自身免疫性肝炎（AIH）是一种慢性炎症性肝脏疾病，典型特征是肝门部及门静脉周围区存在肝脏浸润免疫细胞，高免疫球蛋白血症及针对肝脏自身抗原的自身抗体，提示存在持续的自身免疫反应，最终导致不可逆的细胞损伤及严重的肝衰竭。大多数自身免疫病具有免疫遗传背景，AIH在不同遗传背景人群中均有发病。人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）或称主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）在自身免疫反应中起重要作用，人们对HLA与AIH遗传易感性、临床表型、治疗应答和预后进行了相关研究。采用HLA分型、单基因多态性分析及全基因组关联研究（genome-wide association studies，GWAS）策略为代表的免疫遗传学研究表明，AIH存在相关的易感基因和保护基因。但由于AIH是一种复杂的多基因异常疾病，并不一定会遗传给子代，因此，目前临床并不推荐对AIH患者和家属进行遗传学常规检测。本节将对AIH相关的HLA等位基因、非HLA候选基因及GWAS进行介绍。

HLA编码基因称为HLA复合体，即人类的主要组织相容性复合体（MHC）位于6号染色体短臂（6p21.31），全长3600kb，由224个紧密连锁的序列同源和（或）功能相关的基因座位组成，是迄今已知基因中等位基因多态性最高的基因复合体，其多态性与疾病的遗传易感性有明显关系。MHC编码的HLA分子参与抗原提呈，因此能够区分自己和异己抗原。HLA包括Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类基因。HLA-Ⅰ类和Ⅱ类基因所表达的抗原位于细胞膜上，为MHCⅠ（A、B、C位点编码）和MHCⅡ（D区编码），Ⅰ类几乎分布于身体全部细胞表面，Ⅱ类主要是定位于巨噬细胞和B淋巴细胞表面的糖蛋白。HLA-Ⅲ类基因编码大量的免疫调节蛋白，例如TNF-α。HLA复合体的特点是连锁不平衡（linkage disequilibrium，LD），延伸跨越大量基因功能区。显然，HLA复合体存在的连锁不平衡导致HLA基因单体型的出现，因此，如果发现与疾病的相关性，分析单体型中的何种基因所致的这种相关可能并不容易。

HLA的主要功能是参与抗原识别、免疫调节和对异体移植物排斥反应。现已发现70多种疾病与HLA的多态性有关，其中大多数自身免疫病与HLA-Ⅱ类基因相关。1972年，Russel第一个报告银屑病患者携带HLA-B13或HLA-B17。此后陆续发现大量其他疾病与特定的HLA相关，其中，HLA-B27抗原见于大约90%的强直性脊柱炎患者，以至使HLA分型具有了诊断价值，甚至，能较早地区别疾病亚型。HLA与疾病的相关性是根据某HLA等位基因在患者中出现频率明显高于同地区同种族人群正常对照而确定的，以相对危险度（relative risk，RR）来表示，正相关（RR﹥1）指该等位基因与疾病相关的可能性，值越大表示患病的可能性越大；负相关（RR﹤1）表示该等位基因与疾病无关的可能性，值越小表示患病的可能性越小，可认为该基因对患者免于患该疾病有保护作用；RR=1表示与疾病易感性和保护性皆无关。

HLA检测方法的进步，特别是聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）的发明为人们研究AIH免疫遗传学提供了强大的技术支撑。早期的血清学及细胞学分型技术主要侧重于分析HLA产物特异性，能更好地反映HLA功能的改变。目前基于DNA序列的分型方法已经取代了传统的血清学及细胞学分型方法。现HLA分型方法主要分为两种：基于核酸序列识别的方法和基于序列分子构型的方法。基于核酸序列识别的方法主要有：限制性片段长度多态性分析法（PCR-RFLP）、寡核苷酸探针杂交法（PCR-SSO），序列特异性引物分析法（PCR-SSP）和基于序列测定的聚合酶链反应技术（PCR-SBT）。其中PCR-SBT测序方法是现世界卫生组织（WHO）推荐的HLA分型方法的“金标准”。HLA检测技术详见本书附录一“免疫遗传学研究方法”。

目前研究证实，AIH遗传易感性与MHCⅡ类基因，更确切指HLA-DR基因位点有很强的相关性。AIH可根据血清自身抗体特征分为两型：1型AIH以血清抗核抗体和抗平滑肌抗体为特征，2型AIH以血清抗肝肾微粒体抗体为主要特征。欧洲和北美的高加索人患者中，1型AIH遗传易感性与HLA-DR3与疾病的相关性最强，随后陆续发现患病危险基因DRB1*03：01、DRB3*01：01和DRB1*04：01，分别编码HLA-DR β链第3、52及4号。然而，世界其他地区不同种族也有不同发现。例如，日本和阿根廷成年AIH患者疾病易感性与DRB1*04：05相关，墨西哥为DRB1*04：04，阿根廷儿童和巴西成年患者为DRB1*13：01。

1型AIH与HLA-A1-B8-DR3单体型的相关性早在20世纪80年代初由多个研究小组报道，疾病相对危险度高达12；2型AIH与DRB1*03：01、DBR1*07和DQB1*02相关，上述基因并未在其他种族患病人群中发现。欧洲和北美白种人群中，1型AIH保护性基因为DRB1*15：01。在日本、阿根廷人群中，1型AIH患病风险与DRB1*04：04相关；中国和墨西哥人群1型AIH患病风险与DRB1*04：05相关。对于拉丁美洲人群，如阿根廷儿童和巴西成年人中，DRB1*13：01与1型AIH患病危险性相关。在巴西人群中，超过2/3的1型AIH患病风险主要与DRB1*13：01相关，其次为DRB1*03：01。DRB1*13的相对危险度（RR）为8.3，与DRB1*03一同分析校正后也高达6.7。国外某研究对210例北美1型AIH患者分析结论与之相反，87%的患者携带DRB1*03和（或）DRB1*04等位基因，其余患者中60%携带DRB1*13，与其他肝病对照明显不同。该研究基于的事实是，DRB1*13是常见于巴西、北美洲人群的基因型，人群携带率达20%；此外，这些患者中有一部分为DRB1*13纯合子，表明该等位基因也常见于北美患者中。见表3-1。

2型AIH常见于欧洲儿童及20%的巴西AIH患者，其HLA基因易感性显示出更多的同质性特点。相关的HLA等位基因为DRB1*07和（或）DRB1*03，有趣的是，这些等位基因的LD均为HLA-DQ2，可能是真正参与发病的HLA分子。因为即使在巴西，多元种族融合的人口背景下，出现了非高加索HLA-DR-DQ单体型（通常为HLA-DQ9或-DQ7），DR7-DQ2仍然是2型AIH的主要HLA单体型，仅有10%~15%的患者为DR7阳性且DQ2阴性。

人们对HLA与AIH自身抗体的关系进行也进行了重点研究。巴西的研究队列报道，F-actin阳性的1型AIH患者同时HLA-DRB1*13等位基因阳性，但携带HLA-DRB1*03等位基因的患者只要存在ANA，F-actin即为阴性。类似的情况也见于2型AIH患者。例如，抗LKM-1抗体存在于HLA-DRB1*07阳性患者，但在HLA-DRB1*03的患者中该抗体基本上是阴性的。

人们对AIH的关注由来已久，但对疾病的认识并不全面。一种解释是典型的自身免疫病是由于针对自身抗原的免疫应答被触发所致。对AIH而言，自身免疫应答针对肝组织，即肝组织存在与MHCⅡ类分子-HLA-DR相关的肝脏浸润淋巴细胞，导致肝组织学呈组织损伤和坏死样改变，但具体机制尚不清楚。AIH主要相关的基因位点为HLA-DRB1，其他主要的等位基因在欧洲、北美和南美洲国家也有报道。对巴西AIH患者的单体型分析证实携带HLA-DR3的祖先单体型（AH）8.1是1型AIH的易感单体型，但并未发现HLA-DR13相关的单体型或与邻近基因存在次相关。目前对AIH的研究表明，相同或相似的疾病有可能由未知的、不同的因素所触发，相应的自身抗原表位被不同的MHC分子以抗原肽-复合物的形式被提呈，进而呈现出疾病的复杂多样化。

人类MHC基因区由密集的基因簇组成，其中包括大部分HLA基因。除调节细胞免疫应答的经典和非经典HLA-Ⅰ类和Ⅱ类基因之外，在MHC区至少有126个非HLA编码基因，这些基因也可能影响疾病易感性。其中，人们对MHCⅢ类基因区的60个非HLA编码基因非常感兴趣，这些基因在炎症调节中发挥作用，与自身免疫病易感性相关，例如类风湿关节炎、1型糖尿病。分析MHC基因区的连锁不平衡（LD）已经揭示出基于等位基因分布和不同MHC等位基因组合的HLA单体型。保留在特定的等位基因重排中的大量保守基因LD，被称为祖先单体型（AH）。例如，常见于高加索人群的AH8.1[HLA-A1，B8，TNFA-308*2（A），DRB1*03：01]与1型糖尿病、重症肌无力、乳糜泻等几种疾病的免疫发病机制相关。

采用候选基因策略，目前发现TNFA G-308A、TNFA G-238A、LTA A+252G、LTA A+80C、NFKBIL1 T-63A、BAT1 C-348T、BAT1 G-22C及MICA基因多态性与AIH遗传易感性相关。进一步的单体型分析表明，AIH患者基因不仅存在区别于健康人群的遗传多态性，在MHC区还存在微多态性（microdiversity）。对AIH及其他类似疾病的遗传易感性研究表明，自身抗原及表位通过与HLA-DR分子结合后的抗原提呈过程触发并诱导进一步的免疫应答，有助于人们深入探索免疫学发病机制。此外，与易感性有关的MHCⅡ类分子和位于MHC基因内外的其他免疫调节蛋白之间具有协同作用。在原发性危险因素缺乏的情况下，多种启动子可能有利于疾病发生，或在相同危险因素个体中影响不同的疾病行为，被称为原发性危险因素和（或）非特异性自身免疫启动子的相加效应，即“自身免疫性启动子假说”。现已证明，一些免疫调节基因，例如TNF-α启动子基因（TNF-A）和细胞毒T淋巴细胞抗原4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4 gene，CTLA-4）基因多态性研究支持该假说。此外，细胞因子基因、维生素D受体等位基因和Fas受体基因也被证实与AIH相关。

TNF-α基因位于HLA-Ⅲ类基因区域，目前发现TNF-α启动子基因有4个位点（-163，-238，-308和-376）发生鸟嘌呤（G）向腺嘌呤（A）的突变，但仅-238和-308位点的碱基替换直接影响TNF-α的体外表达量。其308位点鸟嘌呤（G）被替换为腺嘌呤（A）可能是1型AIH的易感因素之一。在英国和美国高加索患者中，TNF-A-308位点的启动子多态性（TNFA*2）较人种相似的正常人中更为常见，该基因影响AIH易感性和疾病的自然进程，拥有这种多态性的患者疾病发生早，不易缓解，更易进展为肝硬化。TNF-A-308位点A替换G的多态性，被认为影响TNF-A的转录活性，导致固有型和诱导型TNF-α水平升高，增高的TNF-α水平继而改变调节CD4 T辅助细胞应答的细胞因子网络。国内马雄等研究发现中国AIH患者TNF-308A的频率显著增高，而TNF-238A的频率较低。但在巴西AIH患者中并未并发现疾病与TNF-α的相关性。另外，TNF-A多态性可能通过含有LLEQKR的HLA-Ⅱ类分子而增强免疫细胞活化和增殖的效率。在同一单倍型中含有双倍剂量的易感性基因可通过单独或联合的方式影响疾病表现。

CTLA-4基因在染色体2q33上有16个单核苷酸多态性（SNPs），包括11个常见的单倍体和许多不同组合的AT（腺嘌呤-胸腺嘧啶）重复序列，与CD28为同源家族成员，其作用与CD28相反，给予T细胞负性调节信号，其多态性主要是CTLA-4基因第一外显子第49位点A替换G，导致在表达蛋白的第17位氨基酸一个苏氨酸替换丙氨酸，形成三种与CTLA-4产物有关的多态性（A/A，G/G和A/G）。CTLA-4启动子-318等位基因与中国人1型AIH相关。CTLA-4 49G可能是欧洲白人1型AIH的第二个易感基因位点，而且HLA-DRB1*03：01与49G/G型具有协同作用（不在同一条染色体上，是不连锁的），使HLA-DRB1*03：01作为1型AIH的促进因素在第17位存在丙氨酸的CTLA-4分子时得到增强，导致疾病的易感性增加。但也有报道CTLA-4基因的多态性与巴西人1型和2型AIH患者的易感性无关。

AIH患者可能存在多种内分泌器官异常，皮肤黏膜念珠菌病以及外胚层营养障碍疾病。此类患者患有罕见的自身免疫性多内分泌腺病（autoimmune polyendocrinopathy-candidiasisectodermal dystrophy，APECED），由位于染色体21q22.3单基因突变引起，进而影响自身免疫调节子（autoimmune regulator，AIRE）蛋白的生成。AIRE是一种表达在胸腺内上皮和树突状细胞的转录因子，调节自身免疫性T细胞的克隆消除（又称“阴性选择”）。APECED呈常染色体隐性遗传，无HLA-DR易感性及女性患病偏好。APECED相关的肝脏自身抗原为细胞色素P450 1A2（CYP1A2）、CYP2A6和CYP2D6。抗细胞色素P450 1A2抗体之前被称作抗肝微粒体抗体（anti-LM）。APECED是唯一涉及AIH的综合征，遵循孟德尔遗传定律，患者和家属可进行遗传学咨询。

全基因组关联研究（GWAS）是近年发展起来的通过对大规模群体DNA样本进行全基因组高密度遗传标记分型，从而寻找与复杂疾病相关的遗传因素的研究方法。GWAS在全基因组范围内进行整体研究，能够一次性对疾病进行轮廓性概览，给复杂疾病的遗传学研究带来了革命性变化。据此可分为“前GWAS时代”和“GWAS时代”。人类基因组计划基因组测序工作的完成、基于序列变异-单核苷酸多态性（SNPs）单体型图谱的构建成功、高通量基因分型技术的迅猛发展为开展GWAS奠定了基础。GWAS将全基因组任何感兴趣的基因表型与一个或多个遗传位点联系起来，通常采用高密度基因芯片（例如SNP芯片）对研究对象及对照者的大量SNPs进行基因分型，根据与临近SNPs的连锁不平衡（LD）来发现全基因组的基因变异。目前，科学家已经在阿尔茨海默病、乳腺癌、糖尿病、冠心病、肺癌、前列腺癌、肥胖、胃癌等一系列复杂疾病中进行了GWAS，并找到疾病易感基因。

在“前GWAS时代”，自身免疫性肝病的遗传学研究包括特异性HLA等位基因研究和非HLA基因位点研究（又称非HLA候选基因研究）。在非HLA候选基因研究中，基因位点的选择主要基于生物学功能或与自身免疫病的相关性。由于HLA在自身免疫性肝病发病机制发挥了相当大的作用，HLA与疾病易感性的研究是可信的。这些研究通常采用既定的技术对一定数量的HLA等位基因进行研究，因此即使样本量相对少，也可以得到适当的结论证明相关性。人们对HLA基因区有强烈的兴趣，世界上许多研究中心对HLA与自身免疫性肝病的相关性进行了研究，意味着至少一个以上研究队列的报道是经过证实的。“前GWAS时代”进行的非HLA候选基因研究相对而言可信度差一些。通常，非HLA候选基因研究仅限于发现一至两个基因功能多态性（例如，肿瘤坏死因子基因-308A/G或-238A/G），基因研究覆盖面非常低。研究样本量小，可信度差，验证结论通常互相矛盾。因此，复杂疾病的非HLA候选基因研究通常被GWAS或GWAS衍生研究（例如免疫芯片iCHIP）所取代。

最近十年，欧洲、北美和日本对PBC、PSC相继进行了大样本、高通量的遗传学研究，目前PBC已开展4项GWAS和2项iCHIP研究；PSC已开展2项大样本、单中心GWAS。欧洲和日本分别对AIH进行了GWAS。例如，荷兰研究者选择了649例AIH患者和13 436例健康对照者进行了GWAS，并对疾病相关HLA基因型进行了相关性估算。研究发现，1型AIH患者基因多态性主要存在于MHC区，AIH在MHC基因区rs2187668（ P=1.5×10 ^-78）位点存在变异。对该变异分析发现，HLA-DRB1*03：01是主要的易感基因，HLA-DRB1*04：01（ P=2.8×10 ^-18）是次要易感基因；SH2B3（rs3184504，12q24； P=7.7×10 ^-8）及CARD10（rs6000782，22q13.1； P=3.0×10 ^-6）基因变异是主要的疾病危险因子。然而，来自日本的326例AIH患者和214例健康对照者的研究并未发现CARD10 rs6000782多态性与1型AIH易感性相关。由此可见，虽然AIH发病机制存在复杂的遗传学基础，部分遗传易感性与其他免疫介导的肝脏疾病存在交叉，但研究仍需进一步深入验证，并考虑不同种族的遗传背景。尽管高通量遗传学研究存在独特的复杂性，但毫无疑问，PBC、PSC和AIH的GWAS和iCHIP研究的确卓有成效，发现了许多易感基因位点，使人们对自身免疫性肝病的遗传学认识更加深入和丰富。

AIH的免疫遗传易感背景已得到公认。HLA抗原不仅与疾病易感性有关，还可能与病情进展相关。1992年国际AIH小组已将HLA-DR3和HLA-DR4作为AIH诊断标准之一，不同的遗传易感因子还代表着AIH不同的临床亚型。例如，与HLA-DR3阳性的AIH患者一般年龄较轻，病情进展较快，免疫抑制剂治疗后缓解率低、停药后复发，因而需作肝移植的可能性较大；B8阳性患者病情更严重且肝移植率高；而HLA-DR4阳性的患者常在40岁以后发病，疾病活动度中度，对免疫抑制剂治疗反应良好，较少作为肝移植的候选者，但肝外自身免疫病较常见。有学者认为基于HLA的AIH分型较之基于自身抗体的分型可能更能反映病因，更有助于对患者治疗和预后作出合理的判断。

AIH遗传易感性的研究对阐明AIH自身免疫发病机制也有重要意义。疾病相关的HLA分子可能与抗原提呈凹槽部分拥有相同的氨基酸模序。然而，这些氨基酸位置只是部分共享，排除了肽段提呈中共同的模序。具有保护意义的DRB1*13：02等位基因常见于巴西和阿根廷AIH患者中，与只有一个氨基酸的差别的DRB1*13：01编码产物有所不同。每个疾病相关的主要的HLA-DRB1等位基因与许多不同的HLA-DQA和DQB等位基因存在大量连锁不平衡（linkage disequilibrium，LD），反过来，也与其他非疾病易感性的HLA-DRB1等位基因存在连锁不平衡。因此，1型AIH首要的易感基因为HLA-DRB1。综合以上信息，可以得出一个关于1型AIH发病机制的有趣命题，即不同的微生物或环境因素触发会产生多样性的表位，被不同的疾病相关HLA-DR分子所提呈，包括自身反应性T淋巴细胞的克隆扩增，进而引发相同或近似的临床疾病。例如DRβ多肽链第71位氨基酸残基处于该多肽链α螺旋的边缘，与结合抗原的T细胞受体接触。该部位的丙氨酸残基有利于与自身抗原的高亲和力结合，而氨基酸残基的替换使HLA-DR分子与自身抗体肽亲和力降低，不利于自身抗原提呈，使自身反应性淋巴细胞不能清除，最终引发AIH。