CC BY
112
© Коллектив авторов, 2019
Логинова М.А.1, Парамонов И.В.1, Гусева И.А.2, Дубинина Т.В.2, Подряднова М.В.2, Эрдес Ш.Ф.2, Федоровская А.О.3, Немцов Б.Ф.4
Аллельный профиль HLA-B*27 у больных с анкилозирующим спондилитом
1 ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови» ФМБА России, 610027, г. Киров, Россия
2 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт ревматологии им. В. А. Насоновой», 115522, г. Москва, Россия
3 КОГБУЗ «Кировская областная клиническая больница», 610027, г. Киров, Россия
4 ФГБОУ ВО «Кировский государственный медицинский университет» Минздрава России, 610998, г. Киров, Россия
Проведено исследование аллельного профиля локуса НЬЛ-Б у 121 пациента с анкилозирующим спондилитом. Ген НЬЛ-Б*27 выявлен у всех пациентов с анкилозирующим спондилитом, у 5 человек - в гомозиготном состоянии. Распределение аллелей НЬЛ-Б*27 - 27:05 (45,45%), 27:02 (6,20%), 27:04 (0,41%) - у пациентов с анкилозирующим спондилитом в российской популяции аналогично распределению этих аллелей среди больных европейской когорты.
Ключевые слова: анкилозирующий спондилит; аллели НЬЛ-Б*27; НЬЛ-типирование в высоком разрешении; гомозиготность; ассоциированность
Статья поступила 18.03.2018. Принята в печать 16.06.2018.
Для цитирования: Логинова М.А., Парамонов И.В., Гусева И. А., Дубинина Т.В., Подряднова М.В., Эрдес Ш.Ф., Федоровская А.О., Немцов Б.Ф. Аллельный профиль НЬЛ-Б*27 у больных с анкилозирующим спондилитом. Иммунология. 2019; 40 (2): 5-8. <М: 10.2411/0206-4952-2019-12001.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для корреспонденции
Логинова Мария Александровна -кандидат биологических наук, заведующая научно-исследовательской лабораторией прикладной иммуногенетики ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови» ФМБА России, Киров, Россия E-mail: mlogin2010@gmail.com http://orcid.org/0000-0001-7088-3986
Loginova M.A.1, Paramonov I.V.1, Guseva I.A.2, Dubinina T.V.2, Podryadnova M.V.2, Erdes Sh.F.2, Fedorovskaya A.O.3, Nemtsov B.F.4
Profilling of HLA-B*27 alleles in patients with ankylosing spondylitis
1 Kirov Scientific-Research Institute of Hematology and Blood Transfusion of FMBA of Russia, 610027, Kirov, Russia
2 Research Institute of Rheumatology named after V.A. Nasonova, 115522, Moscow, Russia
3 Kirov Regional Clinical Hospital, 610027, Kirov, Russia
4 Kirov State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, 610998, Kirov, Russia
A study was made of the allelic profile of the HLA-B locus in 121 patients with ankylosing spondylitis. The HLA-B*27 gene was detected in all patients with ankylosing spondylitis, in 5 people - in the homozygote. Distribution of HLA-B*27 alleles - 27:05 (45.45%), 27:02 (6.20%), 27:04 (0.41%) - in patients with ankylosing spondylitis in the Russian population, similar to the distribution of these alleles among patients of the European cohort.
Keywords: ankylosing spondylitis; HLA-B*27 alleles; high resolution HLA-typing; Homozygosity; association.
Received 18.03.2018. Accepted 16.06.2018.
For citation: Loginova M.A., Paramonov I.V., Guseva I.A., Dubinina T.V., Podryadnova M.V., Erdes Sh.F., Fedorovskaya A.O., Nemtsov B.F. Profilling of HLA-B*27 allels in patients with ankylosing spondylitis. Immunologiya. 2019; 40 (2): 5-8. doi: 10.2411/0206-4952-2019-12001. (in Russian)
Acknowledgments. The study had no sponsorship.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
For correspondence
Loginova Maria A. - PhD, Head of Research Laboratory of Applied Immunogenetics of Kirov Scientific-Research Institute of Hematology and Blood Transfusion of FMBA of Russia, Kirov, Russia E-mail: mlogin2010@gmail.com http://orcid.org/0000-0001-7088-3986
Введение
Анкилозирующий спондилит (АС) - хроническое воспалительное заболевание из группы спондилоар-тритов, характеризующееся обязательным поражением крестцово-подвздошных суставов и/или позвоночника
с потенциальным исходом их в анкилоз, частым вовлечением в патологический процесс энтезисов и периферических суставов [1]. Хотя этиопатогенез заболевания изучен не полностью, роль генетических факторов в восприимчивости к АС неоспорима [2].
Человеческие лейкоцитарные антигены (Human leucocyte antigens - HLA) являются наиболее полиморфными локусами в геноме человека. По данным Комитета по номенклатуре факторов HLA-системы ВОЗ (The WHO Nomenclature Committee for Factors of the HLA System), на декабрь 2018 г. HLA-локусы представлены 21 499 ал-лелем [3], многие из них ассоциированы со специфическими иммуноопосредованными заболеваниями.
Ассоциативная связь антигена HLA-B*27 с АС обнаружена более 40 лет назад. Однако из более чем 188 аллелей HLA-B*27, зарегистрированных на сегодняшний день, основные подтипы HLA-B*27, связанные с АС, различаются по частоте встречаемости в разных этнических группах [4, 5]. Так, HLA-B*27:02 зарегистрирован у европейских пациентов с АС, особенно часто в южно-европейских странах [6], HLA-B*27:03 - у африканцев [7], HLA-B*27 антиген - присутствует у больных АС большинства этнических групп [4, 5], тогда как HLA-B*27:07 и HLA-B*27:08 выявляются значительно реже у больных АС, в основном у европейцев [9, 10]. При этом есть исследования, показывающие, что некоторые редко встречающиеся HLA-В*27-аллели -27:06 и 27:09 - не выявляются у больных АС, и даже, предположительно, играют протективную роль [9, 11].
В Российской Федерации практически отсутствуют данные по распределению аллелей HLA-B*27 у больных АС [12].
Цель данной работы - изучение профиля аллелей локуса HLA-B у больных с АС.
Материал и методы
В исследование был включен 121 больной: 100 -пациенты ФГБНУ «Научно-исследовательский институт ревматологии им. В. А. Насоновой», 21 - пациенты КОГБУЗ «Кировская областная клиническая больница». Все пациенты соответствовали модифицированным Нью-Йоркским критериям (1984) АС. Статистический анализ проводили с использованием программы Epi Info (версия 7). Различия в распределении клинических проявлений как номинальных показателей между группами HLA-аллелей оценивали в четырехпольной таблице по величине критерия независимости х2. При значении одного из показателей <5 использовали точный метод Фишера. Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы принимали равным 0,05.
Препараты ДНК для HLA-типирования получены из замороженных образцов цельной крови (антикоагулянт - ЭДТА) методом колоночной фильтрации с использованием наборов реагентов QIAamp DNA Blood Mini Kit (QIAGEN, Германия). Концентрация препаратов ДНК, которую определили на спектрофотометре TECAN Infinite 200 (TECAN, Швейцария), составляла в среднем 25-40 нг/мкл при соотношении А260/А^80 = 1,75 ^ 1,95.
HLA-типирование образцов больных с диагнозом АС по локусу HLA-B проводили по технологии SBT (Sequencing Based Typing) с применением базовых наборов реагентов AlleleSEQR HLA Sequencing (Abbott, США). Чтобы избежать неоднозначности типирова-
ния, использовали реагенты для уточнения гетерозиготных неоднозначностей, в реакцию брали ампли-фикаты на стадии амплификации при постановке HLA-типирования с базовыми наборами реагентов.
Капиллярный электрофорез осуществляли на 48-ка-пиллярном генетическом анализаторе 3730 (Applied Biosystems, США), полученные сиквенсы просматривали в программе Sequencing Analysis (v.5.2), анализировали в программе SBTEngine с использованием библиотеки HLA-аллелей - IMGT/HLA 3.25.0.
В качестве группы сравнения использовали когорту потенциальных доноров гемопоэтических стволовых клеток, включенных в регистр неродственных доноров ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови ФМБА России» (n = 29 253).
Исследование одобрено этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт ревматологии им. В.А. Насоновой», письменное информированное согласие получено от всех пациентов.
Результаты
При HLA-типировании образцов ДНК, выделенных от лиц с установленным диагнозом АС, результат типирования в высоком разрешении по локусу HLA-B получен для всех образцов. Аллельный вариант HLA-B*27 выявлен у каждого пациента с диагнозом АС, а в 5 случаях данный аллельный вариант встретился в гомозиготном состоянии. Не обнаружено различий в отношении активности АС и данных инструментальных обследований между пациентами с HLA-B*27 в гомозиготном состоянии и с HLA-B*27 в гетерозиготном состоянии.
Частота встречаемости аллелей локуса HLA-B у больных с АС представлена в табл. 1.
Из табл. 1 следует, что у исследуемого контингента лиц в ходе эксперимента обнаружены всего 3 аллеля HLA-B*27 - 27:05, 27:02 и 27:04. Из аллельного профиля локуса HLA-B следует, что ни одна другая аллель-ная группа не выявлена у большинства исследуемой выборки, а многие аллели получены лишь единожды.
Сравнительный анализ клинических проявлений АС (вариант дебюта, длительность заболевания, активность, функциональные нарушения, аксиальные, вне-аксиальные и внескелетные проявления) и данных обследований у пациентов с АС с различными аллелями HLA-B*27 показал отсутствие статистически значимых различий (р < 0,05) между этими группами.
Частота встречаемости аллельного варианта HLA-B*27 у потенциальных доноров гемопоэтических стволовых клеток в зависимости от региона их проживания представлена в табл. 2. В связи с тем, что все потенциальные доноры гемопоэтических стволовых клеток для включения в регистр типируются в разрешении от среднего к высокому, невозможно рассчитать указанную частоту встречаемости для конкретных аллелей HLA-B*27, это можно сделать только для всей аллельной группы. У лиц контрольной группы выявлены аллели HLA-B*27:05,
Логинова М.А., Парамонов И.В., Гусева И. А., Дубинина Т.В., Подряднова М.В., Эрдес Ш.Ф., Федоровская А.О., Немцов Б.Ф.
Аллельный профиль HLA-B*27 у больных с анкилозирующим спондилитом
Таблица 1. Частота встречаемости аллелей локуса НЬЛ-Б у больных с анкилозирующим спондилитом
Аллель Выяв- Частота Аллель Выяв- Частота
HLA-B ленные встре- HLA-B ленные встре-
случаи чаемости, % случаи чаемо-сти, %
07:02 14 5,78 39:24 1 0,41
08:01 13 5,37 40:01 2 0,83
13:02 9 3,71 40:02 1 0,41
14:02 1 0,41 40:06 1 0,41
15:01 5 2,07 41:01 1 0,41
15:07 - 0,41 41:02 2 0,83
15:16 1 0,41 44:02 8 3,30
15:17 2 0,83 44:03 3 1,24
18:01 9 3,71 44:05 1 0,41
27:02 15 6,20 44:27 2 0,83
27:04 1 0,41 46:01 1 0,41
27:05 110 45,45 48:01 1 0,41
35:01 3 1,24 49:01 4 1,65
35:02 1 0,41 50:01 5 2,07
35:03 2 0,83 51:01 7 2,89
37:01 2 0,83 52:01 3 1,24
38:01 3 1,24 55:01 1 0,41
39:01 2 0,83 57:01 1 0,41
39:06 1 0,41 58:01 2 0,83
27:02, 27:04, 27:14, 27:07, 27:09, а также аллели 27:133 [13], 27:05:31 [14] и 27:07:05 [15], впервые обнаруженные и описанные у жителей Российской Федерации.
Из табл. 2 следует, что наибольшей частотой встречаемости НЬЛ-Б*27 характеризуются жители Республик Чувашия (9,87%) и Марий Эл (7,96%), которые, вероятно, будут характеризоваться наибольшей распространенностью АС [16, 17]. Наименьшими частотами встречаемости НЬЛ-Б*27 характеризуются жители Приморского края и регионов Северного Кавказа.
Обсуждение
Генетическая ассоциация НЬЛ-Б*27 с АС впервые обнаружена в начале 1970-х гг. и с тех пор не раз подтверждалась в дальнейших исследованиях.
Молекула НЬЛ-Б*27 является уникальной молекулой человеческих лейкоцитарных антигенов I класса не только в силу ее высокой ассоциативности с АС, но и из-за особенного аминокислотного состава. Наличие В-кармана и свободной тиольной группы СуБ67 - две важнейшие структурные особенности, отличающие НЬЛ-Б*27 от других НЬЛ-антигенов [18]. Свободный тиоловый остаток СуБ67 способствует формированию гомодимера молекулы НЬЛ-Б*27 во внеклеточном домене, что оказывает большое влияние на его физиологическую роль [19].
Установлено неравномерное распределение гена НЬЛ-Б*27 в мире. Наибольшей распространенностью НЬЛ-Б*27 и самым высоким показателем выявления спондилоартропатий характеризуются эскимосы и коренные американцы, проживающие в приполярной области и на севере Канады [4, 20]. Известно, что распределение НЬЛ-Б*27 имеет тенденцию к градиентному снижению распространенности с севера на юг, что, предположительно, отражает генетический отбор лучшей сопротивляемости инфекциям. В нашем исследовании это подтверждается распределением НЬЛ-Б*27 в группе сравнения - минимальными значениями частоты встречаемости характеризуются наиболее южные из изучаемых регионов страны: Приморский край (2,5%), Чеченская Республика (3,14%) и Республика Дагестан (3,27%).
На сегодняшний день описано 188 подтипов НЬЛ-Б*27, большинство из них отличаются нуклеотид-ными заменами в экзонах 2 и 3, отвечающих за формирование пептид связывающего сайта [5]. НЬЛ-Б*27:05 является наиболее распространенным подтипом и присутствует практически в каждой мировой популяции. Считается, что НЬЛ-Б*27:05 был «родительским» подтипом, из которого могли образоваться все остальные подтипы путем точечных мутаций (НЬЛ-Б*27:03), рекомбинации (НЬЛ-Б*27:06, 27:09) и генетической конверсии (НЬЛ-Б*27:01, НЬЛ-Б*27:02, НЬЛ-Б*27:04).
Следует отметить, что аллели НЬЛ-Б*27, а также их ассоциативность с АС существенно различаются у представителей различных этнических групп. Помимо НЬЛ-Б*27:05, доказана ассоциированность с АС следующих аллелей НЬЛ-Б *27:01, НЬЛ-Б *27:02,
Таблица 2. Частота встречаемости аллельного варианта НЬЛ-Б*27 у потенциальных доноров гемопоэтических стволовых клеток
Регион Частота встречаемости HLA-B*27, % Регион Частота встречаемости HLA-B*27, %
Кировская область 5,16 Пермский край 6,55
Республика Татарстан 4,70 Республика Чувашия 9,87
Республика Марий Эл 7,96 Амурская область 4,33
Костромская область 5,86 Республика Дагестан 3,27
Нижегородская область 4,57 Чеченская Республика 3,14
Республика Башкортостан 6,02 Ставропольский край 3,40
Республика Удмуртия 6,72 Приморский край 2,50
Новосибирская область 5,57 Другие 5,39
Свердловская область 6,45 Средняя 5,56
HLA-B*27:03, HLA-B*27:04, HLA-B*27:10, HLA-B*27:13, HLA-B*27:14, HLA-B*27:15 [21, 22]. Остальные аллели обнаруживаются с очень низкой частотой встречаемости, и их связь с АС, как правило, неизвестна.
Среди европеоидов преобладающим является аллель HLA-B*27:05, частота встречаемости которого обычно составляет >70% от всех HLA-B*27-позитивных лиц [4, 21]. Также его считают наиболее распространенным аллелем, ассоциированным с АС, на втором месте находится аллель HLA-B*27:02 [4, 21] Полученное в нашем исследовании распределение аллелей HLA-B*27 у пациентов с АС совпадает с их распределением среди лиц европейского происхождения. Аллель HLA-B*27:04, выявленный только у одного пациента изученной выборки, является основным аллелем, ассоциированным с АС в китайской популяции [23].
Аллель HLA-B*27:14, ассоциированность которого с АС подтверждена несколькими исследованиями, нами выявлен только в группе сравнения. Обнаружение ал-леля HLA-B*27:09 только в группе сравнения свидетельствует в пользу гипотезы о его защитной роли [11].
С момента открытия высокой ассоциации HLA-B*27 с АС предложено несколько гипотез, объ-
■ Литература
1. Эрдес Ш.Ф., Бадокин В.В., Бочкова А.Г., Бугрова О.В. и др. О терминологии спондилоартритов. Науч.-практ. ревматология. 2015; 53 (6): 657-60.
2. Van der Linden S., van der Heijde D. Ankylosing spondylitis. Clinical features. Rheum. Dis. Clin. North Am. 1998; 24 (4): 663-76.
3. HLA alleles numbers. URL: http://hla.alleles.org/nomenclature/ stats.html. (date of access December 7, 2017)
4. Tsai W.-Ch. HLA-B27 and ankylosing spondylitis. In: J. Bruges-Armas (ed.). Clinical and Molecular Advances in Ankylosing Spondylitis. InTech. URL: http://www.intechopen.com/books/clinical-and-molecular-avances-in-ankylosing-spondylitis/hla-b27-and-ankylosing-spondylitis.
5. The Allele Frequency Net Database. URL: http://www. allelefrequencies.net/.
6. Эрдес Ш., Гусева И.А., Крылов М.Ю., Беневоленская Л.И. Спондилоартропатии и субтипы HLA-B27 в некоторых популяциях севера России. Тер. арх. 1997; 5: 41-3.
■ References
1. Jerdes Sh.F., Badokin V.V., Bochkova A.G., Bugrova O.V., et al. About the terminology of spondylitis. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. 2015; 53 (6): 657-60. (in Russian)
2. Van der Linden S., van der Heijde D. Ankylosing spondylitis. Clinical features. Rheum. Dis. Clin. North Am. 1998; 24 (4): 663-76.
3. HLA alleles numbers. URL: http://hla.alleles.org/nomenclature/ stats.html. (date of access December 7, 2017)
4. Tsai W.-Ch. HLA-B27 and ankylosing spondylitis. In: J. Bruges-Armas (ed.). Clinical and Molecular Advances in Ankylosing Spondylitis. InTech. URL: http://www.intechopen.com/books/ clinical-and-molecular-avances-in-ankylosing-spondylitis/hla-b27-and-ankylosing-spondylitis.
5. The Allele Frequency Net Database. URL: http://www. allelefrequencies.net/.
6. Jerdes Sh., Guseva I.A., Krylov M.Yu., Benevolenskaya L.I. Spondyloarthropathies and subtypes of HLA-B27 in some populations of the north of Russia. Terapevticheskiy arkhiv. 1997; 5: 41-3. (in Russian)
ясняющих роль ИЬА-Б*27 в патогенезе заболевания. Первоначально акцент был сделан на уровень экспрессии гена ИЬА-Б*27 при проявлении заболевания, предполагалось, что уровень мРНК коррелирует с активностью клинического течения АС. Однако влияние гомозиготности ИЬА-Б*27 так и осталось спорным [4, 21, 22]. В нашем исследовании не обнаружено различий в отношении активности АС между пациентами с ИЬА-Б*27 в гомозиготном и гетерозиготном состояниях.
Выводы
1. Впервые определен аллельный профиль локуса ИЬА-Б у лиц с диагнозом АС, проживающих на территории Российской Федерации. Аллели ИЬА-Б*27:05 и ИЬА-Б*27:02 определены как два основных аллеля, ассоциированных с АС.
2. Установлено, что особенности клинического течения АС среди пациентов российской популяции не ассоциируются с аллелями ИЬА-Б*27.
3. Гомозиготный ИЬА-Б*27 выявлен не только при АС, но и среди лиц группы сравнения, что свидетельствует о полигенном контроле заболевания.
7. Loginova M., Paramonov I. Identification of a new HLA-B*27 allele, B*27:133, in a Russian individual. Tissue Antigens. 2015; 86: 211-2.
8. Loginova M. Identification of a new HLA-B*27 allele, B*27:05:31, in a Russian individual. Immunogenetics: Open Access. 2016; 1 (1): 1000101.
9. The IPD-IMGT/HLA Database. URL: https://www.ebi.ac.uk/ipd/ imgt/hla/allele.html.
10. Балабанова Р.М., Дубинина Т.В., Эрдес Ш.Ф. Динамика заболеваемости ревматическими заболеваниями взрослого населения России за 2010-2014 гг. Науч.-практ. ревматология. 2016; 3 (54): 266-70.
11. Эрдес Ш., Гусева И.А., Беневоленская Л.И. Взаимосвязь анкилозирующего спондилоартрита и HLA-B27 в некоторых этнических группах России. Тер. арх. 2001; 1: 27-30.
12. Lin Yi., Jiucun Wang, Xinjian Guo, Maribel G. Espitia et al. Profilling of HLA-B alleles for association studies with ankylosing spondylitis in the Chinese population. Open Rheumatol. J. 2013; 7: 51-4.
7. Loginova M., Paramonov I. Identification of a new HLA-B*27 allele, B*27:133, in a Russian individual. Tissue Antigens. 2015; 86: 211-2.
8. Loginova M. Identification of a new HLA-B*27 allele, B*27:05:31, in a Russian individual. Immunogenetics: Open Access. 2016; 1 (1): 1000101.
9. The IPD-IMGT/HLA Database. URL: https://www.ebi.ac.uk/ ipd/imgt/hla/allele.html.
10. Balabanova R.M., Dubinina T.V., Jerdes Sh.F. The dynamics of the incidence of rheumatic diseases of the adult population of Russia in 2010-2014. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. 2016; 3 (54): 266-70. (in Russian)
11. Jerdes Sh., Guseva I.A., Benevolenskaya L.I. The relationship between ankylosing spondylitis and HLA-B27 in some ethnic groups in Russia. Terapevticheskiy arhiv. 2001; 1: 27-30. (in Russian)
12. Lin Yi., Jiucun Wang, Xinjian Guo, Maribel G. Espitia, et al. Profilling of HLA-B alleles for association studies with ankylosing spondylitis in the Chinese population. Open Rheumatol. J. 2013; 7: 51-4.
