CC BY
56
М.А. ЕРГАЛИНА1, Т.Д. УКБАЕВА1, Г.Н. КУЛМАМБЕТОВА2
1Евразийский Национальный университет им. Л.Н.Гумилева,
г. Астана, Казахстан 2Национальный центр биотехнологий, г. Астана, Казахстан Научный руководитель - Т.Д. Укбаева
АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ И TNF-AС РАЗВИТИЕМ БОЛЕЗНЕЙ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
УДК 616.33
Предполагается, что развитие заболеваний желудочно-кишечного тракта ассоциированы с наличием определенных генотипов хеликобактера и полиморфизмами генов провоспалительных цитокинов IL-1B в позиции 511С>Т и TNF-А 308G>A . Мутантный аллель гена IL-1B -511*Т и генотип TNF-A-308G>A повышают продукцию провоспалительных цитокинов IL-1B и TNFa соответственно, что приводит к уменьшению секреции желудочной кислоты, позволяя
H.pylori вызывать повреждение, инициируя хроническое воспаление в слизистой оболочке желудка. В нашем исследовании типа «случай-контроль» было проанализировано частота встречаемости генотипов IL-1B-511CT (OR -
I,32 (0,88-1,98), P value - 0,185), IL-1B-511TT (OR - 1,56 (0,96-2,52), P value -0,071), TNF-A-308GA (OR - 0,35 (0,22-0,55), P value -0,035), TNF-A-308AA (OR - 0,31 (0,06-1,61), P value -0,14). По данным статистического анализа в популяции Акмолинской области ассоциация с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и полиморфизмами генов IL-1B-511 и TNF-A-308 не обнаружилась, возможно, из-за слабой статистической мощности выборки, что предполагает дальнейшее изучение данной проблемы с увеличением количества выборки.
Ключевые слова: патология желудочно-кишечного тракта, провоспалительный цитокин, H.pylori, генетический полиморфизм
С развитием молекулярной генетики стало очевидным, что предрасположенность к мультифакториальным заболеваниям,
эффективность и безопасность их лечения в значительной степени определяются специфичным набором полиморфных вариантов генов. Заболевания желудочно-кишечного тракта являются
распространенной среди населения Казахстана - 5060 % (5-6 тыс. на 10 тыс. населения) [1]. Причинами поражения слизистой оболочки желудка считаются генетическая предрасположенность организма, экзогенные и эндогенные факторы, к ним относятся бактерия Н.ру1оп, неправильное питание, курение, ожог химическими веществами, алкоголь, постоянные стрессы, механическое повреждение. Генетическая предрасположенность хозяина к развитию патологий желудка основывается на полиморфизме генов кодирующих уровень экспрессии цитокинов при воспалительном процессе. Предполагается, что гастрит, язва и рак желудка ассоциированы с наличием определенных генотипов Н.ру1оп и полиморфизмами генов провоспалительных цитокинов - 1Ь-1В и TNF-A. Гены, кодирующие локализованы на хромосоме 2q13-21. Полиморфные варианты гена ^-1В являются
высокопродуцирующими. Кластер гена ^-1В имеет два биаллельных полиморфизма в позициях 511С>Т и -31Т>С в промоторной области гена. У лиц гомо- или гетерозиготных по высокопродуцирующему аллелю 1Ь-1В, продуцируется соответственно в 4 или 2 раза больше этого цитокина, чем у лиц гомозиготных по немутантному аллелю этого гена. Таким образом, являясь сильным естественным ингибитором продукции соляной кислоты генетический полиморфизм провоспалительного цитокина в позиции ^-1Б - 511*Т повышает продукцию цитокина ^-1В [2], что приводит к уменьшению секреции желудочной кислоты и позволяет Н.ру1оп вызывать повреждение, инициируя хроническое воспаление в слизистой оболочке желудка [3]. При этом особенности проявлений воспаления в
слизистой оболочки желудка, связанные с носительством полиморфных аллелей генов цитокинов, остаются недостаточно изученными. TNF-a провоспалительный цитокин высоко экспрессирующийся при наличии H.pylori является мощным ингибитором секреции желудочного сока. Ген картирован на хромосоме 6p21.3, имеет размер 2762 п.н. и содержит 4 экзона. Последний экзон более чем на 80% кодирует белок. Известны более 30 полиморфных вариантов гена (микросателлиты, SNP-полиморфизмы), но только около половины из них влияют на экспрессию TNF-a in vitro. Полиморфизм G/A в позиции -307 гена TNF-a был выявлен в высокой концентрации у пациентов со злокачественными опухолями. TNF регион является ключевым комплексом генетической
предрасположенности к колонизации H.pylori у определённой подгруппы пациентов. Kunstmann et al. сообщает что TNF-a -307 дикий тип ассоциируется с язвой 12-перстной кишки у женщин независимо от
H.pylori статуса. Полиморфизм промоторной области гена TNF-a играет не только важную роль при H.pylori индуцирующем гастрите, но также удваивается риск экзофагеального или некардиального рака желудка. Machado et al. сообщает. что носители TNF-a -307А* аллели имеют повышенный риск рака желудка с OR
I.9 (95% CI, 1.3-2.7). Исследования других учёных Zambon et al., Rad et al. не выявили ассоциации полиморфизма TNF-a -307А* с риском рака желудка, также не была найдена корреляция данного полиморфизма с повышенной секрецией TNF-a, поэтому для подтверждения или опровержения данных выводов необходимо продлить исследования в данной области [4, 5, 6].
Целью иследования было изучение ассоциации между развитием патологии желудка и наличием полиморфизмами генов провоспалительных цитокинов в позициях IL-1B - 511*Т и TNF-a -307А* . Материалы и методы.
В исследовании участвовало 547 человек, из них 301 пациент Национального научного медицинского
Вестник КазНМУ №4-2016
25
центра (г. Астана) в возрасте от 13 до 80 лет (средний возраст 42,3±15,2). Контрольной группой являлись 246 человек в возрасте от 18 до 74 лет (средний возраст 37,6±14,2), в анамнезе которых диагноз патологий желудочно-кишечного тракта
отсутствовал. От обследуемых людей было получено информированное согласие на участие в исследовании и заполнена карта пациента. Группа сравнения (контроль) и группа исследования набирались из одной географической области (Акмолинская область). Биопсию у пациентов брали в ходе плановой фиброгастродуоденоскопии. Отработан протокол по сбору образцов клинического материала. Экстракцию ДНК из клинического материала проводили модифицированным методом высаливания. Детекцию аллельных вариантов гена провоспалительных цитокинов ^-1В и Т№-А в выделенных образцах проводили методом прямого секвенирования. Статистический анализ.
Силу ассоциации анализируемых признаков определяли с помощью величины отношения шансов
Таблица 1 - Частоты встречаемости генотипов ^-1В-511 у людей_
(OR), которую высчитывали по модифицированной формуле для малых выборок.
Тесты на отклонение от равновесия Харди-Вайнберга и тесты для ассоциации производились с помощью программы DeFinettu на сайте Института генетики человека (Мюнхен, Германия, http//ihg2.helmholtz-muenchen.de/cgi-bin/hw/hwal.pl). Результаты.
Было генотипировано 547 образцов, из них 246 образцов контрольной группы. Группа исследования составила 301 образец. Группа сравнения (контроль) и группа исследования набирались из одной географической области (Акмолинская область.). Результаты исследования показывают OR 1,56 (0,962,52) при гомозиготном генотипе ^-1В-511ТТ и OR 1,32 (0,88-1,98) при гетерозиготном генотипе ^-1В-511СТ у пациентов с гастритом, язвой и раком желудка. Данное отношение рисков не выявляет положительную ассоциацию генотипов -ТТ - СТ гена ^-1В в -511- позиции с развитием патологий желудка (таблица 1).
пациентов с патологиями желудка и контрольной группы
Генотипы Контроль (%)(п=246) Пациенты (%) (п=301) ОЯ (95% С1) Р vаlue
^-1р -511
С/С 71 (28,9) 68 (22,3) Реф. генотип
С/Т 122 (49,6) 154 (51,2) 1,32 (0,88-1,98) 0,185
Т/Т 53 (21,5) 79 (26,2) 1,56 (0,96-2,52) 0,071
Аллели
С 264 (53,7) 290 (48,2) Реф. аллель
Т 228 (46,3) 312 (51,8) 1,39 (0,95-2,04) 0,093
Такое наблюдалось и в ранних исследованиях Сата^о М.С. и соавторов, которые обнаружили ассоциацию в европейской популяции, а в азиатской популяции риск развития болезней ЖКТ был не подтвержден [7]. В нашем случае исследования данная ассоциация была не обнаружена, возможно, из-за слабой статистической мощности выборки, что предполагает дальнейшее изучение данной проблемы с увеличением количества выборки. Генотипирование полиморфизмов в гене TNF-A в образцах контрольной группы, также образцах от пациентов с язвой и раком желудка. Проведена оценка распространенности полиморфных вариантов гена Т№-А (^1800629) в образцах группы исследования, у пациентов с заболеваниями ЖКТ. По раннее проведенным исследованиям зарубежных
коллег в европейских странах генотип TNF-A-308G>A ассоциирован с риском развития рака желудка, в азиатских же странах данной ассоциации не обнаружено. Gorouhi F. с соавторами показали что полиморфизм гена TNF-A-308G>A ассоциирован с высокой продукцией цитокина TNF-a, который является одним из центральных медиаторов иммунного ответа и воспаления, и по многим биологическим свойствам сходен с [8]. Было генотипировано 446 образцов, из них 225 образцов контрольной группы. Группа исследования составила 221 образец. Группа сравнения (контроль) и группа исследования набирались из одной географической области (Акмолинская область) (таблица 2).
Таблица 2
Генотипы Контроль (%), Пациенты (%), ОЯ (95% С1) Р value
(п=225) (п=221)
TNFa
G/G 141 (62,7) 183 (82,8) Реф. генотип
G/A 79 (35,1) 36 (16,3) 0,35 (0,22-0,55) 0,035
Л/Л 5 (2,2) 2 (0,9) 0,31 (0,06-1,61) 0,14
Аллели
G 361 (80,2) 402 (90,9) Реф. аллель
Л 89 (19,8) 40 (9,05) 0,34 (0,22-0,54) 0,0184
Результаты исследования показывают OR 0,31 (0,061,61) при гомозиготном генотипе TNF-A-308АA и OR 0,35 (0,22-0,55) при гетерозиготном генотипе Т№-Л-308GA у пациентов с гастритом, язвой и раком желудка. Данное отношение рисков не выявляет
положительную ассоциацию генотипов -ЛЛ - GA гена
TNF-A с развитием патологий желудка
Выводы.
В популяции Акмолинской области не выявлена ассоциация развития патологий желудочно-
кишечного тракта с полиморфизмами генов IL-1B-511 и TNF-A-308GA .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Мединформ URL: http://www.medinfo.kz
2 Smith A.J. Cytokine and cytokine receptor gene polymorphisms and their functionality // Cytokine & growth factor reviews. - 2009. - Vol.20. - №1. - P.43-59.
3 E.M. El-Omar Increased risk of noncardia gastric cancer associated with proinflammatory cytokine gene polymorphisms. // Gastroenterology. - 2003. - Vol. 124. - №5. - P.1193-1201.
4 Lakour S., Hammann A., Wotava A. et al. Anticancer agents sensitize tumor cells to TNF_related apoptosis_inducing ligand_mediated Caspase_8 activation and apoptosis // Cancer Res. - 2001. - №2. - Vol. 61. - P. 1645-1651.
5 Noach L.A., Bosma N.B., Jansen J., Hoek F.J., Deventer S.J., Tytgat G.N. Mucosal tumor necrosis factor-alpha, interleukin-1 beta, and interleukin-8 production in patients with Helicobacter pylori infection // Scand J Gastroenterol. - 1994. - Vol. 29. - P. 425-429.
6 Francis S.E., Camp N.J., Dewberry R.M., Gunn J., Syrris P., Carter N.D., Jeffery S., Kaski J.C., Cumberland D.C., Duff G.W., Crossman D.C. Interleukin-1 receptor antagonist gene polymorphism and coronary artery disease // Circulation. - 1999. -Vol. 99. - P. 861-866.
7 Camargo, M.C., Mera, R., Correa,P., Peek, R.M.Jr.,Fontham,E.T., Goodman,K.G. Interleukin-1beta and interleukin -1 receptor antagonist gene polymorphisms and gastric cancer: a meta-analysis // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. - 2006. -№15. - Р. 1674-1687.
8 Gorouhi F., Islami F., Bahrami H., Kamangar F. Tumor-necrosis factor-A polymorphisms and gastric cancer risk: a meta-analysis // British Journal of Cancer. - 2008. - №98. - Р. 1443-1451.
М.А. ЕРГАЛИНА1, Т.Д. УКБАЕВА 1, Г.Н. КУЛМАМБЕТОВА2
1Л.Н. Гумилев атындагы Еуразия улттыцуниверситету Астана ц-сы, Цазацстан 2¥лттыц биотехнология орталыгы, Астана ц-сы, Цазацстан Гылыми жетекшi - Т.Д. Укбаева
КДБЫНДЫРАТЫН ЦИТОКИНДЕРДЩ IL-1B ЖЭНЕ TNF-A ГЕН ПОЛИМОРФИЗМ1НЩ АСКДЗАН-1ШЕК
АУРУЛАРЫНЫН, ДАМУЫМЕН АССОЦИАЦИЯСЫ
Тушн: Ас;азан-шек ауруларынын, дамуы хеликобактердщ белгш 6ip генотиптерi мен IL-1B жэне TNFa ;абындырушы цитокиндердщ 511С>Т жэне TNFA 308G>A позицияларындагы ген полиморфизмдерiмен байланысты екеш болжануда. IL-1B -511*Т мутантты аллелi мен TNF-A-308G>A генотит сэйкесшше IL-1B жэне TNFa ;абындырушы цитокиндердщ eндiрidн жогарылата отырып, ас;азан ;ыш;ылы секрециясынын, тeмендеуiне эсер етедi, нэтижесiнде H.pylori ас;азаннын, сiлемейлi ;абыгын за;ымдап, ;абындыруды инициациялайды. «Case-control» типтi зерттеу жумыстарынын, нэтижесiнде IL-1B-511CT (OR - 1,32 (0,88-1,98), P value - 0,185), IL-1B-511TT (OR - 1,56 (0,96-2,52) , P value -0,071), TNF-A-308GA (OR - 0,35 (0,22-0,55), P value -0,035), TNF-A-308AA (OR - 0,31 (0,06-1,61), P value -0,14) генотиптершщ кездесу жиiлiктерi талданды. Статистикалы; талдау ;орытындылары бойынша А;мола облысынын, популяциясында ас;азан-шек ауруларынын, дамуы мен IL-1B-511 и TNF-A-308 ген полиморфизмдершщ ассоциациясы аны;талмады. Бул талдау улгшершщ стаистикалы; элсiздiгiнен болуы MYMкiн, сонды;тан талдау Yлгiлер санын улгайтуды ;ажет етедi.
ТYЙiндi сездер: Ас;азан-шек патологиясы, ;абындырушы цитокин, H.pylori, генетикалы; полиморфизм
M.A.YERGALINA1, T.D. UKBAYEVA 1, G.N.KULMAMBETOVA2
1Eurasion national university named after L.N.Gumilev, Astana, Kazakhstan 2National centre for biotechnology, Astana, Kazakhstan Academic adviser - T.D.Ukbayeva
ASSOCIATION OF GENE POLYMORPHISMS OF PROINFLAMMATORY CYTOKINES IL-1B AND TNF-A WITH THE DEVELOPMENT OF THE DISEASE OF GASTROINTESTINAL TRACT
Resume: Suppose, that the development of gastrointestinal diseases associated with the presence of certain Helicobacter genotypes and gene polymorphisms of pro-inflammatory cytokines IL-1B and TNF-A at the position 511C>T and 308G> A. The mutant allele of the gene IL-1B -511*T and genotype TNF-A-308G>A increased production of proinflammatory cytokines IL-1B and TNFa, respectively, which leads to a reduction of gastric acid secretion, allowing H.pylori cause damage to initiating chronic inflammation in the lining membrane of the stomach. In our study of the "case-control" frequency of genotypes of IL-1B-511ST (OR - 1,32 (0,88-1,98), P value - 0,185) were analyzed, IL-1B-511TT (OR - 1 56 (0,96-2,52), P value -0,071), TNF-A-308GA (OR - 0,35 (0,22-0,55), P value -0,035), TNF-A-308AA (OR - 0,31 (0,06-1,61), P value -0,14). According to the statistical analysis in the population of Akmola region association with gastrointestinal disease and polymorphisms of genes of IL-1B-511 and TNF-A-308 is not detected, possibly due to the weak statistical sample of the power, which involves further study of this problem with the increase sample number.
Keywords: pathology of the gastrointestinal tract, the pro-inflammatory cytokine, H.pylori, genetic polymorphism
