研究背景：强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种常见的以侵犯骶髂关节和脊柱为主要特征的慢性炎症性疾病，可导致患者关节畸形、残疾，最终丧失劳动能力，并严重影响患者的生存质量。该病具有高度的遗传性，遗传度大于90%。在我国AS的患病率为0.3%，发病高峰20-30岁，男女比例约10:1。由于其发病机制尚不明确，至今仍无有效的治疗措施，所以对其发病机制的揭示就成为有效治疗AS的亟待解决的难题和研究重点。鉴于AS的高度遗传性特征，近年来AS全基因组关联性研究（genome-wide association study，GWAS）得以蓬勃开展，研究发现除主要组织相容性复合体（Major histocompatibility complex，MHC）与其呈强关联外，许多非MHC基因区域也被证实与AS有关联，诸如IL23R、ERAP1、IL1R2、ANTXR2等，这使得AS的遗传易感性研究获得了重大进展。但是目前的研究大都局限于在不同人群的大宗病例对照中筛选并获得AS的关联性基因位点，而对其在AS发生与发展中的生物学功能的研究却涉及甚少。因此有必要对已发现的AS易感性遗传变异区段进行更加精细的定位并对有意义的关联性多态性位点进行功能性研究。目的：通过对北方汉族人群HLA-B27基因多态性与AS关联性的研究，对非MHC基因多态性中的ANTXR2、TNFAIP3和ERAP1进行SNP精细分型并对其生物学功能进行初步探讨，以及对与HLA-B27抗原加工与提呈功能相关的ERAP1基因多态性间相互作用的综合分析，深入揭示HLA-B27基因亚型及非MHC基因多态性与强直性脊柱炎遗传易感性的关联及在AS遗传学发病机制中的作用。方法：1.本研究采用病例对照研究来探讨HLA-B27基因多态性与AS的关联性。共筛选到602例AS病例和与之匹配的598例健康无关对照，所有AS病例的诊断都符合1984年修订的纽约标准。HLA-B27基因多态性分析采用PCR-SSP方法。B27基因多态性频率在病例对照中的比较以及不同地区间分布的比较，都采用皮尔森χ2检验（SPSS13.0软件）。当理论数<5时，使用Fisher确切概率法检验。2.本研究通过病例对照研究来精细定位与AS遗传易感性相关的非MHC基因多态性位点并对其生物学功能进行初步研究。我们筛选了619例健康无关个体作为对照组，他们在性别、年龄以及地域分布上与上述602例AS病例相匹配。在ANTXR2基因中筛选到19个tagSNPs，TNFAIP3中为6个，ERAP1中有4个，并采用Sequenom iPlex平台和连接酶检测反应方法进行tagSNPs分型。本研究采用流式细胞术来研究不同tagSNP基因型对CMP-2蛋白表达的影响，最终评估它们在AS发病机制中的作用。采用Haploview4.2软件来检测哈迪-温伯格平衡，估计tagSNP之间的LD值，并且确定LD单体型域。等位基因、基因型和单倍体型的关联性分析由unphased3.1.5软件来完成。Bonferroni检验用于校正个体单体型相关性的P值。研究效能使用Quanto1.2.4软件进行评估。CMP-2蛋白表达量的分析采用配对T检验。3.本研究将疾病组按照HLA-B27亚型进行分组，针对ERAP1的SNPs分别与对照组进行相关性分析，以探讨HLA-B27和ERAP1基因间相互作用以及与AS的相关性。结果：1.在HLA-B27基因多态性与AS遗传易感性的关联性研究中发现，AS患者及健康对照中分别有82.4%和7.5%的个体为B27阳性。关联分析证实B27与AS之间存在强正相关性(OR=58，p=6.5×10^-163)。本研究共发现5种B27基因多态性，B*2705、B*2704、B*2702、B*2707和B*2724，其中B*2704、B*2705和B*2702都与AS有强相关性，并且都为危险基因亚型。而B*2704的相关性最强(p=1.4×10^-68)；B*2707和B*2724与AS则没有相关性。另外，北方汉族与上海、广东、台湾地区AS患者中B27基因多态性的分布有较大差异（其中B*2704差异最显著，p=6.28×10-52）；而且四个地区人群中不同B27基因多态性诱发AS的风险度也有明显不同。2.在ANTXR2基因多态性与AS遗传易感性的关联性研究中，新发现3个tagSNPs在病例组与对照组的基因型总体分布上差异显著，分别为rs4690127、rs6823031、rs2867698（p=0.013，p=0.029，p=0.044），并且证实rs433130与汉族人群有相关性（p=0.012）。新发现2个位点在病例组与对照组的等位基因分布上差异显著，分别为rs4690127、rs6823031（p=0.004，p=0.011），并证实rs4333130等位基因与汉族人群有相关性（p=0.013）。通过2-标记和3-标记滑动窗口综合检验，新发现了一些与AS呈显著相关的单倍型，其中相关性最强的是rs4690127-rs6823031-rs4333130（p=2.5×10-4）。尽管SNP rs12647691（Ala357Pro）与AS无相关性，但是单倍型rs4690127-rs12647691-rs4333130与AS有很强的相关性（p=2.7×10-4）。本研究还发现rs6534639与rs4333130之间的基因内顺式相互作用与AS也存在相关性（p=0.027）。3.在TNFAIP3基因多态性与AS遗传易感性的关联性研究中，通过分析病例组与对照组的基因型、等位基因型、单倍型和基因内顺式相互作用，均未发现TNFAIP3基因多态性与AS有相关性。4.在ERAP1基因多态性与AS遗传易感性的关联性研究中证实，rs27434在基因型和等位基因水平上均与AS有相关性（P值分别为0.049和0.036）；并且新发现单体型rs27980-rs27582和rs27037-rs27980-rs27582与AS有极显著的相关性，P值分别为3.8×10-7和1.6×10-6。5.在HLA-B27和ERAP1基因间相互作用以及与AS相关性的研究中发现，在携带HLA-B*2702基因的患者组中，rs27434与疾病呈强相关性（p=0.01）；而在携带HLA-B*2704基因的患者组中也观察到rs27582与AS存在相关性（p=0.047）。相反，在HLA-B27阴性组中，则没有发现这种相关性。6.流式细胞术的结果显示，LPS刺激组的外周血单个核细胞的CMG2表达要低于未刺激组（p=0.018），并且携带rs6534639-CC，rs6534654-GG，rs4690127-CC，rs6823031-TT，rs12647691-GG和rs4333130-TT基因型的细胞，LPS刺激组的CMG2蛋白表达量低于未刺激组。结论：本研究首次在北方汉族人群中通过大宗病例对照研究获得了HLA-B27基因多态性及ANTXR2、ERAP1以及TNFAIP3基因多态性与AS遗传易感性的一些有意义的新发现，并对本研究中新发现的ANTXR2的基因多态性位点在蛋白水平上对其在AS发生与发展中的生物学作用进行了初步探讨。本研究还对HLA-B27以及与抗原加工提呈密切相关的ERAP1基因多态性位点在AS发生中的相互作用进行了初步研究。总的来讲，本研究获得的结论可以简要概括为如下几点：1.HLA-B27基因多态性与AS之间存在高度相关性，并且B*2704与北方汉族人群AS发病最为相关。2.在汉族人群中，ANTXR2基因和ERAP1基因与AS的易感性相关，并且发现了新的相关性TagSNP位点及其单倍型。3.本研究发现与类风湿性关节炎等其它自身免疫性疾病相关联的TNFAIP3基因与AS的易感性并无相关性，这在国际上尚属首次报道。4.在北方汉族人群AS患者中，ERAP1基因与HLA-B*2702、B*2704亚型之间存在相互作用，共同在AS发病机制中发挥作用。5.ANTXR2基因多态性影响ANTXR2蛋白的表达并在AS的发病中发挥作用。以上研究为今后的AS关联性研究提供了可靠的遗传学数据，并提出了新的研究方向。