肺病的组。相反,这一趋势较长时间用力肺活量下降是IPF患者中观察到。
结论我们确认MUC5B变体与IPF协会。我们没有观察到一个与肺纤维化的SSc或结节病,可能强调基本遗传易感性的差异,尽管有限的子群数量不允许明确排除一个协会。
- 间质纤维化
- 结节病
- 系统性疾病和肺
来自Altmetric.com的统计
关键信息
关键问题是什么?
是MUC5B最近报道,rs35705950多态性与特发性肺纤维化密切相关,肺纤维化的危险因素的系统性硬化和结节病?
底线是什么?
在我们的英国白人建立军团,我们确认一个重要的协会MUC5B变体与特发性肺纤维化。相比之下,我们发现没有明显的与肺纤维化在系统性硬化症的上下文或结节病,尽管纤维化组数字可能导致电力不足来检测一个协会,尤其是在IPF明显低于。
为什么要读吗?
缺乏一个与肺纤维化的系统性硬化和结节病表明MUC5B变体与特发性肺fibrosis-specific途径,不同于SSc -和sarcoidosis-associated肺纤维化可能有不同的基因和致病的危险因素。
介绍
单核苷酸多态性(SNP) (rs35705950)位于3 kb上游的转录的开始MUC5B粘蛋白基因编码5亚型B,已被证明是与两个家族间质性肺炎密切相关1和零星的特发性肺纤维化(IPF)在美国人口。1,2MUC5B gel-forming黏液和呼吸道粘液的重要组成部分。3IPF-associated SNP坐落在一个高度保守的区域在脊椎动物物种中,基于预测算法,可能参与基因调控。4
扮演重要角色在气道粘液流变学5和粘膜免疫防御,6MUC5B是必不可少的在保护表面上皮的航空公司。MUC5B超表达在IPF肺、片状染色的上皮细胞衬蜂窝囊肿。1虽然通过它的机制MUC5B失调在IPF的发展目前还不清楚,但是基因关联的强度表明黏蛋白和/或细胞mucin-producing致病的作用迄今为止没人怀疑的。然而,是否MUC5B变异是IPF的预后标记目前未知。
肺纤维化疾病发生在一个大比例的系统性硬化症患者(SSc),肺动脉高压,代表这些患者死亡的主要原因。7在结节病不可逆肺纤维化的发展,看到了在10 - 20%的患者中,与贫穷的生活质量有关,需要长期的治疗和预后差。8少量的基因与肺纤维化的发展SSc的上下文9或结节病10 - 12已报告,强调遗传因素可能涉及多个基因与小个体的影响。尽管SSc-associated间质性肺疾病(SSc-ILD)和肺结节病不同IPF在许多方面,包括等效疾病严重程度,更好的生存13纤维化的过程中有很多相似之处和肺泡上皮异常发生在所有这三种疾病。特别是,细胞膜受粘蛋白MUC1(也称为KL-6),粘蛋白家族的一员所表达的II型肺泡上皮细胞,被建议作为一种生物标志物在IPF疾病活动,14肺结节病15SSc-ILD,16,17尽管大型前瞻性研究尚未进行。因此,我们调查是否MUC5B多态性肺纤维化的风险增加的背景下,SSc和结节病和确认报告与IPF协会。我们也评估这种多态性是否与肺纤维化的严重程度和疾病进展的可能性三个纤维化肺病。
材料和方法
研究人群
连续收集DNA样本来自新呈现IPF患者(n = 110)和结节病(n = 180)参加各自的诊所在皇家主管布朗普顿医院地铁站,伦敦和SSc (n = 440)患者参加诊所皇家主管布朗普顿和皇家自由医院地铁站,伦敦。IPF诊断是由明确的标准,18,19结节病20.和SSc。21大多数的IPF患者接受联合免疫抑制治疗和低剂量的强的松。22没有包含在试验与小说的代理可能影响功能下降。SSc-ILD和结节病治疗患者与预期的最佳管理介绍/免疫抑制由疾病进展的变化和副作用。控制人口(n = 416)由健康献血者主要来自英国的东南部。个体的人被认为是健康的基础上自行测试问卷和常规实验室调查献血者上执行。只包含北欧血统的高加索人。
皇家主管布朗普顿医院地铁站和皇家自由医院单位三级转诊中心,病人军团很可能事件和流行情况。间接评估是否有可能是选择性偏差支持普遍的病例MUC5B变异携带者IPF队列,我们比较期间呼吸困难在运营商和非承运人之间的表现。呼吸困难是可收回的时间细节IPF患者临床的98/110。期间呼吸困难起初表示皇家主管布朗普顿医院地铁站没有明显不同MUC5BT等位基因携带者和非承运人(32.1个月的运营商在非承运人vs 28.3个月,p = 0.5 Mann-Whitney U测试),表明没有一个普遍的巨大失衡/根据事件情况MUC5B等位基因的马车。
临床评估
肺功能测试和高分辨率CT (HRCT)表现如前所报道。23所有调查都执行作为一个潜在的常规临床协议的一部分。肺功能测试(表示为预测百分比)从第一次提交时在皇家主管布朗普顿医院地铁站可供IPF患者(n = 107), SSc-ILD (n = 206)、结节病(n = 178)。患者SSc, ILD是定义为一个用力肺活量(FVC) < 75%和/或存在纤维化胸部成像(x射线胸透或HRCT)。
SSc也分为自体抗体子组的患者先前描述的标准方法。24,25SSc患者来说,抗体状态是已知的(n = 417)分组根据状态两种最常见的抗体群中发现,anti-DNA拓扑异构酶1抗体(ATA),这是与ILD的存在紧密相连,和anti-centromere抗体(ACA)与有限的皮肤疾病和肺高血压但ILD的保护。26
疾病严重程度的量化和IPF和SSc-ILD进展
复合生理指数(CPI),函数索引的疾病严重程度,计算为:CPI = 91.0−0.65×Tlco%预测)−(0.53×FVC %预测)+ (0.34×FEV1%的预测),Tlco是肺一氧化碳转移因子,被用作标记的IPF患者肺部疾病的严重性和SSc-ILD。27
使用串行肺功能下降是量化指标从第一次演讲皇家主管布朗普顿医院地铁站。重要功能恶化被定义为下降(从基线量化百分比变化)≥10%的FVC和/或在T≥15%lco根据建立的标准。18,19IPF的不断进步的疾病,随后的时间点从基线是后续的最低要求,和时间来减少使用。在SSc-ILD允许可能对治疗的反应或自发波动,从基线至少两个随访时间点是必需的。使用时间不可逆下降,SSc-ILD定义为时间的第一次重大变化FVC和/或Tlco(如上所述)观察在至少两个连续的场合,如前所述。28随访结束时一次功能下降,这是公认的提供有明显下降或放射症状恶化的证据。数据有足够数量的时间点来计算时间下降与SSc-ILD IPF患者在95年和177年。
量化疾病的严重程度和结节病的进展
基于x射线胸透,肺部疾病的分期分为阶段0(正常的胸部x光片),I期(双侧肺门淋巴结病(BHL)),第二阶段(BHL肺浸润),第三阶段(肺浸润没有BHL)和第四阶段(肺纤维化),根据建立的标准。20.结节病的患者来说,肺功能测试报告和4年(n = 140)也可用分为患者表现出明显的肺功能下降在四年的时间点和那些没有。为了减少被视为临床意义重大,必须确认以下诊所访问。肺功能显著下降被定义为一个或多个的减少:Tlco≥15%,用力呼气量在1 s (FEV1)≥10%或FVC≥10%。
基因分型
基因分型是根据制造商的指示使用商用TaqMan化验和TaqMan普遍PCR主混合,没有AmpErase)(美国应用生物系统公司,卡尔斯巴德,加州)Rotor-Gene 6000实时PCR仪(试剂盒(aapl . o:行情),瓦伦西亚,加州,美国)。进行了质量控制和基因型测定使用转子基因6000系列软件1.7 (Corbett研究,悉尼,澳大利亚)。
统计分析
测试偏离哈迪温伯格平衡(HWE),基因型频率测定直接计数和χ2统计或Fisher精确检验使用。χ2对协会进行了分析Unphased V.3.129日和非参数Mann-Whitney测试是用于GraphPad棱镜V.4肺功能测试值差异的措施根据运输小T等位基因。p值< 0.05被认为是重要的。当前的研究中有96%功率检测协会与IPF的或者至少3组,低于发表或之间的关联MUC5BSNP和IPF在两个独立的人群。1,2研究了80%力量来检测一个协会,或至少2.0 SSc-ILD和至少2.6与结节病与肺纤维化。的预后价值MUC5B基因型和等位基因运输评估疾病进展。基于病人的数量,FVC和T的速度下降lco和后续的长度,我们估计,这项研究有80%的力量发现人力资源至少2(或0.5)的根据MUC5B等位基因的马车在IPF和SSc-ILD军团。比例风险分析是用来评估时间FVC和/或下降时间T下降lco使用非零斜率测试由Therneau和Grambsch实现占据(计算资源中心,圣莫尼卡,加利福尼亚州,美国)。IPF和SSc-ILD单变量和多变量Cox分析,边坡没有明显不同于零,从而之下指示两造的比例危险的假设。逐步多元分析被用来调整潜在混杂因素包括年龄、性别、吸烟状况和疾病严重程度(CPI),和保留重要的变量在最后的回归方程。
结果
人口和IPF的临床数据,SSc和结节病军团了表1。基因分型是成功的所有样品除了一个控制样本。这个ungenotyped样品不包括在报告队列大小(n = 416)。基因型分布在所有的人群分析,包括所有子组的病人,符合HWE。小MUC5B以前T等位基因与IPF有关1,2出席频率IPF患者队列中显著高于健康对照组(36%比10%,p = 2.04×10吗−17,表2)。基因型p值为9.11×10−17(见在线补充表S1),或个人IPF的杂合的T等位基因的纯合6.62 (95% CI 4.10 - 10.67)和11.81 (95% CI 4.26 - 33.72),分别。
相比之下,没有显著差异MUC5B等位基因和基因型频率SSc患者和健康对照组之间作为一个整体,或根据ILD的存在与否表2和在线补充表S1)。同样,没有发现差异之间的控制队列和结节病作为一个整体或根据患者的存在non-fibrotic 0-III(阶段)或纤维化(四期)肺参与(表2和在线补充表S1)。
与疾病严重程度和速度下降
特发性肺纤维化
中位数FVC %预测,Tlco%预测和CPI没有根据不同运输或non-carriage小T等位基因(表3)。平均随访时间13.7个月,61的95名患者(64.2%)下降FVC(中位时间减少10.7个月)及60岁的95名患者(63.3%)有一个下降的Tlco(中位数时间下降10.8个月)。无显著差异,FVC下降(HR 0.78, 95%可信区间0.47到1.30,p = 0.3)和Tlco(HR 1.03, 95%可信区间0.61到1.73,p = 0.9)是根据运输变异T等位基因的单变量分析(见S1A在线补充数据,B)。然而,多元逐步回归后只留下重要的协变量方程(CPI),小T等位基因与FVC下降的时间,就达到统计学意义的极限(HR 0.59, 95%可信区间0.35到1.005,p = 0.052),而没有看到协会与时间T下降lco(HR 0.96, 95%可信区间0.56到1.62,p = 0.9),即使CPI的调整。
系统性sclerosis-associated间质性肺病
中位数FVC %预测,Tlco%预测和CPI没有根据不同运输或non-carriage小T等位基因(表3)。平均随访时间98.4个月,104的177名患者(58.8%)下降FVC(中位时间减少35.1个月)及124年的177名患者(70.1%)有一个下降的Tlco(中位数时间下降42个月)。时间下降FVC, Tlco或者测量不与T等位基因的马车,单变量和多元逐步回归分析,调整了年龄、性别、吸烟状况和CPI (FVC调整人力资源时间下降1.16,95%可信区间0.7到1.9,p = 0.5;调整人力资源在T时间下降lco1.19,95%可信区间0.7到1.9,p = 0.5)(见在线S2A补充数据和开通)。关于自身抗体的地位,没有显著差异在等位基因频率控制和患者之间SSc根据ATA的存在或ACA抗体(表2)。
讨论
我们没有发现任何关联MUC5B启动子区域多态性rs35705950和肺纤维化在硬皮病或结节病当我们确认,在英国白人人口,零星的IPF的协会。缺乏一个与肺纤维化的SSc和结节病表明MUC5B变体与共享纤维化的机制在纤维化相关肺部疾病而是IPF-specific途径,不同于SSc -和sarcoidosis-associated肺纤维化更有可能与免疫/炎症触发。
IPF的实验证据表明,呼吸道上皮异常有重要致病的作用。30-33Bronchiolisation远端肺上皮细胞的异常表达MUC5B一直在观察IPF患者的肺部,可能与异常有关呼吸道上皮细胞的分化。33过度的MUC5B优先在蜂窝状病变;1存在蜂窝,有趣的是,如果有的话,只有最小程度的上下文中特发性或SSc-associated纤维化非特异性间质性肺炎(NSIP)。有人可能会因此推测MUC5B的异常表达参与建筑的发展变形未见类似SSc-ILD学位,主要的特点是一个NSIP模式。34如果是这种情况,可以期待的MUC5B多态性与特发性纤维化NSIP,假设这将需要一个多中心协作方法鉴于其相对罕见。
这项研究的限制包括相对较小的数字在每个疾病组和缺乏积极的协会在IPF复制队列。然而,我们的IPF的研究实际上是复制队列,该协会曾被描述的两个独立的团体。1,2关于SSc-ILD和结节病,可能我们无法检测弱关联比IPF由于电力不足。然而,缺乏与SSc-ILD由Peljto依照最近的出版物等35队列的大约一半的大小,在这项研究中使用。然而,针对限制权力,进一步的研究需要使用更大的患者群non-IPF病人证实本研究的发现。
子群分析假定的关联与疾病进展在每个疾病人群受到相对较小的数字,限制检测一个协会的权力。然而,疾病严重程度调整后,我们观察到一个趋势近乎之间的统计学意义MUC5B变体和缓慢下降FVC IPF患者。有趣的是,一个协会之间的MUC5B变异和不太严重的病理变化是最近在家族性间质性肺炎。36尽管这种观点需要进一步评估在不同的人口,它提供了一个可能在IPF这种多态性与疾病行为之间的联系,表明需要进一步探索。SSc-ILD和结节病组分析潜在动力不足的捡起一个更微妙的影响,下降的速度。此外,它是不可能排除这一事实MUC5B变异可能影响疾病的自然治疗的历史,这两个组的患者观察到下降会有免疫抑制治疗启动或改变。作为治疗的选择,在年的随访时间和持续时间的分布存在显著差异,不可能正确的治疗效果分析。但是,我们至少可以得出这样的结论MUC5B变体不是与一群没有明显疾病进展SSc-ILD和结节病病人接受“最佳管理”。
Seibold等显示,在肺部的健康个体,信使rna表达水平高MUC5B明显与运输IPF-associated T等位基因有关。有趣的是,尽管IPF肺表达高水平的14.1倍MUC5BRNA比控制肺,之间没有关系MUC5B基因型和表达水平,相比之下控制肺部。1这是可能的,在IPF患者G等位基因纯合,MUC5B表达式是调节由于异常表达的上游和下游的因素。所扮演的角色MUC5B过度的IPF发病机理目前未知,虽然提出了一系列可能的机制。1,37为了更好地理解IPF的病理学,进一步研究探讨MUC5B过剩对肺损伤反应的影响是必要的。评价MUC5B表达在SSc-ILD患者肺组织,纤维结节病和特发性NSIP也是有益的。超表达可能建议参与的上游或下游的遗传变异MUC5B,或者至少在纤维化肺病这个途径的重要性,而缺乏MUC5B过度会突出MUC5B IPF-specific及相关通路。
尽管有证据表明MUC5B表达与rs35705950有关,1进一步的工作是需要建立一个直接的SNP和监管之间的关系表达式。它可以作为一个标记为另一个多态性在连锁不平衡。尽管Seibold等证明rs35705950展示了一个独立的影响对IPF的易感性,可能未屏蔽的遗传变异,尤其是未屏蔽的重复区域,作者无法评估,可能与rs35705950强大的连锁不平衡和真实疾病变异。SSc和结节病群体尤其如此,在其中MUC5B多态性先前没有被筛选。更广泛的gene-focused而不是单一SNP-focused确定研究是必要的MUC5B变异参与SSc-ILD或结节病的发病机制。
总之,我们确认MUC5B多态性rs35705950明显与易感性IPF的英国白人人口。然而,在这个人口MUC5B变体不是肺纤维化发展SSc的危险因素或结节病。我们发现,这不是一个更快速进行性疾病的标志的三组,相反,有一个趋势缓慢下降FVC IPF患者中观察到需要进一步调查。
确认
我们感谢所有的病人使我们收集血液样本的遗传关联研究。
引用
补充材料
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补充数据
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在这个数据补充文件:
- 数据补充1——在线补充
脚注
贡献者cj和耳朵导致了研究设计,数据采集,数据分析,解释和起草的手稿。CF,凝胶,DJA导致分析和解释。海关、PLM、哈,AMR, CPD和TMM导致了数据采集和批判性的修订手稿。DMH和AGN导致重要的修订手稿。AUW贡献数据的分析和解释,重要的修订。所有作者批准了最终版本的手稿。耳朵是担保人的手稿。WASG导致统计分析。
伦理批准伦理委员会的皇家主管布朗普顿医院地铁站和皇家自由医院给授权的研究。
病人的同意所有的参与者给书面知情同意。
资金这项工作是由雷诺氏和硬皮病协会(BR10),英国Asmarley信托(B0498)、关节炎研究(19291和19427)和硬皮病的社会。AGN NIHR支持的部分是呼吸道疾病生物医学研究单位在皇家主管布朗普顿和地铁站Harefield NHS信托基金会和伦敦帝国理工学院。支持的项目是NIHR呼吸道疾病生物医学研究单位在皇家主管布朗普顿和地铁站Harefield NHS信托基金会和伦敦帝国理工学院。
相互竞争的利益一个也没有。
出处和审查不是委托;外部同行评议。
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