CC BY
36
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.105.3.038
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ
Научная статья
Исхакова А.Г.1, Тороповский А.Н.2, Золотарев А.В.3, Павлова О.Н.4' *, Комарова М.В.5
2 ORCID: 0000-0001-9779-5708;
3 ORCID: 0000-0002-9107-5221;
4 ORCID: 0000-0002-8055-1958;
5 ORCID: 0000-0001-6545-0035;
1 3 Самарская областная клиническая офтальмологическая больница имени Т.И. Ерошевского, Самара, Россия;
1 3, 5 Самарский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации,
Самара, Россия;
2 4 ООО «ТестГен», Ульяновск, Россия;
4 Самарский государственный университет путей сообщения Самара, Россия;
5 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия
* Корреспондирующий автор (casiopeya13[at]mail.ru)
Аннотация
Одним из многочисленных осложнений такого эндокринного заболевания, как диабет, является диабетическая ретинопатия. Это основная причина слепоты трудоспособного населения развитых стран. Как правило, выраженность ретинопатии зависит от длительности течения сахарного диабета, концентрации глюкозы в крови и уровня артериального давления. Цель исследования - изучить влияние генетических факторов на риск развития диабетической ретинопатии и повысить эффективность прогноза развития данной патологии с помощью математического моделирования. Исследование проведено на базе ГБУЗ «Самарская областная клиническая офтальмологическая больница имени Т.И. Ерошевского», а также на базе ООО «ТестГен» и ООО «Джинэкст» (г. Ульяновск). В исследование приняли участие 475 пациентов. Выводы: Полиморфные локусы генов VEGF rs2010963, AKR1B1 rs759853, ITGA2 rs2910964, ADRB3 rs4994, APOE rs7412, APOE 429358, рассматриваемые независимо друг от друга, не связаны с развитием диабетической ретинопатии в изученной группе больных сахарным диабетом II типа, однако учет сложных межаллельных взаимодействий генов VEGF, AKR1B1 и APOE позволяет выделить неблагоприятные сочетания генотипов. Стаж сахарного диабета и гликемия увеличивают вероятность диабетической ретинопатии. Предлагаемая комбинация генов в комплексе с биохимическими показателями повышает прогностическую значимость разрабатываемой тест-системы.
Ключевые слова: диабетическая ретинопатия, VEGF, AKR1B1, ITGA2, ADRB3, APOE.
MOLECULAR AND GENETIC ASPECTS OF EARLY DIAGNOSIS OF DIABETIC RETINOPATHY
Research article
Iskhakova A.G.1, Toropovsky A.N.2, Zolotarev A.V.3, Pavlova O.N.4' *, Komarova M.V.5
2 ORCID: 0000-0001-9779-5708;
3 ORCID: 0000-0002-9107-5221;
4 ORCID: 0000-0002-8055-1958;
5 ORCID: 0000-0001-6545-0035;
1 3 T. I. Eroshevsky Samara Regional Clinical Ophthalmological Hospital, Samara, Russia;
1 3 5 Samara State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Samara, Russia;
2, 4 TestGen LLC, Ulyanovsk, Russia;
4 Samara State Transport University, Samara, Russia;
5 S. P. Korolev Samara National Research University, Samara, Russia
* Corresponding author (casiopeya13[at]mail.ru)
Abstract
One of the many complications of such an endocrine disease as diabetes is diabetic retinopathy. This is the main cause of blindness in the working-age population of developed countries. As a rule, the severity of retinopathy depends on the duration of the course of diabetes, the concentration of glucose in the blood, and the level of blood pressure. The aim of the study was to examine the influence of genetic factors on the risk of developing diabetic retinopathy and to improve the effectiveness of predicting the development of this pathology using mathematical simulation. The study was conducted under the auspices of the T. I. Eroshevsky Samara Regional Clinical Ophthalmological Hospital as well as TestGen LLC and Dzhinkest LLC in the city of Ulyanovsk. The study involved 475 patients. Conclusions: Polymorphic loci of the VEGF genes rs2010963, AKR1B1 rs759853, ITGA2 rs2910964, ADRB3 rs4994, APOE rs7412, APOE 429358 that were observed independently of each other are not associated with the development of diabetic retinopathy in the group of patients with type 2 diabetes mellitus; however, taking into account the complex interallelic interactions of the VEGF, AKR1B1 and APOE genes allows for distinguishing unfavorable combinations of genotypes. Long-term diabetes and glycemia increase the likelihood of diabetic retinopathy. The combination of genes proposed in this study in combination with biochemical parameters increases the prognostic significance of the test system under development.
Keywords: diabetic retinopathy, VEGF, AKR1B1, ITGA2, ADRB3, APOE.
Введение
Одним из многочисленных осложнений такого эндокринного заболевания, как диабет, является диабетическая ретинопатия (ДР). Это поражение сосудов сетчатой оболочки глаза, являющееся причиной инвалидизации пациентов по зрению в 80-90 % случаев [1].
Диабетическая ретинопатия - основная причина слепоты трудоспособного населения развитых стран. Установлено, что потеря зрения или его нарушения у пациентов с сахарным диабетом (СД) развиваются в 25 раз чаще, чем в среднем в популяции и чем больше «стаж» СД, тем выше риск развития ДР. По многочисленным литературным данным, патологические изменения сетчатки выявляются примерно у 80 % пациентов, страдающих СД, в течение 10 и более лет [2], [3].
Наибольшую угрозу для потери зрения представляет пролиферативная ДР, которая присутствует у 50 % пациентов с длительностью СД первого типа 20 и более лет. При СД 2-го типа, составляющем 90-95 % всех случаев этого заболевания, в связи с поздней диагностикой признаки ДР выявляют в момент установления диагноза СД в 1530 % случаев, через 10 лет - в 50-60 %, а через 30 лет - более чем у 90 % больных [4], [5].
В настоящее время различают непролиферативную, препролиферативную и пролиферативную ДР. Непролиферативная форма по сути является начальной стадией ДР и характеризуется окклюзией и повышенной проницаемостью мелких сосудов сетчатки. Препролиферативная ретинопатия стадия характеризуется наличием венозных аномалий (чёткообразность, извитость, наличие петель и др.), большим количеством твёрдых и «ватообразных» экссудатов, интраретинальных микрососудистых аномалий, крупных ретинальных геморрагий. Если не проводить терапию данного состояния развивается пролиферативная ДР, когда окклюзия капилляров приводит к возникновению обширных зон ишемии с формированием микроаневризмов и к нарушениям кровоснабжения сетчатки. Изменения сетчатки на данной стадии идут двумя путями: формирование новообразованных сосудов или разрастание соединительной ткани [6], [7].
Как правило, выраженность ретинопатии зависит от длительности течения сахарного диабета, концентрации глюкозы в крови и уровня артериального давления.
Полная потеря зрения чаще всего связана с развитием пролиферативного процесса: кровоизлиянием в стекловидное тело, отслойкой сетчатки и развитием неоваскулярной глаукомы, возникающей из-за блокирования новообразованными сосудами оттока внутриглазной жидкости и приводящей к неконтролируемому повышению внутриглазного давления. Для того, чтобы избежать вышеизложенных осложнений, крайне важно, как можно раньше диагностировать развитие данного заболевания.
Цель исследования - изучить влияние генетических факторов на риск развития диабетической ретинопатии и повысить эффективность прогноза развития данной патологии с помощью математического моделирования.
Задачи исследования: установить распределение аллелей и генотипов комплекса полиморфных маркеров генов -кандидатов развития диабетической ретинопатии: сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), AKR1B1, ADRB3, ITGA2, APOE в группах больных сахарным диабетом 2 типа; оценить наличие ассоциации полиморфных маркеров данных генов-кандидатов с риском развития диабетической ретинопатии при СД 2-го типа; выявить взаимосвязи генетических полиморфизмов, ассоциированных с диабетической ретинопатией и вариантов клинического течения заболевания.
Методы и принципы исследования
Исследование проведено на базе ГБУЗ «Самарская областная клиническая офтальмологическая больница имени Т.И. Ерошевского», также на базе ООО «ТестГен» и ООО «Джинэкст» (г. Ульяновск), где происходило выделение ДНК и анализ полиморфных маркеров генов.
Всего в исследование приняли участие 475 пациентов: 79 мужчин и 396 женщин, удовлетворяющие критериям включения и исключения и давшие письменное информационное согласие на участие в научном исследовании. Возраст обследованных составил от 24 до 89 лет.
У 272 пациентов на момент осмотра диабетической ретинопатии обнаружено не было, у 100 - установлено непролиферативная диабетическая ретинопатия, у 23 - препролиферативная ДР, у 80 - пролиферативная ДР.
Объектом исследования явились пробы венозной крови, полученные от пациентов, больных сахарным диабетом второго типа, прошедшие офтальмологический осмотр.
Подробная методика исследования приведена в нашей работе, опубликованной ранее [8].
В исследование было отобрано 7 точечных мутаций, определение которых должно выявлять повышенный риск развития ДР при сахарном диабете: VEGF rs2010963, AKR1B1 rs759853, ITGA2 rs2910964, ADRB3 rs4994, ICAM1 rs13306430, APOE rs7412, APOE 429358. Оба локуса гена APOE анализировали совместно при статистической обработке данных. Окончательный выбор полиморфизмов генов-кандидатов для включения в тест-систему для анализа риска развития ДР проводился по результатам технических и клинических испытаний по таким критериям, как: включаемые в готовую тест-систему генетические полиморфизмы, совокупно должны обладать максимально высокой ассоциацией с диабетической ретинопатией и позволять обеспечивать диагностическую точность тест-системы.
Статистический анализ полученных данных выполняли в среде пакета IBM SPSS 21. Для сопоставления частот генотипов с наличием ретинопатии использовали критерий хи-квадрат Пирсона (%2). Для разработки прогностической модели риска развития ретинопатии применяли множественную логистическую регрессию. Качество прогнозирования оценивали с помощью ROC-кривых.
Для выделения сочетаний генотипов по различным генам, ассоциированных с большим или меньшим риском ретинопатии, применяли метод MDR [9].
Критическое значение уровня значимости принимали равным 0,05.
Основные результаты
На первом этапе поиска ассоциаций ДР с наследственными факторами риска был проведен анализ таблиц сопряженности между различными полиморфными участками генов-кандидатов и наличием диабетической ретинопатии (табл. 1). Установлено, что по каждому из рассмотренных генов распределение генотипов у пациентов с наличием и отсутствием диабетической ретинопатии было статистически неразличимым (все р>0,05).
Таблица 1 - Сочетания генотипов полиморфных участков генов-кандидатов и наличие диабетической ретинопатии
Ген Генотип Нет ретинопатии Есть ретинопатия 2 хи2 р
Абс. % Абс. %
VEGF ге2010963 С/С 89 32,7 63 31,0 0,15 0,926
G/C 108 39,7 83 40,9
G/G 75 27,6 57 28,1
ADRB3 ге4994 Т/Т 218 80,2 162 79,8 1,56 0,458
Т/С 52 19,1 41 20,2
С/С 2 0,7 - -
АКШВ1 ге759853 G/G 104 38,2 73 36,0 1,48 0,477
G/A 132 48,5 95 46,8
А/А 36 13,2 35 17,2
ТОА2 ге2910964 С/С 94 34,7 72 35,5 0,14 0,932
С/Т 134 49,5 97 47,8
Т/Т 43 15,9 34 16,8
АРОЕ ге7412 С/С 229 84,2 169 83,3 0,13 0,935
С/Т 41 15,1 32 15,8
Т/Т 2 0,7 2 1,0
АРОЕ ге429358 Т/Т 204 75,0 160 78,8 0,95 0,622
Т/С 65 23,9 41 20,2
С/С 3 1,1 2 1,0
АРОЕ ге7412 и АРОЕ ге429358 е2е2 (ТТ и ТТ) 2 0,7 2 1,0 1,14 0,950
е2е3 (СТ и ТТ) 36 13,3 28 13,8
е3е3 (СС и ТТ) 166 61,0 130 64,0
е3е4 (СС и СТ) 60 22,1 37 18,2
е4е4 (СС и СС) 3 1,1 2 1,0
Гетерозиготы (СТ и СТ) 5 1,8 4 2,0
Проведено изучение соответствия частот генотипов равновесию Харди-Вайнберга. Для всех генов АК^В1 ге759853, ITGA2 ге2910964, ЛЭКБ3 ге4994, APOE ге7412, APOE 429358 это равновесие соблюдалось. Для гена VEGF ге2010963 равновесия Харди-Вайнберга не было ни у больных с наличием, ни с отсутствием диабетической ретинопатии, ни среди всех обследованных. Так наблюдаемые частоты генотипов в общей группе были: CC - 152 чел. (32 %), GC - 191 чел. (40,2 %) и GG - 132 чел. (27,8 %). Это соответствует частотам аллелей C - 52,1 % и G - 47,9 % и соответственно теоретическому распределению генотипов CC/GC/GG — 27,2 %/49,9 %/22,9 %, что статистически значимо отличается от наблюдаемых частот (%2=17,9, р<0,001). Меньшая почти на 10 %, чем теоретически ожидаемая частота гетерозигот по гену VEGF в изучаемой группе больных, на наш взгляд, может быть связана с неслучайным отбором генотипов при формировании изучаемых групп больных сахарным диабетом из общей популяции.
Отсутствие статистически значимых взаимосвязей между отдельными генотипами в полиморфных участках генов определило дальнейший поиск межгенных взаимодействий, которые могли бы увеличить или наоборот снизить риски ретинопатии. Широко применяемый метод для решения задач медицинской классификации - логистическая регрессия - в данной ситуации, когда главные эффекты отдельных генов отсутствуют, при использовании пошаговых алгоритмов не может выявить и комбинаций генов. Для поиска благоприятных и неблагоприятных комбинаций генов использовали метод ЫЭЯ, который не предполагает никакой генетической модели и не оценивает какие-либо параметры, а только выбирает наиболее тесно связанные с исходом сочетания генов и генотипов.
Из шести рассмотренных в настоящем исследовании полиморфных локусов метод MDR выявил комбинации из трех генов VEGF ге2010963, АКШВ1 ге759853, APOE. Абсолютные частоты исходов при различных сочетаниях данных генотипов представлены на рисунке 1, а упорядоченные по возрастанию частоты диабетической ретинопатии при различных комбинациях генотипов представлены на рисунке 2. Варианты сочетаний генотипов генов VEGF, АК^В1, ЛРОЕ, ассоциированные с отсутствием диабетической ретинопатии, помечены на гистограмме светлой штриховкой, а неблагоприятные комбинации - темной.
Рис. 1 - Распределение больных с различными исходами при различных сочетаниях трех генов: gen1z - VEGF ге2010963; gen3z - АКЯ1В1 ге759853; gen7z - APOE; левые столбики - ДРП есть любой стадии;
правые столбики - ДРП нет
VEGF / AKR1B1 / APOE
C/C G/A гетер C/C G/G e2e2 C/C G/G e4e4 G/G G/A e4e4 G/C A/A гетер G/C G/A e2e2 G/C G/A гетер G/G G/G e3e4 G/C G/A e2e3 G/G G/A e2e3 C/C A/A e3e3 C/C G/G e3e4 C/C G/A e3e4 C/C A/A e3e4 C/C G/G e3e3 G/G A/A e3e4 G/C G/A e3e3 G/G G/G e2e3 G/G G/A e3e3 G/C G/G e3e3 C/C G/G e2e3 G/C G/A e3e4 G/C G/G e2e3 G/G A/A e3e3 G/G G/A e3e4 G/C A/A e3e3 G/C A/A e3e4 G/C G/G e3e4 G/G G/G e3e3 C/C G/A e3e3 C/C G/A e2e3 G/C G/G гетер C/C A/A e2e3 C/C A/A e4e4 C/C A/A гете C/C G/A e4e4 G/G A/A e2e3 G/G G/A гетер G/C A/A e2e2 G/C A/A e2e3
0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
иииииз 14% ] 18%
<<<<<<<!
>>>}>>>}
22%
7—Г—Г—И—î—Г—Г—И—î—Я пгп/
25%
■=. ■=. -=. ■=. ■=. -=. 4 25% 326% 29% 29%
:■ :■ :■ :■ :■ :■ :■ :■ :-
{ í í { { -i -I { { { <1
>>>>>>>>>>>>
>>>>>>>>>>>>>>
<<<<<<<<<<<<<<<
33%
40% 40%
T ? î î ? ? T î ? ? T î ? ? Г"| A Л OL ¿_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_à ^ 1
<<<<<<<<<<<<<<<<
] 41% ] 42% 44%
■'■"■'■"■.'■*■_'■• ■'■"■'■"■.'■*■_'■• ■'■• ■'■"■.'■*■_'■• ■'■"■'■"■.'■*■_'■• A 44%
^У:улу:У:У:УЛУ:У:У:УЛУ:У:У:УЛУ:УЛ45%
УЛ-Л-Л-Л^
52%
'.'■ .'.■ .'.■ ::■ ::■ .'.■ .'.■ ::■ ::■ ::■ .'.■ ::■ ::■ .'.■ .'.■ ::■ ::■ ::■ .'.■ ::■ .73 57%
67%
:."■ ■"■"■ .'■■ :."■ :."■ ■"■"■ .'■■ :."■ :."■ :."■ .'■■ :."■ :."■ ■"■"■ .'■■ :."■ :."■ :."■ .'■■ :."■ :."■ ■"■"■ .'■■ :."■ :."■ ■"■"■ .'■■ :."■ J 75%
100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
1
1
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 110% Ретинопатия
Рис. 2 - Доля больных диабетической ретинопатией при различных генотипах по полиморфным локусам генов
VEGF ге2010963 и АКЯШ1 ге759853 и АРОЕ Примечание: темной штриховкой отмечены классифицированные сочетания генотипов как положительные,
светлой как отрицательные
По данным рисунка 2, установлено, что некоторые сочетания генотипов участков трех генов определяют 100 % развития диабетической ретинопатии:
1. сочетание гетерозиготы VEGF с гомозиготой по редкому типу AKR1B1 и объединенного гена APOE e2e3;
2. сочетание гетерозиготы VEGF с гомозиготой по редкому типу AKR1B1 и объединенного гена APOE e2e2;
3. сочетание гомозиготы по редкому типу гена VEGF с гетерозиготой гена AKR1B1 и объединенного гена APOE гетерозиготы;
4. сочетание гомозиготы по дикому типу гена VEGF с гомозиготой по редкому гена АК^В1 и объединенного гена АРОЕ е2е3;
5. сочетание гомозиготы по дикому типу гена VEGF с гетерозиготой гена AKR1B1 и объединенного гена АРОЕ е4е4;
6. сочетание гомозиготы по дикому типу гена VEGF гомозиготой по редкому типу АК^В1 и объединенного гена АРОЕ гетерозиготы;
7. сочетание гомозиготы по дикому типу гена VEGF гомозиготой по редкому типу АК^В1 и объединенного гена АРОЕ е4е4.
При этом также установлены сочетания генотипов участков трех генов, определяющие отсутствие диабетической ретинопатии:
1. сочетание гетерозиготы VEGF с гетерозиготой АК^В1 и объединенного гена АРОЕ гетерозиготы;
2. сочетание гетерозиготы VEGF с гетерозиготой АКШВ1 и объединенного гена АРОЕ е2е2;
3. сочетание гетерозиготы VEGF с гомозиготой по редкому типу АКШВ1 и объединенного гена АРОЕ гетерозиготы;
4. сочетание гомозиготы по редкому типу VEGF с гетерозиготой АК^В1 и объединенного гена АРОЕ е4е4;
5. сочетание гомозиготы по дикому типу VEGF с гомозиготой по дикому типу АК^В1 и объединенного гена АРОЕ е4е4;
6. сочетание гомозиготы по дикому типу VEGF с гомозиготой по дикому типу АК^В1 и объединенного гена АРОЕ е2е2;
7. сочетание гомозиготы по дикому типу VEGF с гетерозиготой АК^В1 и объединенного гена АРОЕ гетерозиготы.
При оценке качества данного прогноза, было установлено, что точность метода составляет 62,0 %, чувствительность - 54,0 %, специфичность - 68 %, отношение шансов 2,52 (1,73-3,66); X2: 23,6 (р = 0,001); X2 (попр. Йетса) 22,7 (р = 0,001); Карра:0,23.
Для дальнейшего улучшения прогноза риска развития диабетической ретинопатии воспользовались множественной логистической регрессией с пошаговым включением предикторов (предсказывающих признаков). Помимо генетических в качестве возможных факторов риска рассматривали клинико-лабораторные данные (стаж диабета, концентрацию глюкозы и гликированного гемоглобина в крови). Получены две устойчивые модели, включающие выработанную программой MDR комбинацию генотипов, а также стаж сахарного диабета и уровень гликемии. В первой модели в уравнение входит гликемия, оцененная по гликированному гемоглобину, а во второй -по уровню глюкозы в сыворотке крови. Такие возможные факторы риска, как возраст, индекс массы тела, артериальное давление, показатели липидного обмена были в числе потенциальных предикторов, однако ни в одну в итоговую многомерную модель не вошли. Предикторы в моделях множественных логистических регрессий приведены в таблице 2. Указаны, как непосредственно параметры модели (коэффициенты Ь), по которым конкретному больному может быть вычислена вероятность диабетической ретинопатии, так и экспоненциальные коэффициенты регрессии, трактуемые как отношения шансов (ОШ) и их 95 % доверительные интервалы (95 % ДИ), а также статистическая значимость предикторов в модели.
Таблица 2 - Факторы риска ретинопатии в множественной логистической регрессионной модели
Предиктор Коэффициент регрессии, Ь Отношение шансов (95% ДИ) р
Модель 1
Классификатор по 3 м генам gen1z — VEGF; gen3z — АКШВ1; gen7z — АРОЕ 0,99 2,70 (1,71-4,27) <0,001
Гликированный гемоглобин, % 0,48 1,62 (1,41-1,87) <0,001
Стаж диабета, годы 0,11 1,11 (1,08-1,15) <0,001
Константа -5,96 - <0,001
Модель 2
Классификатор по 3 м генам gen1z — VEGF; gen3z — АКШВ1; gen7z — АРОЕ 0,85 2,33 (1,50-3,61) <0,001
Глюкоза, ммоль/л 0,21 1,23 (1,15-1,32) <0,001
Стаж диабета, годы 0,12 1,12 (1,09-1,16) <0,001
Константа -3,98 - <0,001
В обеих регрессионных моделях получено схожее качество прогнозирования. Так, при пороговой вероятности 0,4 чувствительность и специфичность в 1-й модели составили по 74 %, а во 2й - 73 % и 72 %, соответственно. Качество классификации по отдельным факторам риска, вошедших в уравнения множественной логистической регрессии, и одна из предложенных моделей проанализированы также с помощью ROC-анализа (рис. 3).
0,00 ,25 ,50 ,75 1,00
1 - Специфичность
Рис. 3 - ROC-анализ прогностических возможностей диагностики диабетической ретинопатии по отдельным факторам риска и по многомерной модели
Площади под графиками ROC-кривых составили:
- прогнозирование по модели множественной логистической регрессии - 0,82;
- прогнозирование по генетическим факторам риска (по сочетанию 3х генов: VEGF; AKR1B1; APOE) - 0,61;
- прогнозирование по стажу сахарного диабета - 0,75;
- прогнозирование по уровню гликированного гемоглобина - 0,73.
Таким образом, дополнительный учет гликемии и стажа заболевания СД помимо комбинации неблагоприятных генотипов по полиморфным участкам генов позволяет улучшить точность прогноза ДР. В частности, повысилась чувствительности с 54 % при прогнозировании только по генетической предрасположенности до 74 % при учете комплекса факторов (генетика + гликемия + стаж СД). Наибольше значение площади под графиком - 0,82 — установлено именно у многомерной модели.
Улучшение качества прогнозирования произошло благодаря учету не только генетических факторов, но и включению в модель особенностей течения сахарного диабета (уровень гликемии, оцененный тем или иным способом и стаж заболевания). Это отражает сочетание немодифицируемых и модифицируемых факторов риска ДРП. Если на свою наследственность человек повлиять не может, то контролировать уровень глюкозы с большим или меньшим успехом современная медицина и образ жизни позволяют.
Обсуждение
Из рассмотренных генов-кандидатов три - VEGF, AKR1B1 и APOE оказались связаны с повышенным риском развития диабетической ретинопатии. VEGF - сигнальный белок, вырабатываемый клетками для стимулирования васкулогенеза и ангиогенеза. Избыточная экспрессия VEGF может вызвать сосудистые заболевания тех или иных частей тела, в частности, сетчатки глаз. Влияние экспрессии VEGF на вероятность возникновения ДР при сахарном диабете была показана во многих исследованиях зарубежных ученых (Balasubbu S. et al., Paine S. K. et al. при изучении влияния экспрессии данного гена на индийскую популяцию; Shahin R.M.H. et al. при изучении влияния экспрессии данного гена на египетскую популяцию; Memariani T. et al. при изучении влияния экспрессии данного гена на иранскую популяцию; Buraczynska M. et al. при изучении влияния экспрессии данного гена на польскую популяцию) [7]. Однако для реализации генетического скрининга необходимо изучить частоту мутации в гене VEGF в российской многонациональной популяции.
AKR1B1 - фермент, участвующий в метаболизме глюкозы и осморегуляции, играет защитную роль против токсичных альдегидов, играет важную роль во многих осложнениях при СД, в частности ретинопатии.
APOE - ген, кодирующий сывороточный аполипопротеид Е, входящий в состав хиломикронов и липопротеидов очень низкой плотности. Около 14 процентов различий в уровне холестерина в плазме крови может быть связано с вариабельностью гена APOE.
Комбинированная клинико-генетическая логистическая модель отобранных генов-кандидатов, показателей биохимических исследований (гликированный гемоглобин, глюкоза) и стажа диабета повышает чувствительность и специфичность тест-системы до 74 %. Отметим, что влияние генетических факторов на риск возникновения диабетической ретинопатии выше, чем значения биохимических, офтальмологических показателей.
Большинство проведенных исследований приводят достаточное количество доказательств влияния генетического фактора на развитие диабетической ретинопатии, однако участие каждого из отмеченных генов-кандидатов на диабетическую ретинопатию неоднозначно. Исследователи склоняются к тому, что существует зависимость между генами-ассоциантами и этнической принадлежностью контрольной группы.
Заключение
1. Полиморфные локусы генов VEGF rs2010963, AKR1B1 rs759853, ITGA2 rs2910964, ADRB3 rs4994, APOE rs7412, APOE 429358, рассматриваемые независимо друг от друга, не связаны с развитием диабетической ретинопатии
в изученной группе больных сахарным диабетом II типа, однако учет сложных межаллельных взаимодействий генов VEGF, AKR1B1 и APOE позволяет выделить неблагоприятные сочетания генотипов.
2. Стаж СД и гликемия увеличивают вероятность диабетической ретинопатии. Предлагаемая комбинация генов в комплексе с биохимическими показателями повышает прогностическую значимость разрабатываемой тест-системы.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Бахарева Ю.С. Гемодинамические, биохимические, воспалительные, ростовые факторы у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и доклинической диабетической нефропатией [Текст] / Ю.С. Бахарева, О.Д. Рымар, Н.Н. Чапаева // Лечение и профилактика. - 2016. - № 2. - С. 77-83.
2. Бездетко П.А. Лекарственная терапия диабетической ретинопатии на этапах ее развития (проблемы, сомнения, решения) [Текст] / П.А. Бездетко // Офтальмология Восточная Европа. - 2016. - № 1 (28). - С. 109-123.
3. Астахов Ю.С. Диабетическая ретинопатия (тактика ведения пациента) [Текст] / Ю.С. Астахов, Ф.Е. Шадричев, А.Б. Лисочкина // Клиническая офтальмология. - 2004. - № 2. - С. 85-88.
4. Балашевич Л.И. Диабетическая офтальмопатия [Текст] / Л.И. Балашевич, А.С. Измайлов. - СПб.: Человек, 2012.
- 336 с.
5. Величко П.Б. Современные методические подходы к лечению диабетической ретинопатии [Текст] / П.Б. Величко, Э.М. Османов // Вестник ТГУ. - 2013. - Т. 18. - № 6. - С. 3248-3249.
6. Воробьева И.В. Диабетическая ретинопатия у больных сахарным диабетом второго типа. Эпидемиология, современный взгляд на патогенез. Обзор [Текст] / И.В. Воробьева, Д.А. Меркушенкова // Офтальмология. - 2012. - Т. 9. - № 4. - С. 18-21.
7. Ермакова Н.А. Диабетическая ретинопатия. Клиника, диагностика, классификация, лечение [Текст] / Н.А. Ермакова // Клиническая офтальмология. - 2013. - № 1. - С. 33.
8. Анализ частоты мутации генов, ассоциированных с диабетической ретинопатией, в поволжской популяции [Электронный ресурс] / А.Г. Исхакова и др. // Современные проблемы науки и образования. - 2019. - № 6. - URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29283. - (дата обращения: 09.01.2021).
9. Hahn L.W. Multifactor dimensionality reduction software for detecting gene-gene and gene-environment interactions / L.W. Hahn, M.D. Ritchie, J.H. Moore // Bioinformatics. 2003. Vol.19. N3. P. 376-382.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Bakhareva Yu.S. Gemodinamicheskie, biohimicheskie, vospalitel'nye, rostovye faktory u pacientov s saharnym diabetom 2 tipa i doklinicheskoj diabeticheskoj nefropatiej [Hemodynamic, biochemical, inflammatory, growth factors in patients with type 2 diabetes and preclinical diabetic nephropathy] [Text] / Yu.S. Bakhareva, O.D. Rymar, N.N. Chapaeva // Lechenie i profilaktika [Treatment and prevention]. - 2016. - № 2. - P. 77-83. [in Russian]
2. Bezdetko P.A. Lekarstvennaja terapija diabeticheskoj retinopatii na jetapah ee razvitija (problemy, somnenija, reshenija) [Drug therapy of diabetic retinopathy at the stages of its development (problems, doubts, solutions)] [Text] / P.A. Bezdetko // Oftal'mologija Vostochnaja Evropa [Ophthalmology Eastern Europe]. - 2016. - № 1 (28). - P. 109-123. [in Russian]
3. Astakhov Y.S. Diabeticheskaja retinopatija (taktika vedenija pacienta) [Diabetic retinopathy (the tactics of patient management)] [Text] / Y.S. Astakhov, F.E. Shadrichev, A.B. Lisochkina // Klinicheskaja oftal'mologija [Clinical Ophthalmology]. - 2004. - № 2. - P. 85-88. [in Russian]
4. Balashevich L.I. Diabeticheskaja oftal'mopatija [Diabetic ophthalmopathy] [Text] / L.I. Balashevich, A.S. Izmailov. -SPb.: Chelovek [Saint Petersburg: Person,]. - 2012. - 336 p. [in Russian]
5. Velichko P.B. Sovremennye metodicheskie podhody k lecheniju diabeticheskoj retinopatii [Modern methodological approaches to the treatment of diabetic retinopathy] [Text] / P.B. Velichko, E.M. Osmanov // Vestnik TGU [TSU Bulletin]. -2013. - Vol. 18. - № 6. - P. 3248-3249. [in Russian]
6. Vorobyeva I.V. Diabeticheskaja retinopatija u bol'nyh saharnym diabetom vtorogo tipa. Jepidemiologija, sovremennyj vzgljad na patogenez. Obzor [Diabetic retinopathy in patients with type 2 diabetes mellitus. Epidemiology, modern view of pathogenesis. Review] [Text] / I.V. Vorobyeva, D.A. Merkushenkova // Oftal'mologija [Ophthalmology]. - 2012. - Vol. 9. -№ 4. - P. 18-21. [in Russian]
7. Ermakova N.A. Diabeticheskaja retinopatija. Klinika, diagnostika, klassifikacija, lechenie [Diabetic retinopathy. Clinic, diagnosis, classification, treatment] [Text] / N.A. Ermakova // Klinicheskaja oftal'mologija [Clinical Ophthalmology]. - 2013.
- № 1. - P. 33. [in Russian]
8. Analiz chastoty mutacii genov, associirovannyh s diabeticheskoj retinopatiej, v povolzhskoj populjacii [Jelektronnyj resurs] [Analysis of mutation frequency of genes associated with diabetic retinopathy in the Volga population] [Electronic resource] / A.G. Iskhakova et al // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija [Modern problems of science and education]. -2019. - № 6. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29283. (accessed: 09.01.2021). [in Russian]
9 Hahn L.W. Multifactor dimensionality reduction software for detecting gene-gene and gene-environment interactions / L.W. Hahn, M.D. Ritchie, J.H. Moore // Bioinformatics. 2003. Vol.19. N3. P. 376-382.
