Znaczenie czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii
advertisement
Szczepankiewicz Alergia Astma Immunologia A, Brêborowicz 2006, A.11(3): Znaczenie 123-131 czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii chorób 123 Znaczenie czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii chorób alergicznych Importance of genetic factors in pathogenesis and epidemiology of allergic diseases ALEKSANDRA SZCZEPANKIEWICZ, ANNA BRÊBOROWICZ Klinika Pneumonologii, Alergologii Dzieciêcej i Immunologii Klinicznej III Katedry Pediatrii Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu Streszczenie Summary Astma oskrzelowa i choroby alergiczne s¹ najczêstszymi schorzeniami przewlek³ymi na wiecie i w Polsce. Wed³ug danych wiatowej Organizacji Zdrowia (WHO) na astmê cierpi oko³o 100-150 milionów osób na wiecie, a wskanik umieralnoci nadal wzrasta. W Polsce czêstoæ wystêpowania astmy u doros³ych wynosi ok. 5,4%, natomiast u dzieci ponad 8,6%, tzn., ¿e na astmê choruje prawie 2 miliony doros³ych i niemal milion dzieci, a zachorowalnoæ na astmê i choroby alergiczne w naszym kraju stale wzrasta, zw³aszcza u dzieci mieszkaj¹cych w wielkich aglomeracjach miejskich. Bronchial asthma and related allergic phenotypes are the most common chronic disorders, both in Poland and worldwide. According to the World Health Organisation (WHO), asthma affects about 100-150 million people worldwide, and the morbidity rate still increases. In Poland, asthma prevalence in adults is estimated at 5.4%, whereas in children it is over 8.6%, which means that asthma symptoms are noted in two millions of adults and nearly one million of children. The prevalence of asthma in our country continues to increase, particularly among children living in big cities. Jedn¹ z hipotez t³umacz¹cych wzrost pojawiania siê alergii oraz astmy w ci¹gu ostatnich 50 lat jest tzw. hipoteza higieniczna, która opiera siê na za³o¿eniu, ¿e ekspozycja na infekcje wirusowe i endotoksyny bakteryjne w okresie niemowlêcym powoduje stymulacjê uk³adu odpornociowego w kierunku rozwoju subpopulacji limfocytów Th1, natomiast brak czynników infekcyjnych w rodowisku powoduje przetrwanie p³odowego fenotypu Th2 odpowiedzialnego za rozwój chorób alergicznych [1]. Wyniki wielu prospektywnych badañ d³ugofalowych sugerowa³y okres wczesnego dzieciñstwa jako krytyczny w rozwoju alergii i astmy [2]. One of the hypotheses explaining that increase of asthma and allergy in the past five decades is hygiene hypothesis which assumes that exposure to viral infections and bacterial endotoxins in the infancy stimulates the immune system to develop Th1 cells subpopulation, while absence of the environmental pathogens results in survival of the Th2 foetal phenotype responsible for the allergic response [1]. Results of some studies suggest early childhood as a critical period in the development of allergy and asthma [2]. W badaniach genetycznych astmy wytypowano szereg regionów chromosomowych zwi¹zanych z astm¹ i atopi¹, a polimorfizmy w genach kandyduj¹cych wi¹¿¹ siê ze zwiêkszonym ryzykiem zachorowania na choroby alergiczne. Zwiêkszona podatnoæ obejmuje polimorfizmy w genach kandyduj¹cych czynników bior¹cych udzia³ w odpowiedzi immunologicznej organizmu (m.in. cytokiny, czynnik martwicy nowotworów TNF-α) oraz zmiany w genach cz¹steczek receptorowych i przekanikowych porednicz¹cych w odpowiedzi ustroju na patogeny (receptory Toll-podobne, receptor CD14, eotaksyny, transferaza glutationu, uteroglobina i inne). Istotna jest wiêc kompleksowa analiza uwarunkowañ genetycznych astmy i chorób alergicznych w powi¹zaniu z czynnikami rodowiskowymi. A number of chromosomal regions have been identified in genetic studies that are associated with asthma and allergy, while polymorphisms in candidate genes are related with increased susceptibility to allergic diseases. Increased risk involves polymorphisms in candidate genes participating in the systemic immunological response (such as cytokines, tumour necrosis factor) as well as changes in receptor and signalling molecules in genes that mediate systemic responses to pathogens (Toll-like receptors, CD14 receptor, eotaxins, glutathione transferase, uteroglobin, etc.). Therefore, it seems essential to analyze genetically-related tendency to develop asthma and allergic diseases in combination with the environmental influence. Key words: asthma, genetic tendency, polymorphism, candidate gene S³owa kluczowe: astma, predyspozycja genetyczna, polimorfizm, gen kandyduj¹cy © Alergia Astma Immunologia, 2006, 11(3): 123-131 Adres do korespondencji / Address for correspondence www.mediton.pl/aai Aleksandra Szczepankiewicz Klinika Pneumonologii, Alergologii Dzieciêcej i Immunologii Klinicznej III Katedry Pediatrii AM w Poznaniu ul. Szpitalna 27/33, 61-572 Poznañ tel. (61) 849 13 13, fax. (61) 848 01 11, e-mail: [email protected] Nades³ano: 04.05.2006 Zakwalifikowano do druku: 05.05.2006 124 Wstêp Astma i choroby atopowe s¹ chorobami z³o¿onymi, uwarunkowanymi wielogenowo. W badaniach sprzê¿eñ i asocjacyjnych zidentyfikowano wiele regionów chromosomowych i polimorfizmów w genach kandyduj¹cych odpowiedzialnych za powstawanie stanu zapalnego w astmie i wspó³istniej¹cym z astm¹ atopowym zapaleniem skóry oraz odpowiedzialnym za syntezê IgE ca³kowitych lub alergenowo-swoistych [3]. Z tego powodu szczególnie informatywne s¹ analizy du¿ych grup badanych (tzw. cohort study) przeprowadzane w okrelonych warunkach rodowiskowych dla cile zdefiniowanych fenotypów. Po z³o¿onej analizie statystycznej mo¿liwe jest precyzyjne zbadanie oddzia³ywania gen-gen oraz gen-rodowisko i wykrycie wp³ywu zmian w genach kandyduj¹cych na wyst¹pienie astmy lub atopii [4]. Jedna z hipotez rozwoju astmy u dzieci zak³ada, ¿e astma rozwija siê wskutek obecnoci dwóch czynników w krytycznym momencie rozwoju uk³adu odpornociowego: zaburzeñ w regulacji odpowiedzi cytokin przy urodzeniu (czynnik genetyczny) oraz rozwoju klinicznie istotnych infekcji dolnych dróg oddechowych, wywo³anych g³ównie wirusem RSV (czynnik rodowiskowy). Czynniki genetyczne w oddzia³ywaniu z czynnikami rodowiskowymi maj¹ istotny wp³yw na rozwój astmy i atopii we wczesnym dzieciñstwie. Astmatyczny stan zapalny jest procesem z³o¿onym, spowodowanym przez interakcje pomiêdzy wrodzonymi i nabytymi mechanizmami odpornociowymi, patologiczn¹ wra¿liwoci¹ limfocytów Th2 i zmianami w tolerancji alergenów. Odpornoæ wrodzona powstaje poprzez wi¹zanie bakteryjnych lipopolisacharydów (LPS) i innych sk³adników bakterii przez receptory typu CD14 oraz niedawno zidentyfikowane receptory Toll-podobne (TLRs). Zmiany na poziomie genów wywo³uj¹ zmienion¹ odpowied na patogena i kieruj¹ produkcjê limfocytów Th w kierunku odpowiedzi alergicznej, co wywo³uje nadwra¿liwoæ na alergeny i rozwój alergicznego stanu zapalnego. Analiza genetyczna W badaniach genetycznych wytypowano szereg genów, w których zmiany (polimorfizmy) s¹ istotne w patomechanizmie astmy i alergii. Poni¿sze przyk³ady genów potwierdzaj¹ udzia³ czynników genetycznych nie tylko w rozwoju astmy, ale równie¿ w odpowiedzi na czynniki rodowiskowe. Geny kandydacki w astmie i atopii Receptory Toll-podobne Receptory Toll-podobne odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê w przekanictwie sygna³ów zwi¹zanych z infekcj¹ i oddzia³ywaniem pomiêdzy patogenem a bia³kami endogennymi zaanga¿owanymi w aktywacjê mechanizmów odpornocio- Alergia Astma Immunologia 2006, 11(3): 123-131 wych. Pod koniec XX wieku odkryto receptor Toll, który u Drosophila by³ odpowiedzialny za obronê organizmu przed grzybami [5]. U ssaków wykryto homolog tego receptora, który uruchamia odpowied immunologiczn¹ w reakcji na patogeny [6]. Do tej pory opisano 10 rodzajów receptorów Toll-podobnych u cz³owieka [7]. Rodzina tych receptorów rozpoznaje elementy strukturalne drobnoustrojów i uruchamia ekspresjê genów dla cz¹steczek kostymuluj¹cych i cytokin stanu zapalnego, które aktywuj¹ odpowied immunologiczn¹ nabyt¹, prowadz¹c¹ do dojrzewania specyficznych dla antygenu, limfocytów Th i B. Receptor TLR2 rozpoznaje wiele sk³adników mikrobiologicznych, takich jak lipoproteiny i lipopeptydy pochodz¹ce od ró¿nych patogenów, peptydoglikany bakterii Gram(+) i szereg innych. Dziêki funkcjonalnemu po³¹czeniu z cz¹steczkami TLR1 i TLR6 ma zdolnoæ do rozpoznawania odpowiednio lipopeptydów triacylowych i diacylowych. TLR3 rozpoznaje dwuniciowy DNA (dsRNA) produkowany przez wiêkszoæ wirusów w czasie replikacji. Indukuje to syntezê interferonów typu I (IFNα/β), które maj¹ dzia³anie antywirusowe i immunostymuluj¹ce. TLR4 jest receptorem dla lipopolisacharydów bakterii Gram(-) i aktywuje siê nawet w przy bardzo niskim stê¿eniu LPS. Bierze równie¿ udzia³ w odpowiedzi immunologicznej na wirusa RSV, który jest czêst¹ przyczyn¹ zapalenia oskrzelików u dzieci i czynnikiem ryzyka atopii i astmy. TLR5 jest odpowiedzialny za rozpoznawanie flagelliny na powierzchni b³on luzowych, stymuluje te¿ komórki nab³onkowe p³uc do produkcji cytokin stanu zapalnego. Receptory TLR7 i 8 s¹ konserwatywne w swej budowie i rozpoznaj¹ bogate w guanozynê lub urydynê struktury jednoniciowego RNA (ssRNA) bêd¹ce genomami niektórych wirusów, np. wirus HIV i grypy. Receptory te ulegaj¹ ekspresji w endosomach, co zapobiega rozpoznawaniu w³asnych ssRNA, które do nich nie trafiaj¹. Receptor TLR9 rozpoznaje niemetylowane wyspy CpG w DNA bakteryjnym, w którym obfitoæ tych motywów stymuluje aktywnoæ immunologiczn¹. Receptor ten jest równie¿ zaanga¿owany w rozpoznawanie wirusów. TLR10 jest obecnie s³abo poznany, ulega ekspresji g³ównie w tkankach bogatych w komórki zwi¹zane z odpornoci¹, tj. w ledzionie, wêz³ach ch³onnych i p³ucach [8]. Aktywacja tego genu odbywa siê gwa³townie po uruchomieniu ró¿nicowania siê limfocytów B. W genach poszczególnych receptorów TLR zidentyfikowano liczne polimorfizmy bêd¹ce przyczyn¹ zró¿nicowania w rozwoju odpowiedzi immunologicznej we wczesnym okresie ¿ycia lub zmienionej podatnoci na infekcje. W przypadku TLR2 polimorfizm insercyjno-delecyjny w regionie promotorowym powoduje obni¿on¹ aktywnoæ transkrypcyjn¹ allelu z delecj¹, co prowadzi do niedoboru bia³ka TLR2 i zwiêkszonej podatnoci na infekcje bakteriami Staphylococcus aureus i Streptococcus pneumoniae [9,10], co sugeruje, ¿e polimorfizm ten mo¿e byæ zwi¹zany z podatnoci¹ na infekcje bakteryjne Szczepankiewicz A, Brêborowicz A. Znaczenie czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii chorób Gram-dodatnie. W genie TLR4 zidentyfikowano dwie zmiany polimorficzne w regionie koduj¹cym powoduj¹ce zmianê w sekwencji aminokwasowej, które wi¹¿¹ siê z obni¿on¹ odpowiedzi¹ na LPS, zmniejszon¹ gêstoci¹ receptora TLR4 w nab³onku dróg oddechowych i obni¿on¹ produkcj¹ cytokin stanu zapalnego indukowanego endotoksynami. To sugeruje, ¿e warianty genetyczne mog¹ modyfikowaæ reakcjê immunologiczn¹ w zale¿noci od wp³ywu rodowiska [11]. W badaniu przeprowadzonym przez Werner i wsp. [12] zaobserwowano, ¿e pacjenci z czêciej wystêpuj¹cym w populacji allelem genu TLR4, w porównaniu do osób z alternatywnym wariantem tego genu wykazywali zwiêkszone ryzyko astmy, jeli jednoczenie nara¿eni byli na zwiêkszon¹ ekspozycjê endotoksyn bakteryjnych. Sugeruje to du¿e znaczenie genu TLR4 w modyfikacji odpowiedzi immunologicznej na czynniki infekcyjne obecne w rodowisku. Potwierdzeniem tej tezy jest badanie Tal i wsp. [13], którzy wykazali zwi¹zek obu wy¿ej wymienionych polimorfizmów genu TLR4 z ciê¿kim zapaleniem oskrzelików wywo³anym wirusem RSV. Gen receptora TLR10 jest wysoce polimorficzny. Zidentyfikowano zwi¹zek dwóch polimorfizmów w tym genie z podatnoci¹ na astmê i fenotypami astmatycznymi [8]. 125 le¿nie od obecnoci astmy, co zosta³o potwierdzone przez badanie Shirakawa i wsp. [27]. Jeden z wariantów promotora zwiêksza aktywnoæ transkrypcyjn¹ genu IL-4 [28] i jest zwi¹zany z ciê¿k¹ infekcj¹ wirusem RSV u ma³ych dzieci w populacji koreañskiej [29]. Badanie Hoebee i wsp. [30] ujawni³o znaczn¹ przewagê allelu T polimorfizmu w promotorze genu w grupie dzieci z zapaleniem oskrzelików wywo³anych wirusem RSV. Receptor dla IL-4 jest kluczowym czynnikiem aktywuj¹cym limfocyty Th2 i indukuj¹cym syntezê przeciwcia³ IgE. W genie IL-4R zidentyfikowano 16 polimorfizmów, z których trzy warianty by³y zwi¹zane z wiêkszym ryzykiem wyst¹pienia alergii [31,32], astmy atopowej [33] i zmian w stê¿eniu IgE [32]. Bior¹c pod uwagê rolê receptora IL-4, zmiany obserwowane w ca³kowitym stê¿eniu IgE w surowicy mog¹ byæ spowodowane ró¿nymi wariantami genetycznymi IL-4R. Interleukina 5 (IL-5) jest cytokin¹ produkowan¹ przez limfocyty Th2 wzmagaj¹c¹ proliferacjê i aktywacjê eozynofilów w zapaleniu alergicznym. Zaobserwowano podwy¿szony poziom IL-5 w wycinkach biopsyjnych b³ony luzowej oskrzeli oraz w komórkach krwi obwodowej pod wp³ywem stymulacji roztoczami kurzu domowego u pacjentów z astm¹ [34,35]. Jednak¿e polimorfizm obecny Cytokiny w promotorze genu IL-5 nie by³ istotnie zwi¹zany z atoAstma i choroby alergiczne s¹ uwa¿ane za choroby, powym zapaleniem skóry, eozynofili¹ ani nadprodukcj¹ w których patofizjologii przewa¿aj¹ limfocyty typu Th2, IgE, co sugeruje brak bezporedniego wp³ywu tego polia cytokiny przez nie produkowane mog¹ byæ wa¿nymi mo- morfizmu na rozwój atopowego zapalenia skóry i istotnedulatorami odpowiedzi immunologicznej [14,15]. Nadpro- go zwi¹zku z fenotypami atopowymi [36]. dukcja cytokin zwi¹zanych z limfocytami Th2 jest cech¹ Interleukina 8 (IL-8) jest chemoatraktantem dla neucharakterystyczn¹ w astmatycznym zapaleniu dróg odtrofilów i jest wydzielana w zwiêkszonej iloci przez kodechowych. Szczególnie istotne w patomechanizmie astmórki nab³onka dróg oddechowych zainfekowanych wimy s¹ interleukiny 4, 5, 8, 9, 13, 17. rusem RSV, który jest jednym z czynników zwiêkszonego Interleukina 4 (IL-4) jest uwalniana przez limfocyty ryzyka astmy u dzieci. Polimorfizmy wp³ywaj¹ce na akTh2 i odgrywa istotn¹ rolê przy produkcji IgE, anga¿owa- tywnoæ genu IL-8 mog¹ byæ zwi¹zane ze zwiêkszon¹ niu eozynofilów w odpowied immunologiczn¹ i nadreak- podatnoci¹ na infekcje RSV. W badaniu Hull i wsp. [37] tywnoci oskrzelowej [16,17]. Jest jedn¹ z g³ównych cy- zaobserwowano zwi¹zek polimorfizmu w promotorze genu tokin zaanga¿owanych w patogenezê astmy. Interleukina IL-8 ze wzmo¿on¹ produkcj¹ IL-8 pod wp³ywem stymu4, po po³¹czeniu ze swoim receptorem, prowadzi do in- lacji LPS in vitro. Ten sam wariant jest równie¿ zwi¹zadukcji aktywatora transkrypcji STAT 6, który z kolei ny z nasileniem objawów choroby. wi¹¿e elementy promotorowe uruchamiaj¹c syntezê genu Interleukina 13 (IL-13) jest wydzielana przez limfodla IgE [18]. Zatem polimorfizmy prowadz¹ce do zmian cyty Th2 i bierze udzia³ w syntezie IgE, indukuj¹c prze³¹w ekspresji genu IL-4 mog¹ byæ powodem zaburzeñ czanie klas przeciwcia³ przez limfocyty B. Ulega eksprew produkcji IgE. Dotychczas zidentyfikowano trzy polisji podobnie jak IL-4 i dodatkowo jest wytwarzana przez morfizmy w sekwencji tego genu, które by³y zwi¹zane niezró¿nicowane komórki CD45RA+, co sugeruje jej istotz wystêpowaniem astmy lub podwy¿szonym stê¿eniem IgE ny udzia³ w inicjowaniu produkcji IgE [38]. Ponadto, w mow ró¿nych populacjach [19-22]. Jednak¿e wiele badañ delu zwierzêcym wykazano, ¿e IL-13 jest istotnym deternie potwierdzi³o zwi¹zku ¿adnego z tych polimorfizmów minantem nadreaktywnoci oskrzelowej w odpowiedzi na z podatnoci¹ na astmê [23-26]. Polimorfizm w promotoalergen i jest to niezale¿ne od dzia³ania IL-4 [39]. U astrze genu IL-4 jest zwi¹zany z ciê¿koci¹ obturacji dróg matyków z atopi¹ zaobserwowano znacznie wy¿szy pooddechowych (FEV1) i mo¿e byæ markerem tego fenotypu astmatycznego w populacji kaukaskiej. W badaniu ziom IL-13 [40]. W promotorze tego genu zidentyfikowaKabesch i wsp. [26] wykazano asocjacjê dwóch polimor- no szereg polimorfizmów obejmuj¹cych region promotofizmów w czêci 5 niekoduj¹cej z podwy¿szonym stê¿e- ra, 3 nieulegaj¹cy translacji (3UTR) oraz czêæ koduniem IgE u dzieci oraz dodatnimi testami skórnymi, nieza- j¹c¹. Wykazano silne sprzê¿enie polimorfizmów w genie 126 IL-13 i ich zwi¹zek ze stê¿eniem IgE, objawami astmy i fenotypem atopowym [41], [42,43], [44], [45]. Ponadto, w badaniu Tekkanat i wsp. [46] wykazano znaczny wzrost ekspresji IL-13 w czasie infekcji wirusem RSV, prowadz¹cej do uszkodzenia p³uc i przewlek³ej nadreaktywnoci dróg oddechowych, co mo¿e sugerowaæ, ¿e polimorfizmy w genie IL-13 s¹ zwi¹zane ze zmienion¹ podatnoci¹ na infekcje RSV i odmiennym przebiegiem klinicznym, prowadz¹c w efekcie do ujawnienia astmy. Interleukina 15 (IL-15) odgrywa wa¿n¹ rolê w inicjowaniu odpowiedzi immunologicznej typu Th2 poprzez stymulacjê sekrecji IL-4 przez komórki tuczne i mo¿e utrwalaæ stan zapalny poprzez hamowanie apoptozy eozynofilów. Niektóre zidentyfikowane w genie IL-15 polimorfizmy w analizie haplotypów s¹ silnie zwi¹zane z fenotypem astmatycznym i atopowym [47], co sugeruje, ¿e mog¹ mieæ znaczenie w modyfikacji odpowiedzi immunologicznej. Interleukina 17 (IL-17) jest produkowana przez limfocyty T i jest odpowiedzialna za aktywacjê fibroblastów i makrofagów powoduj¹cych wydzielanie cytokin stanu zapalnego. Bierze równie¿ udzia³ w remodelingu zwi¹zanym z przewlek³¹ astm¹, wykryto j¹ miêdzy innymi w plwocinie i pop³uczynach oskrzelowo-pêcherzykowych u astmatyków. IL-17 jest zlokalizowana równie¿ w eozynofilach krwi obwodowej i p³ucach. W badaniu Linden i wsp. [48] wykazano, ¿e IL-17 powoduje aktywacjê neutrofilów w drogach oddechowych, a komórki nab³onka oskrzeli in vitro stymuluj¹ produkcjê IL-8, która jest chemoatraktantem dla neutrofilów. Zaobserwowano istnienie znacznie podwy¿szonego stê¿enia IL-17 u astmatyków z nadreaktywnoci¹ oskrzelow¹[49], jednak¿e do tej pory nie zidentyfikowano odpowiedzialnych za to wariantów genetycznych. Chemokiny Chemokiny dzia³aj¹ za porednictwem receptorów zwi¹zanych z bia³kami G. Jedna z chemokin eotaksyna jest niezbêdna w chemotaksji eozynofilów i przypuszcza siê, ¿e mo¿e byæ powodem eozynofilii zwi¹zanej z astm¹. Receptor dla eotaksyny (CCR3) znajduje siê m.in. w eozynofilach, komórkach Th2, bazofilach i komórkach tucznych. Dwie inne chemokiny, chemokina monocytopochodna (MDC) i chemokina TARC (thymus and activationregulated chemokine) s¹ istotne w anga¿owaniu limfocytów T w odpowied immunologiczn¹. Chemokiny te dzia³aj¹ poprzez receptory C-C dla chemokin (odpowiednio, CCR4 i CCR8). TARC jest kluczow¹ chemokin¹ aktywuj¹c¹ przyci¹ganie limfocytów T do miejsca zapalenia i obserwuje siê wzmo¿one wytwarzanie tej chemokiny w trakcie systemowego zapalenia alergicznego. Stê¿enia TARC w surowicy koreluj¹ z przewlek³¹ i ostr¹ astm¹ u dzieci i z ciê¿koci¹ zaostrzeñ astmy. W promotorze genu koduj¹cym Alergia Astma Immunologia 2006, 11(3): 123-131 TARC znaleziono trzy polimorfizmy pojedynczonukleotydowe (SNP), z których jeden wystêpuje u ok. 40% populacji japoñskiej i jest skorelowany ze zwiêkszonym stê¿eniem TARC w surowicy. Leung i wsp. [50] odkryli zwi¹zek pomiêdzy tym polimorfizmem a wzmo¿on¹ produkcj¹ TARC, atopi¹, odpowiedzi¹ na roztocza kurzu domowego, alergen sierci kota i eozynofili¹ u dzieci w chiñskiej populacji. Receptor CD14 Cz¹steczka CD14 jest porednikiem na szlaku sygna³owym receptorów Toll-podobnych i lipopolisacharydów (TLR-LPS) i jest g³ównym receptorem rozpoznaj¹cym endotoksyny (lipopolisacharydy) pochodz¹ce ze cian komórkowych bakterii. Obecnoæ polimorfizmów w genie CD14 po³¹czona z ekspozycj¹ na endotoksyny we wczesnym dzieciñstwie zmniejsza ryzyko wyst¹pienia alergii i astmy u dzieci zamieszkuj¹cych gospodarstwa rolne ze zwierzêtami gospodarskimi w Szwajcarii, Niemczech, Austrii, Finlandii i Kanadzie [51-55]. Obecnoæ funkcjonalnego polimorfizmu w promotorze genu CD14 jest zwi¹zana z podwy¿szonym poziomem kr¹¿¹cych rozpuszczalnych cz¹steczek CD14 i wiêksz¹ gêstoci¹ receptora CD14 na monocytach [4,56,57], jednak¿e tylko badanie Baldiniego wykry³o zwi¹zek miêdzy polimorfizmem a obni¿onym stê¿eniem IgE w surowicy dzieci z fenotypem atopowym. W pozosta³ych badaniach przeprowadzonych na bardzo licznych grupach (cohort studies) nie zaobserwowano ¿adnego zwi¹zku polimorfizmu w promotorze CD14 z fenotypami atopowymi ani ze stê¿eniem IgE. Przyczyn¹ tych ró¿nic mo¿e byæ nieliniowy i zale¿ny od dawki wp³yw rodowiska (ekspozycja na produkty bakteryjne) na odpowied immunologiczn¹ okrelony przez Vercelli [58] prze³¹cznikiem endotoksynowym (endotoxin switch). Oznacza to, ¿e ekspozycja na alergen mo¿e wywieraæ zró¿nicowany wp³yw na odpowied immunologiczn¹ (w kierunku Th1 lub Th2) w zale¿noci od kontekstu rodowiskowego. Zatem o protekcyjnoci konkretnego wariantu genetycznego decyduje rodowisko. Jednak¿e czynniki genetyczne wp³ywaj¹ce na odpowied na endotoksyny bakteryjne (geny dla IL-12 i IL-18) mog¹ równie¿ modyfikowaæ podatnoæ na wystêpowanie alergii i astmy [59]. Eotaksyny Eotaksyny s¹ funkcjonalnymi analogami chemokin CC, które, dzia³aj¹c poprzez receptor CCR3, stymuluj¹ migracjê eozynofilów z ma³ych naczyñ krwiononych do p³uc. Aktywuj¹ one nie tylko eozynofile, ale tak¿e komórki tuczne i limfocyty Th2 i anga¿uj¹ je w odpowied immunologiczn¹. Gen dla eotaksyny-1 (CCL11) sk³ada siê z trzech eksonów, a jego transkrypcjê w fibroblastach p³uc i ludzkich komórkach nab³onka oddechowego stymuluje czynnik martwicy nowotworów (TNF-α) i interleukina 4 [60,61]. Szczepankiewicz A, Brêborowicz A. Znaczenie czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii chorób Podobne w³aciwoci chemoatraktanta dla eozynofilów posiada, homologiczna do eotaksyny-1, eotaksyna-2 (CCL24), natomiast eotaksyna-3 (CCL26) ma znacznie s³absze w³aciwoci oddzia³ywania na eozynofile [62,63]. Wykazano, ¿e polimorfizmy zidentyfikowane w obrêbie genów dla eotaksyn s¹ zwi¹zane z podatnoci¹ na rozwój astmy, wysokim stê¿eniem IgE i liczb¹ eozynofilów w krwi obwodowej [64,65]. U chorych na astmê zaobserwowano wysokie stê¿enia eotaksyny-1 w pop³uczynach oskrzelowo-pêcherzykowych, jak równie¿ zwiêkszon¹ ekspresjê genu eotaksyny w nab³onku i b³onie podluzowej dróg oddechowych oraz w plwocinie w porównaniu z grup¹ kontroln¹ [66,67]. Jej podwy¿szony poziom w surowicy i plwocinie koreluje równie¿ z nadreaktywnoci¹ oskrzelow¹ i stanem zaostrzenia w astmie, co mo¿e sugerowaæ jej miejscowy udzia³ w stanach zaostrzenia astmy [68-70]. 127 Z przeprowadzonych dotychczas badañ wynika, ¿e polimorfizm w genie CC16 w regionie 5 promotorowym, jest zwi¹zany z astm¹ w grupie dzieci australijskich [75], jednak nie zosta³o to potwierdzone dla populacji japoñskiej [76]. Asocjacja tego polimorfizmu z wystêpowaniem astmy i znacz¹co obni¿onym stê¿eniem CC16 zosta³y potwierdzone przez Saadat i wsp. [72], a w grupie niemieckiej wykazano zwi¹zek z podwy¿szonym stopniem nadreaktywnoci oddechowej [77]. Czynnik martwicy nowotworów (TNFα) TNFα jest cytokin¹ prozapaln¹, której podwy¿szone stê¿enie obserwuje siê w drogach oddechowych u chorych na astmê [78]. Ulega ekspresji w wielu zaktywowanych komórkach bior¹cych udzia³ w procesie zapalnym i ma szerokie spektrum dzia³ania m.in. aktywuje komórki tuczne, makrofagi i eozynofile, stymuluj¹c IL-4 do aktyTransferaza glutationu M1, T1 i P1 (GSTM1, GSTT1, wacji ekspresji i syntezy podjednostek dla IgE. Gen dla G-STP1) TNFα jest zlokalizowany w czêci telomerowej, w pobliTransferaza glutationu dzia³a przeciwutleniaj¹co, ka- ¿u regionu dla genów klasy III antygenu HLA. Polimortalizuj¹c reakcje detoksykacji reaktywnych substratów. fizm w regionie promotorowym genu wi¹¿e siê ze wzmoBierze zatem udzia³ w mechanizmie chroni¹cym ustrój ¿on¹ ekspresj¹ TNFα [79]. Niektóre badania asocjacyjprzed stresem oksydacyjnym, co jest szczególnie istotne ne wskazuj¹ na zwi¹zek polimorfizmu opisanego dla w czasie rozwoju p³uc. Astma i infekcje uk³adu oddecho- TNFα w regionie promotora genu z wiêkszym ryzykiem wego, jak równie¿ czynniki rodowiskowe (dym tytonio- rozwoju astmy i atopii [80-84], co jednak nie ma potwierwy, zanieczyszczenie powietrza, dieta) zwiêkszaj¹ poziom dzenia w innych populacjach [85,86]. stresu oksydacyjnego, który nastêpnie powoduje rozwój stanu zapalnego, mieræ komórkow¹ i zmniejszenie efek- Czynnik transformacji nowotworowej (TGFβ) tywnej obrony przed oksydantami. Niedostateczna obroTGFβ jest cytokin¹ o dzia³aniu zarówno przeciwzana ustroju mo¿e zaburzaæ normalny rozwój p³uc, prowa- palnym jak i prozapalnym. Podwy¿szone stê¿enie tego dz¹c z kolei do zwiêkszonej podatnoci na choroby uk³a- bia³ka jest zwi¹zane z zapaleniem i wzmo¿on¹ przebudu oddechowego, infekcje wirusowe i astmê. dow¹ dróg oddechowych w chorobach atopowych. PoliW genach dla enzymów transferazy glutationu ziden- morfizm w regionie promotora genu jest zwi¹zany z wytyfikowano szereg polimorfizmów zaburzaj¹cych ich funk- ¿szym stê¿eniem tego bia³ka w surowicy. W badaniach cjonalnoæ i zmniejszaj¹cych skutecznoæ obrony przed asocjacyjnych zaobserwowano zwi¹zek tego polimorfistresem oksydacyjnym. Skutkiem polimorfizmu w genie zmu ze wiszcz¹cym oddechem wywo³anym infekcj¹ GSTM1 i GSTT1, prowadz¹cym do powstania tzw. allelu wirusem RSV w ci¹gu pierwszego roku ¿ycia [87], wyzerowego (null allele), jest brak ekspresji tego enzymu. sokim stê¿eniem IgE, ciê¿koci¹ astmy [88] i nadreakZaobserwowano, ¿e wystêpowanie alleli zerowych jest tywnoci¹ dróg oddechowych w modelu zwierzêcym [89]. zwi¹zane z astm¹ [71,72]. Syntaza tlenku azotu 2A (NOS2A) CC16 (CC10, uteroglobina) Gen syntazy tlenku azotu jest funkcjonalnym kandydatem, poniewa¿ podlega wzmo¿onej ekspresji w stanach Cz¹steczka CC16 jest bia³kiem komórek Clara ulegaj¹cym ekspresji w drogach oddechowych. Dzia³a prze- zapalnych prowadz¹c do podwy¿szonej produkcji tlenku ciwzapalnie i moduluje odpowied immunologiczn¹ po- azotu, znacznika stanu zapalnego w wydychanym powieprzez hamowanie ekspresji i aktywnoci biologicznej in- trzu u astmatyków [90]. Badania na modelu zwierzêcym terferonu-γ, ogranicza chemotaksjê i fagocytozê neutro- wykaza³y, ¿e NOS2 indukuje stan zapalny w drogach odfilów i makrofagów oraz ogranicza syntezê leukotrienów dechowych poprzez interferon γ (IFN-γ) [87,91]. Hoffjan i prostaglandyn, poprzez hamowanie dzia³ania enzymów i wsp. [87] wykazali asocjacjê polimorfizmu niemego w remetabolizuj¹cych kwas arachidonowy. CC16 jest biomar- gionie koduj¹cym genu NOS2 z obni¿on¹ odpowiedzi¹ kerem funkcji p³uc, w swoich badaniach Van Vyve i wsp. IL-13 w krwi pêpowinowej. Dane te sugeruj¹, ¿e na rozoraz Shijubo i wsp. [73,74] zaobserwowali obni¿ony po- wój uk³adu odpornociowego w ci¹gu pierwszego roku ziom tego bia³ka w pop³uczynach oskrzelowo-pêcherzy- ¿ycia i odpowied kliniczn¹ na infekcje wirusem RSV wp³ywaj¹ warianty genetyczne w genach kandyduj¹cych kowych i surowicy u osób chorych na astmê. warunkuj¹ce podatnoæ na astmê i atopiê u dzieci. 128 Alergia Astma Immunologia 2006, 11(3): 123-131 Podjednostka β receptora wysokiego powinowactwa do IgE (FcεRIβ) Kaseta T ulegaj¹ca ekspresji w limfocytach T (T-bet; TBX21) Gen dla tej podjednostki jest zlokalizowany na chromosomie 11 w regionie sprzê¿onym z astm¹ i atopi¹ [92,93]. Receptor FcεRIβ znajduje siê na powierzchni komórek tucznych i bazofilów, a po zwi¹zaniu siê ze swoistym antygenem indukuje degranulacjê tych komórek i wzmo¿on¹ produkcjê IL-4. Polimorfizmy w tym genie mog¹ zatem wp³ywaæ na produkcjê IL-4, a wariant w regionie koduj¹cym powoduj¹cy zmianê w sekwencji aminokwasowej bia³ka podjednostki jest zwi¹zany z ca³kowitym stê¿eniem IgE, przeciwcia³ alergenowo-specyficznych oraz atopi¹ u dzieci [94,95], co jednak nie zosta³o potwierdzone w póniejszych badaniach [96-98]. W badaniu Hoffjan i wsp. [87] wykazano istotn¹ asocjacjê wariantu genu FcεRIβ oraz polimorfizmu genu NOS2 z obni¿on¹ syntez¹ IL-13 przy urodzeniu, co mo¿e byæ czynnikiem ryzyka w astmie oskrzelowej. T-bet jest czynnikiem transkrypcyjnym swoistym dla limfocytów, który bierze udzia³ w ró¿nicowaniu limfocytów Th. Promuje ró¿nicowanie siê limfocytów T CD4+ w kierunku komórek Th1, a jego ekspresja jest aktywowana przez interferon γ lub aktywacjê komórek poprzez receptor TCR. W astmatycznych drogach oddechowych zaobserwowano obni¿on¹ ekspresjê genu T-bet, a myszy go pozbawione wykazuj¹ fenotyp przypominaj¹cy astmê nawet przy braku alergenu [104]. Sugeruje to protekcyjn¹ rolê czynnika T-bet w astmie poprzez predyspozycjê do ró¿nicowania limfocytów w kierunku Th1. W badaniu asocjacyjnym Ylikoski i wsp. [105] zidentyfikowali 15 polimorfizmów w populacji fiñskiej, jednak ¿aden z nich nie by³ istotnie zwi¹zany z astm¹ ani stê¿eniem IgE w surowicy. W badaniu Tantisira i wsp. [106] wykazano, ¿e wariant genetyczny w regionie koduj¹cym genu T-bet wzmaga efekt terapeutyczny wziewnych sterydów, co jest dowodem na istnienie oddzia³ywañ gen-rodowisko istotnych z punktu widzenia farmakogenetyki astmy. Przekanik sygna³u i aktywator transkrypcji (STAT6) Bia³ko STAT6 nale¿y do rodziny czynników transkrypcyjnych i jest zaanga¿owane na szlaku sygna³owym dla IL-4 i IL-13 [46,99]. W modelu zwierzêcym wykazano, ¿e u myszy pozbawionych genu STAT6 nie rozwija³a siê nadreaktywnoæ dróg oddechowych [100], nie zaobserwowano równie¿ eozynofilii oskrzelowej ani uszkodzeñ p³uc [101,102]. W genie STAT6 zidentyfikowano 16 polimorfizmów, które potencjalnie mog¹ wp³ywaæ na poziom translacji tego bia³ka. Polimorfizm typu STRP (short tandem repeats polymoprhism) powoduj¹cy wystêpowanie zmiennej liczby powtórzenia dinukleotydu (GT)n w eksonie 1 genu jest zwi¹zany z podwy¿szon¹ aktywnoci¹ eozynofilów obserwowan¹ w astmie [103]. Podsumowanie Analiza udzia³u genów kandyduj¹cych w patogenezie i epidemiologii astmy oskrzelowej i chorób alergicznych wskazuje na istotny udzia³ czynników genetycznych w rozwoju tych chorób. Pomimo wielu niewiadomych, analiza polimorfizmów genetycznych czynników le¿¹cych u pod³o¿a alergii wydaje siê konieczna do zbadania przyczyn rozwoju atopii, jak i okrelenia czynników warunkuj¹cych wyst¹pienie fenotypu atopowego i astmatycznego u niektórych osób, a braku tych objawów u innych. Szczególnie istotna jest równie¿ analiza oddzia³ywañ genetyczno-rodowiskowych i ich rola w ujawnianiu fenotypu astmatycznego. Pimiennictwo 1. Warner JO. Worldwide variations in the prevalence of atopic symptoms: what does it all mean? Thorax. 1999; 54(Suppl.2): S46-51. 2. Gerritsen J. Follow-up studies of asthma from childhood to adulthood. Paediatr Respir Rev. 2002; 3(3): 184-92. 3. Sengler C, Lau S, Wahn U i wsp. Interactions between genes and environmental factors in asthma and atopy: new developments. Respir Res. 2002; 3(1): 7. 4. Sengler C, Haider A, Sommerfeld C i wsp. Evaluation of the CD14 C-159 T polymorphism in the German Multicenter Allergy Study cohort. Clin Exp Allergy. 2003; 33(2): 166-9. 5. Lemaitre B, Nicolas E, Michaut L i wsp. The dorsoventral regulatory gene cassette spatzle/Toll/cactus controls the potent antifungal response in Drosophila adults. Cell. 1996; 86(6): 973-83. 6. Rock FL, Hardiman G, Timans JC i wsp. A family of human receptors structurally related to Drosophila Toll. Proc Natl Acad Sci USA. 1998; 95(2): 588-93. 7. Takeda K, Akira S. Toll-like receptors in innate immunity. Int Immunol. 2005; 17(1): 1-14. 8. Chuang T., Ulevitch RJ. Identification of hTLR10: a novel human Toll-like receptor preferentially expressed in immune cells. Biochim Biophys Acta. 2001; 1518(1-2): 157-61. 9. Takeuchi O, Hoshino K, Akira S. Cutting edge: TLR2-deficient and MyD88-deficient mice are highly susceptible to Staphylococcus aureus infection. J Immunol. 2000; 165(10): 5392-6. 10. Echchannaoui H, Frei K, Schnell C i wsp. Toll-like receptor 2-deficient mice are highly susceptible to Streptococcus pneumoniae meningitis because of reduced bacterial clearing and enhanced inflammation. J Infect Dis. 2002; 186(6): 798-806. 11. Arbour NC, Lorenz E, Schutte BC i wsp. TLR4 mutations are associated with endotoxin hyporesponsiveness in humans. Nat Genet. 2000; 25(2): 187-91. 12. Werner M, Topp R, Wimmer K i wsp. TLR4 gene variants modify endotoxin effects on asthma. J Allergy Clin Immunol. 2003; 112(2): 323-30. 13. Tal G, Mandelberg A, Dalal I i wsp. Association between common Toll-like receptor 4 mutations and severe respiratory syncytial virus disease. J Infect Dis. 2004; 189(11): 2057-63. Szczepankiewicz A, Brêborowicz A. Znaczenie czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii chorób 14. Barnes PJ. Cytokine modulators for allergic diseases. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2001; 1(6): 555-60. 15. Greenfeder S, Anthes JC. New asthma targets: recent clinical and preclinical advances. Curr Opin Chem Biol. 2002; 6(4): 526-33. 16. Biedermann T, Rocken M. Th1/Th2 balance in atopy. Springer Semin Immunopathol. 1999; 21(3): 295-316. 17. Renauld J.C. New insights into the role of cytokines in asthma. J Clin Pathol. 2001; 54(8): 577-89. 18. Nelms K, Keegan AD, Zamorano J i wsp. The IL-4 receptor: signaling mechanisms and biologic functions. Annu Rev Immunol. 1999; 17: 701-38. 19. Noguchi E, Shibasaki M, Arinami T i wsp. Evidence for linkage between asthma/atopy in childhood and chromosome 5q31-q33 in a Japanese population. Am J Respir Crit Care Med. 1997; 156(5): 1390-3. 20. Behbehani K. Candidate parasitic diseases. Bull World Health Organ. 1998; 76(Suppl.2): 64-7. 21. Rosenwasser LJ. Promoter polymorphism in the candidate genes, IL-4, IL-9, TGF-beta1, for atopy and asthma. Int Arch Allergy Immunol. 1999; 118(2-4): 268-70. 22. Hook S, Cheng P, Holloway J i wsp. Analysis of two IL-4 promoter polymorphisms in a cohort of atopic and asthmatic subjects. Exp Clin Immunogenet. 1999; 16(1): 33-5. 23. Walley AJ, Cookson WO. Investigation of an interleukin-4 promoter polymorphism for associations with asthma and atopy. J Med Genet. 1996; 33(8): 689-92. 24. Hijazi Z, Haider MZ. Interleukin-4 gene promoter polymorphism [C590T] and asthma in Kuwaiti Arabs. Int Arch Allergy Immunol. 2000; 122(3): 190-4. 25. Takabayashi A, Ihara K, Sasaki Y i wsp. Childhood atopic asthma: positive association with a polymorphism of IL-4 receptor alpha gene but not with that of IL-4 promoter or Fc epsilon receptor I beta gene. Exp Clin Immunogenet. 2000; 17(2): 63-70. 26. Kabesch M, Tzotcheva I, Carr D i wsp. A complete screening of the IL4 gene: novel polymorphisms and their association with asthma and IgE in childhood. J Allergy Clin Immunol. 2003; 112(5): 893-8. 27. Mao XQ, Kawai M, Yamashita T i wsp. Imbalance production between interleukin-1beta (IL-1beta) and IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) in bronchial asthma. Biochem Biophys Res Commun. 2000; 276(2): 607-12. 28. Rosenwasser LJ, Klemm DJ, Dresback JK i wsp. Promoter polymorphisms in the chromosome 5 gene cluster in asthma and atopy. Clin Exp Allergy. 1995; 25(Suppl.2): 74-8; discussion 95-6. 29. Choi EH, Lee HJ, Yoo T i wsp. A common haplotype of interleukin-4 gene IL4 is associated with severe respiratory syncytial virus disease in Korean children. J Infect Dis. 2002; 186(9): 1207-11. 30. Hoebee B, Rietveld E, Bont L i wsp. Association of severe respiratory syncytial virus bronchiolitis with interleukin-4 and interleukin-4 receptor alpha polymorphisms. J Infect Dis. 2003; 187(1): 2-11. 31. Hershey GK, Friedrich MF, Esswein LA i wsp. The association of atopy with a gain-of-function mutation in the alpha subunit of the interleukin-4 receptor. N Engl J Med. 1997; 337(24): 1720-5. 32. Kruse S, Japha T, Tedner M i wsp. The polymorphisms S503P and Q576R in the interleukin-4 receptor alpha gene are associated with atopy and influence the signal transduction. Immunology. 1999; 96(3): 365-71. 33. Mitsuyasu H, Izuhara K, Mao XQ i wsp. Ile50Val variant of IL4R alpha upregulates IgE synthesis and associates with atopic asthma. Nat Genet. 1998; 19(2): 119-20. 129 34. Hamid Q, Azzawi M, Ying S i wsp. Interleukin-5 mRNA in mucosal bronchial biopsies from asthmatic subjects. Int Arch Allergy Appl Immunol. 1991; 94(1-4): 169-70. 35. Kimura M, Tsuruta S i Yoshida T. IL-4 production by PBMCs on stimulation with mite allergen is correlated with the level of serum IgE antibody against mite in children with bronchial asthma. J Allergy Clin Immunol. 2000; 105(2 Pt 1): 327-32. 36. Yamamoto N, Sugiura H, Tanaka K i wsp. Heterogeneity of interleukin 5 genetic background in atopic dermatitis patients: significant difference between those with blood eosinophilia and normal eosinophil levels. J Dermatol Sci. 2003; 33(2): 121-6. 37. Hull J, Thomson A, Kwiatkowski D. Association of respiratory syncytial virus bronchiolitis with the interleukin 8 gene region in UK families. Thorax. 2000; 55(12): 1023-7. 38. de Vries JE. The role of IL-13 and its receptor in allergy and inflammatory responses. J Allergy Clin Immunol. 1998; 102(2): 165-9. 39. Grunig G, Warnock M, Wakil AE i wsp. Requirement for IL-13 independently of IL-4 in experimental asthma. Science. 1998; 282(5397): 2261-3. 40. Humbert M, Durham SR, Kimmitt P i wsp. Elevated expression of messenger ribonucleic acid encoding IL-13 in the bronchial mucosa of atopic and nonatopic subjects with asthma. J Allergy Clin Immunol. 1997; 99(5): 657-65. 41. Graves PE, Kabesch M, Halonen M i wsp. A cluster of seven tightly linked polymorphisms in the IL-13 gene is associated with total serum IgE levels in three populations of white children. J Allergy Clin Immunol. 2000; 105(3): 506-13. 42. Heinzmann A, Mao XQ, Akaiwa M i wsp. Genetic variants of IL-13 signalling and human asthma and atopy. Hum Mol Genet. 2000; 9(4): 549-59. 43. Heinzmann A, Jerkic SP, Ganter K i wsp. Association study of the IL13 variant Arg110Gln in atopic diseases and juvenile idiopathic arthritis. J Allergy Clin Immunol. 2003; 112(4): 735-9. 44. Wang M, Xing ZM, Lu C i wsp. A common IL-13 Arg130Gln single nucleotide polymorphism among Chinese atopy patients with allergic rhinitis. Hum Genet. 2003; 113(5): 387-90. 45. DeMeo DL, Lange C, Silverman EK i wsp. Univariate and multivariate family-based association analysis of the IL-13 ARG130GLN polymorphism in the Childhood Asthma Management Program. Genet Epidemiol. 2002; 23(4): 335-48. 46. Tekkanat KK, Maassab HF, Cho DS i wsp. IL-13-induced airway hyperreactivity during respiratory syncytial virus infection is STAT6 dependent. J Immunol. 2001; 166(5): 3542-8. 47. Kurz T, Strauch K, Dietrich H i wsp. Multilocus haplotype analyses reveal association between 5 novel IL-15 polymorphisms and asthma. J Allergy Clin Immunol. 2004; 113(5): 896-901. 48. Linden A.: Role of interleukin-17 and the neutrophil in asthma. Int Arch Allergy Immunol 2001; 126 (3): 179-84. 49. Barczyk A, Pierzchala W, Sozanska E. Interleukin-17 in sputum correlates with airway hyperresponsiveness to methacholine. Respir Med. 2003; 97(6): 726-33. 50. Leung TF, Tang NL, Li CY i wsp. Association between TARC C-431T and atopy and asthma in children. J Allergy Clin Immunol. 2004; 114(1): 199-202. 51. Braun-Fahrlander C, Gassner M, Grize L i wsp. Prevalence of hay fever and allergic sensitization in farmers children and their peers living in the same rural community. SCARPOL team. Swiss Study on Childhood Allergy and Respiratory Symptoms with Respect to Air Pollution. Clin Exp Allergy. 1999; 29(1): 28-34. 130 52. Ernst P.iCormier Y. Relative scarcity of asthma and atopy among rural adolescents raised on a farm. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 161(5): 1563-6. 53. Von Ehrenstein OS, Von Mutius E, Illi S i wsp. Reduced risk of hay fever and asthma among children of farmers. Clin Exp Allergy. 2000; 30(2): 187-93. 54. Riedler J, Eder W, Oberfeld G i wsp. Austrian children living on a farm have less hay fever, asthma and allergic sensitization. Clin Exp Allergy. 2000; 30(2): 194-200. 55. Kilpelainen M, Terho EO, Helenius H i wsp. Farm environment in childhood prevents the development of allergies. Clin Exp Allergy. 2000; 30(2): 201-8. 56. Baldini M, Lohman IC, Halonen M i wsp. A Polymorphism* in the 5' flanking region of the CD14 gene is associated with circulating soluble CD14 levels and with total serum immunoglobulin E. Am J Respir Cell Mol Biol. 1999; 20(5): 976-83. 57. Kabesch M, Hasemann K, Schickinger V i wsp. A promoter polymorphism in the CD14 gene is associated with elevated levels of soluble CD14 but not with IgE or atopic diseases. Allergy. 2004; 59(5): 520-5. 58. Vercelli D. Learning from discrepancies: CD14 polymorphisms, atopy and the endotoxin switch. Clin Exp Allergy. 2003; 33(2): 153-5. 59. Vercelli D, Baldini M, Stern D i wsp. CD14: a bridge between innate immunity and adaptive IgE responses. J Endotoxin Res. 2001; 7(1): 45-8. 60. Teran LM, Mochizuki M, Bartels J i wsp. Th1- and Th2-type cytokines regulate the expression and production of eotaxin and RANTES by human lung fibroblasts. Am J Respir Cell Mol Biol. 1999; 20(4): 777-86. 61. Stellato C, Matsukura S, Fal A i wsp. Differential regulation of epithelial-derived C-C chemokine expression by IL-4 and the glucocorticoid budesonide. J Immunol. 1999; 163(10): 5624-32. 62. Patel VP, Kreider BL, Li Y i wsp. Molecular and functional characterization of two novel human C-C chemokines as inhibitors of two distinct classes of myeloid progenitors. J Exp Med. 1997; 185(7): 1163-72. 63. Shinkai A, Yoshisue H, Koike M i wsp. A novel human CC chemokine, eotaxin-3, which is expressed in IL-4-stimulated vascular endothelial cells, exhibits potent activity toward eosinophils. J Immunol. 1999; 163(3): 1602-10. 64. Shin HD, Kim LH, Park BL i wsp. Association of Eotaxin gene family with asthma and serum total IgE. Hum Mol Genet. 2003; 12(11): 1279-85. 65. Chae SC, Lee YC, Park YR i wsp. Analysis of the polymorphisms in eotaxin gene family and their association with asthma, IgE, and eosinophil. Biochem Biophys Res Commun. 2004; 320(1): 131-7. 66. Lamkhioued B, Renzi PM, Abi-Younes S i wsp. Increased expression of eotaxin in bronchoalveolar lavage and airways of asthmatics contributes to the chemotaxis of eosinophils to the site of inflammation. J Immunol. 1997; 159(9): 4593-601. 67. Zeibecoglou K, Ying S, Meng Q i wsp. Expression of eotaxin in induced sputum of atopic and nonatopic asthmatics. Allergy. 2000; 55(11): 1042-8. 68. Taha RA, Laberge S, Hamid Q i wsp. Increased expression of the chemoattractant cytokines eotaxin, monocyte chemotactic protein-4, and interleukin-16 in induced sputum in asthmatic patients. Chest. 2001; 120(2): 595-601. 69. Yamada H, Yamaguchi M, Yamamoto K i wsp. Eotaxin in induced sputum of asthmatics: relationship with eosinophils and eosinophil cationic protein in sputum. Allergy. 2000; 55(4): 392-7. Alergia Astma Immunologia 2006, 11(3): 123-131 70. Lilly CM, Woodruff PG, Camargo CA, Jr i wsp. Elevated plasma eotaxin levels in patients with acute asthma. J Allergy Clin Immunol. 1999; 104(4 Pt 1): 786-90. 71. Ivaschenko TE, Sideleva OG, Baranov VS. Glutathione-Stransferase micro and theta gene polymorphisms as new risk factors of atopic bronchial asthma. J Mol Med. 2002; 80(1): 39-43. 72. Saadat M, Saadat I, Saboori Z i wsp. Combination of CC16, GSTM1, and GSTT1 genetic polymorphisms is associated with asthma. J Allergy Clin Immunol. 2004; 113(5): 996-8. 73. Van Vyve T, Chanez P, Bernard A i wsp. Protein content in bronchoalveolar lavage fluid of patients with asthma and control subjects. J Allergy Clin Immunol. 1995; 95(1 Pt 1): 60-8. 74. Shijubo N, Itoh Y, Yamaguchi T i wsp. Serum levels of Clara cell 10-kDa protein are decreased in patients with asthma. Lung. 1999; 177(1): 45-52. 75. Laing IA, Goldblatt J, Eber E i wsp. A polymorphism of the CC16 gene is associated with an increased risk of asthma. J Med Genet. 1998; 35(6): 463-7. 76. Gao PS, Mao XQ, Kawai M i wsp. Negative association between asthma and variants of CC16(CC10) on chromosome 11q13 in British and Japanese populations. Hum Genet. 1998; 103(1): 57-9. 77. Sengler C, Heinzmann A, Jerkic SP i wsp. Clara cell protein 16 (CC16) gene polymorphism influences the degree of airway responsiveness in asthmatic children. J Allergy Clin Immunol. 2003; 111(3): 515-9. 78. Broide DH, Lotz M, Cuomo AJ i wsp. Cytokines in symptomatic asthma airways. J Allergy Clin Immunol. 1992; 89(5): 958-67. 79. Wilson AG, Symons JA, McDowell TL i wsp. Effects of a polymorphism in the human tumor necrosis factor alpha promoter on transcriptional activation. Proc Natl Acad Sci USA. 1997; 94(7): 3195-9. 80. Wang TN, Chen WY, Wang TH i wsp. Gene-gene synergistic effect on atopic asthma: tumour necrosis factor-alpha-308 and lymphotoxin-alpha-NcoI in Taiwans children. Clin Exp Allergy. 2004; 34(2): 184-8. 81. Winchester EC, Millwood IY, Rand L i wsp. Association of the TNF-alpha-308 (G>A) polymorphism with self-reported history of childhood asthma. Hum Genet. 2000; 107(6): 591-6. 82. Moffatt M.F.iCookson WO. Tumour necrosis factor haplotypes and asthma. Hum Mol Genet. 1997; 6(4): 551-4. 83. Moffatt MF, James A, Ryan G i wsp. Extended tumour necrosis factor/HLA-DR haplotypes and asthma in an Australian population sample. Thorax. 1999; 54(9): 757-61. 84. Chagani T, Pare PD, Zhu S i wsp. Prevalence of tumor necrosis factor-alpha and angiotensin converting enzyme polymorphisms in mild/moderate and fatal/near-fatal asthma. Am J Respir Crit Care Med. 1999; 160(1): 278-82. 85. Trabetti E, Patuzzo C, Malerba G i wsp. Association of a lymphotoxin alpha gene polymorphism and atopy in Italian families. J Med Genet. 1999; 36(4): 323-5. 86. Tan EC, Lee BW, Tay AW i wsp. Asthma and TNF variants in Chinese and Malays. Allergy. 1999; 54(4): 402-3. 87. Hoffjan S, Nicolae D, Ober C. Association studies for asthma and atopic diseases: a comprehensive review of the literature. Respir Res. 2003; 4(1): 14. 88. Pulleyn LJ, Newton R, Adcock IM i wsp. TGFbeta1 allele association with asthma severity. Hum Genet. 2001; 109(6): 623-7. 89. Ewart SL, Kuperman D, Schadt E i wsp. Quantitative trait loci controlling allergen-induced airway hyperresponsiveness in inbred mice. Am J Respir Cell Mol Biol. 2000; 23(4): 537-45. Szczepankiewicz A, Brêborowicz A. Znaczenie czynników genetycznych w patogenezie i epidemiologii chorób 90. Coleman JW. Nitric oxide in immunity and inflammation. Int Immunopharmacol. 2001; 1(8): 1397-406. 91. Xiong Y, Karupiah G, Hogan SP i wsp. Inhibition of allergic airway inflammation in mice lacking nitric oxide synthase 2. J Immunol. 1999; 162(1): 445-52. 92. Sandford AJ, Shirakawa T, Moffatt MF i wsp. Localisation of atopy and beta subunit of high-affinity IgE receptor (Fc epsilon RI) on chromosome 11q. Lancet. 1993; 341(8841): 332-4. 93. Shirakawa T, Hashimoto T, Furuyama J i wsp. Linkage between severe atopy and chromosome 11q13 in Japanese families. Clin Genet. 1994; 46(3): 228-32. 94. Hill MR, Cookson WO. A new variant of the beta subunit of the high-affinity receptor for immunoglobulin E (Fc epsilon RI-beta E237G): associations with measures of atopy and bronchial hyper-responsiveness. Hum Mol Genet. 1996; 5(7): 959-62. 95. Shirakawa T, Mao XQ, Sasaki S i wsp. Association between atopic asthma and a coding variant of Fc epsilon RI beta in a Japanese population. Hum Mol Genet. 1996; 5(12): 2068. 96. Trabetti E, Cusin V, Malerba G i wsp. Association of the FcepsilonRIbeta gene with bronchial hyper-responsiveness in an Italian population. J Med Genet. 1998; 35(8): 680-1. 97. Rohrbach M, Kraemer R i Liechti-Gallati S. Screening of the Fc epsilon RI-beta-gene in a Swiss population of asthmatic children: no association with E237G and identification of new sequence variations. Dis Markers. 1998; 14(3): 177-86. 98. Zhu S, Chan-Yeung M, Becker AB i wsp. Polymorphisms of the IL-4, TNF-alpha, and Fcepsilon RIbeta genes and the risk of allergic disorders in at-risk infants. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 161(5): 1655-9. 131 99. Takeda K, Tanaka T, Shi W i wsp. Essential role of Stat6 in IL-4 signalling. Nature. 1996; 380(6575): 627-30. 100. Kuperman D, Schofield B, Wills-Karp M i wsp. Signal transducer and activator of transcription factor 6 (Stat6)-deficient mice are protected from antigen-induced airway hyperresponsiveness and mucus production. J Exp Med. 1998; 187(6): 939-48. 101. Miyata S, Matsuyama T, Kodama T i wsp. STAT6 deficiency in a mouse model of allergen-induced airways inflammation abolishes eosinophilia but induces infiltration of CD8+ T cells. Clin Exp Allergy. 1999; 29(1): 114-23. 102. Akimoto T, Numata F, Tamura M i wsp. Abrogation of bronchial eosinophilic inflammation and airway hyperreactivity in signal transducers and activators of transcription (STAT)6-deficient mice. J Exp Med. 1998; 187(9): 1537-42. 103. Duetsch G, Illig T, Loesgen S i wsp. STAT6 as an asthma candidate gene: polymorphism-screening, association and haplotype analysis in a Caucasian sib-pair study. Hum Mol Genet. 2002; 11(6): 613-21. 104. Finotto S, Neurath MF, Glickman JN i wsp. Development of spontaneous airway changes consistent with human asthma in mice lacking T-bet. Science. 2002; 295(5553): 336-8. 105. Ylikoski E, Kinos R, Sirkkanen N i wsp. Association study of 15 novel single-nucleotide polymorphisms of the T-bet locus among Finnish asthma families. Clin Exp Allergy. 2004; 34(7): 1049-55. 106. Tantisira KG, Hwang ES, Raby BA i wsp. TBX21: a functional variant predicts improvement in asthma with the use of inhaled corticosteroids. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101(52): 18099-104. 132 Pytania 1. Hipoteza higieniczna zak³ada: a. ochronne dzia³anie stymulacji mikrobiologicznej w okresie wczesnego dzieciñstwa na rozwój chorób atopowych, b. zwiêkszenie ryzyka zachorowañ na choroby alergiczne w nastêpstwie czêstych zaka¿eñ, c. przewagê subpopulacji limfocytów Th1 u chorych, d. obni¿on¹ odpowied immunologiczn¹ na czynniki rodowiskowe, e. wzrost zachorowañ na astmê w rodzinach wielodzietnych. 2. Geny kandyduj¹ce w astmie i atopii: a. s¹ wybierane do badañ przypadkowo, b. s¹ identyfikowane w badaniach sprzê¿eñ i asocjacyjnych, c. nie s¹ istotne w patogenezie tych chorób, d. s¹ zlokalizowane tylko w chromosomie 5 i 6, e. s¹ pozbawione miejsc polimorficznych. 3. W badaniach genetycznych chorób z³o¿onych istotnej roli nie pe³ni¹: a. analizy sprzê¿eñ, b. badania asocjacyjne (chorzy vs zdrowi), c. badania rodzin, w których wystêpuje astma, d. korelacje genotypu z fenotypem klinicznym, e. opisy przypadku. 4. Ile jest opisanych receptorów Toll-podobnych? a. 2, b. 10, c. 15, d. ponad 20, e. ponad 50. 5. Który Toll receptor rozpoznaje cz¹steczki wirusowe? a. TLR 3, b. TLR1 i 6, c. TLR 2, d. TLR 4, e. nie okrelono. Alergia Astma Immunologia 2006, 11(3): 123-131 6. Z czym wi¹¿e siê obecnoæ polimorfizmu insercyjno-delecyjnego w receptorze TLR2? a. nadmiarem bia³ka TLR2, b. podwy¿szon¹ aktywnoci¹ genu, c. obni¿on¹ podatnoci¹ na infekcje bakteriami G(+), d. zwiêkszon¹ podatnoci¹ na infekcje bakteriami G(+), e. zwiêkszon¹ podatnoci¹ na infekcje bakteriami G(-). 7. Polimorfizm w genie dla receptora dla IL-4 nie jest zwi¹zany z: a. podwy¿szonym stê¿eniem IgE i dodatnimi testami skórnymi, b. ciê¿kim przebiegiem infekcji wywo³anej wirusem RSV, c. ciê¿koci¹ obturacji dróg oddechowych, d. zwiêkszon¹ aktywnoci¹ genu dla receptora, e. wystapieniem astmy. 8. Polimorfizmy w genie cz¹steczki CD14: a. wp³ywaj¹ na fenotyp niezale¿nie od rodowiska, b. s¹ istotnie zwi¹zane ze stê¿eniem IgE, c. wi¹¿¹ siê z podwy¿szon¹ gêstoci¹ receptora na monocytach, d. s¹ zwi¹zane z atopi¹, e. nie wp³ywaj¹ na zmiany stê¿enia kr¹¿¹cych rozpuszczalnych cz¹steczek CD14. 9. Czynnik martwicy nowotworów: a. jest odpowiedzialny za rozwój astmy, b. jest obecny w zwiêkszonym stê¿eniu w drogach oddechowych astmatyków, c. jest cytokin¹ o dzia³aniu przeciwzapalnym, d. nie ulega ekspresji w komórkach stanu zapalnego, e. zlokalizowany jest w znacznej odleg³oci od regionu dla genów klasy III antygenu HLA. 10. Które ze stwierdzeñ dotycz¹cych czynnika t-bet jest prawdziwe? a. promuje ró¿nicowanie limfocytów Th kierunku Th2, b. jego ekspresja jest hamowana interferonem γ, c. jest czynnikiem ryzyka dla astmy, d. jeden z polimorfizmów genu poprawia efekt terapeutyczny po leczeniu steroidami wziewnymi, e. ekspresja genu jest podwy¿szona w drogach oddechowych u chorych na astmê.
