Гены гистосовместимости ii класса в популяции удмуртов Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ИММУНОЛОГИЯ № 2, 2014

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИММУНОЛОГИЯ И ИММУНОГЕНЕТИКА

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 612.6.02.017.1:577.21.08

Поздеева О.С., Болдырева М.Н, Янкевич Т.Э., Алексеев Л.П.

гены гистосовместимости II класса в популяции удмуртов

Кафедра детских Инфекций ГБОУ ВПО Ижевская государственная медицинская академия Минздрава России (426034, г. Ижевск, ул. Коммунаров, 281, 8(3412) 21-72-05, ped-fac@igma.udm.ru); ПНЦ Институт иммунологии ФМБА России (115478, г. Москва, Каширское шоссе, д. 24, корп. 2, факс 727-91-19, mail@dna-technology.ru)

Проведен анализ особенностей распределения аллелей генов HLA II класса DRB1, DQA1, DQB1 и их гаплотипиче-ских сочетаний среди здоровых представителей удмуртской популяции, а также сравнительный анализ с другими популяциями финно-угров (мари, саами). Типирование генов HLA II класса осуществляли на базе Лаборатории тканевого типирования Института иммунологии Минздрава России методом MSSP.

В результате исследования в данной популяции идентифицировано 11 аллелей гена HLA-DRB1, 8 аллелей гена DQA1,9 - DQB1. При анализе полученных данных установили, что самыми частыми являются аллельные варианты DRB1*07, DRB1*01, DRB1*11, DRB1*15, что соответствует западно-европейскому типу распределения. Выявлена высокая частота аллеля DQA1*0201. Зарегистрированная высокая частота аллеля DQB1*0201 превышает средние значения большинства популяций мира.

Представленный фактический материал о частотах распределения генов DRB1, DQA1, DQB1, а также гаплотипов DRB1, DQA1, DQB1 может быть использован для изучения генетического родства популяций, а также в качестве контроля в исследованиях по проблеме «HLA и болезни».

Ключевые слова: HLA II класса (DRB1, DQA1, DQB1); популяция удмуртов; гаплотипы HLA.

Pozdeeva O.S., Boldyreva M.N., Yankevich T.E., Alexeev L.P.

THE GENES OF THE MAJOR HISTOCOMPATIBILITY CLASS II IN THE POPULATION UDMURTS

Department of pediatric diseases «Izhevsk state medical Academy Ministry of health of Russia, 426034, Izhevsk; State research center Institute of immunology of Federal medical-biological Agency of Russia

Analysis of the peculiarities of the distribution of gene alleles HLA class II DRB1, DQA1, DQB1 and their haplotypes combinations among healthy representatives of the Udmurt population, as well as comparative analysis with the other populations of the Finno-Ugric peoples (Marie, Sami). Typing genes HLA class II carried out on the basis of the Laboratory of tissue typing Institute of immunology, Russian Federation Ministry of health (MSSP).

As a result of research in this population 11 identified gene alleles HLA - DRB1,8 alleles of a gene DQA1, 9 - DQB1. At the analysis of obtained data have found that the most frequent are the allelic variants of DRB1*07, DRB1*01, DRB1*11, DRB1*15, that corresponds to the Western European type of distribution. Revealed a high frequency of allele DQA1*0201. Registered high frequency of allele DQB1*0201 exceed the average value of the majority of the world population. Presented factual material about the frequencies distribution of the gene DRB1, DQA1, DQB1 and haplotypes DRB1, DQA1, DQB1 can be used to study the genetic relatedness of populations, and also as a control studies on the problem of «HLA and disease».

Key words: HLA class II (DRB1, DQA1, DQB1;, the population of the Udmurt; HLA haplotypes.

Гены главного комплекса гистосовместимости являются одной из наиболее полиморфных из известных систем в геноме человека. Наряду с генами класса HLA I (HLA-А, HLA-В, HLA-С) выраженным полиморфизмом отличаются классические гены II класса - DRB1, DQA1, DQB1. Будучи генами иммунного ответа, определенные варианты генов HLA лежат в основе генетической предрасположенности и устойчивости организма к мультифакториальной патологии (в первую очередь к патогенетически связанной дисфункции иммунной системы), что является предметом изучения направления «HLA и болезни» [1]. Молекулярно-генетические методы детекции аллельных вариантов гена, заменившие серологические методики, дают принципиально новый уровень получаемой информации, открывают новые пути к исследованию популяций.

Популяции населения России, генетически разнообразной и занимающей огромную территорию, изучены недостаточно хорошо. Например, популяция удмуртов, проживающая на северо-востоке России.

Удмуртская Республика, входящая в состав Приволжского федерального округа, считается многонациональной по составу населения. По данным всероссийской переписи 2010 г.

62,2% населения составляют русские, 28% - удмурты, относящиеся к финно-угорской группе, 6,7% - татары, 3,1% -другие национальности [2].

Первое исследование генетической структуры финноугорских популяционных групп северо-востока европейской части России (коми, марийцы, мордва, удмурты) проведено в 1980-е годы [3]. В данном исследовании был определен HLA-профиль I класса удмуртской популяции. Выявлена высокая частота встречаемости генов HLA А2, А9, В7, В13, В35, В40, гаплотипов А1-В17, А2-В13, А2-В40, отмечена низкая частота встречаемости генов HLA А3 и В8. Высокая концентрация гена А9, гаплотипов А9-В7, А2-В40, низкая частота геновА1-В8, гаплотипов А1-В8, А2-В7, А1-В17, А2-В12 свидетельствуют об определенной генетической близости удмуртов к монголоидам. Характер распределения других антигенов и гаплотипов системы HLA указывает на выраженную степень смешения удмуртской популяции с европейцами. В данном исследовании показано, что на фоне особого HLA-специфическо-европеоидного генетического профиля в популяции финно-угров наиболее монголоидной является популяция удмуртов.

- 60 -

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИММУНОЛОГИЯ и ИММУНОГЕНЕТИКА

Цель данного исследования - изучение распределения генов HLA II класса у здоровых лиц удмуртской популяции.

Материалы и методы. Обследовали 101 ребенка удмуртской национальности в возрасте от 8 мес до 14 лет, жителей сельских районов, в третьем поколении живущих в сельской местности. Этническую принадлежность определяли методом опроса прямых родственников и по данным генеалогического анамнеза в трех поколениях.

Удмурты принадлежат к пермской ветви финно-угорских народов общей численностью 410 584, живут на территории, ограниченной рекой Вяткой и нижним течением Камы. За пределами Удмуртской Республики удмуртское население проживает компактными группами в республиках Татарстан и Башкортостан, а также в Кировской области. Общая численность удмуртов 552 299 [2, 4, 5].

Таблица 1

Частота вариантов генов HLA II класса в популяции удмуртов

Вариант генов Частота вариантов

n = 101 (абс.) n = 101

Ген DRB1

*01 25 0,124

*04 9 0,045

*07 65 0,322

*08 7 0,035

*09 8 0,040

*10 0 0,000

*11 20 0,099

*12 5 0,025

*13 18 0,090

*14 2 0,010

*15 32 0,159

*16 0 0,000

*17 11 0,054

Ген DQA1

*0101 28 0,138

*0102 32 0,158

*0103 17 0,084

*0201 66 0,326

*0301 17 0,084

*0302 0 0,000

*0401 3 0,015

*0501 35 0,173

*0601 4 0,019

Ген DQB1

*0201 66 0,326

*0301 35 0,173

*0302 5 0,025

*0303 16 0,079

*0401/2 3 0,015

*0501 0 0,000

*0502/4 25 0,124

*0503 2 0,009

*0601 1 0,005

*0602-8 49 0,243

HLA-генотипирование аллелей класса II проводили наборами «HLA-ДНК-Тех» («ДНК-Технология», Москва) методом мультипраймерной полимеразной цепной реакции согласно методике производителя. Провели типирование по 13 вариантам гена DRB1(группы аллелей - «низкое» разрешение), 9 вариантам гена DQA1 (группы аллелей, аллели -«среднее» разрешение) и 10 вариантам гена DQB1 (группы аллелей, аллели - «среднее» разрешение).

Частоту специфичностей каждого из генов и трехлокусных гаплотипов DRB1-DQA1-DQB1 подсчитывали с помо-

Таблица 2

сравнительный анализ частоты вариантов генов HLA ii класса в трех российских популяциях

Вариант генов Удмурты (n = 101) Мари (n = 202) Саамы (n = 81) р(х2)

Ген DRB1

*01 0,124Л 0,240* 0,136 < 0,001л*

о * 0,045л 0,094* 0,327# < 0,05л*; < 0,001*#

с-- о * 0,322Л 0,126* 0,037# < 0,001л*; < 0,001л#

00 о * 0,035Л 0,011* 0,074 < 0,05л*

о\ о * 0,040Л 0,114* 0,043 < 0,01л*

*10 0 0,015 0,000

*11 0,099Л 0,082 0,043# < 0,001л#

*12 0,025 0,012 0,037

*13 0,090 0,104 0,092

*14 0,010 0,022 0,006

*15 0,159л 0,106* 0,117 < 0,05л*

*16 0 0,022 0,006

*17 0,054 0,000 0,080

Ген DQA1

*0101 0,138 0,154

*0102 0,158 0,123

*0103 0,084 0,049

*0201 0,326л 0,037# < 0,001л#

*0202 0,000 0,000

*0301 0,084л 0,383# < 0,001л#

*0302 0,000 0,000

*0401 0,015л 0,062# < 0,01л#

*0501 0,173 0,179

*0601 0,019 0,006

Ген DQB1

*0201 0,326л 0,111# < 0,001л#

*0301 0,173 0,235

*0302 0,025л 0,185# < 0,01л#

*0303 0,079 0,093

*0401/2 0,015 0,049

*0501 0л 0,148# < 0,001л#

*0502/4 0,124л 0,025# < 0,001л#

*0503 0,009 0,006

*0601 0,004 0,019

*0602/8 0,243л 0,136# < 0,01л#

Примечание.

- 61 -

ИММУНОЛОГИЯ № 2, 2014

щью компьютерной программы «Арлекин», версия 2000. Сравнение частоты аллелей и гаплотипов проводили с использованием критерия х2 с поправкой Yates.

Группы для сравнения распределения генов HLA у удмуртов с популяциями из Европы, Азии и Америки [6] выбирали с учетом имеющихся представлений об этническом происхождении изучаемой популяции.

Результаты и обсуждение. Распределение аллелей HLA II класса (DRB1, DQA1 и DQB1) в удмуртской популяции представлено в табл. 1.

Самым частым аллельным вариантом локуса DRB1 оказался DRB1*07, его частота составила 0,32, что вписывается в типичный европейский вариант распределения. Аллели DRB1*01,*08,*13,*17 встречались с типичной для европеоидов частотой (соответственно 0,12; 0,03; 0,09; 0,05). Аллели DRB1*10 и *16 не выявили. В то же время обращает на себя внимание низкая частота (0,04) DRB1 *04, что значительно ниже средних значений большинства популяций мира, средняя частота которого колеблется от 0,9 до 0,2. За ним следует аллель DRB1*15 (0,16) с частотой, близкой к таковой у финнов (0,16) и датчан (0,17). Аллели DRB1*10,*16 не выявили. Таким образом, высокая частота специфичностей DRB1*07, DRB1*01, DRB1*11, DRB1*15 у удмуртов соответствует типичному западно-евразийскому варианту распределения этих вариантов гена DRB1. В то же время низкая частота специфичности DRB1*04 у удмуртов отличает эту популяцию от большинства популяций мира [6-11].

Высокая частота зарегистрирована для аллеля DQA1*0201(0,33). Общая частота аллелей группы DQA1*01 составила 0,38, что не отличается от данных по другим популяциям [3], а аллель DQA1*0101 встречается у удмуртов реже (0,14), чем *0102 (0,16), как в большинстве европейских популяций. Высокой (0,17) является частота аллеля DQA1*0501.

Результаты распределения аллелей локуса DQB1 показали исключительно высокую частоту (0,33) аллеля DQB1*0201, что превышает средние значения, опубликованные для большинства популяций мира [6-11].

Второй оказалась частота аллелей, входящих в специфичность QB1*03. Их общая частота составила 0,28, что совпадает с частотой этой специфичности в большинстве популяций мира, включая европеоидную и монголоидную расы.

Среди различных аллельных вариантов, входящих в DQB1*03, значительно преобладает аллель DQB1*0301 (0,17), реже встречается *0303 (0,08) и наиболее редко *0302 (0,02), высокую частоту имела группа аллелей DQB1*0602-8 (0,25).

Данные о распределении аллелей гена DRB1, DQA1, DQB1 в популяциях финно-угров скудны, что затрудняет сравнительную популяционную оценку полученных нами результатов, опубликованы лишь данные по HLA в популяции мари и саами [12, 13]. В ходе исследования провели сравнение распределения специфичностей гена DRB1 с двумя популяционными финно-угорскими группами России (мари и саами). Результаты сравнительного анализа HLA II класса у удмуртов в сравнении с мари и саами представлены в табл.2.

Для трех популяций, входящих в финно-угорские народы, оказалась высокой частота аллеля DRB 1*01, который является европейским аллелем. Крайне высокой частотой резко выделяются аллель DRB1*07 в популяции удмуртов (0,327) и аллель DRB1*04 у саамов (0,327). В популяции удмуртов достоверно чаще встречаются аллель DRB1*07 по сравнению с мари (р < 0,001) и саами (р < 0,001); аллели DRB 1*08 и DRB 1*15 по сравнению с мари (р < 0,05); аллель DRB 1*11 по сравнению с саами (р < 0,001). Характерные для мари варианты DRB1*01, *04, *09 у удмуртов встречаются реже (р < 0,001; р < 0,05; р < 0,01). Высокочастотный аллель DRB1*04 у саамов достоверно реже встречается у удмуртов (р < 0,001).

Сравнительную популяционную оценку о распределении аллелей гена DQA1 и DQВ1 провели в двух популяционных группах (удмурты и саами).

Таблица 3

Частота распределения трехлокусных гаплотипов DRB1 -DQA1 - DQB1 в популяции удмуртов

Гаплотипы DRB1 - DQA1 - DQB1 Удмурты (п = 101)

01-0101-0501 0,126

01-0101-0503 0

01-0101-0602/8 0

01-0102-0502/4 0

10-0101-0501 0

10-0301-0501 0

11-0102-0502/4 0

11-0103-0602/8 0

11-0501-0301 0,099

12-0501-0301 0,025

12-0601-0301 0

13-0102-0602/8 0,029

13-0103-0602/8 0,059

13-0301-0303 0

13-0501-0201 0

13-0501-0301 0

14-0101-0501 0

14-0101-0502/4 0

14-0101-0503 0,009

14-0103-0602/8 0

14-0501-0301 0

15-0101-0501 0

15-0102-0501 0

15-0102/4 0

15-0102-0602/8 0,129

15-0103-0601 0,005

15-0103-0602 0,015

16-0102-0502/4 0

16-0501-0301 0

16-0501-0502/4 0

17-0501-0201 0,054

04-0301-0201 0

04-0301-0301 0,029

04-0301-0302 0,015

04-0301-0303 0

04-0301-0304 0

04-0301-0305 0

04-0301-0401/2 0

07-0201-0201 0,284

07-0201-0302 0

07-0201-0303 0,049

08-0102-0502/4 0

08-0301-0302 0

08-0301-0401/2 0

08-0401-0301 0

08-0401-0401/2 0,015

08-0601-0301 0,019

09-0301-0201 0

09-0301-0303 0,025

Прочие 0,014

- 62 -

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИММУНОЛОГИЯ и ИММУНОГЕНЕТИКА

Распределение некоторых гаплотипов системы HLA DRB1-DQA1-DQB1 в трех популяциях.

Условные обозначения:

■ - Удмурты □ - Мари | - Саами

Результаты сравнения частоты аллельных вариантов гена DQA1 показывают, что аллели DQA1*0201 превалируют в удмуртской популяции и встречаются достоверно чаще, чем в популяции саами (р < 0,001). Достоверно реже в удмуртской популяции встречается аллель DQA1*0301 и DqA1*0401

(р < 0,001 ир < 0,01).

При сравнении частоты аллельных вариантов гена DQA1 у удмуртов и саами установили, что аллель DQA1*0501, будучи характерным для кавказоидной расы в целом, является одним из самых частых аллелей в обеих группах. Однако он уступает лидерство аллелю DQA1*0301 у саами, аллелю DQA1*0201 у удмуртов. Своеобразной чертой удмуртов является низкая частота аллеля DQA1*0401.

В распределении аллелей гена DQB1 удмурты и саамы схожи по высокой частоте аллелей группы DQB1*03 (общая частота соответственно 0,28 и 0,51), однако у удмуртов частота аллелей данной группы была в 1,8 раза ниже, чем у саамов. Аллель DQB1*0302 у удмуртов имеет низкую частоту и резко отличает ее от саамов. В популяции удмуртов достоверно чаще встречаются аллель DQB1*201 (р<0,001), DQB1*0502/4 (р < 0,001), DQB1*0602-8 (р < 0,01). Высокочастотный аллель DQB1*302 у саамов в удмуртской популяции встречается достоверно реже (р < 0,01). Удмуртов отличает от саам высокая частота аллеля DQA1*0201 (0,33) и группы аллелей DQA1*0602-8 (0,24), а также отсутствие аллельного варианта DQB1*0501. Таким образом, результаты анализа частоты генов HLA II класса (DRB1, DQA1, DQB1) свидетельствуют о том, что изученная популяция имеет своеобразный HLA-профиль.

Удмурты имеют высокую частоту HLA-DRB1*07 и DQB1*0201; низкую частоту HLA-DRB1*09, DRB *12, DQB1*0303, DQB1*04.

Дополнительную информацию о популяционных особенностях полиморфизма генов HLA у удмуртов дают сведения о частоте трехлокусных гаплотипов DRB1-DQA1-DQB1 (табл. 3).

В удмуртской популяции определяется высокая частота следующих гаплотипов: DRB1*07-DQA1*0201-DQB1*0201, DRB1*15-DQA1*0102-DQB1*0602-8, DRB1*01-DQA1 *0101 DQB1*0501; DRB1*11-DQA1*0501-DQB1*0301. Результаты сравнительного анализа распределения гаплотипов

у удмуртов, саами и мари (см. рисунок) свидетельствуют о наличии общих особенностей у данных популяций: низкая частота гаплотипа DRB1*11-DQA1*0501-DQB1*0301, высокая частота гаплотипа DRB1*01-DQA1*0101-DQB1*0501, что соответствует типичному европейскому распределению. Однако удмурты резко выделяются высокой частотой варианта DRB1*07-DQA1*0201 DQB1*0201.

Выводы. 1. Охарактеризован HLA-генетический профиль удмуртской популяции.

2. Представленный фактический материал о частотах распределения генов DRB1, DQA1, DQB1, а также гаплотипов DRB1, QA1, DQB1 может быть использован для изучения генетического родства популяций, а также в качестве контроля в исследованиях по проблеме «HLA и болезни».

ЛИТЕРАТУРА

1. Хаитов Р.М., Алексеев Л.П., Дедов И.И., Сечкин А.В. Достижения в иммуногенетике - медицине. Иммунология. 1999; 1: 9-14.

2. http/www.Udmstat.gks.ru

3. Вожегова Н.П. Генетические маркеры клеток крови среди некоторых популяций населения Северо-Востока Европейской части РСФСР: Дисс. Киров; 1987.

4. Нановски Д. Финно-угорский мир. Будапешт-М.; 1996: 37.

5. Нановски Д. Финно-угорский мир. Будапешт-М.; 1996: 163.

6. Terasaki P.L., Gjertson D.W., eds. North Asia. Amerindian. HLA. 1997: 258-302.

7. Alexeev L., Khaitov R., Boldyreva M., Terasaki P.L., Gjertson D.W., eds. HLA. 1997; 1997: 241.

8. Jungerman M., Sanchez-Mazas A., Fichna P. et al. Tissue Antigens. 1997; 49: 624-8.

9. Krokowski M., Bodalski J., Bratek A., Caillat-Zucman S. Eur. J. Im-munogenet. 1998; 25: 5-9.

10. Siren M.K., Sareneva H., Lokki M.L., Koskimies S. Tissue antigens. 1996; 48: 703-7.

11. Spurkland A., Saarinen S., Bogerg K.M. et al. Ibid. 1999; 53: 459-69.

12. Грудакова Е.Г. Полиморфизм системы HLA у представителей разных этнических групп Северо-Западного региона России: Дисс. М.; 2001.

13. Болдырева М.Н., Гуськова И.Н., Богатова О.В. и др. HLA - генетическое разнообразие населения России и СНГ. II. Народы Европейской части. Иммунология. 2006; 27 (4): 198-202.

REFERENCES

1. Khaitov R.M., Alekseev L.P., Dedov I.I., Sechkin A.V. Achievements in immunogenetics - medicine. Immunologiya. 1999; 1: 9-14 (in Russian).

2. http/www.Udmstat.gks.ru

3. Vozhegova N.P. Genetic markers of blood cells among some populations of the North-East of the European part of the RSFSR. Diss. Kirov; 1987 (in Russian).

4. Nanovski D. Finno-ugric world. Budapest-Moscow; 1996: 37 (in Russian).

5. Nanovski D. Finno-ugric world. Budapest-Moscow; 1996:163 (in Russian).

6. Terasaki P.L., Gjertson D.W., eds. North Asia. Amerindian. HLA. 1997: 258-302.

7. Alexeev L., Khaitov R., Boldyreva M., Terasaki P.L., Gjertson D.W., eds. HLA 1997; 1997: 241.

8. Jungerman M., Sanchez-Mazas A., Fichna P. et al. Tissue Antigens. 1997; 49: 624-8.

9. Krokowski M., Bodalski J., Bratek A., Caillat-Zucman S. Eur. J. Im-munogenet. 1998; 25: 5-9.

10. Siren M.K., Sareneva H., Lokki M.L., Koskimies S. Tissue antigens. 1996; 48: 703-7.

11. Spurkland A., Saarinen S., Bogerg K.M. et al. Ibid. 1999; 53: 459-69.

12. Grudakova E.G. Polymorphism of HLA system for the representatives of different ethnic groups of the North-West region of Russia.: Diss. Moscow; 2001 (in Russian).

13. Boldyreva M.N., Gus’kova I.N., Bogatova O.V. et al. HLA - genetic diversity of the population of Russia and the cIS. II. People of European part. Immunologiya. 2006; 27 (4): 198-202 (in Russian).

Поступила 05.11.13 Received 05.11.13

- 63 -