Исследование полиморфизма Arg25Pro гена трансформирующего фактора роста ß1 у детей с бронхиальной астмой

Лебеденко Александр Анатольевич; Шкурат Татьяна Павловна; Машкина Елена Владимировна; Семерник Ольга Евгеньевна; Дрейзина Татьяна Константиновна

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Педиатрия

ORiGiNAL RESEARCH

^m Pediatrics

DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2018.13050 ISSN - 2073-8137

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ARG25PRO ГЕНА ТРАНСФОРМИРУЮЩЕГО ФАКТОРА РОСТА pi У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

А. А. Лебеденко \ Т. П. Шкурат 2, Е. В. Машкина 2, О. Е. Семерник 1, Т. К. Дрейзина 2

1 Ростовский государственный медицинский университет, Ростов-на-Дону, Россия

2 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

THE STUDY OF ARG25PRO POLYMORPHISM GENE OF TRANSFORMING GROWTH FACTOR pi IN CHILDREN WITH BRONCHIAL ASTHMA

Lebedenko A. A. 1, Shkurat T. P. 2, Mashkina E. V. 2, Semernik O. E. 1, Drejzina T. K. 2

1 Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia

2 Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

Цель исследования: изучить роль полиморфизма Arg25Pro гена TGFp1 в патогенезе БА у детей. Проведено исследование ассоциации полиморфизма Arg25Pro гена TGFp с риском развития БА у детей. Результаты генетического анализа сопоставлены с содержанием TGFPi в сыворотке крови пациентов. При исследовании полиморфизма Arg-25Pro гена TGFp1 было отмечено, что среди обследованных пациентов преобладают гомозиготы по аллели Arg25. Частота гетерозигот Arg25Pro среди группы детей, страдающих БА, в 3,08 раза ниже по сравнению со здоровыми детьми. При этом установлена ассоциация полиморфизма Arg25Pro гена TGFp1 с повышенным риском развития БА у детей. Показано, что у пациентов с генотипом ArgArg гена TGFp1 отмечается повышение концентрации TGFp1 в сыворотке крови (132,08±77,28 пг/мл) по сравнению с гетерозиготами (88,47±86,26 пг/мл) или больными, имеющими ProPro генотип (94,77±92,48 пг/мл;.

Установлена ассоциация полиморфизма Arg25Pro гена TGFp1 с повышенным риском развития БА у детей. Показана взаимосвязь данного полиморфизма гена с повышенным синтезом TGFp1.

Ключевые слова: бронхиальная астма, дети, ген, полиморфизм, трансформирующий фактор роста pi (TGFp1)

Objective: to study the role of polymorphism of Arg25Pro gene TGFp1 in the pathogenesis of asthma in children. We studied the association of Arg25Pro polymorphism of the TGFp gene with the risk of developing asthma in children. The results of the genetic analysis are compared with the content of TGFp1 in the blood serum of patients. When studying the Arg25Pro polymorphism of the TGFp1 gene, it was noted that among the examined patients homozygotes over the Arg25 allele predominate. The frequency of heterozygotes Arg25Pro among the group of children suffering from asthma is 3.08 times lower in comparison with healthy children. The association of polymorphism of Arg25Pro gene TGFp1 with an increased risk of asthma in children has been established. It was shown that in patients with the ArgArg genotype of the TGFp1 gene, the concentration of TGFp1 in the blood serum was increased (132.08±77.28 pg/ml), compared with heterozygotes (88.47±86.26 pg/ml) or patients with ProPro genotype (94.77±92.48 pg/ml).

The association of the Arg25Pro polymorphism of the TGFp1 gene with an increased risk of developing asthma in children has been established. The relationship of this gene polymorphism with increased synthesis of TGFp1 is shown.

Keywords: bronchial asthma, children, gene, polymorphism, transforming growth factor pi (TGFpi)

Для цитирования: Лебеденко А. А., Шкурат Т. П., Машкина Е. В., Семерник О. Е., Дрейзина Т. К. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ARG25PRO ГЕНА ТРАНСФОРМИРУЮЩЕГО ФАКТОРА РОСТА р1 У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2018;13(2):364-366. DOI - https://doi.org/10.14300/ mnnc.2018.13050

For citation: Lebedenko A. A., Shkurat T. P., Mashkina E. V., Semernik O. E., Dreyzina T. K. THE STUDY OF ARG25PRO POLYMORPHISM GENE OF TRANSFORMING GROWTH FACTOR p1 IN CHILDREN WITH BRONCHIAL ASTHMA. Medical News of North Caucasus. 2018;13(2):364-366. (In Russ.). DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2018.13050

БА - бронхиальная астма РХВ - равновесие Харди - Вайнберга

ОНП - однонуклеотидный полиморфизм TGF-p - трансформирующий фактор роста р

медицинский вестник северного кавказа

2018. Т. 13. № 2

medical news of north caucasus

2018. Vоl. 13. Iss. 2

Бронхиальная астма (БА) - это распространенное тяжелое хроническое заболевание бронхолегочной системы, имеющее высокую социальную значимость. В основе патогенеза БА лежит хроническое воспаление дыхательных путей, приводящее к структурному ремоделирова-нию стенки бронхов. Получены многочисленные данные о том, что хронический, длительно протекающий воспалительный процесс приводит к необратимым морфологическим изменениям в виде резкого утолщения базальной мембраны с нарушением микроциркуляции и развитием склероза стенки бронхов [4]. Глубокие трофические нарушения характеризуются усиленным образованием новых сосудов, а также гиперплазией и метаплазией бокаловидных эпителиальных клеток, гипертрофией гладких мышц, увеличением подслизистых желез и отложением коллагена, а следовательно, уплотнением базальной мембраны и ремоделированием бронхиальной стенки.

При этом в процессах реорганизации дыхательных путей участвуют различные биологически активные вещества (факторы роста, цитокины, эндотели-ны), а также изменения вегетативного гомеостаза, поддерживающие, кроме того, и процесс воспаления [2, 6, 11]. Немаловажную роль в данных процессах играет трансформирующий фактор роста ß (TGF-ß), мультифункциональный фактор, который регулирует процессы пролиферации, дифференциации и миграции клеток, посредством влияния на синтез белков экстрацеллюлярного матрикса (коллагена I и III типов и фибронектина) контролирует ангиогенез и ремоде-лирование эндоплазматического ретикулума [1].

Известно, что ген TGF-ß1 находится на 19 хромосоме, содержит 7 экзонов и большое количество ин-тронов. При этом всего в гене TGF-ß1 идентифицировано 5 значимых однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП). Так, в ряде исследований была показана связь rs1800470 TGF-ß1 (данного полиморфного локуса) с предрасположенностью к развитию заболеваний бронхолегочной системы. Установлено, что хромосомная область 19q13 имеет связь с атопическими заболеваниями [5]. Зарегистрирована ассоциация rs1800470 гена TGFßi с БА: лица-носители Т аллеля (С-509Т) имели повышенный риск развития данного заболевания [7, 9]. Установлено также, что если мать в период внутриутробного развития плода злоупотребляла курением, дети с генотипом TGF-ß1 С-509Т имеют повышенный риск развития БА [9]. Однако многие генетические аспекты развития БА до конца не изучены, поэтому важно дальнейшее исследование роли различных полиморфизмов гена TGFß в патогенезе данного заболевания.

Целью работы явилось изучение роли полиморфизма Arg25Pro гена TGFß1 в патогенезе БА у детей.

Материал и методы. Были обследованы 40 пациентов, страдающих БА разной степени тяжести. Обследование проводилось на базе педиатрического отделения. Степень тяжести, уровень контроля, форма заболевания установлены в соответствии с рекомендациями, изложенными в Национальной программе «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика» (2017) [4]. Контрольную группу составили 53 здоровых ребенка I и На групп здоровья, сопоставимых по полу и возрасту.

Критерии включения: наличие подтверждённого диагноза БА, поставленного не ранее чем за 6 месяцев до обследования; отсутствие сопутствующей хронической патологии со стороны других органов и систем; наличие согласия на проведение исследова-

ния (у пациентов младше 15 лет - согласия родителей).

Критерии исключения: больные с неуточнённым диагнозом БА; больные БА с другими хроническими и острыми заболеваниями легких (туберкулёз, острый трахеобронхит, пневмония и др.); возраст пациентов старше 18 лет.

Всем обследуемым было проведено комплексное клинико-инструментальное обследование: клинический осмотр, спирометрия с бронходилатационной пробой, аллергологическое обследование, лабораторная диагностика. Содержание TGFß! в сыворотке крови определяли с помощью тест-системы «Трансформирующий фактор роста ß1 (TGF-ß1)» (Bender Medsystems), методом иммуноферментного анализа.

Всем пациентам проведено исследование ассоциации полиморфизма Arg25Pro гена TGFß с риском развития БА. Материалом для генетического исследования послужили 73 образца ДНК, выделенной из лейкоцитов периферической крови детей, больных БА и здоровых детей. ДНК из лейкоцитов периферической крови детей выделяли термокоагуляцион-ным методом с помощью реагента «ДНК-экспресс-кровь» (Литех, Россия). Определение полиморфных вариантов исследуемых генов проводили методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции с использованием наборов реагентов SNP-экспресс (Литех, Россия).

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием прикладных программ Microsoft Office, применялась компьютерная программа «STATISTICA 6.0». При нормальном распределении достоверность различий между группами определяли по критерию Стьюдента - t, при отличии распределения показателей от нормального использовали непараметрический критерий Манна - Уит-ни (M-U). Достоверным считался результат при t>2, при котором р<0,05. Оценку различий в распределении полиморфных вариантов генов в обследованных группах осуществляли по критерию х2.

Результаты и обсуждение. Установлено, что у большинства пациентов отмечалось легкое течение БА (76,67 %) и лишь у 7 (23,33 %) больных - средне-тяжелое. При этом средний возраст обследованных детей составил 11,06±0,84 лет. Сопутствующая патология была отмечена у 85 % больных: аллергический ринит - у 75 %, атопический дерматит - у 14,28 % и крапивница у 1 ребенка. Противовоспалительные препараты получали большинство обследованных детей (76,66 %).

Анализ выявил значительное повышение концентрации TGFßi в сыворотке крови у больных БА (116,21±51,59 пг/мл) по сравнению с контрольной группой (2,70±0,12 пг/мл, р=0,001). При этом у пациентов с легким течением БА средние значения TGFßi составили 122,17±67,83 пг/мл, тогда как при средне-тяжелом - 118,07±115,54 пг/мл.

При изучении генетических аспектов было установлено, что распределение частот генотипов и аллелей по всем исследуемым полиморфизмам соответствует равновесию Харди - Вайнберга в обеих группах детей (табл.). При исследовании полиморфизма Arg25Pro гена TGFßi было отмечено, что среди обследованных преобладают гомозиготы по аллели Arg25. Частота гетерозигот Arg25Pro в группе детей, страдающих БА, в 3,08 раза ниже по сравнению со здоровыми детьми. Частота гомозигот по аллели 25Pro среди здоровых детей составляет 3,3 %, а среди больных детей частота генотипа ProPro составляет 14 %. При этом установлено, что у детей

оригинальные исследования

Педиатрия

oRiGiNAL RESEARCH

Pediatrías

с генотипом АгдАгд повышен риск развития БА, ОИ составил 5,75 (1,85-17,83).

Таблица

Частота встречаемости генотипов и аллелей по полиморфизму Агд25Рго гена TGFр1 у пациентов с бронхиальной астмой и здоровых детей

Аллель, генотип TGFßx Больные Здоровые X2 P OR

n = 30 n=43 Знач. 95 % CI

Arg2S 0,900 0,663 10,91 0,001 4,58 1,76-11,89

2SPro 0,100 0,337 0,22 0,08-0,57

Arg/Arg 0,833 0,465 10,18 0,006 5,75 1,85-17,83

Arg/Pro 0,133 0,395 0,24 0,07-0,79

Pro/Pro 0,033 0,140 0,21 0,02-1,87

РХВ (x2) 2,02 0,57

Полученные результаты согласуются с данными зарубежных авторов [7, 10]. Так, ряд исследователей считает, что ген TGF-fil относится к генам, регулирующим врожденный иммунный ответ и иммунорегуля-цию при БА. Следовательно, TGF-P1 имеет значение при росте и дифференцировке клеток дыхательных

Литература/References

1. Ильченко С. И., Фиалковская А. А., Иванусь С. Г. Значение уровня сывороточного трансформирующего фактора роста в ремоделировании бронхов у подростков-курильщиков. Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). Медицинские науки. 2015;10(19):224-230. [Ilchenko S. I., Fialkovskaya A. A., Ivanus S. G. The value of serum transforming growth factor level in bronchial remodeling in adolescent smokers. Evrazysky Soyuz Uchenykh (ESU). Meditsinskiye nauki. - Eurasian Union of scientists (EU). Medical science. 2015;10(19):224-230. (In Russ.)].

2. Лебеденко А. А., Семерник О. Е. Нейрогумораль-ные аспекты обострения бронхиальной астмы у детей. Пульмонология. 2013;5:36-39. [Lebedenko A. A., Semernik O. E. Neurohumoral aspects of bronchial asthma exacerbation in children. Pulmonologiya. -Pulmonology. 2013;5:36-39. (In Russ.)]. https:// doi.org/10.18093/0869-0189-2013-0-5-36-39

3. Лебеденко А. А., Шкурат Т. П., Семерник О. Е., Маш-кина Е. В., Дрейзина Т. К. Полиморфизм гена фактора роста эндотелия сосудов у детей Ростовской области, страдающих бронхиальной астмой. Валеология. 2016;4:20-25. [Lebedenko A. A., Shkurat T. P., Semernik O. E., Mashkina E. V., Dreizina T. K. Polymorphism of the gene of the growth factor of the vascular endothelium in children of the Rostov region, suffering from bronchial asthma. Valeologiya. - Valeology. 2016;4:20-25. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18522/2218-2268-2016-4-20-25

4. Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика». 5-е изд., испр. и доп. М. : Изд. дом «Атмосфера», 2017. [National program «Bronchial asthma in children. The strategy of treatment and prevention». 5th ed., rev. and additional. Moscow: Izd. house «Atmosphere», 2017. (In Russ.)].

5. Разводовская А. В., Черкашина И. И., Никулина С. Ю. [и др.]. Изучение ассоциации однонуклеотидного полиморфизма rs1800470 гена трансформирующего фактора роста бета 1 (TGF-p1) с риском развития бронхиальной астмы. Сибирское медицинское обозрение. 2014;2:17-22. [Razvodovskaya A. V., Cherka-shina I. I., Nikulina S. Yu., Shestovitsky V. A., Voevoda M. I.,

путей во время воспалительного процесса при БА, то есть участвует в патогенезе астмы [8].

При этом в ходе проведенного исследования было установлено, что у пациентов с генотипом ArgArg гена TGFß1 отмечается повышение концентрации TGFß1 в сыворотке крови (132,08±77,28 пг/мл) по сравнению с гетерозиготами (88,47±86,26 пг/мл) или больными, имеющими ProPro генотип (94,77±92,48 пг/мл). Принимая во внимание тот факт, что TGFß1 - это белок, который контролирует пролиферацию, клеточную диффе-ренцировку и другие функции в большинстве клеток, повышение его концентрации в сыворотке крови может привести к развитию необратимых морфофунк-циональных изменений в бронхолегочной системе. Следовательно, можно предположить, что у носителей генотипа ArgArg, страдающих БА, риск развития ремо-делирования дыхательных путей значительно выше по сравнению с пациентами, имеющими ProPro генотип.

Заключение. Установлена ассоциация полиморфизма Arg25Pro гена TGFß1 с повышенным риском развития БА у детей. Показана взаимосвязь данного гена с повышенным синтезом TGFßi. Полученные результаты могут быть использованы для целей ранней диагностики БА.

Maksimov V. N. Study of the association of single nucle-otide polymorphism rs1800470 of the gene transforming growth factor beta 1 (TGF-ß1) with the risk of developing bronchial asthma. Sibirskoye meditsinskoye obozreni-ye. - Siberian medical review. 2014;2:17-22. (In Russ.)].

6. Семерник О. E., Лебеденко А. А. Особенности вегетативного реагирования у детей с бронхиальной астмой в периоде обострения заболевания. Вестник Российской академии медицинских наук. 2015;70(2):222-226. [Semernik O. E., Lebedenko A. A. Features of vegetative response in children with bronchial asthma in the period of exacerbation of the disease. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. - Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences. 2015;70(2):222-226. (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.15690/vramn.v70i2.1316

7. Lee S. Y., Lee Y. H., Shin C., Shim J. J., Kyung H. K., Se H. Y., Kwang H. I. Association of asthma severity and bronchial hyperresponsiveness with a polymorphism in the cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 gene. Chest. 2002;122(1):171-176.

8. Li H., Wu H., Sienra-Monge J. J., Ramírez-Aguilar M., del Río-Navarro B. E., del Lara-Sánchez I. C., Kistner E. O., Gjessing H. K., London S. J. Genetic polymorphisms in transforming growth factor beta-1 (TGFB1) and childhood asthma and atopy. Hum. Genet. 2007;121(5):529-538. https://doi.org/10.1007/s00439-007-0337-z

9. Salam M. T., Gauderman W. J., McConnell R., Lin P. C., Gil-liland F. D. Transforming growth factor- 1 C-509T polymorphism, oxidant stress, and early-onset childhood asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2007;176(12):1192-1199. https://doi.org/10.1164/rccm.200704-561OC

10. Sharma S., Raby B. A., Hunninghake G. M., Soto-Qui-rós M., Avila L., Murphy A. J., Lasky-Su J., Klander-man B. J., Sylvia J. S., Weiss S. T., Celedón J. C. Variants in TGFB1, dust mite exposure, and disease severity in children with asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2009;179:356-362. https://doi.org/10.1164/rccm.200808-1268OC

11. Shkurat T. P., Lebedenko A. A., Mashkina E. V., Se-mernik O. E., Dreyzina T. K. Vascular Endothelial Growth Factor: Genetic Aspects in Children with Asthma in the Rostov Region. The Online Journal of Health and Allied Sciences. 2016;15(4). Available at: www.ojhas.org/is-sue60/2016-4-7.html.

Сведения об авторах:

Лебеденко Александр Анатольевич, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой детских болезней № 2; тел.: 88632504043; e-mail: leb.rost@rambler.ru

Шкурат Татьяна Павловна, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой генетики; тел.: 88632975070; e-mail: tshkurat@yandex.ru

Машкина Елена Владимировна, доктор биологических наук, доцент; тел.: 88632975070; e-mail: lenmash@mail.ru

Семерник Ольга Евгеньевна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры детских болезней; тел.: 89185692681; e-mail: semernick@mail.ru

Дрейзина Татьяна Константиновна, магистрант; тел.: 89061847353; e-mail: taniad95@mail.ru

THE STUDY OF ARG25PRO POLYMORPHISM GENE OF TRANSFORMING GROWTH FACTOR ß1 IN CHILDREN WITH BRONCHIAL ASTHMA

Текст научной работы на тему «Исследование полиморфизма Arg25Pro гена трансформирующего фактора роста ß1 у детей с бронхиальной астмой»