银屑病发病机制尚未明确，目前认为其是一种具有遗传倾向的、慢性复发性炎症免疫性疾病，可累及多个系统。我国于1984年对银屑病进行过一次全国（24个省、市及自治区；涉及6,617,917人）流行病学调查, 结果显示银屑病总患病率为12/10,000，其中安徽省合肥市为8/10,000、淮南市为24/10,000；2008年，再次对国内6个省市开展银屑病的流行病学调查，发现其总患病率已快速上升至47/10,000。在过去的20余年中，通过全基因组关联分析、高通量测序以及不同人群/不同平台间的大样本量Meta分析等技术，已在不同人群中累计发现了100多个银屑病的易感基因，GWAS研究揭示了银屑病具有复杂的遗传结构和种族异质性。

    实验室从构建银屑病基因编码变异数据库入手，通过易感基因变异及调控机制研究、蛋白组修饰研究、临床分析和遗传基础相关性研究，确定靶向治疗，为临床合理用药，提高疗效，降低毒副作用提供依据。

（1）中国人群银屑病和正常人群基因组基因编码变异数据库构建

    我们首次在国际上运用全外显子测序和靶向测序技术在大样本中（20,959例）搜寻银屑病的功能性编码变异，对781例患者和676例对照样本的全基因组外显子测序数据进行全基因组功能性编码变异分析，在9,946例银屑病患者和9,906例对照中对测序数据中的候选位点以及免疫相关1,326个候选基因的外显子区变异进行大样本量靶向测序验证，发现主要位于IL23R和GJB2基因上外显子上的两个独立的低频错义变异和LCE3D、ERAP1、CARD14和ZNF816A基因外显子上的5个常见错义变异与银屑病发病相关。

为进一步探索基因功能性编码变异在银屑病遗传学发病机制上的作用，对3个独立汉族人群共计42,760例样本进行外显子芯片研究，发现AIM2等15个新的银屑病易感基因及15个常见编码变异；进一步基于上述数据，在亚洲人群中首次系统研究罕见编码编码变异，通过全外显子组范围的罕见功能丧失变异富集分析，发现BBS7、GSTCD、LIPK和PPP4R3B是银屑病的易感基因。

    在20,000余例中国汉族人银屑病和健康对照人群大样本量研究中，发现位于LNPEP基因的第9个外显子区域与汉族人银屑病发病密切相关，其基因变异导致编码蛋白序列由丙氨酸（Alarine）到苏氨酸（Threorine）的转变，引起LNPEP基因功能的改变(A749T)，参与银屑病的发病。LNPEP基因在血压和血糖的调节中起重要作用，而血压、血糖紊乱导致的糖尿病和高血压均为银屑病的常见伴发疾病。这一发现对阐明疾病发病机制及其与伴发疾病共同发病机制具有重要意义。

    实验室在银屑病基因组变异区域发现了多个与疾病发病相关的基因编码区功能性变异，这些编码变异直接改变蛋白结构和功能，阐释了银屑病发病机制中遗传因素贡献的复杂性，为银屑病发病机制深入研究、药物研发及疾病预防提供了契机，进一步推进了银屑病遗传学研究和精确医疗的进程。对其他复杂疾病外显子测序研究及搜寻疾病易感基因编码变异具有借鉴作用，为疾病功能学研究及临床应用提供了契机。同时实验室构建了中国人群银屑病及正常对照常见、低频和罕见变异数据库，为后续银屑病及其他常见和罕见疾病遗传学研究提供了特异性参考数据集。

（2）银屑病易感基因变异及调控机制研究

    深入解析银屑病基因组基因变异，开展中国汉族人群、维吾尔族人群以及德国人群和美国人群等多人群银屑病基因组变异分析，发现LCE基因变异与皮肤表皮异常增生及过度肥厚紧密相关，其变异会导致皮肤角质层蛋白的表达异常，形成异常角质化包膜，破坏皮肤屏障结构及其功能，导致皮肤角质形成细胞异常增生及过度增厚，揭示了银屑病临床表现中“厚层鳞屑”产生的遗传机制。

    发现ERAP1等7个银屑病基因变异，将遗传变异与疾病表型对接，涉及炎症细胞因子调控及HLA-I抗原呈递，揭示表皮分化及IFN通路在银屑病发病机制中具有重要作用，证实了不同种族人群中银屑病存在遗传异质性和不同生物学发病通路，丰富了银屑病发病机制理论依据，对揭示银屑病发病机制具有重要意义。

    通过对前期发现的易感基因区域进行精细定位，运用基于LASSO的回归模型分析5q33.3区域（银屑病易感基因IL12B和PTTG1均位于该区域）的变对银屑病易感性的独立作用，发现其中最重要的基因座和最大数量的相关SNP都位于ADRA1B基因中，与IL12B和PTTG1变异相比，ADRA1B基因变异与中度至重度银屑病的相关性更强，且发病年龄更早，ADRA1B基因中的SNPs与斑块型银屑病最显著相关。

    基于测序数据自主开发了SOAP-PopIndel方法对32,043名中国汉族个体的小的插入缺失突变（InDels）进行了全面筛选（筛选基于1,326个基因的外显子组序列数据库），并在25个与银屑病相关的易感基因中鉴定出29个未报告的InDels。这些InDels包括了12种常见，9种低频和8种稀有InDels，它们解释了银屑病约1.29％的遗传力。丰富了银屑病的遗传基础和发病机理，并突显了InDels对复杂人类疾病的不可忽视的影响。

    实验室前期探索银屑病罕见InDel及其对银屑病发生的风险预测方法已经实审国家发明专利（申请号201710693296.3），后续将进一步拓展验证并深入分析和阐释这些CNV和InDel在银屑病中的作用机制，全面解析银屑病遗传学病因。深入分析前期高通量外显子组和靶向测序数据，发现银屑病3个易感基因NFKB1、CD27和IKZF3，且表达水平在银屑病皮损和对照组织差异显著，变异位点位于基因组调控区域，参与相关基因表达调控，揭示炎症反应和T细胞免疫参与银屑病发病；进一步联合中国、美国、新加坡、瑞典、加拿大、德国、西班牙等多种族人群共计15369病例和19517对照开展银屑病GWAS的Meta分析，发MHC区域精确定位分析发现 HLA-I区域3个基因均与银屑病相关联，在加拿大人群和中国人群中存在遗传异质性。种族迁移比较分析发现11个位点存在人群特殊效应和等位基因异质性。

    通过自主研发的MHC目标区域捕获芯片，对20635例人群样本的MHC目标区域进行高深度测序和分析，成功建立世界上最大样本量的中国汉族人群MHC全区域完整遗传变异数据库。通过对MHC区域准确的序列分析和基因分型，完整展示出中国人群MHC区域突变位点和HLA基因的多态性图谱，为开展中国人群复杂疾病与MHC区域的相关性研究奠定坚实基础。研究以银屑病为案例，首次采用测序的方法对MHC区域遗传变异在中国汉族银屑病人群发病中的相关性进行了全面、系统的大样本研究，发现了8个银屑病易感位点。发现HLA-C*06:02、HLA-C*07:04、HLA-DPB1等8个银屑病HLA易感基因变异（图3），揭示HLA基因组变异在不同种群中具有明显的遗传异质性（Nat Genet，2016，IF:27.96/2016，共同通讯,SCI他引19次），这8个HLA基因组变异解释银屑病高达18.4%的遗传度。结合前期发现的易感基因，对银屑病发病风险预测效率高达88%（申请国家发明专利实审，一种与银屑病相关的分类模型的构建方法，申请号或专利号：201710692864.8）。

    实验室构建了汉族银屑病全基因组甲基化图谱，率先在262例中国人群皮肤样本中开展银屑病全基因组甲基化和转录组学研究，检测出位于S100A8、AHDC1等区域存在9个差异甲基化位点，进一步研究发现CYP2S1，ECE1等5个基因表达与DNA甲基化呈负相关，为银屑病的分子发病机制提供了新的理论和依据。进一步研究不同解剖位置、病理特征、基因表达与甲基化的关系。发现银屑病背部、四肢和腹部有数量不同的特异性的甲基化差异位点，HOXA9上的特定于末端的基因座cg21942490与过度角化有关。发现HOXA5和KIAA1949是差异甲基化区域。证实银屑病皮肤中解剖位置依赖的DNA甲基化模式的证据，为该病的发病机理提供了新的见解。

    研究成果为200多种疾病HLA变异研究提供特异性参考数据；为揭示中国器官移植供体/受体间HLA多样性及差异性提供重要依据。以封面论文发表于2016年Nature Genetics第7期，入选Nature Index，位居同期全球650万研究Top 5%。Nature Genetics同期专题社论：“HLA基因组变异信息将会对多种疾病及其易感性研究做出巨大的遗传学贡献，该研究表明中国器官移植供体/受体间HLA多样性及分布差异，使HLA成为未来健康研究热点”。

        2017年中国生命科学与生物技术发展报告指出：“本项研究成功构建出迄今为止最完整的中国人群MHC遗传变异数据库（Han-MHC），为深入研究MHC区域遗传多态性在中国人群复杂疾病发生、发展中的相关机制提供了新的契机，特别是对我国正在进行的各种复杂疾病的精准医学研究将起重要作用”。上述银屑病和系统性红斑狼疮等遗传性皮肤病易感基因的研究获得了2017年度“中华医学科技奖一等奖”和“安徽省自然科学奖一等奖”。

通过对1784有家族史和6566没有家族史的银屑病患者以及9906个对照HLA区域数据进行HLA区域与银屑病的关联分析，发现无论是有家族史还是无家族史的银屑病患者与对照组相比HLA-C*06：02和HLA-C*07：04均显著高于对照组。位于HLA-B位点325的氨基酸对家族史患者有保护作用，提示HLA-C*06：02和HLA-C*07：04是中国汉族人群银屑病HLA区域的主要危险等位基因；而HLA-B325氨基酸是家族史组与非家族史组的驱动标志；首次揭示提示HLA区域可能对无家族史的患者表现出较大的遗传效应。

而使用GCTA方法对8150例患者和9906例对照HLA区域数据进行计算，发现HLA等位基因解释了北方银屑病（20.2％）和南方银屑病（17.1％）不同的遗传度，提示不同地域银屑病存在不同的遗传结构。进一步探索不同人群中与关节病型银屑病相关的HLA等位基因是否与中国人群有关，在111例关节病型银屑病患者和307例对照中对50个两位和77个四位等位基因进行分型，结合逻辑回归分析，发现HLA-A*01:01和HLA-A*01可能是PsA的易感基因，进一步拓展了HLA区域等位基因对关节病型银屑病的易感性，为该病的风险预测提供了潜在的生物学标记。

（3）银屑病蛋白组修饰研究

首次探索了新发现的蛋白质翻译后修饰，赖氨酸二羟基异丁酰化，在银屑病患者皮肤组织中的变化。通过对45对银屑病皮损和非皮损的蛋白组修饰分析，在皮损和非皮损组织中均发现了大量这种高度保守的修饰，且修饰水平存在诸多差异。在皮损组织中大量蛋白和重要的功能通路均被显著修饰，其中S100A9、FUBP1、SERPINB2和通路PI3K-Akt已被证实与银屑病发病机制有关。通过与已被报道的银屑病基因组、转录组、蛋白质表达谱进行比较，发现包括S100A9在内的多个位点可被多种调节因素共同作用。该研究将进一步推进人们对于银屑病发病机制的认知，并为银屑病的疾病检测和精准治疗提供新的视野。

（4）银屑病甲氨蝶呤治疗的临床分析和遗传基础

通过单中心、前瞻性、介入研究进行甲氨蝶呤治疗银屑病的安全和疗效观察。共纳入中至重度银屑病合并或不合并银屑病关节炎患者235例，结果表明50%的非关节病型银屑病患者和41%的关节病型银屑病患者在12周后获得PASI75应答；而25%的非关节病型银屑病患者和15%的关节病型银屑病患者在12周后疗效达到PASI90。其中关节病型银屑病患者报告头晕和恶心或呕吐更多。证实甲氨蝶呤在治疗银屑病中具有良好的耐受性和有效性。尤其是非关节病型银屑病患者甲氨蝶呤的治疗更有效，副作用更小。可作为其一线治疗推荐。

    而在团队一项前瞻性队列研究中，对招募的221名银屑病患者甲氨蝶呤治疗疗效差异进行特定位点的基因分型。发现TNIP1中rs10036748的TT基因型与第12周PASI 75疗效显著相关，在具有rs10036748基因型TT的患者中，PASI 90疗效显著增高，证实了银屑病甲氨蝶呤疗效存在遗传学差异，为临床合理用药，提高疗效，降低毒副作用提供依据。