全外显子组IgA肾病低频及罕见遗传变异研究

IgA nephropathy (IgAN) is the most common primary glomerular disease worldwide. The current genome-wide association studies only studied genetic variations with frequencies ≥ 0.05. The role of low frequency and rare alleles (minor allele frequence< 0.05) in IgA nephropathy remains lacking. The emerging technology of next generation sequencing has provided new opportunities for low frequency and rare disease allele discovery. It has the advantages of directly unravel alleles with strong phenotypic effects and causative to conditions under study. Genetic background of IgA nephropathy is one of the long term research directions of my research team. We have performed exome sequencing in the index cases and one unaffected members in each of the 10 IgA nephropathy families and have selected 5 low frequency/rare candidate alleles. We have also assembled the precious IgA nephropathy resources comprising 910 biopsy-proven IgA nephropathy patients, 1057 matched controls and 347 parents-patient trios during last 10 years. We propose to further study these and newly selected low frequency and rare alleles by a case-control and family-based studies. The associated alleles will also be analyzed by functional tests. We anticipate that the outcomes of the proposed study will shed more light on the mechanisms of IgA nephropathy and may have potentials in translational medicine.

IgA肾病(IgAN）是影响我国人口健康的常见病，现有的全基因组相关关系研究只研究等位基因频率≥5%的常见遗传变异，还未有任何对低频或罕见遗传变异（等位基因频率<5%）的报导。新一代测序技术为在全外显子组范围内挖掘疾病相关的低频及罕见遗传变异提供了新的契机，有快捷地捕获功能意义明确，有强疾病效应的遗传变异的优势。IgA肾病的遗传学基础是本课题组长期研究方向之一。我们前期已获得了3个这一方向的国家自然科学基金。我们已完成了对10个IgAN家庭中的先证者及每家庭一个正常成员的全外显子组测序，筛选到了5个低频/罕见遗传变异，全为未报道过的新基因内的新变异。我们还收集了910例IgAN病人、1057正常对照及347个parents-patient家庭。现申请经费对这些候选基因进行病例-对照及以家庭为基础的相关关系研究，并对证实相关的遗传变异进行功能学分析，以期对IgA肾病的发病机理进行进一步研究。

此前，大部分的引起IgA肾病的遗传因素仍未被识别。IgA肾病的家系富集了IgA肾病的易感的遗传变异。而全外显子组测序是一种用来研究致病基因和基因变异的有效途径。因此，在我们所收集到的10个IgA肾病的家系挑选先证者以及在其中7个家系中每个家系中挑选一位未患有IgA肾病的成员，对这17个个体进行了全外显子组测序。接着，对所获得的遗传变异进行过滤筛选，然后在所有的可用的家系成员中进行Sanger测序，生物信息学软件分析以及家系共分离分析来检验有害的遗传变异。同时，通过构建单倍型分析来检验IgA肾病家系之前的亲缘关系。在IgA肾病家系与疾病表型共分离的分析研究中，我们发现了4个基因的6个变异与IgA肾病相关联。其中，MYCT1基因中的p.Asp22Glufs*34 在家系2, 7, 9中共分离；DEFA4 p.Ala8Pro, p.Ala8Val, c.172 + 1G>T在家系1,2,3中共分离；ZNF543基因中的p.Pro226Ala 在家系3,5,6中与疾病性状共分离以及CARD8 p.Val98Lysfs*26 在家系7和8中与IgA肾病表型共分离。而在这些基因中，MYCT1, CARD8以及ZNF543是之前未报导的基因。同时，除了DEFA4这个基因中的变异，在我们的单倍型分析中显示携带相同的变异与IgA肾病共分离的家系之间是没有亲缘关系的。在携带DEFA4基因的变异的3个家系中，单倍型分析显示家系2和家系3可能是有亲缘关系，但是它们与家系1是没有亲缘关系的。这分析结果表明在这些家系中共有的基因中的变异不是由于来自相同的祖先。并且，我们也观察到在家系之间有不一样的共分离的基因，这证明了这个疾病的多基因的性质。综上所述，我们一共发现了4个基因中的6个有害的变异是与家族性的IgA肾病相关联。这些基因很好的研究IgA肾病的候选基因，很可能跟IgA肾病的致病是相关的以及这一方面还需要进一步的研究。该结果相关的SCI论文已经发表。. 此外，在本基金资助下，我们还进行了乙肝病毒的肝细胞受体的研究。我们检验了NTCP作为乙肝病毒受体的功能在慢性乙肝病人使用遗传关联研究。分析结果表明p.Ser267Phe 变异与抵抗慢性乙肝感染密切相关。该结果支持了在人体内的乙肝病毒感染中，NTCP 作为乙肝病毒的细胞受体功能。