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研究人员探究单等位基因表达对原发性免疫缺陷（IEI）临床外显率的影响，发现其可调控 IEI 表型，意义重大。
# 探索免疫细胞奥秘：单等位基因表达如何牵起基因型与表型的纽带
在生命科学的广阔领域中，免疫系统宛如一座精密而复杂的城堡，守护着人体的健康。原发性免疫缺陷（Inborn Error of Immunity，IEI），作为一类由于单基因遗传缺陷影响免疫系统的疾病，一直是科学家们关注的焦点。已知有 504 种基因的突变与 IEI 的发展相关，然而令人困惑的是，携带相同致病突变的患者，临床表现却大相径庭，从疾病完全外显到毫无症状，差异巨大。这种现象背后的机制究竟是什么呢？这成为了悬而未决的难题，也促使科研人员踏上探索之旅。
为了解开这一谜团，来自瑞典卡罗林斯卡学院（Karolinska Institutet）的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《TRENDS IN Immunology》杂志上，为我们揭示了单等位基因表达在 IEI 中的关键作用，搭建起了基因型与表型之间的桥梁。
研究人员在探索过程中运用了多种关键技术方法。首先是利用来自正常人类供体（n=9）的克隆原代 T 细胞系统，这为研究提供了基础的细胞样本。在分析基因表达时，采用数字液滴 PCR 技术，精确检测不同等位基因的 mRNA 表达水平。同时，通过小干扰 RNA（siRNA）技术，对相关甲基化酶编码基因进行调控，以此探究 DNA 甲基化对单等位基因表达的影响。此外，对细胞进行分选，获得不同类型的免疫细胞，如 CD3+ T 细胞、CD19B 细胞等，深入研究不同细胞类型中的基因表达情况 。
单等位基因表达的发现与探究
研究人员发现，人类基因组中多数常染色体基因遵循平衡的双等位基因表达模式，即来自父母双方的等位基因表达水平相当。然而，一些顺式调控多态性、增强子和抑制子的突变、拷贝数变异以及 DNA 甲基化状态的改变等，都可能打破这种平衡，影响基因表达。在研究中，他们观察到 5.2% 的可评估基因（>4000 个）呈现常染色体随机单等位基因表达（autosomal random monoallelic expression，aRMAE），IEI 相关基因中也有 4.3% 存在这种现象。这表明单等位基因表达在基因调控中并非罕见现象，极有可能对 IEI 的临床表现产生重要影响。
PLCG2 基因与抗体缺陷
PLCG2 蛋白在控制钙流以及 B 淋巴细胞和自然杀伤细胞的激活中发挥着关键作用。研究人员对两个携带 PLCG2 基因外显子 19 或 20 - 22 杂合缺失的家族进行研究，这种缺失与抗体缺陷和免疫失调相关 。他们对家族成员的纯化 B 细胞进行刺激，并基于钙流功能测定进行分选。结果发现，在一个家族中，患有低丙种球蛋白血症的患者，其钙流阴性细胞中外显子缺失等位基因的表达增加；而其正常的兄弟姐妹，虽同样携带突变等位基因，但在钙流阳性和阴性的 CD19B 细胞中，野生型和外显子 19 缺失等位基因的表达相似。这一结果强烈提示，选择性表达外显子缺失等位基因可能是该家族中出现抗体缺陷表型的重要原因。
JAK1 基因与自身免疫疾病
在对一个携带 JAK1 基因杂合功能获得性突变（c.2099G> ，与自身免疫、特应性、结肠炎和皮炎相关，即 JAACD 综合征）的家族研究中，研究人员运用数字液滴 PCR 技术，检测大量白细胞中两个不同等位基因的表达情况。结果显示，患病家族成员中突变等位基因的 mRNA 表达（36%）高于未患病的亲属（22%）。这表明突变等位基因的表达程度可能与该综合征的临床表现密切相关，进一步揭示了单等位基因表达在疾病发生发展中的重要作用。
STAT1 基因与多种疾病
STAT1 基因的突变情况较为复杂，包括功能缺失（loss - of - function，LOF）和功能获得（gain - of - function，GOF）突变。研究人员分别对相关家族进行研究。在一个携带 STAT1 基因杂合 LOF 突变（c.1976T>C）的家族中，先证者患有严重的多灶性结核病，而杂合亲属却未患病。研究人员对不同类型的细胞进行分选后检测发现，健康亲属的所有细胞亚群几乎只表达野生型等位基因，而患病个体的 CD19B 细胞和经典单核细胞中约一半呈现双等位基因表达。这种表达差异很可能是导致患者临床表现的重要因素。
对于携带 STAT1 基因常染色体显性 GOF 突变的患者，可能会出现慢性皮肤黏膜念珠菌病，表现为皮肤、指甲和黏膜受到白色念珠菌的持续感染。研究人员对三名携带不同 GOF 突变（c.821G>A、c.1162A>G 和 c.1154C>T）的患者进行研究，虽然发现了个体突变等位基因表达的差异，但结果尚未得出定论，仍需进一步验证 。
CARD11 基因与哮喘等疾病
研究人员还对常染色体显性 CARD11 基因突变进行了研究，这类突变可能与哮喘、特应性和皮炎相关。在一个有三名成员携带致病性 c.223C>T 突变且临床症状程度不同的家族中，研究人员对分选后的 CD4+ T 细胞进行检测，发现两个 CARD11 等位基因的表达存在轻微偏差。受疾病影响最严重的个体对突变等位基因有一定偏好，而受影响最小的成员则主要表达野生型等位基因。这一结果暗示了等位基因表达与疾病严重程度之间可能存在关联。
研究结论与意义
综上所述，该研究首次全面评估了等位基因失衡在不同形式 IEI 患者临床结局中的作用。研究人员引入 “转录型（transcriptotype）” 这一新颖概念，为理解基因型与表型之间的关系开辟了新的研究领域，不仅适用于 IEI，对于其他单基因甚至多基因疾病的研究也具有重要的借鉴意义。同时，研究发现 DNA 甲基化可能参与调控 aRMAE，这为未来通过调节单等位基因表达来干预疾病进程提供了理论可能性。虽然目前距离临床应用还有很长的路要走，但这项研究无疑为免疫相关疾病的研究和治疗点亮了一盏明灯，为后续的科研工作奠定了坚实的基础，有望在未来为 IEI 等疾病的诊断和治疗带来新的突破。
