J?rg Tost, PhD

在西方國家，包括IgE相關(guān)哮喘在內(nèi)的變態(tài)反應(yīng)性疾病患病率急速上升。例如，目前嚴(yán)重哮喘患病率達(dá)8%，激發(fā)試驗(yàn)確診的食物過敏發(fā)病率在澳大利亞高達(dá)10%，而美國歐洲國家為2%～4%[1-4]。目前變態(tài)反應(yīng)性疾病已經(jīng)成為醫(yī)保系統(tǒng)主要支出項(xiàng)目，預(yù)計(jì)全球每年由于哮喘支出接近1 000億美元，而僅在美國由于食物過敏每年支出250億美元[5-6]。

表觀遺傳學(xué)指“無法用DNA序列改變解釋的有絲或減數(shù)分裂中基因功能的可遺傳改變”，或者正如最近所定義的“染色體區(qū)域的結(jié)構(gòu)自適應(yīng)，從而記錄、表明和延續(xù)活性改變狀態(tài)”[7]。表觀遺傳學(xué)決定了哪些基因組區(qū)域容易表達(dá)發(fā)生的改變或可塑性改變從而導(dǎo)致可能疾病傾向的生理狀態(tài)。近年來表觀遺傳修飾研究包括DNA甲基化、組蛋白翻譯后修飾、核小體占據(jù)、sncRNA和lncRNA在變態(tài)反應(yīng)性疾病領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。表觀遺傳學(xué)可能的確是解釋整個生命中免疫反應(yīng)高度可塑性的關(guān)鍵，同時表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)環(huán)境中保護(hù)和風(fēng)險因素對哮喘及變態(tài)反應(yīng)性疾病進(jìn)程的影響[8]。

盡管仍然存在爭議，但仍有大量關(guān)于變態(tài)反應(yīng)性疾病發(fā)病率升高的解釋，其中包括衛(wèi)生學(xué)假說、對微生物的不充分暴露和西方飲食特點(diǎn)等[8]。值得注意的是，這些因素可通過表觀遺傳密碼改變而影響細(xì)胞自身穩(wěn)態(tài)。本綜述簡要論述應(yīng)用表觀遺傳修飾對哮喘和變態(tài)反應(yīng)性疾病，包括DNA甲基化、組蛋白修飾和sncRNAs(microRNAs[miRNAs])的研究(圖1)。

1 DNA甲基化

至少在哮喘患者中,完成了一些表觀基因組關(guān)聯(lián)分析研究(EWASs)并得到鑒定，共同主題包括嗜酸性粒細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的重要性和這些細(xì)胞可能的表觀遺傳狀態(tài)改變[9-11]。大規(guī)模EWASs發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)的環(huán)境因素，例如產(chǎn)前母親吸煙或產(chǎn)前產(chǎn)后環(huán)境污染，導(dǎo)致與哮喘和變態(tài)反應(yīng)性疾病相關(guān)的基因DNA甲基化改變[12-15]。盡管大量研究集中在對血液中免疫細(xì)胞的分析(Potaczek等的綜述[8])，仍有研究表明，來源于哮喘患者的鼻或小支氣管上皮細(xì)胞與健康對照存在不同的甲基化水平，并且甲基化水平的差異超過了在血液細(xì)胞中的觀察所見[16-17]。因此，鼻上皮細(xì)胞可作為上呼吸道上皮細(xì)胞的良好替代物[18]。然而，EWASs鑒定的DNA甲基化改變的生物學(xué)解釋和臨床意義仍存在一些爭議，例如關(guān)于所要分析的組織和細(xì)胞類型選擇問題，多個研究之間缺乏重復(fù)性發(fā)現(xiàn)的微

圖 1 將表觀遺傳修飾轉(zhuǎn)化應(yīng)用于哮喘和變態(tài)反應(yīng)性疾病患者示意圖

內(nèi)圈為靶器官和細(xì)胞；正文中詳細(xì)介紹了不同表觀遺傳修飾的相互作用(DNA甲基化、組蛋白修飾和小非編碼RNAs[miRNAs])和潛在應(yīng)用價值

小改變對相關(guān)功能的影響。此外，大多數(shù)研究中對人甲基化組的覆蓋率有限，利用表觀遺傳芯片技術(shù)(最常用的全基因組DNA甲基化分析工具)僅僅能覆蓋目前已知全部2 900萬個CpGs中的450 000到840 000個CpG位點(diǎn)，覆蓋率僅為全CpGs的1.6%～2.9%。最大的爭議點(diǎn)是這些DNA甲基化變化分析僅反映了特殊的細(xì)胞類型比例的變化，但是近期研究不僅發(fā)現(xiàn)特殊細(xì)胞類型比例變化，同時可以發(fā)現(xiàn)特定細(xì)胞類型的表觀遺傳學(xué)改變[10,19]。

盡管如此，EWASs具有很大的潛力來解釋表型變化，例如在一項(xiàng)DNA甲基化水平聯(lián)合血清IgE水平的研究中發(fā)現(xiàn)，利用全基因DNA甲基化假說來解釋IgE濃度的差異優(yōu)于遺傳變異的10倍[20]。EWASs不僅可以通過發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)通路加深我們對疾病發(fā)病機(jī)制的了解，如TH1/TH2通路和其他牛奶過敏患者中免疫相關(guān)通路，而且可以給未來功能研究提供多個靶點(diǎn)基因，包括轉(zhuǎn)錄因子、線粒體蛋白、T細(xì)胞突變或氧化應(yīng)激相關(guān)蛋白。盡管有共同目標(biāo)，但是目前不同的研究均缺乏一致性，這可能由于研究人群、對表型的定義或統(tǒng)計(jì)分析方法不同造成的。某些研究發(fā)現(xiàn)，不同甲基化位點(diǎn)的特征在出生時已經(jīng)存在并能預(yù)測未來變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生[23]。然而，在近期一項(xiàng)關(guān)于兒童哮喘的大型隊(duì)列研究中未發(fā)現(xiàn)新生兒時期哮喘相關(guān)CpGs甲基化存在差異，提示出生后的環(huán)境因素可能是疾病的重要誘因。因此，研究人群的異質(zhì)性和未知混雜因素可能是限制隊(duì)列研究結(jié)果在出生隊(duì)列研究中重現(xiàn)的原因[10]。

2 DNA甲基化改變可能作為變態(tài)反應(yīng)性疾病的生物標(biāo)志物

不同變態(tài)反應(yīng)性疾病在具有同一種上皮屏障的器官中沒有表現(xiàn)出同質(zhì)性，反而形成不同分子表型的高度異質(zhì)性疾病群組。通過分析炎癥類型對患者進(jìn)行分型并且有利于變態(tài)反應(yīng)性疾病個性化管理的理念，然而，目前個性化治療缺乏一個強(qiáng)有力且易測的合適核酸類生物標(biāo)志物。表觀遺傳變化可能是一個發(fā)現(xiàn)、管理甚至預(yù)防變態(tài)反應(yīng)性疾病的診斷工具，是評價免疫治療后耐受和預(yù)測早期免疫治療成功的工具，甚至可用于干預(yù)疾病相關(guān)通路。

大量的通過血細(xì)胞、免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞分析研究發(fā)現(xiàn)，變應(yīng)性哮喘患者與健康對照者間存在差異[8,16-17]。變態(tài)反應(yīng)性疾病EWASs研究提示，無論是否是易發(fā)生變態(tài)反應(yīng)的季節(jié)，DNA甲基化特點(diǎn)可以區(qū)分變態(tài)反應(yīng)性疾病患者(季節(jié)性變應(yīng)性鼻炎)，較基因表達(dá)特點(diǎn)鑒別能力更好[24]。通過對臍帶血樣本92-CpG特點(diǎn)進(jìn)行分析，可在臨床上發(fā)現(xiàn)食物過敏之前分析食物過敏進(jìn)程[23]。通過大規(guī)模隊(duì)列研究證實(shí)這些DNA甲基化變化將能用于變態(tài)反應(yīng)性疾病，以早期發(fā)現(xiàn)疾病兒童并早期進(jìn)行免疫治療干預(yù)。

此外，口服食物激發(fā)試驗(yàn)是一種耗時、資源集中并且具有風(fēng)險的診斷方法，目前已提議DNA甲基化特征可作為口服食物激發(fā)試驗(yàn)的替代診斷方法，它們還可以幫助變應(yīng)原測試進(jìn)行簡化和標(biāo)準(zhǔn)化，因?yàn)槟壳暗母鞣N化驗(yàn)方法定量方式不同，甚至結(jié)果也不一致。一項(xiàng)含有96個CpGs位點(diǎn)的DNA甲基化特征研究顯示，其可預(yù)示多種食物過敏，并且優(yōu)于一般的皮膚點(diǎn)刺實(shí)驗(yàn)和變應(yīng)原特異性IgE檢測，提示DNA甲基化具有正確診斷變態(tài)反應(yīng)性疾病表觀遺傳修飾的潛力[25]，一項(xiàng)重復(fù)隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)這種方法的診斷準(zhǔn)確率接近80%[25]。然而，該研究結(jié)果仍需更大規(guī)模的獨(dú)立隊(duì)列重復(fù)研究，這樣才能將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐。

3 DNA甲基化治療和免疫治療的生物標(biāo)志物

盡管過去10年中相關(guān)研究取得了重大進(jìn)展，但是仍急需尋求針對哮喘和變態(tài)反應(yīng)性疾病的新型藥物和治療手段。雖然大多數(shù)哮喘癥狀通過常規(guī)治療可控制到穩(wěn)定狀態(tài)，但仍有病情嚴(yán)重甚至無法控制的哮喘患者需要兩盒其他治療方法，如單克隆抗體生物制劑。盡管生物制劑如抗IgE抗體奧馬珠單抗已被證實(shí)能有效控制成人和兒童的嚴(yán)重哮喘癥狀，并可降低食物過敏口服免疫治療過程中不良事件的發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度[26-27]，但是這些針對IgE、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-5、IL-4、IL-13或胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素的新型治療被批準(zhǔn)用于臨床或研發(fā)成本對于公共衛(wèi)生系統(tǒng)來說將是重大挑戰(zhàn)[28]。雖然某些生物標(biāo)志物與治療反應(yīng)相關(guān)，但是基于分子改變的變態(tài)反應(yīng)性疾病分型更為重要，有助于特殊患者類型的患者對有效藥物的選擇，改善療效，同時促進(jìn)變態(tài)反應(yīng)性疾病患者精準(zhǔn)用藥。盡管目前的證據(jù)局限于癌癥領(lǐng)域，如MGMT啟動子甲基化作為預(yù)測標(biāo)志及烷基化藥物替莫唑胺用于治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者，但是對表觀遺傳修飾的分析可能有助于更好地定義和了解疾病及其潛在的分子機(jī)制，對患者進(jìn)一步分型，進(jìn)而選擇新的治療方案，從而最大程度爭取有效治療的機(jī)會，同時維持衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)的成本。同時，表觀遺傳分析也可能有助于發(fā)現(xiàn)哪類兒童能獲得更好的療效。

目前仍缺乏兒童對于生物制劑療效的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)且有些數(shù)據(jù)之間存在矛盾結(jié)果。近期一項(xiàng)MEDALL財(cái)團(tuán)的多項(xiàng)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，兒童時期哮喘與某些甲基化CpG位點(diǎn)不同有關(guān)，尤其是血液和嗜酸性粒細(xì)胞[10]。對一個亞組純化后的循環(huán)嗜酸性粒細(xì)胞分析發(fā)現(xiàn)有DNA甲基化改變，提示這是一種不同的活化狀態(tài)。這些發(fā)現(xiàn)為利用抗IgE、抗IL-13或抗IL-5受體拮抗劑抗體進(jìn)行嗜酸性粒細(xì)胞靶向治療如何改變嗜堿性粒細(xì)胞DNA甲基化特點(diǎn)及其療效與治療前表觀遺傳特點(diǎn)是否有聯(lián)系提供了有趣的依據(jù)[30-31]。

全身應(yīng)用糖皮質(zhì)激素是目前治療哮喘的標(biāo)準(zhǔn)方法。初步研究證據(jù)表明，DNA甲基化改變可能影響療效，基因甲基化改變，包括OTX2和VVN1啟動子，對于鼻上皮細(xì)胞有更好的療效[32-33]。然而，與基因表達(dá)特征不同的是，目前尚未發(fā)現(xiàn)DNA甲基化是對糖皮質(zhì)激素反應(yīng)程度進(jìn)行預(yù)測的生物標(biāo)志物[34-35]。盡管如此，這些DNA甲基化標(biāo)記仍可作為對糖皮質(zhì)激素不應(yīng)答的難控制性哮喘患者的輔助判斷指標(biāo)。

在食物過敏領(lǐng)域，誘導(dǎo)和維持對變應(yīng)原的耐受需要變應(yīng)原特異性Treg細(xì)胞產(chǎn)生。叉頭蛋白3(fork head protein 3，F(xiàn)OXP3)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞特異性去甲基區(qū)(T-cell specific demethylated region，TSDR)的去甲基化是Treg細(xì)胞維持抑制作用的先決條件[36-37]。去甲基化有免疫治療誘導(dǎo)并在對變應(yīng)原的持續(xù)無應(yīng)答中維持低水平甲基化，如花生或牛奶免疫療法[38-39]。因此FOXP3去甲基化是免疫療法是否成功的先決條件。雖然兩項(xiàng)研究中樣本量較低，但是TSDR對DNA甲基化分析仍有望作為監(jiān)視免疫治療是否應(yīng)答和耐受是否形成的生物標(biāo)志物。

我們最近在關(guān)于花生過敏皮下免疫治療的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，皮下免疫治療成功小鼠FOXP3甲基化降低，然而，脾CD4+IL-4+T細(xì)胞中TH2關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Gata3顯著增高[19]。與此相反，口服免疫治療僅引起FOXP3去甲基化而無Gata3甲基化，提示后者對于維持無應(yīng)答水平和防止在皮下免疫治療中發(fā)現(xiàn)的對第二種變應(yīng)原敏感。

此外，在花生口服免疫治療中發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)分化出的新的CD4+T細(xì)胞亞群[40]，盡管到目前為止僅僅是轉(zhuǎn)錄水平的特征，但是這些新型CD4+T細(xì)胞亞群很可能具有某種特定表觀特征，作為與持續(xù)無應(yīng)答相關(guān)的標(biāo)志物。

4 變態(tài)反應(yīng)性疾病患者的組蛋白密碼

乙酰化和去乙?；g的平衡狀態(tài)與組蛋白N端殘基甲基化和去甲基化一樣對調(diào)節(jié)和控制基因表達(dá)發(fā)揮重要作用，組蛋白是染色體的重要組構(gòu)和DNA的基本包裝單位，多種組蛋白修飾(所謂的組蛋白密碼)和DNA甲基化之間的相互作用決定了轉(zhuǎn)錄機(jī)器對特定基因組元素的易接近性，并決定特定的細(xì)胞系，包括分化為T細(xì)胞系(圖2)[8,41-42]。盡管相對于DNA甲基化分析相關(guān)研究較少，但是在變態(tài)反應(yīng)性疾病和哮喘患者中已發(fā)現(xiàn)組蛋白修飾平衡狀態(tài)的異常，而組蛋白修飾變化會導(dǎo)致染色體螺旋結(jié)構(gòu)的壓縮或打開[8,43-44]。值得注意的是，研究已發(fā)現(xiàn)來源于哮喘患者T細(xì)胞亞群的TH2發(fā)育相關(guān)基因調(diào)節(jié)區(qū)和哮喘易感基因座的增強(qiáng)子相關(guān)組蛋白標(biāo)志物H3K4Me2增多[45]。在一項(xiàng)母系鼻暴露魯氏不動桿菌對后代變應(yīng)性氣道炎癥起保護(hù)效應(yīng)的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)是γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)依賴的，至少在部分個體中時通過魯氏不動桿菌誘導(dǎo)的后代小鼠CD4+T細(xì)胞Ifng啟動子組蛋白H4乙?；Ｗo(hù)介導(dǎo)的，然而，DNA甲基化分析未發(fā)現(xiàn)差異[46]。

大多數(shù)組蛋白修飾的分析研究集中于特定基因?qū)用?，尤其是TH細(xì)胞亞型的分化，很少有系統(tǒng)性的全基因組研究[43]。炎癥通常伴隨免疫相關(guān)基因總而言之，除了CpG富集區(qū)(CpG島)和三分之二的啟動子區(qū)，其余基因組的CpG二核苷酸都是甲基化狀態(tài)(帶線的實(shí)心圓)。在常染色質(zhì)中，RNA聚合酶Ⅱ能接近啟動子CpG島(帶線的空心圓，相當(dāng)于無核小體區(qū))，從這個區(qū)域啟動轉(zhuǎn)錄，而組蛋白是高度乙?；癄顟B(tài)(圈代表乙酰基)，組蛋白H3的9號賴氨酸(H3K9)和H3的4號賴氨酸(H3K4)是甲基化狀態(tài)(多邊形代表甲基)。與之相反的，在異染色質(zhì)中，DNA和核小體高度濃縮，H3K4是去甲基化狀態(tài)，H3K9、H3K27和H4K20是甲基化狀態(tài)，DNA也是超甲基話狀態(tài)，該區(qū)域無法轉(zhuǎn)錄。為闡明原因，只顯示與染色質(zhì)狀態(tài)相關(guān)的組蛋白修飾。miRNAs以3端非翻譯區(qū)作為靶點(diǎn)，在完全互補(bǔ)情況下導(dǎo)致靶RNA降解，但大多數(shù)情況下，僅有幾個堿基配對而導(dǎo)致mRNA無法翻譯為蛋白，而不改變mRNA豐度的轉(zhuǎn)錄上調(diào)和組蛋白的乙酰化，這已在哮喘患者支氣管活檢標(biāo)本和肺泡巨噬細(xì)胞中得到證實(shí)[47]。除組蛋白外，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和組蛋白去乙?；?histone deacetylase，HDACs)還作用于其他一些蛋白，包括變態(tài)反應(yīng)性疾病相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，例如GATA-3、FOXP3、糖皮質(zhì)激素受體和核因子κB。研究發(fā)現(xiàn)，重度哮喘患者HDACsIII水平降低，導(dǎo)致GATA-3的高乙?；蕉鳷H2細(xì)胞因子的表達(dá)，從而出現(xiàn)氣道炎癥，小鼠模型中可以利用HDACs拮抗劑[48]或強(qiáng)制表達(dá)其他去乙?；讣易宄蓡T[49]來逆轉(zhuǎn)這種炎性反應(yīng)。雖然變態(tài)反應(yīng)性疾病患者尚未進(jìn)行其他類型組蛋白修飾研究，但是有證據(jù)表明核染色質(zhì)修飾酶在氣道上皮細(xì)胞中發(fā)生了改變[50]。

圖 2 與開放(常)和閉合(異)染色質(zhì)相關(guān)的表觀遺傳修飾

5 甲基化組和組蛋白密碼作為變態(tài)反應(yīng)性疾病的治療靶點(diǎn)

表觀遺傳改變構(gòu)成了可遺傳同時又可逆的基因表達(dá)模式，并可以通過調(diào)節(jié)表觀基因組而降低患特應(yīng)性疾病的風(fēng)險，或者至少影響不明顯表型的疾病進(jìn)程。非特異性DNA甲基化抑制劑，如5-氮雜胞苷，在變態(tài)反應(yīng)性疾病中尚未研究并且目前的數(shù)據(jù)存在矛盾。某些研究發(fā)現(xiàn)其治療有效，尤其是可誘導(dǎo)Treg細(xì)胞[51]和IFNG去甲基化[52]，然而，在研究中會導(dǎo)致過敏癥狀的加重[53]。作為哮喘的標(biāo)準(zhǔn)抗炎療法，糖皮質(zhì)激素可激活幾個HDACs，并可取代糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合位點(diǎn)的核因子κB，阻斷組蛋白乙?；^程[54-55]。合成糖皮質(zhì)激素敏感度的下降與HDAC2水平下降有關(guān)，HDAC2導(dǎo)致糖皮質(zhì)激素受體的去乙?；粍游鼰熆赡苁蛊渌较陆礫56-57]。因此，治療干預(yù)過程中增加HDAC水平有望獲得最好療效。

另一方面，HDAC抑制劑的應(yīng)用出現(xiàn)了矛盾結(jié)果，一些研究表現(xiàn)出抗炎作用而另一些研究提示增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，因此這種治療方法的結(jié)果需要進(jìn)一步研究[44,58-59]。然而，由于HDACs和組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶作用于大量靶位并參與多種細(xì)胞信號通路，所以抑制或調(diào)解可能引起意想不到的不良反應(yīng)，需要研發(fā)以特異性細(xì)胞亞群為靶點(diǎn)的選擇性HDAC抑制劑。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)研究只針對表觀遺傳療法對單個靶位基因的影響，所以對這些非特異的表觀遺傳修飾的應(yīng)用效果難以定論，但是有必要對這些療法保持關(guān)注。目前隨著基因編輯重大技術(shù)的進(jìn)步，利用crispr/dcas9系統(tǒng)可以對表觀基因組進(jìn)行改造[60-62]。這些方法使我們首次能夠在功能上對基因組中任何位點(diǎn)的表觀遺傳修飾的重要性進(jìn)行研究和驗(yàn)證，并能提供新的替代方法來調(diào)節(jié)變態(tài)反應(yīng)性疾病的表觀基因組。相比于核酸酶缺陷Cas9酶，CRISPR/dCas9的結(jié)合不會引起基因組雙鏈的斷裂，從而使我們將表觀遺傳酶引導(dǎo)到基因組的特定位點(diǎn)上，進(jìn)而引起特定DNA和組蛋白的甲基化或去甲基化及組蛋白的去乙酰化或乙?；痆63-64]。

盡管這一技術(shù)最近才出現(xiàn)，但它在未來對沒有明確突變的疾病治療有著巨大的潛力。因?yàn)楸碛^遺傳修飾往往是可逆的，所以對環(huán)境暴露所引起的關(guān)鍵分子變化的識別可能提供新的治療方案，以便在出現(xiàn)變態(tài)反應(yīng)癥狀之前逆轉(zhuǎn)這種變化。更重要的是，變態(tài)反應(yīng)性疾病患者中觀察到的T細(xì)胞極化主要是由啟動子的表觀遺傳所修飾，由關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子結(jié)合位點(diǎn)和保守的非編碼序列所驅(qū)動。

表觀遺傳編輯提供了改變不同T細(xì)胞亞群平衡的可能工具，這可以通過兩個載體來實(shí)現(xiàn)，每個載體包含一種細(xì)胞類型特異性啟動子驅(qū)動表達(dá)的關(guān)鍵編輯復(fù)合體組分，因此導(dǎo)致編輯復(fù)合體只在T細(xì)胞表達(dá)[65]。然而，盡管表觀基因組的靶向改造是研究表觀遺傳變化功能的一個重要進(jìn)展，并且已在體內(nèi)進(jìn)行了第一次實(shí)驗(yàn)，但是用于治療目的的潛在用途仍不確定，其體內(nèi)應(yīng)用的安全性和有效性仍不明確。因此，在臨床上用于變態(tài)反應(yīng)性疾病的治療前還需進(jìn)一步研究其變化效率、誘導(dǎo)變化的穩(wěn)定性和誘發(fā)的大量非特異改變(脫靶效應(yīng))[67]。

6 微生物組和表觀遺傳組的相互作用

微生物通過多種機(jī)制影響細(xì)胞穩(wěn)態(tài)、免疫細(xì)胞分化和極化，包括表觀基因組調(diào)控[68]。大量研究已經(jīng)報(bào)道了變態(tài)反應(yīng)性疾病患者皮膚、上氣道和腸等屏障組織中微生物多樣性的變化和普遍性[69-71]。由于目前發(fā)表的研究結(jié)果對發(fā)現(xiàn)的變化和不同種類普及度的鑒定不一致，并且微生物多樣性的增加和減少都與變態(tài)反應(yīng)性疾病有關(guān)，因此許多問題仍待進(jìn)一步研究。

變態(tài)反應(yīng)性疾病患者中某些細(xì)菌種屬發(fā)生了改變，例如梭狀芽孢桿菌屬。這些種屬可以產(chǎn)生表觀活性免疫調(diào)節(jié)分子，導(dǎo)致腸道巨噬細(xì)胞超乙?；蚑H1/TH17效應(yīng)T細(xì)胞極化，例如來自膳食纖維的短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCFAs)包括可以抑制HDACs的丁酸[72-74]。低SCFAs水平與變態(tài)反應(yīng)性疾病有關(guān)，SCFAs水平升高可改善上皮屏障功能，減輕病癥[73]。丁酸可以抑制2型固有淋巴樣細(xì)胞增殖和減少TH2型細(xì)胞因子和GATA-3表達(dá)，在小鼠的變態(tài)反應(yīng)性炎癥模型中，使用一種泛HDAC抑制劑可以對這些結(jié)果進(jìn)行重現(xiàn)[75]。值得注意的是，梭狀芽孢桿菌產(chǎn)生的SCFAs與食物過敏由關(guān)，可通過基因座的組蛋白H3乙酰誘導(dǎo)形成腸Treg細(xì)胞，導(dǎo)致TSDR選擇性去乙?；?，從而降低對食物變應(yīng)原敏感性而形成耐受基因環(huán)境[77-78]。同樣地，雙歧桿菌產(chǎn)生的乙酸鹽可導(dǎo)致FOXP3啟動子超乙?；痆72]。此外，微生物定植通過腸Treg細(xì)胞Uhrf1引起DNA甲基化[79]。總之，這些結(jié)果提示，微生物表觀活性代謝物的修飾可能改變變態(tài)反應(yīng)性疾病患者的疾病狀態(tài)。

對具有患變態(tài)反應(yīng)性疾病風(fēng)險的患者進(jìn)行干預(yù)的主要目的是預(yù)防疾病[80]。盡管某些保護(hù)性的環(huán)境和飲食因素是有益的，仍然需要大量研究確定與誘導(dǎo)耐受相關(guān)的表觀遺傳變化。暴露在益生菌或致病細(xì)菌中會導(dǎo)致未成熟的腸上皮細(xì)胞的暴露特異性DNA甲基化變化[81]。已證實(shí)一些益生菌可以增加T細(xì)胞反應(yīng)的表觀遺傳可塑性，并可能有助于防止對變應(yīng)原敏感或降低變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生[39,46]。其他飲食，如多不飽和脂肪酸已表現(xiàn)出有益的干預(yù)效果[82-83]，并且至少部分調(diào)節(jié)作用是通過表觀遺傳改變實(shí)現(xiàn)的或與其相關(guān)[84-86]。然而，迄今為止，表觀遺傳分析僅存在小規(guī)模地隊(duì)列研究，需要進(jìn)一步的機(jī)制研究來闡明多不飽和脂肪酸影響表觀遺傳修飾的方式和方法。

7 miRNAs和胞外膜泡

在不改變基因序列的情況下，miRNA是又一種表觀遺傳調(diào)節(jié)機(jī)制，影響基因表達(dá)但不改變基因組序列，miRNA(22-25個核苷酸)是通過結(jié)合mRNA的3’非翻譯區(qū)域封閉mRNA翻譯或改變其穩(wěn)定性而在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因表達(dá)的小非編碼RNA分子(圖2)[87]。每個miRNA可以直接或間接調(diào)節(jié)多個靶基因，而且每個靶基因也可以受多個miRNAs調(diào)節(jié)，形成一個復(fù)雜的基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。miRNAs在免疫細(xì)胞的發(fā)育、分化、突變和活化以及氣道重塑、過敏或炎癥疾病中起重要作用[88]。與DNA甲基化模式類似，有強(qiáng)有力的證據(jù)表明變態(tài)反應(yīng)性疾病患者組織、細(xì)胞或體液中miRNA表達(dá)特征與健康對照者間存在差異[89-93]。變應(yīng)原激發(fā)可以導(dǎo)致血細(xì)胞miRNA表達(dá)進(jìn)一步改變[94]，并且至少在嗜酸細(xì)胞性食管炎中糖皮質(zhì)激素可以逆轉(zhuǎn)miRNA失調(diào)[95]。

此外，一些miRNA的表達(dá)可用于區(qū)分不同哮喘亞型，并且與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)聯(lián)，將來有望用于風(fēng)險評估[91,96-97]。然而，miRNAs的細(xì)胞特異性、不同檢測技術(shù)、不同實(shí)驗(yàn)動物模型和患者、異質(zhì)性表型的小樣本量和大多試驗(yàn)缺乏重復(fù)隊(duì)列導(dǎo)致很難從這些數(shù)據(jù)中得出明確的結(jié)論，并在臨床上推進(jìn)基于miRNA的分析和診斷。

盡管由于其低侵入性而促進(jìn)了其臨床研究，但對循環(huán)miRNAs的分析卻由于肺泡灌洗液、血清、血漿或其他來源，例如呼出氣體miRNAs的低濃度而受阻。胞外膜泡(extracellular vesicles，EVs)是一種異質(zhì)的小膜包囊泡，包括外泌體和含RNA、蛋白、代謝分子和小調(diào)節(jié)RNAs(例如miRNAs)的細(xì)胞微泡，構(gòu)成了真核細(xì)胞細(xì)胞間通信的重要組成部分(圖3)[98]。不同于父母細(xì)胞類型，EVs的內(nèi)容物是由細(xì)胞因子環(huán)境決定的，并來自于原始細(xì)胞內(nèi)容的活化選擇(圖3)。EVs隨后通過受體細(xì)胞的內(nèi)吞作用被吸收，與原始細(xì)胞的距離相隔甚遠(yuǎn)。這種攝取過程一定程度上是由EVs表面的蛋白質(zhì)所決定的，釋放物在受體細(xì)胞中可以以級聯(lián)方式刺激或抑制固有和特異性免疫應(yīng)答[99-100]。

圖 3 外泌體內(nèi)容物及其細(xì)胞內(nèi)信號機(jī)制左圖顯示外泌體包含大量蛋白、脂質(zhì)和核酸分子，包括細(xì)胞骨架蛋白(肌動蛋白和微管蛋白)、酶(甘油-3-磷酸脫氫酶和延長因子)、部分轉(zhuǎn)運(yùn)所需的內(nèi)體分選復(fù)合物(ESCRT)、轉(zhuǎn)錄因子(TF)、信號傳導(dǎo)相關(guān)蛋白、miRNAs及其他小非編碼RNAs、mRNAs和長非編碼RNAs(lncRNAs)。在雙層脂質(zhì)膜上具有抗原提呈MHC1和MHC2，細(xì)胞黏黏附相關(guān)分子(四分子交聯(lián)體家族和整合素)和其他跨膜蛋白。右圖顯示小囊泡通過內(nèi)體內(nèi)膜出芽方式的產(chǎn)生和吸收過程，包括ESCRT、四分子交聯(lián)體家族和脂質(zhì)形成多泡小體，隨后與脂質(zhì)膜融合而釋放外泌體。外泌體內(nèi)容物通過質(zhì)膜融合或內(nèi)吞作用利用特定配體受體相互作用被受體細(xì)胞所接收，供體和受體細(xì)胞在空間上可以存在極大距離

因此外泌體的內(nèi)容物對受體細(xì)胞具有編輯功能并且在過敏調(diào)節(jié)細(xì)胞相互作用中發(fā)揮重要作用，利用這些內(nèi)容物可減輕或加重變態(tài)反應(yīng)[93,103]。變應(yīng)原致敏導(dǎo)致EVs數(shù)量明顯增多[104]，在一個支氣管哮喘小鼠模型中導(dǎo)致TH2抑制性miRNAs選擇性進(jìn)入EVs，從而減少嗜酸性粒細(xì)胞積累和氣道炎癥[105]。利用分離至肺泡灌洗液EVs中的miRNA對鑒別輕度哮喘患者的預(yù)測率為72%，包含多種調(diào)節(jié)疾病相關(guān)細(xì)胞因子的miRNAs[106]，并且與哮喘患者氣道上皮細(xì)胞失調(diào)的miRNAs存在極大重合度[107]。

少數(shù)研究分析了miRNAs與變態(tài)反應(yīng)性疾病治療的關(guān)系。miR-21是一種已知的變態(tài)反應(yīng)性疾病患者的miRNA，與對吸入性糖皮質(zhì)激素(inhaled glucocorticoids，IGCSs)敏感的兒童相比，耐受IGCSs的兒童miR-21水平較高。然而，因?yàn)槟退巸和痬iR-21水平與不適用IGCSs患者的水平接近，故IGCS敏感患者miR-21水平下降可能是由于其哮喘狀況的改善而不是對治療的效果。同理，miRNA的變化與口服糖皮質(zhì)激素或抗白三烯治療有關(guān)[97]。

8 miRNAs作為變態(tài)反應(yīng)性疾病的靶點(diǎn)

miRNAs提供了一個有意思的干預(yù)措施，利用合成miRNA類似物或miRNA抑制劑調(diào)節(jié)疾病相關(guān)的內(nèi)源性miRNAs的表達(dá)。從變態(tài)反應(yīng)性疾病小鼠模型中已經(jīng)獲得了一些研究資料。let7-a(靶點(diǎn)是TH2型細(xì)胞因子IL-13)的外源注射可減少細(xì)胞因子水平和氣道炎癥[109]。卵清蛋白(ovalbumin，OVA)誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型中miR-221的抑制同樣減少嗜酸性粒細(xì)胞和白細(xì)胞氣道浸潤[110]，盡管效果較差，但是塵螨處理小鼠miR-145的抑制減少了Th2細(xì)胞IL-5和IL-13水平，類似糖皮質(zhì)激素的治療效果[111]。

由于miRNAs的普遍存在和多重靶點(diǎn)，治療制劑需要通過細(xì)胞類型特異性方式傳遞，并且預(yù)測脫靶率需要對靶點(diǎn)和細(xì)胞因子產(chǎn)生的復(fù)雜機(jī)制有更深一步的了解。此外，由于感興趣的轉(zhuǎn)錄本可以被多個miRNAs調(diào)節(jié)，因此單個miRNAs水平上進(jìn)行調(diào)制效果有限。

盡管還未用于變態(tài)反應(yīng)性疾病的治療，但目前已設(shè)計(jì)了特異性治療和載體并正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)研究，增加(miR-34、mir-29、miR-16)或減少(miR-122、miR-103/107)特異性miRNA水平[112-114]。值得注意的是,一項(xiàng)對變態(tài)反應(yīng)性疾病的臨床研究(NCT02580552)以皮膚T細(xì)胞淋巴瘤中的miR-155為靶點(diǎn)，因?yàn)閙iR-155特異表達(dá)于Th2 CD4+細(xì)胞，并且miR-155缺陷鼠哮喘較輕[115-116]。隨著基于miRNA的治療在其他領(lǐng)域的進(jìn)展，尤其是癌癥，細(xì)胞類型特異性傳遞將不斷提及，這種方法可能會對哮喘和變態(tài)反應(yīng)性疾病的治療進(jìn)行評估。

此外，lncRNAs和環(huán)狀RNAs已經(jīng)被證明是miRNA的強(qiáng)抑制物，可減少細(xì)胞中特異性miRNAs的水平[117-118]。盡管在生理?xiàng)l件下miRNA水平會適應(yīng)這種消耗，合成并設(shè)計(jì)能清除疾病相關(guān)的miRNAs將成為潛在的治療方案[119]。然而，它們的發(fā)展和體內(nèi)傳輸?shù)男?yīng)方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于miRNA類似物和抑制劑了。

在沒有天然小RNA的情況下，針對治療變態(tài)反應(yīng)性疾病的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，另一個選擇是調(diào)節(jié)細(xì)胞分化，這在免疫系統(tǒng)中起重要作用(例如T細(xì)胞)。例如，可以通過減少促進(jìn)TH2應(yīng)答的轉(zhuǎn)錄因子(GATA-3)表達(dá)來實(shí)現(xiàn)，可以通過反義策略來實(shí)現(xiàn)。反義分子通過特定的結(jié)合來阻止mRNA轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，隨后使mRNAs降解[15]。

最近關(guān)于HGD40/SB010(脫氧核酶型反義分子抗TH2重要轉(zhuǎn)錄因子GATA3)的研究支持了反義方法可以用來編輯發(fā)育T細(xì)胞表型的可能性[120-121]。脫氧核酶是具有內(nèi)部催化活性的反義分子，可在不需要具有酶活性的輔助分子的情況下進(jìn)行特定的結(jié)合，使mRNA失活[15]。1期臨床試驗(yàn)證實(shí)HGD40/SB010是安全的及可耐受的[120]，Ⅱ期隨機(jī)安慰劑對照多中心臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其可顯著減弱過敏變應(yīng)性哮喘患者早期和后期臨床哮喘癥狀[121]。

初步數(shù)據(jù)也顯示了EVs在臨床方面的應(yīng)用潛力。骨髓來源的肥大細(xì)胞外泌體在小鼠模型中已被證實(shí)可減少循環(huán)IgE水平，抑制OVA引起的哮喘中肥大細(xì)胞的活化，降低炎癥反應(yīng)強(qiáng)度[122]。利用EVs表達(dá)的免疫抑制或刺激細(xì)胞因子、其他變態(tài)反應(yīng)性疾病相關(guān)分子在體內(nèi)靶向作用于免疫細(xì)胞，或使用定制性臨床級EVs靶向作用于免疫細(xì)胞治療干預(yù)可能成為新的治療免疫相關(guān)疾病的方法，并在癌癥領(lǐng)域作為先驅(qū)，從樹突細(xì)胞中提取的純化外秘體已經(jīng)用于臨床試驗(yàn)的免疫療法[123-124]，可以假設(shè)耐受性EVs注射可以抑制變態(tài)反應(yīng)和超敏反應(yīng)。通過工程改造EVs傳輸生物分子或藥物通過外泌體表面與細(xì)胞類型特異性抗體到特異細(xì)胞亞群也獲得了廣泛關(guān)注。然而，重構(gòu)EVs的復(fù)雜性是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，而且需要更好地理解與加載和分泌有關(guān)的細(xì)胞過程。短期內(nèi)進(jìn)一步描述外泌體亞群來鑒定天然形成的特異性來源EVs較為實(shí)際，可以通過富集或清除來治療干預(yù)。

9 哪種表觀遺傳修飾最適合翻譯？

隨著分析基因組范圍和特定位點(diǎn)的DNA甲基化模式工具的進(jìn)展，結(jié)合生物樣品在儲存期間的DNA甲基化標(biāo)記的穩(wěn)定性，有助于在復(fù)雜疾病患者中實(shí)施基于DNA甲基化的生物標(biāo)記，與對其進(jìn)行的組蛋白修改的分析比較仍存在諸多挑戰(zhàn)，包括染色體分離。已經(jīng)建立了針對小RNAs(包括miRNAs)的成熟和標(biāo)準(zhǔn)化分析技術(shù)，同樣的基因表達(dá)分析可以促進(jìn)臨床試驗(yàn)的實(shí)施。所有表觀遺傳修飾的細(xì)胞類型特異性，包括miRNAs，如何完全定義細(xì)胞亞群仍然存在困難需要研究。然而，miRNAs的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)比DNA甲基化或在特定位點(diǎn)上的組蛋白修飾變化復(fù)雜得多。如果細(xì)胞類型是已知的，而感興趣的細(xì)胞較易分離，那么DNA甲基化就滿足了一個重要生物標(biāo)志物的所有標(biāo)準(zhǔn)[125]。另外，對循環(huán)miRNAs或EVs內(nèi)容物的分析可能會克服這個問題，允許對患者進(jìn)行重復(fù)的最小侵入性取樣。

值得注意的另一點(diǎn)是不同水平的表觀遺傳調(diào)控的穩(wěn)定性與動態(tài)性。DNA甲基化對刺激有反應(yīng)，盡管速度要慢得多，但與組蛋白修飾或miRNAs變化相比，有助于維持表觀遺傳特征的改變，后者在外部或內(nèi)部刺激后不久將發(fā)生強(qiáng)烈變化，但是，一旦狀態(tài)穩(wěn)定下來，變化可能會逐漸消失。因此，如果生物標(biāo)志物用來預(yù)測長期結(jié)果或作為可靠的診斷，DNA甲基化可作為標(biāo)志物選擇，而對于快速決策(例如單次注射后治療反應(yīng))，miRNA可能更加合適。此外，從干預(yù)的角度來看，盡管我們的知識有限，但是利用外源合成類似物和抑制劑調(diào)節(jié)miRNA水平在臨床試驗(yàn)中(尤其是癌癥)優(yōu)于DNA甲基化改變和組蛋白修飾作為靶點(diǎn)。

結(jié)論

研究表觀遺傳學(xué)將進(jìn)一步加深我們對疾病機(jī)制的理解，一些表觀遺傳標(biāo)記可能作為生物標(biāo)記物指導(dǎo)治療變態(tài)反應(yīng)性疾病的個性化管理和臨床決策，包括檢測、管理、以及理想的預(yù)防方法。因?yàn)榇蠖鄶?shù)研究結(jié)果受小樣本隊(duì)列的限制，只具有較低的統(tǒng)計(jì)效力，系統(tǒng)性的包含表觀遺傳分析，尤其是DNA甲基化和miRNAs，大規(guī)模的臨床試驗(yàn)將大大提高我們確定與治療應(yīng)答相關(guān)生物標(biāo)志物的能力，甚至在治療開始前預(yù)測應(yīng)答效果。然而，細(xì)胞表型是由大量細(xì)胞調(diào)節(jié)機(jī)制所決定，包括表觀遺傳修飾。因此單個DNA甲基化水平或miRNA的變化不可能在臨床應(yīng)用中產(chǎn)生足夠的特異性和靈敏度。為了獲得具有足夠效力的生物標(biāo)志物模板，將需要類似于目前在癌癥患者的個性化管理中涌現(xiàn)的那些多層特征[126]。

此外，維持表觀基因組特征在其可塑性限度內(nèi)的機(jī)制冗余性可能難以克服。因此，需要系統(tǒng)生物學(xué)方法評估不同水平的表觀遺傳修飾和基因調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜相互作用，并更好地選擇治療靶點(diǎn)。

雖然變態(tài)反應(yīng)性疾病表觀遺傳學(xué)研究仍處于早期階段，由于認(rèn)識到復(fù)雜疾病中表觀遺傳學(xué)變化的重要性增加和近年來表觀遺傳修飾分析技術(shù)的成熟，故隨著表觀遺傳應(yīng)用于臨床實(shí)踐，我們可以預(yù)測，未來幾年知識將大規(guī)模擴(kuò)展。

我們知道什么？

·表觀遺傳學(xué)包括DNA甲基化、組蛋白修飾和小非編碼RNAs，是免疫細(xì)胞分化和可塑性的重要機(jī)制。

·哮喘和變態(tài)反應(yīng)性疾病患者免疫細(xì)胞亞群和各類體液的表觀遺傳修飾特征改變與疾病表型或疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。

·Treg細(xì)胞FOXP3去甲基化與其活化和變應(yīng)原無應(yīng)答相關(guān)。

·EVs，包括外泌體，其內(nèi)部分子可以遠(yuǎn)距離改變細(xì)胞表型。

·miRNAs類似物和抑制劑，人工合成反義分子在臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)出良好效果，雖然大多數(shù)研究并不是變態(tài)反應(yīng)性疾病領(lǐng)域。

·宿主表觀基因組和微生物組相互作用密切，并且微生物組的調(diào)節(jié)充分對全部或特定基因的表觀遺傳具有影響。

我們不知道什么？

·大多表觀遺傳改變僅僅與變態(tài)反應(yīng)性疾病具有相關(guān)性，目前還不清楚哪些變化是引起疾病的或者可能具有功能的相關(guān)性。

·因?yàn)楸碛^遺傳改變具有細(xì)胞特異性，哪個是應(yīng)該作為研究和靶點(diǎn)的相關(guān)細(xì)胞型？

·個性化治療，例如嗜酸性粒細(xì)胞清除策略臨床表現(xiàn)出實(shí)用性，但是仍不知道僅僅是消除嗜酸性粒細(xì)胞(相應(yīng)的疾病癥狀改善)還是逆轉(zhuǎn)嗜酸性粒細(xì)胞表觀遺傳狀態(tài)變化而恢復(fù)到健康狀態(tài)。

·目前已經(jīng)確定了表觀遺傳變化，但是仍處于初期階段，大多數(shù)研究由于統(tǒng)計(jì)效力和可重復(fù)性不足而具有局限性。

·表觀遺傳編輯帶來了很大希望，然而，細(xì)胞類型特異性、脫靶效應(yīng)和耐久性在應(yīng)用于臨床干預(yù)之前仍存在許多挑戰(zhàn)。

·在臨床實(shí)踐應(yīng)用之前，需要進(jìn)一步研究EVs的來源、形成機(jī)制和細(xì)胞類型特異性。

參考文獻(xiàn)請見原文：

J Allergy Clin Immunol,2018,142: 716-726

專家點(diǎn)評

高金明中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院呼吸科

表觀遺傳學(xué)是指在基因轉(zhuǎn)錄或翻譯水平，非DNA變異導(dǎo)致了基因表達(dá)水平以及改變的表型具有“可遺傳的”特點(diǎn)，包括DNA甲基化、組蛋白修飾和小非編碼RNA調(diào)控等。變態(tài)反應(yīng)和哮喘是環(huán)境因素與基因相互作用的結(jié)果，環(huán)境因素諸如感染、食物、被動吸煙和變應(yīng)原可以導(dǎo)致基因的錯誤表達(dá)或功能異常。表觀基因組關(guān)聯(lián)研究表明，基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)節(jié)和變態(tài)反應(yīng)以及哮喘具有相關(guān)性。該綜述全面總結(jié)了上述表觀遺傳調(diào)控以及微生物組和表觀遺傳組之間相互作用等在變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)病以及免疫調(diào)節(jié)中的作用。非過敏變態(tài)反應(yīng)性疾病的臨床研究顯示，miRNA類似物和抑制劑、人工合成反義分子具有良好的效果。表觀遺傳標(biāo)志物有望用于監(jiān)測疾病病情、篩選適合患者個體的藥物、劑量和方式。作為分子靶位，逆轉(zhuǎn)異常的表型修飾可能是變態(tài)反應(yīng)性疾病治療的新途徑。變態(tài)反應(yīng)的表觀遺傳學(xué)研究仍處于早期階段，還不清楚表觀遺傳學(xué)的哪些變化與疾病相關(guān)。表觀遺傳改變具有細(xì)胞特異性，應(yīng)該以哪種細(xì)胞類型為研究靶點(diǎn)尚不清楚。關(guān)于個性化治療，以嗜酸性粒細(xì)胞為例，特別需要知道是應(yīng)該消除嗜酸性粒細(xì)胞還是逆轉(zhuǎn)嗜酸性粒細(xì)胞表觀遺傳性狀使之恢復(fù)到健康狀態(tài)。關(guān)于表觀遺傳編輯，諸如細(xì)胞類型特異性、脫靶效應(yīng)和耐久性在應(yīng)用于臨床之前仍存在許多挑戰(zhàn)。

高金明

北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院特聘教授，協(xié)和學(xué)者，博士生導(dǎo)師。畢業(yè)于天津醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)系，在北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院獲得碩士、博士學(xué)位，在哈佛醫(yī)學(xué)院完成博士后訓(xùn)練。歷任北京協(xié)和醫(yī)院內(nèi)科住院醫(yī)師和總住院醫(yī)師，呼吸內(nèi)科主治醫(yī)師和副主任醫(yī)師，目前是呼吸科主任醫(yī)師。主要研究方向：氣道炎癥性疾病的發(fā)病機(jī)制和干預(yù)治療。作為第一完成人獲2009年中華醫(yī)學(xué)科技獎三等獎(支氣管哮喘的基礎(chǔ)和臨床研究)；入選“教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”；主持國家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)科研課題，主持OM-85預(yù)防支氣管擴(kuò)張癥急性加重臨床多中心研究。以通信作者或第一作者在RedJournal、JBC、Thorax等SCI雜志發(fā)表論文多篇。