CC BY
0УДК 575.11:616.24-002-07:616.12.07
Е. П. Михаленко1, Д. В. Лапицкий2, Ю. В. Полюхович1, Н. П. Митьковская2, А. В. Кильчевский1
АНАЛИЗ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ VEGFA, KDR И ИХ ГАПЛОТИПОВ У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА И ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ
ЛЕГКИХ
Тосударственное научное учреждение «Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси» Республика Беларусь, 220072, г. Минск, ул. Академическая, 27 e-mail: [email protected] ^Учреждение образования «Белорусский государственный медицинский университет» Республика Беларусь, 220016, г. Минск, пр. Дзержинского, 83
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) входят в пятерку основных причин смертности в мире. В последние годы появляется все больше исследований, изучающих генетическую предрасположенность к развитию и течению как ССЗ, так и ХОБЛ. Цель исследования — оценить влияние полиморфных вариантов rs699947, rs3025039, rs2010963 гена VEGFA и rs1870377 гена KDR на риск развития хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и ишемической болезни сердца (ИБС) у мужчин.
Показано влияние гетерозиготного генотипа СА rs699947 гена VEGFA на риск предрасположенности к ХОБЛ: доля носителей генотипа СА в группе пациентов с ХОБЛ статистически значимо больше по сравнению с долгожителями (р = 0,02) и пациентами с ИБС (р = 0,01). Установлено, что носительство генотипов СС и GC rs2010963 гена VEGFA достоверно чаще наблюдалось в группе пациентов с ИБС по сравнению с ДЖ (ОШ 2,2; 95% ДИ: 1,3-3,9; р = 0,01). Выявлено статистически значимое неравновесное сцепление между локусами rs699947 и rs2010963 во всех изучаемых группах (r 0,532-0,548; p <0,001). Показано влияние комбинаций аллелей С-Т (rs2010963-rs1870377) и С-С-Т (rs699947-rs2010963-rs1870377) в формировании предрасположенности к развитию ИБС.
Ключевые слова: полиморфизм генов, фактор роста эндотелия сосудов, хроническая обструктивная болезнь легких, ишемическая болезнь сердца, долгожители.
Для цитирования: Анализ полиморфных вариантов генов VEGFA, RDR и их гаплотипов у пациентов с ишемической болезнью сердца и хронической обструктивной болезнью легких / Е. П. Михаленко, Д. В. Лапицкий, Ю. В. Полюхович [и др.] // Молекулярная и прикладная генетика: сб. науч. тр. / Ин-т генетики и цитологии НАН Беларуси; редкол.: А. В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. - Минск, 2024. - Т. 37. - С. 59-70.
Введение
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной смертности в мире. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, ежегодно от ССЗ умирает более 17,5 млн человек [1]. Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) занимает третье место в структуре смертности после ССЗ и инсульта [2]. Затраты на ХОБЛ, от которой страдают более 400 млн человек в мире, колоссальны: Всемирный экономический форум подсчитал, что к 2030 г. глобальные затраты
на ХОБЛ достигнут 50 трлн долларов США в год [2, 3]. ХОБЛ часто сочетается с другими заболеваниями, которые могут существенно ухудшить прогноз пациента, кроме того, ко-морбитность данной патологии затрудняет диагностику [4]. Ишемическая болезнь сердца (ИБС) и хроническая сердечная недостаточность (ХСН) являются основной патологией, которая сопутствует ХОБЛ [5, 6].
В последние годы появляется все больше исследований, изучающих генетическую предрасположенность к развитию и течению как
ССЗ, так и ХОБЛ. Роль цитокинов, участвующих в ангиогенезе, в формировании патологии сердечно-сосудистой системы и ХОБЛ представляется весьма существенной [7, 8]. В литературе описаны исследования об ассоциации полиморфизма гена фактора роста эндотелия сосудов VEGFА и гена КОЯ, кодирующего рецептор к VEGFА, с ССЗ, однако данное направление требует дальнейшего изучения [9-11].
Цель данного исследования — оценить влияние полиморфных вариантов ге699947, ге3025039, ^2010963 гена VEGFА и ^1870377 гена КБЯ на риск развития ХОБЛ и ИБС у мужчин.
Материалы и методы
В исследование включены 100 лиц мужского пола с диагнозом ХОБЛ (744). Пациенты с ХОБЛ включались в исследование в периоде ремиссии, в срок не менее трех месяцев после завершения обострения ХОБЛ. Медиана (25 и 75 квартили) возраста пациентов с ХОБЛ составила 65,0 [60,0:69,0] лет. В качестве групп сравнения в исследование включены две группы пациентов без ХОБЛ: 100 пациентов с установленным диагнозом ИБС (66,0 [63,06:69,0] лет) и 109 мужчин-долгожителей (ДЖ) в возрасте старше 92,0 [91,0:93,0] лет. В таблице 1 представлены характеристики включенных в исследование пациентов.
Группа пациентов с ИБС имела следующие формы заболевания: перенесенный в прошлом инфаркт миокарда (125.2), бессимптомная ишемия миокарда (125.6), стенокардия напряжения (120.8). У пациентов с ИБС, включенных в исследование, наличие ХОБЛ исключено на этапе предварительного обследования.
Контрольной группой являлись 109 мужчин-долгожителей в возрасте старше 92,0 [91,0:93,0] лет, не имеющих в анамнезе острого инфаркта миокарда, острого нарушения
мозгового кровообращения, клинически выраженной хронической сердечной недостаточности и без установленного клинического диагноза ХОБЛ. Необходимо отметить, что в возрастной категории от 60 до 70 лет практически невозможно найти людей без коморбид-ной патологии. К тому же отсутствие клинических критериев хронических заболеваний, таких как ИБС или ХОБЛ, на момент обследования не исключает их появления в обозримом будущем по мере старения пациента. Данная проблема в исследованиях, включающих возрастных пациентов, различными авторами обозначается как «ограничение исследования». Долгожители представляют собой группу людей, которые достигли зрелого возраста без значительных хронических болезней либо хронические заболевания не помешали им дожить до возраста долгожителей. ДЖ демонстрируют тем самым генетическую и/или физиологическую устойчивость к развитию хронических заболеваний, особенно таких, которые влияют на продолжительность жизни человека, например, ИБС или ХОБЛ. Поэтому использование группы долгожителей в качестве группы сравнения в биомедицинских исследованиях может помочь выявить генетические, метаболические или другие биологические факторы, которые играют роль не только в развитии, но и течении хронических болезней. Так, Т. Ю. Маркова с соавторами рассматривают феномен долгожительства как состояние максимально возможной защиты от формирования и прогрессирования ИБС, а долгожителей — как перспективную категорию населения для выявления антиатероген-ных факторов и механизмов [12].
Диагноз ХОБЛ выставлялся в соответствии с рекомендациями Глобальной стратегии диагностики, лечения и профилактики ХОБЛ [13] на основании изучения жалоб, анамнеза воз-
Таблица 1
Характеристика включенных в исследование пациентов
Заболевание ИБС ХОБЛ Долгожители
Число пациентов, N 100 100 109
Пол мужской мужской мужской
Возраст, лет Ме (25-75%) 66,0 [63,0:69,0] 65,0 [60,0:69,0] 92,0 [91,0:93,0]
действия поллютантов (курение) на органы дыхания, физикального осмотра, изучения функции внешнего дыхания (ФВД) после ингаляции короткодействующего бронхолитика (сальбу-тамол 400 мкг). Диагноз ИБС выставлялся на основании изучения жалоб, анамнеза, физи-кального осмотра, функциональных методов исследования в соответствии с рекомендациями Европейского общества кардиологов [14].
Геномную ДНК из лейкоцитов периферической венозной крови выделяли методом
определяли методом ПЦР-ПДРФ анализа. По-лимеразную цепную реакцию проводили на амплификаторе С1000 Touch (BioRad, США). Праймеры, использованные в работе, синтезировались ОДО «Праймтех», Беларусь.
Статистическую обработку результатов осуществляли посредством программного обеспечения IBM Statisticа (версия 10). Описательная статистика представлена медианой и интерквартальным размахом — Me [25:75]. Для сравнения частот встречаемости аллелей или генотипов в различных группах использовался анализ таблиц сопряженности с расчетом критерия х2, связанного с ним критерия z, точного критерия Фишера (если ожидаемые значения в ячейках таблицы были меньше пяти), отношения шансов (ОШ) с расчетом 95% ДИ. За пороговый уровень критической значимости принимали значение вероятности менее 0,05 (p <0,05). Полиморфные варианты изучаемых генов тестировали на отклонение от равновесия Харди-Вайнберга (HWEp >0,05).
фенольно-хлороформной экстракции с использованием протеиназы К с последующей очисткой этанолом. Четыре однонуклеотид-ных полиморфизмов (ОНП) генов VEGFA и KDR были выбраны для анализа на основе частоты минорных аллелей (MAF) не менее 5% в европейской популяции (ЕП). Основная информация о протестированных вариантах представлена в таблице 2.
Полиморфные варианты rs699947, rs3025039, rs2010963 гена VEGFA и rs1870377 гена KDR
Сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей четырех однонукле-отидных полиморфизмов генов VEGFA и KDR в группе ДЖ, у пациентов с ИБС и пациентов с ХОБЛ проводился с помощью онлайн-про-граммы SNPStats [16], в основу работы которой положено использование логистической регрессии для создания моделей взаимодействия аллелей генов (кодомининтной, доминантной, рецессивной, сверхдоминантной, лог-аддитивной). Оценка отношения шансов (ОШ) для каждого генотипа по отношению к референсному генотипу, за которую выбирается один гомозиготный генотип, дает представление о степени ассоциации заболевания с тем или иным генотипом у лиц исследуемых групп. Для определения неравновесия сцепления онлайн-программа SNPStats рассчитывает статистику D, которая представляет собой отклонение между ожидаемой частотой гаплоти-пов (в предположении отсутствия ассоциации) и наблюдаемой частотой, статистику D', кото-
Таблица 2
Основная информация об изучаемых однонуклеотидных полиморфизмах генов
VEGFA и KDR
Полиморфный локус Локализация* Нуклеотидная замена MAF** Частоты генотипов в ЕП***
rs699947 chr6:43768652 2578А > С С = 0,4477 АА 0,305; СА 0,495; СС 0,20
rs3025039 chr6:43784799 936C > T Т = 0,13905 СС 0,741; СТ 0,24; ТТ 0,019
rs2010963 chr6:43770613 634G > C С = 0,3302 GG 0,449; GC 0,442; CC 0,109
rs1870377 chr4:55106807 1719T>A A = 0,23956 TT 0,578; TA 0,364; AA 0,058
Примечание. * — на основе референсной последовательности человека (GRCh38.p13); ** — MAF — частота минорного аллеля в европейской популяции [15]; *** — частоты встречаемости гомозиготных и гетерозиготных генотипов изучаемых генов рассчитывались по формуле (р + q)2, отражающей закон Харди-Вайнберга (р — распространенность в ЕП первого аллеля изучаемой аллельной пары, q — распространенность в ЕП второго аллеля изучаемой аллельной пары)
рая равна D, масштабированной в диапазоне [-1,1], коэффициент корреляции между аллелями r. Между неравновесно сцепленными аллелями проведена оценка частот гаплотипов с помощью двухэтапного итерационного метода, названного EM-алгоритмом (Expectation Maximization algorithm). Оценка отношения шансов (ОШ) для каждого гаплотипа по отношению к референсному, за который выбирается наиболее часто встречающийся гапло-тип, дает представление о степени ассоциации заболевания с тем или иным гаплотипом у лиц исследуемых групп.
Результаты и обсуждение
Фактор роста эндотелия сосудов VEGF играет центральную роль в развитии как физиологического, так и патологического ангиогенеза. Семейство VEGF у человека включает пять представителей, из которых VEGFA — ми-тоген, ответственный за ангиогенез и стимуляцию пролиферации эндотелиальных клеток [7]. Описан ряд однонуклеотидных полиморфизмов гена VEGFA, влияющих на уровень продукции фактора роста эндотелия сосудов. Установлено, что генотипы 2578АА rs699947 и 634GG rs2010963 связаны со снижением синтеза VEGFA в мононуклеарных клетках периферической крови, стимулиро-
ванных липополисахаридом [17, 18]. У носителей аллели +936Т ге3025039 наблюдается снижение уровня VEGFА в плазме крови [19]. Ключевым рецептором, через который осуществляется передача сигнала от VEGFA внутрь клетки, является VEGFR2, который кодируется геном КПК. Вариант однонуклео-тидной замены 1719А > Т расположен в 11-ом экзоне гена, что соответствует 5-му ^-подобному домену рецептора. Этот вариант приводит к несинонимичной замене аминокислоты, что влияет на эффективность связывания VEGFA с VEGFR2 [20].
На первом этапе проведена оценка частот встречаемости генотипов и аллелей ге699947, ге3025039, ге2010963 гена УЕОЕЛ и ге1870377 гена КПК в исследуемых группах (табл. 3).
Распределение частот аллелей и генотипов исследуемых локусов соответствовало равновесию Харди-Вайнберга, за исключением полиморфного варианта ге699947 в группе ХОБЛ (X2 = 7,6; р = 0,006). С учетом соответствия закону Харди-Вайнберга распределений генотипов ^3025039, ^3025039, ге1870377 в группе пациентов с ХОБЛ неслучайный отбор пациентов при формировании группы представляется маловероятным. Исключены также ошибки генотипирования. Возможно, причиной несоответствия закону Харди-Вайнберга рас-
Таблица 3
Частоты встречаемости генотипов и аллелей ге699947, ге3025039, ге2010963 и ге1870377 у пациентов с ХОБЛ, ИБС и у долгожителей Беларуси
Долгожители Пациенты с ИБС Пациенты с ХОБЛ
n % n % n %
rs699947
АА 34 32,7 24 24,0 19 19,6
СА 49 47,1 46 46,0 62 63,9
СС 21 20,2 30 30,0 16 16,5
Аллель А 117 56,3 94 47,0 100 51,5
Аллель С 91 43,7 106 53,0 94 48,5
HWEр 0,65 0,44 0,006
rs3025039
СС 63 63,0 65 65,0 70 72,2
ТС 36 36,0 31 31,0 27 27,8
ТТ 1 1,0 4 4,0 0 0,0
Аллель С 162 81,0 161 80,5 167 86,1
Аллель Т 38 19,0 39 19,5 27 13,9
HWEр 0,09 0,83 0,11
Окончание таблицы 3
Генотип Долгожители Пациенты с ИБС Пациенты с ХОБЛ
n % n % n %
rs2010963
GG 59 59,6 40 40,0 44 46,8
GC 35 35,4 48 48,0 46 48,9
СС 5 5,0 12 12,0 4 4,3
Аллель G 153 77,3 128 64,0 134 71,3
Аллель С 45 22,7 72 36,0 54 28,7
HWEр 0,91 0,68 0,06
rs1870377
ТТ 51 46,8 51 51,0 49 49,0
ТА 45 41,3 43 43,0 38 38,0
АА 13 11,9 6 6,0 13 13,0
Аллель Т 147 67,4 145 72,5 136 68,0
Аллель А 71 32,6 55 27,5 64 32,0
HWEр 0,52 0,43 0,2
пределений генотипов ге699947 является влияние данного ОНП на формирование ХОБЛ: в группе ХОБЛ частота встречаемости гете-розиготы СА (63,9%) статистически значимо превышает таковую в группах ИБС (46,0%) и ДЖ (47,1%), уровень значимости р = 0,01 и р = 0,02 соответственно.
Далее проведен сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфизмов гена УЕОЕЛ и КОЯ в группе ДЖ, у пациентов с ИБС и пациентов с ХОБЛ с использованием логистической регрессии для создания моделей взаимодействия аллелей генов (кодомининтной, доминантной, рецессивной, сверхдоминантной, лог-аддитивной). Данные приведены в таблице 4. В каждой модели рассчитано отношение шансов (ОШ) и 95%-й доверительный интервал (95% ДИ) при сравнении пациентов исследуемых групп (лиц с ИБС, с ХОБЛ, ДЖ). Для выбора лучшей модели использовалось наименьшее значение статистики Акаике (А1С).
Не выявлено различий между группами по распределению полиморфных вариантов ге3025039 гена УЕОЕЛ и ^1870377 гена КОЯ.
Статистически значимые различия полиморфных вариантов ^2010963 гена УЕОЕЛ выявлены между группой пациентов с ИБС и ДЖ: частота встречаемости генотипа ОО ге2010963 в группе ДЖ (59,6%) статистиче-
ски значимо выше, чем в группе ИБС (40,0%), р = 0,01. Носительство генотипов СС и GC достоверно чаще наблюдалось в группе пациентов с ИБС по сравнению с ДЖ (ОШ 2,2; 95% ДИ: 1,3-3,9). Лучшей моделью наследования (AICmin = 271) явилась лог-аддитивная модель (ОШ = 2,0; 95% ДИ: 1,2-3,0; р = 0,003).
Наши результаты показывают, что у носителей алелли С (генотипы СС и GC) rs2010963 повышен риск развития ИБС. Схожие результаты были получены в 2017 г. K. S. Nia и соавторами в результате 5-летнего наблюдения за пациентами с ИБС. Авторы установили, что носительство генотипов CC/CG rs2010963 увеличивает риск развития ИБС (р = 0,002) и риск сердечно-сосудистой смерти (р = 0,004) [9]. Также проведенный метаанализ показал, что генотип CC, связанный с высоким уровнем сывороточного VEGF, может повышать риск инфаркта миокарда [11]. Хотя роль VEGFA в атеросклеротических изменениях остается неоднозначной в литературе, большинство предыдущих исследований сообщали, что роль VEGFA в прогрессировании ИБС может быть связана с ангиогенезом и вазоактиваци-онной активностью, пролиферацией гладко-мышечных клеток. Также VEGFA действует как эндогенный медиатор в эндотелиальном сигнальном пути и регулятор целостности эндотелия в артериальной стенке [21, 22].
Таблица 4
Сравнение распределения полиморфных вариантов генов ¥ЕСРА и КПК у долгожителей, пациентов с ИБС и пациентов с ХОБЛ
с использованием логистической регрессии
Модель Генотип Группы Отношение шансов (ОШ) Р А1С
т чел. (%) ИБС чел. (%) ХОБЛ чел. (%) ИБС-ДЖ (1) ХОБЛ-ДЖ (2) ХОБЛ-ИБС (3) 1 2 3 1 2 3
ге699947
Кодоминантная АА СА СС 34 (32,7) 49 (47Л) 21 (20,2) 24 (24,0) 46 (46,0) 30 (30,0) 19(19,6) 62 (63,9) 16(16,5) 1,0 1,3 (0,7-2,6) 2,0 (0,9-4,3) 1,0 2.3 (1,2-4,5) 1.4 (0,6-3,2) 1,0 2,5 (1,2-5,2) 1,5 (0,6-3,5) 0,2 0,04 0,03 285 278 271
Доминантная АА СА-СС 34 (32,7) 70 (67,3) 24 (24,0) 76 (76,0) 19(19,6) 78 (80,4) 1,0 1,5 (0,8-2,8) 1,0 2,0(1,1-3,8) 1,0 1,3 (0,7-2,6) 0,2 0,03 0,45 284 278 276
Рецессивная АА-СА СС 83 (79,8) 21 (20,2) 70 (70,0) 30 (30,0) 81 (83,5) 16(16,5) 1,0 1,7 (0,9-3,2) 1,0 0,8 (0,4-1,6) 1,0 0,5 (0,2-0,9) 0,1 0,5 0,02 284 282 272
Сверхдоминантная АА-СС СА 55 (52,9) 49 (47,1) 54 (54,0) 46 (46,0) 35 (36,1) 62 (63,9) 1,0 0,9 (0,6-1,7) 1,0 2,0(1,1-3,5) 1,0 2,1 (1,2-3,7) 0,9 0,02 0,01 286 277 270
Лог-аддитивная - - - - 1,4 (0,9-2,1) 1,24 (0,8-1,9) 1,22 (0,8-1,9) 0,07 0,3 0,34 283 281 272
К530 2 5 0 3 9
Кодоминантная СС тс тт 63 (63,0) 36 (36,0) 1 (1.0) 65 (65,0) 31 (31,0) 4 (4,0) 70 (72,2) 27 (27,8) 0 (0,0) 1,0 0,8 (0,5-1,5) 3,9 (0,4-35,6) 1,0 0,7 (0,4-1,2) 1,0 0,8 (0,4-1,5) 0,3 0,2 0,051 281 176 273
Доминантная СС ТС-ТТ 63 (63,0) 37 (37,0) 65 (65,0) 35 (35,0) 70 (72,2) 27 (27,8) 1,0 0,9 (0,5-1,6) 1,0 0,7 (0,4-1,2) 1,0 0,7 (0,4-1,3) 0,8 0,2 0,3 281 275 276
Рецессивная сс-тс тт 99 (99,0) 1 (1.0) 96 (96,0) 4 (4,0) 97 (100,0) 0 (0,0) 1,0 4,1 (0,5-37,5) 1,0 1,0 0,2 0,2 - 279 276 272
Сверхдоминантная СС-ТТ тс 64 (64,0) 36 (36,0) 69 (69,0) 31 (31,0) 70 (72,2) 27 (27,8) 1,0 0,8 (0,4-1,4) 1,0 0,7 (0,4-1,3) 1,0 0,9 (0,5-1,6) 0,5 0,2 0,6 281 276 277
Лог-аддитивная - - - - 1,04 (0,6-1,7) 0,6 (0,4-1,2) 0,7 (0,4-1,1) 0,9 0,1 0,1 281 275 275
Окончание таблицы 4
■3
с
о
О/
а: §
ТО
а: то 2
с §
Р3
Од
»
(о О (о
Модель Генотип Группы Отношение шансов (ОШ) Р А1С
ДЖ чел. (%) ИБС чел. (%) ХОБЛ чел. (%) ИБС-ДЖ (1) ХОБЛ-ДЖ (2) ХОБЛ-ИБС (3) 1 2 3 1 2 3
ге2010963
Кодоминантная ее СС 59 (59,6) 35 (35,4) 5 (5,0) 40 (40,0) 48 (48,0) 12 (12,0) 44 (46,8) 46 (48,9) 4 (4.3) 1,0 2,0(1,1-3,7) 3,5 (1,6-10,8) 1,0 1,8 (1,0-3,2) 1,1 (0,3-4,2) 1,0 0,9 (0,5-1,6) 0,3 (0,1-1,1) 0,01 0,2 0,12 273 270 271
Доминантная вв СС-СС 59 (59,6) 40 (40,4) 40 (40,0) 60 (60,0) 44 (46,8) 50 (53,2) 1,0 2,2 (1,3-3,8) 1,0 1,7 (1,0-3,2) 1,0 0,8 (0,4-1,3) 0,01 0,08 0,34 272 268 272
Рецессивная СС-СС СС 94 (95,0) 5 (5,0) 88 (88,0) 12 (12,0) 90 (95,7) 4 (4.3) 1,0 2,6 (0,8-7,6) 1,0 0,8 (0,2-3,2) 1,0 0,33 (0,1-1,1) 0,08 0,8 0,089 277 271 269
Сверхдоминантная вв-СС ее 64 (64,7) 35 (35,4) 52 (52,0) 48 (48,0) 48 (51,1) 46 (48,9) 1,0 1,7 (0,96-2,98) 1,0 1,8 (0,98-3,1) 1,0 1,1 (0,6-1,8) 0,07 0,06 0,9 277 268 273
Лог-адщитивная - - - - 1,9(1,2-3,1) 1,4 (0,9-2,3) 0,7 (0,4-1,1) 0,003 0,15 0,1 271 269 270
ге1870377
Кодоминантная тт ТА АА 51 (46,8) 45 (41,3) 13 (11,9) 51 (51,0) 43 (43,0) 6 (6,0) 49 (49,0) 38 (38,0) 13 (13,0) 1,0 0,96 (0,5-1,7) 0,5 (0,2-1,3) 1,0 0,9 (0,5-1,6) 1,04 (0,4-2,5) 1,0 0,9 (0,5-1,7) 2,3 (0,6-1,9) 0,32 0,89 0,22 293 295 280
Доминантная ТТ ТА-АА 51 (46,8) 58 (53,2) 51 (51,0) 49 (49,0) 49 (49,0) 51 (51,0) 1,0 0,8 (0,5-1,5) 1,0 0,9 (0,5-1,6) 1,0 1,1 (0,6-1,9) 0,54 0,75 0,78 293 293 281
Рецессивная ТТ-ТА АА 96 (88,1) 13 (11,9) 94 (94,0) 6 (6,0) 87 (87,0) 13 (13,0) 1,0 0,5 (0,7-1,3) 1,0 1,1 (0,5-2,5) 1,0 2,3 (0,9-6,4) 0,13 0,81 0,09 291 293 278
Сверхдоминантная ТТ-АА ТА 96 (88,1) 13 (11,9) 57 (57,0) 43 (43,0) 62 (62,0) 38 (38,0) 1,0 1,1 (0,6-1,9) 1,0 0,9 (0,5-1,5) 1,0 0,8 (0,5-1,4) 0,8 0,63 0,47 293 293 281
Лог-адщитивная - - - - 0,8 (0,5-1,2) 0,98 (0,7-1,5) 1,2 (0,8-1,9) 0,26 0,91 0,33 292 293 280
£
>
а
р: Й В
оо
Я
о Й я
о та е-и
о-
X (Я
-8 я р:
О (Я
(Л
Статистически значимые различия по частотам генотипов ге699947 гена УЕОЕЛ обнаружены между группой лиц с ХОБЛ и ДЖ. Лучшей моделью наследования (АГСтт = 277) явилась сверхдоминантная модель: доля носителей гетерозиготного генотипа СА ге699947 в группе пациентов с ХОБЛ статистически значимо больше по сравнению с ДЖ (СА vs СС-АА: ОШ = 2,0; 95% ДИ: 1,1-3,5; р = 0,02). Статистически значимые различия по частотам генотипов ^699947 обнаружены между пациентами с ХОБЛ и пациентами с ИБС. Лучшей моделью наследования (АГСтт = 270) также явилась сверхдоминантная модель: доля носителей гетерозиготного генотипа СА ге699947 в группе пациентов с ХОБЛ статистически значимо больше по сравнению с группой лиц с ИБС (СА vs СС-АА: ОШ = 2,1; 95% ДИ: 1,2-3,7; р = 0,01). Преобладание генотипа СА ге699947 в группе пациентов с ХОБЛ по сравнению с ДЖ и группой пациентов с ИБС, возможно, связано с явлением сверхдоминирования, и именно это привело к несоответствию распределений генотипов ге699947 закону Харди-Вайнберга в группе ХОБЛ.
В доступной литературе есть данные толь-
ко одного исследования, где изучалась связь ге699947 УЕОЕЛ с риском ХОБЛ. В данном исследовании не выявлено статистических различий по частотам полиморфных вариантов ге699947 в группе ХОБЛ и контрольной группе [23]. В то же время в мета-анализе W. Q. Ма и соавторов выявлен повышенный риск предрасположенности к ИБС в доминирующей генетической модели (СС + СА против АА: ОШ = 1,38; 95% ДИ: 1,19-1,61) [24].
В нашем исследовании выявлено статистически достоверно более частое носительство генотипа АА ге699947 у ДЖ по сравнению с пациентами группы ХОБЛ (р = 0,036). Статистически значимой разницы между пациентами группы ИБС и группы ХОБЛ по носи-тельству генотипа АА ге699947 не получено. Т. к. ИБС и ХОБЛ формируются в условиях практически одинаковых факторов риска, вероятно, генотип АА ге699947 ассоциирован с ангиопротективным действием. У лиц с ХОБЛ носительство генотипа СС ге699947 выявлено статистически значимо реже по сравнению с пациентами с ИБС (р = 0,026), а носительство генотипа СА ге699947 чаще по сравнению с пациентами с ИБС (р = 0,012) и ДЖ (р = 0,017). Это приводит к преоблада-
Таблица 5
Статистическая оценка неравновесия по сцеплению пар полиморфных вариантов гена VEGFА в группах пациентов с ХОБЛ, с ИБС и ДЖ
Пары ОНП Б Б' г X2 Р
Группы ХОБЛ-ДЖ
ге699947-ге3025039 0,023 0,305 0,125 6,07 0,014
ге699947-ге2010963 0,116 0,836 0,532 107,9 <0,001
ге3025039-ге2010963 0,007 0,057 0,043 0,39 0,52
Группы ИБС-ДЖ
ге699947-ге3025039 0,012 0,136 0,064 1,63 0,20
ге699947-ге2010963 0,125 0,821 0,548 118,3 <0,001
ге3025039-ге2010963 0,009 0,070 0,053 1,08 0,29
Группы ХОБЛ-ИБС
ге699947-ге3025039 0,002 0,030 0,014 0,07 0,78
ге699947-ге2010963 0,125 0,779 0,532 109,9 <0,001
ге3025039-ге2010963 0,006 0,053 0,034 0,46 0,499
нию в группе ХОБЛ носительства генотипа СА ге699947 в возрасте 65,0 [60,0:69,0] лет. Вероятно, генотип СА ге699947 является неблагоприятным для достижения возраста долголетия (90 лет и старше) пациентами с ХОБЛ.
На следующем этапе проведено изучение неравновесия по сцеплению изучаемых полиморфных вариантов гена УЕОЕЛ в группах пациентов с ХОБЛ, с ИБС и ДЖ (табл. 5).
Во всех изучаемых группах выявлено статистически значимое сцепление между ОНП ге699947 и ^2010963 гена УЕОЕЛ (значения коэффициента корреляции между аллелями г 0,532-0,548; р <0,001).
При анализе комбинаций полиморфных вариантов изучаемых локусов на первом этапе были исключены сочетания аллелей, частота которых была менее 0,01. В таблице 6 представлены статистически значимые различия по частотам сочетаний аллелей изучаемых локусов в исследуемых группах. Анализ комбинаций между группами пациентов с ХОБЛ и ДЖ не выявил статистически значимых различий. Таким образом, в группе ХОБЛ следует считать приоритетным ассоциацию геноти-
па СА ге699947 гена УЕОЕЛ с риском развития ХОБЛ (табл. 3).
Сочетание аллелей С-С (ге699947-ге2010963) в группе пациентов с ИБС (32,0%) встречается статистически значимо чаще (ОШ 2,0; 95% ДИ: 1,2-3,2; р = 0,006), чем в группе ДЖ (20,7%).
Сочетание аллелей С-Т (^2010963-ге1870377) в группе пациентов с ИБС (30,2%) встречается статистически значимо чаще, чем в группе ДЖ (17,0%) и в группе ХОБЛ (18,8%) (ОШ 2,4; 95% ДИ: 1,3-4,5; р = 0,007 и ОШ 2,2; 95% ДИ: 1,1-4,3; р = 0,024 соответственно).
Сочетание аллелей С-С-Т (^699947-^2010963-^1870377) в группе пациентов с ИБС (26,2%) встречается статистически значимо чаще, чем в группе ДЖ (15,7%) и в группе ХОБЛ (16,5%) (ОШ 2,3; 95% ДИ: 1,1-4,5; р = 0,02 и ОШ 2,7; 95% ДИ: 1,2-5,9; р = 0,016 соответственно).
Таким образом, полученные данные позволяют предполагать влияние носительства сочетание аллелей С-Т (ге2010963-ге1870377) и С-С-Т (^699947-^2010963-^1870377) в формировании предрасположенности к развитию ИБС.
Полиморфизмы Частоты в группах, % ОШ (95% ДИ) р
«699947 «2010963 «1870377 ИБС ДЖ
А G - 43,2 54,8 1,0 -
С С - 32,2 20,7 2,0 (1,2-3,2) 0,006
- G Т 42,3 50,5 1,0 -
- С Т 30,2 17,0 2,4 (1,3-4,5) 0,007
А G Т 27,6 35,3 1,0 -
С С Т 26,2 15,7 2,3 (1,1-4,5) 0,02
Полиморфизмы Частоты в группах, % ОШ (95% ДИ) р
«699947 «2010963 «1870377 ИБС ХОБЛ
- G Т 43,2 49,2 1,0 -
- С Т 30,2 18,8 2,2 (1,1-4,3) 0,024
А G Т 27,6 35,8 1,0 -
С С Т 26,2 16,5 2,7 (1,2-5,9) 0,016
Таблица 6
Статистически значимые различия встречаемости сочетаний аллелей изучаемых локусов генов УЕОЕЛ и КПК в группах долгожителей, пациентов с ИБС и с ХОБЛ, полученные
с помощью ЕМ-алгоритма
Заключение
Таким образом, в исследуемых группах выявлено, что доля носителей гомозиготного генотипа СС rs699947 гена VEGFA в группе пациентов с ХОБЛ статистически значимо меньше по сравнению с группой пациентов с ИБС. Доля носителей гетерозиготного генотипа СА rs699947 гена VEGFA в группе пациентов с ХОБЛ статистически значимо больше по сравнению с долгожителями и по сравнению с группой пациентов с ИБС. Можно предположить, что генотип СА rs699947 является неблагоприятным для достижения возраста долголетия (92 года и старше) пациентами с ХОБЛ. Данная гипотеза нуждается в дополнительном исследовании для ее подтверждения.
Наши результаты показывают, что у носителей аллели С (генотипы СС и GC) rs2010963 гена VEGFA повышен риск развития ИБС: пациенты с генотипами СС и GC достоверно чаще наблюдались в группе с ИБС по сравнению с долгожителями.
Выявлено статистически значимое неравновесное сцепление между локусами rs699947 и rs2010963 во всех изучаемых группах (r 0,532-0,548; p <0,001). Сочетание аллелей С-Т (rs2010963-rs1870377) в группе пациентов с ИБС встречается статистически значимо чаще, чем в группе ДЖ и в группе ХОБЛ. Сочетание аллелей С-С-Т (rs699947-rs2010963-rs1870377) в группе пациентов с ИБС встречается статистически значимо чаще, чем в группе ДЖ и ХОБЛ. Полученные данные позволяют предполагать участие выявленных гаплотипов в формировании предрасположенности к развитию ИБС.
Список использованных источников
1. World health organization. The top 10 causes of death [Electronic resource]. - Mode of access: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/ detail/the-top-10-causes-of-death, 2020. - Date of access: 18.05.2023.
2. GBD Chronic Respiratory Disease Collaborators. Prevalence and attributable health burden of chronic respiratory diseases, 19902017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017 // Lancet Respir Med. - 2020. - Vol. 8. - P. 585-596.
3. The global economic burden of non-communicable diseases (Online) / Bloom DE.
[Electronic resource]. - 2011. - Режим доступа: https://www.weforum.org/reports/global-economic-burden-non-communicable-diseases. - Дата доступа: 08.12.2022.
4. COPD and its comorbidities: Impact, measurement and mechanisms. / Negewo NA [et al.] // Respirology. - 2015. - Vol. 20, № 8. - P. 1 160-1 171.
5. Heart failure and chronic obstructive pulmonary disease: a review / Horodinschi RN [et al.] // Acta Cardiol. - 2020. - Vol. 75, № 2. - P. 97-104.
6. Heart failure and chronic obstructive pulmonary disease: the challenges facing physicians and health services / N. M. Hawkins [et al.] // Eur Heart J. - 2013. - Vol. 34. - P. 2 795-2 803.
7. Angiogenesis, Lymphangiogenesis, and Inflammation in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD): Few Certainties and Many Outstanding Questions [Electronic resource] / R. Poto [et al.] // Cells. - 2022. - Vol. 23:1720. - Mode of access: DOI:10.3390/cells11101720. - Date of access: 30.09.2024.
8. Vascular endothelial growth factor (VEGF)-A: role on cardiac angiogenesis following myo-cardial infarction / T. Zhao [et al.] // Microvascular Research. - 2010. - Vol. 80(2). - P. 188-194.
9. The impact of vascular endothelial growth factor +405 C/G polymorphism on long-term outcome and severity of coronary artery disease [Electronic resource] / K. S. Nia [et al.] // J Clin Lab Anal. - 2017. - Vol. 31, № 4. - e22066. - Mode of access: DOI:10.1002/jcla.22066. - Date of access: 30.09.2024.
10. Медведева, М. В. Ассоциации полиморфных вариантов rs2305948 и rs1870377 гена рецептора фактора роста сосудистого эндотелия 2 типа (KDR) с риском развития ишемической болезни сердца / М. В. Медведева // Научные результаты биомедицинских исследований. - 2021. - № 1. - С. 32-43.
11. Vascular endothelial growth factor A polymorphisms are associated with increased risk of coronary heart disease: a meta-analysis / Yafeng Wang [et al.] // Oncotarget. - 2017. - Vol. 8, № 18. - P. 30 539-30 551.
12. Маркова, Т. Ю. Ишемическая болезнь сердца и долгожительство: неразгаданные вопросы / Т. Ю. Маркова, Л. И. Малинова, Т. П. Денисова // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2015. - Т. 11. - С. 37-41.
13. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of Chronic obstructive pulmonary disease (2023 Report) [Electronic resource]. - Mode of access: https://goldcopd.org/ wp-content/uploads/2023/03/G0LD-2023-ver-1.3-17Feb2023_WMV.pdf. - Date of access: 15.03.2024.
14. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes / J. Knuuti [et al.] // European Heart Journal. - 2020. - Vol. 41, № 3. - P. 407-477.
15. The National Center for Biotechnology Information [Electronic resource]. - Mode of access: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/. - Date of access: 15.03.2024.
16. SNPStats [Electronic resource]. - Mode of access: https://www.snpstats.net/start.htm. - Date of access: 15.03.2024.
17. Vascular endothelial growth factor gene polymorphisms are associated with acute renal allograft rejection / M. Shahbazi [et al.] // J. Am. Soc. Nephrol. - 2002. - Vol. 13, № 1. - P. 260-264.
18. Functional VEGF C-634G polymorphism is associated with development of diabetic macular edema and correlated with macular retinal thickness in type 2 diabetes / T. Awa-ta [et al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2005. - Vol. 333. - P. 679-685.
19. A common 936 C/T gene polymorphism of vascular endothelial growth factor is associated with decreased breast cancer risk / P. Krippl [et al.] // Int. J. Cancer. - 2003. - Vol. 106,
№ 4. - P. 468-471.
20. Association of genetic polymorphisms on VEGFA and VEGFR2 with risk of coronary heart disease [Electronic resource] / D. Liu [et al.] // Medicine. - 2016. - Vol. 95, № 19.
- P. e3413. - Mode of access: D01:10.1097/ MD.0000000000003413. - Date of access: 30.09.2024.
21. Vascular endothelial growth factor genetic variability and coronary artery disease in Brazilian population / P. M. Biselli [et al.] // Heart Vessels.
- 2008. - Vol. 23. - P. 371-375.
22. Vascular endothelial growth factor biology for regenerativeangiogenesis [Electronic resource] / A. Uccelli [et al.] // Swiss Med Wkly. - 2019.
- Vol. 27; 149: w20011. - Mode of access: D0I:10.4414/smw.2019.20011. - Date of access: 30.09.2024.
23. The association of genetic polymorphisms of hypoxia inducible factor-1 alpha and vascular endothelial growth factor with increased risk of chronic obstructive pulmonary disease: A case-control study / Z. G. Yu [et al.] // Kaohsiung J Med Sci. - 2017. - Vol. 33, № 9. - P. 433-441.
24. Association of genetic polymorphisms in vascular endothelial growth factor with susceptibility to coronary artery disease: a meta-analysis [Electronic resource] / W. Q. Ma [et al.] // BMC Med Genet. - 2018. - Vol. 19, № 1:108.
- Mode of access: D0I:10.1186/s12881-018-0628-3. - Date of access: 30.09.2024.
A. P. Mikhalenka1, D. V. Lapitski2, Yu. V. Polyukhovich1, N. P. Mitkovskaya2, A. V. Kilchevsky1
ANALYSIS OF THE POLYMORPHIC VARIANTS OF VEGFA, KDR GENES AND THEIR HAPLOTYPES IN PATIENTS WITH ISCHEMIC HEART DISEASE AND CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY
DISEASE
1 State Scientific Institution "Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus" 27 Akademicheskaya St., 220072 Minsk, the Republic of Belarus e-mail: [email protected] ^Educational Establishment "Belarusian Medical University" 83 Dzerzhinsky Ave., 220116 Minsk, the Republic of Belarus
Cardiovascular diseases (CVDs) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are among the top five causes of death across the globe. In recent years, an increasing number of studies examining a genetic predisposition to the development and course of both CVDs and COPD have come to light. This study aimed to assess the impact of polymorphic variants rs699947, rs3025039, rs2010963 of the VEGFA gene and rs1870377 of the KDR gene on the risk of chronic obstructive pulmonary disease and ischemic heart disease in men.
The influence of the heterozygous genotype CA rs699947 of the VEGFA gene on the risk of a predisposition to COPD was revealed: the proportion of CA genotype carriers in the group of patients with COPD is statistically significantly higher compared to the long livers (CA vs CC-AA: OR = 2.0; (1.1-3.5); p = 0.02); patients with ischemic heart disease (SA vs SS-AA: OR = 2.1 (1.2-3.7); p = 0.01). The carriage of the CC and GC genotypes rs2010963 of the VEGFA gene was statistically more often observed in the group of patients with ischemic heart disease compared to the long livers of Belarus. Statistically significant linkage disequilibrium was revealed between the rs699947 and rs2010963 loci of the VEGFA gene in all the studied groups (r 0.532-0.548; p <0.001). The influence of allelic combinations C-T (rs2010963-rs1870377) and C-C-T (rs699947-rs2010963-rs1870377) on the formation of a predisposition to the development of ischemic heart disease was shown.
Keywords: gene polymorphism, vascular endothelial growth factor, chronic obstructive pulmonary disease, ischemic heart disease, long livers.
Дата поступления в редакцию: 09 июля 2024 г.
