CFH公司,C3类和ARMS2系统AMD所致地理性萎缩的易感性而非疾病进展的重要风险位点

摘要

介绍

老年性黄斑变性（AMD[MIM 603075]）是西方国家致盲的主要原因[1]两种主要的高级AMD会导致视力下降。地理性萎缩（GA）或“干”AMD的特征是脉络膜毛细血管和上覆视网膜色素上皮广泛缺失，而新生血管形式或“湿”AMD是由于新生血管复合体的侵入而形成的，这一过程称为脉络膜新生血管化（CNV）[2]–[4]虽然在所有AMD病例中仅占10-15%，但CNV占AMD相关失明的近80%。然而，随着人口日益老龄化，GA导致的失明预计在不久的将来将成为一个重大的社会经济负担[5]–[7]迄今为止，成功的治疗干预仅适用于活动性CNV，而GA仍然无法治疗[8],[9].

AMD是一种复杂的疾病，遗传和环境因素都会导致疾病[2],[3],[10],[11].两个染色体位点的遗传变异，1q31[12]–[15]和10q26[16],[17]导致重大疾病风险，加起来可能占50%以上的病例。染色体1q31关联与补体因子H（CFH）基因紧密相连，提示炎症和补体替代途径在AMD发病中的重要作用。AMD与补体成分3中的变异体的强烈关联进一步支持了这一点(C3类[MIM 120700]）基因[18],[19]在10q26，两个基因的变异处于强连锁不平衡状态，即年龄相关性黄斑病变易感性2(ARMS2系统[MIM 611313]）[17],[20]和HtrA丝氨酸肽酶1(HTRA1型[MIM 602194]）[21],[22]与AMD敏感性密切相关。然而，还需要进一步的研究来阐明这两个候选者中的哪一个在AMD病理学中起因果作用。

除了AMD和遗传变异之间的横截面关联外，Seddon等人报告了多态性之间的显著关联CFH公司-Y402H和ARMS2系统-A69S和AMD早期或中期向晚期的进展[23]然而，值得注意的是，这项研究并没有解决基因变异是否与晚期AMD发生后的疾病进展相关的问题。然而，GA和CNV这两种晚期形式的进展是未来治疗干预的最重要变量。

地理萎缩进展的定量测量代表在不同时间点检测和量化眼底萎缩区域，以计算萎缩随时间的扩大率。定义这些区域的金标准是眼底摄影；然而，一些研究小组报告称，通过眼底摄影确定和测量GA的再现性仅为中等，尤其是对于较小的病变[24]–[27]使用共焦扫描激光眼底镜（cSLO）进行眼底自体荧光（FAF）成像是无创性萎缩及其随时间进展的替代方法。这种方法通过追踪代谢RPE的变化，有可能直接显示疾病过程中关键细胞的丢失。因此，现在可以可靠地绘制GA区域图，从而对萎缩区域及其在疾病过程中的进展进行绝对量化[28]在这里，我们在一项纵向研究中对GA患者的表型进行了FAF成像，分析了GA的进展，并将这种基于生物学的定量表型与遗传变异相关联CFH公司,C3类、和ARMS2系统基因。

结果

在FAM研究队列的619名参与者中，136名在随后的随访检查中表现出GA，没有CNV的迹象。在这些患者中，99名患者在整个研究期间双眼均表现出纯GA，并被纳入进一步的分析（有关表型和基因型数据的综合汇编，请参阅表S1). 平均随访时间为3.0年（标准差2.1；范围为6个月至10年）。GA面积的平均测量次数为每只眼3.3次（范围2至12次），每名患者3.5次（范围2-12次）。患者的平均年龄为71.8±7.4岁（53-89岁），对照组为76.2±5.3岁（65-97岁）（p<0.0001；t检验）。总的来说，61%的AMD患者和62%的对照组是女性（p=0.837）。考虑到吸烟史的最普遍测量值是一个“曾经或从未”的二元变量，AMD患者吸烟的可能性明显高于对照组（49%对13%；p<0.0001）。

病例对照关联分析（N=99例单纯双侧GA；N=612对照组），多态性Y402H（rs1061170）CFH公司，A69S（rs10490924）英寸ARMS2系统和R102G（rs2230199）C3类该基因与AMD引起的GA密切相关( 表1 ). 在个案分析中（N=99例GA病例），GA的中位生长率为1.61 mm²/年（四分位范围[IQR]，1.19至2.12；范围，0.26至3.45），这与我们之前的报告非常相似[28]在109个月的研究期间，连续FAF图像的典型示例如所示 图1 基线时GA面积中位数为6.50 mm²（IQR，3.26至11.03；范围，0.05至34.6）。作为左右眼GA进展率一致性的度量，一致性相关系数[29]计算结果为0.726，95%CI[0.587；0.8297]，表明我们队列中GA进展率的高诱导内对称性。

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图1

一例年龄相关性黄斑变性患者在九年期间的GA进展。

每张图片都勾勒出萎缩区域。基线GA面积为4.3 mm²; GA进展率为1.50 mm²/基于9年临床随访中的12项观察结果。另一只眼睛的GA生长率为1.59 mm²/年。患者的基因型为C/TCFH公司-rs1061170，G/G用于ARMS2系统-rs10490924和C/GC3类-rs2230199。

为了可视化不同基因型的赤霉素生长率分布CFH公司（Y402H），ARMS2系统（A69S），和C3类（R102G），根据这三种主要风险基因的基因型对患者进行分组( 图2 ). 数量性状变量“GA进展”和SNP等位基因之间的关联CFH公司,ARMS2系统和C3类然后分析基因( 表2 ). 调整年龄、吸烟史和体重指数（BMI），并对多次测试进行Sidak校正后，α=0.05时，单标记P值均无显著性。同样，GA进展与Y402H（rs1061170）和I62V（rs800292）单倍型CFH公司( 表2 ). 功率计算表明，检测0.278 mm的加性等位基因效应的功率为80%（α=0.05）²/年（Y402H，CFH公司)，0.275毫米²/年（A69V，ARMS2系统)和0.292毫米²/年（R102G，C3类)分别是。95%的功率检测到小于0.4 mm的影响²/三种遗传风险因素中任何一种的年份。详细的功率计算见表S2.

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图2

AMD患者亚组的地理萎缩增长率按三个主要风险等位基因的基因型分组，CFH公司（A） ，ARMS2系统（B） ，以及C3类（C） ●●●●。

显示的是中间带（中央条）^第个和75^第个百分位数（灰框），5^第个和95^第个百分位数（条）和最小值和最大值（小圆圈）。

讨论

在这里，我们证明了我们的研究组与单纯GA的晚期AMD表现和已知变异体在CFH公司,C3类、和ARMS2系统三个基因中任意一个的杂合子和纯合子的比值比与以前的报告高度一致[18],[19],[30]这些报告通常包括混合研究人群，包括晚期AMD、CNV和GA的两种类型。最近关于R102G的报告也是如此C3类作为AMD的一个重要风险变量，CNV和GA的结果相似[18],[19]德万及其同事报告HTRA1型作为AMD导致CNV的风险基因，这意味着ARMS2-HTRA1型该区域负责晚期AMD的这种特定表型。这是一个令人惊讶的概念，因为其他人，包括我们自己的研究，都没有发现由于AMD导致GA和CNV之间的关联数据有任何差异[17]我们目前的数据明确表明，GA的风险与ARMS2-HTRA1型变体，并表明CFH公司和ARMS2系统多态性与AMD萎缩型或新生血管型的疾病演变无关。

本研究的一个重要原始发现是，AMD相关多态性在CFH公司、C3和ARMS2系统有助于GA发展。值得注意的是，我们的分析能够很好地检测到小于0.3 mm的加性等位基因效应²每年的GA进展。GA进展率为0.3 mm²或更少表示相对较小的影响，小于我们研究人群平均影响的1/5。此外，它明显低于最近对GA进行治疗干预的II期研究的阈值（例如芬瑞汀试验；ClinicalTrials.gov标识符：NCT00429936），该研究旨在将GA进展减缓至少0.6 mm²/年。

虽然患者人数（N=99；基线，N=619）可能显得有限，本研究的意义主要源于其对主要结果变量的依赖性，这是一个基于生物学的连续变量。为了了解我们患者研究小组的规模，主要的基于人群的研究，如Beaver Dam眼科研究，以及由国家眼科研究所赞助的主要临床试验（如与年龄相关的眼病研究，AREDS），都包括同样数量有限的具有纯双侧GA的纵向表型患者。具体而言，AREDS有70名此类患者（基线，N=3640）[31]而Beaver Dam眼科研究只有27名患者进行了至少5年的随访（基线，N=4926；罗纳德·克莱恩（Ronald Klein），个人沟通）。

当前数据的强度基于通过基于cSLO的FA成像、半自动图像分析和复杂统计将纵向数据浓缩为一个连续的表型变量的GA表型评估。尽管其准确性可能会随着测量次数的增加而提高，但我们之前已经证明了遗传算法的进展是线性的，这使得两次连续测量足以估计遗传算法的增长率，尽管纵向观测次数提高了估计遗传算法进展率的准确性。[28],[32]本研究的另一个优点是通过多中心FAM研究招募了大量双侧单纯GA患者。

跨ARMS2-HTRA1型区域使得很难区分手臂2[16],[17]和HTRA1型 [21],[22]作为AMD发病的原因。我们最近在ARMS2系统（*372_815del443ins54）与A69S变异体几乎处于完美的LD中，通过移除聚腺苷酸化信号直接影响转录物的稳定性，并插入已知可介导快速mRNA转换的54-bp元素。[20]免疫组织化学将ARMS2与线粒体联系起来[33]特别是在感光器内部[20]提示线粒体功能障碍可能参与AMD的发病机制。

实验[34]和临床[35]数据表明主要脂褐素荧光团A2-E在GA进展中起关键作用。有趣的是，A2-E的生物发生最近与补体激活有关[36]现在有令人信服的证据表明，补体系统参与AMD的发病机制，并且Y402H变异体CFH公司与AMD敏感性相关。我们的数据证实了这一发现，特别是针对GA。最近，我们检测到AMD患者的全身补体激活，发现慢性补体激活标记物与CFH公司风险单倍型（包括Y402H多态性）。[37]然而，由于CFH的Y402H变异体具有类似的软性鼓膜和两种形式的晚期AMD风险，因此它可能会通过对视觉障碍性AMD前驱体（如鼓膜）的影响，在很大程度上或完全上增加晚期AMD的风险。[38]由于多态性CFH公司,C3类、和ARMS2系统与GA的进展无关，因为我们之前的分析没有发现其他特征（包括吸烟和BMI）的显著影响[28]可能还涉及其他修饰性遗传因素。

我们的研究结果可能对未来设计AMD治疗干预措施的努力具有重要意义，尽管需要在独立队列中复制和经验治疗数据以进一步证实。由于内部变量CFH公司,C3类、和ARMS2系统赋予GA易感性的风险，但似乎与GA的进展无关，解决补体级联或ARMS2-，以及可能的HTRA1-相关通路本身可能不是缓解GA发展后疾病进展的有希望的策略。相反，确定导致GA进展的外源性和可能的遗传因素对于帮助那些已经处于疾病晚期的患者至关重要。

方法

支持信息

鸣谢

脚注

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