慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是一种常见的慢性呼吸系统疾病，患病率高，危害性大。由于目前对于COPD的发病因素和发病机制认识不足，疾病的防治水平十分有限。大量研究显示COPD是多基因遗传病，COPD的发病与环境危险因素的暴露和个体遗传易感性有关。在吸烟人群中，13.2%的人患有COPD，而非吸烟者仅占5.1%。然而事实上，只有20%的重度吸烟者最终发展成COPD，提示个体易感因素在COPD的发展中起着重要的作用。COPD的遗传易感性具有种族异质性，例如，已知α-抗胰蛋白酶基因（AAT）基因突变与西方人群COPD发病关系密切，而这种突变现象在中国很少见。目前，对于中国COPD患者的遗传基础的认识还十分有限，随着高通量DNA测序技术的进步，使得通过大规模基因组学研究发现疾病易感基因成为可能。　　目的：　　本研究通过对COPD家系患者进行全基因组测序筛查COPD遗传易感基因及多态性；进一步通过基因分型研究对这些位点进行大规模人群验证、分析基因多态性与COPD发病风险的关联性；通过生物学功能研究明确基因是怎样影响COPD以及突变是怎样影响基因功能的分子机制，为COPD的个体化诊治和预防提供科学依据。　　方法：　　1、全基因组测序研究：选择COPD家系患者进行全基因组测序，通过samtools等软件对测序数据进行SNP、Indel、CNV以及SV检测和注释，再经过1000G、ExAC和ESP数据库进行最小等位基因频率过滤，选择两个或两个以上家系间共有的位于外显子、剪接位点的错义突变位点进行后续的大样本验证。　　2、基因分型研究：来院或者社区人群根据肺功能以及纳入和排除标准收集COPD组和非COPD组，采集临床信息。将入组对象的DNA进行基因分型，利用大样本病例-对照研究进行关联分析（包括遗传模型分析、风险等位基因相对危险度、哈迪温伯格平衡检测、不同临床表型的分层分析等）验证第一部分所得到的SNP位点。　　3、位点多态性的功能研究：分别应用荧光定量PCR方法和免疫印迹检测mRNA水平和蛋白质水平；应用ELISA方法用于检测炎症因子（IL6、IL8）以及氧化应激产物MDA的含量；小干扰RNA（Small interfering RNA；siRNA）用于沉默Cbl-b蛋白表达，慢病毒基因表达载体用于过表达Cbl-b蛋白。　　结果：　　1、共收集5个COPD家系共11个患者，患者DNA的平均测序深度为30×以上，碱基平均错误率为0.04%（低于1%），Q30值均大于80%。总Reads比对率均达到99%以上，覆盖度均超过99%的总基因组长度。经过高级分析，最终得到18个SNP候选位点。　　2、共收集验证对象COPD组656人，非COPD组933人，两组在性别、年龄上分布无明显差异，而吸烟指数、肺功能、体重指数有显著差异；通过遗传模型以及吸烟分层分析后，发现4个位点与COPD发病风险相关，其中rs74794265（SREK1）、rs61758360（Cbl-b）为保护因素、rs117450252（OR6Q1）、rs118052160（OR5B2）为危险因素。　　3、在A549、16HBE、Beas-2B细胞中，SREK1、Cbl-b表达而OR6Q1、OR5B2不表达；体内和体外实验发现：香烟能够上调Cbl-b蛋白水平而对SREK蛋白无影响；沉默16HBE细胞的Cbl-b后，CSE诱导的IL6、IL8炎症因子以及p38磷酸化水平上升，而加入p38磷酸化抑制剂能够抑制CSE诱导的IL6、IL8炎症因子以及Cbl-b的上调；沉默16HBE细胞Cbl-b能够阻断CSE诱导的TIMP1下调以及CSE诱导的MMP9上调；过表达野生型Cbl-b能够下调TIMP1表达、上调MMP9表达，与野生型Cbl-b组相比，点突变Cbl-b（1396A＞G）组TIMP1表达上调以及MMP9表达下调。　　结论：　　1、通过COPD家系的全基因组测序找出可能与COPD相关的各类遗传变异，包括单核苷酸变异、插入/缺失以及结构变异。　　2、通过COPD家系以及大样本病例-对照验证，最终找到4个与COPD相关的SNP位点，分别位于四个不同的基因，其中rs74794265（SREK1）、rs61758360（Cbl-b）是保护因素，rs117450252（OR6Q1）、rs118052160（OR5B2）是危险因素。　　3、Cbl-b通过p38磷酸化调控IL6、IL8水平变化；Cbl-b能上调MMP9、下调TIMP1；rs61758360（NM_170662：exon10：c.A1396G：p.N466D）位点是一个功能性位点，由A突变成G后导致Cbl-b功能缺失，可能通过调节MMP9、TIMP1从而降低COPD发病风险。