CC BY
191
Полиморфизм некоторых генов-кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний у больных
астмой с сопутствующей гипертонической
Н.С. Пахомя, О.М. Урясьев
ГБОУ ВПО «Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова»
Минздрава России
Проведено исследование распространенности полиморфизмов генов, ассоциированных с сердечно-сосудистой патологией, у больных бронхиальной астмой с сопутствующей гипертонической болезнью. Выявлены ассоциативные связи по ряду значимых полиморфизмов со степенью контроля бронхиальной астмы, прогнозом данного заболевания при сопутствующей гипертонической болезни, а также выявлены полиморфизмы, ассоциированные с ранним дебютом гипертонической болезни у больных бронхиальной астмой.
Ключевые слова: полиморфизмы генов сердечно-сосудистых заболеваний, бронхиальная астма, гипертоническая болезнь, Рязанская область.
бронхиальной
болезнью
Современная действительность характеризуется ухудшением экологической ситуации, увеличением ежегодно ритма жизни, накоплением в популяции генетических факторов риска социально значимых заболеваний. В условиях несовершенства медицинских диагностических и лечебных методов, отсутствия системы своевременной профилактики это приводит к удручающим последствиям.
В структуре смертности всё так же ведущие позиции занимают сердечно-сосудистая, бронхообструктив-ная и онкологическая патологии. Кроме того, одной из особенностей современной клиники внутренних болезней является полиморбидность. Частота со-четанного течения социально значимых болезней увеличивается с возрастом. Так, частота артериальной гипертензии (АГ) у лиц с хронической бронхолегочной патологией варьирует от 0,4 до 76,3 % [7], встречаясь более чем у половины больных пожилого возраста. Ишемическая болезнь сердца (ИБС) у больных бронхиальной астмой (БА) старше 60 лет встречается более чем в 60 % случаев, а после 75 лет — в 85 %. Сочетанное течение ухудшает прогноз и создает трудности диаг-
—-СЧС
ностики и лечения [2, 3], поэтому профилактика как метод выбора улучшения здоровья нации в настоящее время возведена в ранг государственной политики при реформировании здравоохранения.
Профилактическим направлением молекулярной медицины стала предиктивная (персонализированная) медицина, основные особенности которой — индивидуальный характер (геном каждого человека индивидуален) и профилактическая направленность (анализ генома возможен на любой стадии онтогенеза, задолго до начала заболевания).
Своевременная профилактика социально значимых заболеваний с применением инновационных методов оценки генетической предрасположенности может позволить существенно снизить заболеваемость и продлить жизнь. Роль генов в составе факторов, определяющих предрасположенность к формированию патологии, составляет не менее 20 % случаев. Гены предрасположенности — это варианты генов (аллели), совместимые с нормальным ходом онтогенеза, но на более поздних стадиях развития в неблагоприятных условиях они приводят к различным
заболеваниям [1].
-—
На современном этапе изучаются полиморфизмы генов-кандидатов основных социально значимых заболеваний значительно чаще в структуре одной нозологии, в то время как, несмотря на высокую частоту сочетанной патологии дыхательной и сердечно-сосудистой систем, в литературе нет данных о полиморфизме генов-кандидатов сердечно-сосудистой патологии при сочетанном течении данных заболеваний.
Цель настоящего исследования — изучение полиморфизмов некоторых генов-кандидатов сердечнососудистых заболеваний при бронхиальной астме при сочетанном течении с гипертонической болезнью.
Материалы и методы исследования
Контингент обследованных больных включал 90 пациентов, находившихся на плановом стационарном лечении в пульмонологическом отделении Областной клинической больницы г. Рязани. Обследованные пациенты были разделены на две группы: первую группу составили 61 пациент с бронхиальной астмой и сопутствующей гипертонической болезнью, вторую — 29 больных изолированной БА.
Все пациенты, включенные в основную группу, соответствовали следующим критериям включения: возраст не старше 70 лет, верифицированный диагноз БА, наличие гипертонической болезни 1, 2 стадий, стабильное состояние в течение не менее 7 дней в стационаре до включения в исследование, лица европеоидной расы, проживающие на территории Рязани и Рязанской области. Диагноз БА устанавливался на основании жалоб, анамнеза заболевания, объективного обследования пациента, данных спирографии в соответствии с международными согласительными документами (GINA, 2011, международная классификация болезней X пересмотра). При оценке степени тяжести и контроля БА использовались критерии GINA пересмотра 2011 г. Диагноз АГ и степень повышения АД устанавливали на основании критериев, рекомендуемых группой экспертов ВНОК (2010). Все обследования проводились на добровольной основе с согласия участников исследования и подписания информированного согласия.
У всех пациентов проводился анализ данных анамнеза, клинического осмотра и имеющейся медицинской документации (амбулаторная карта пациента и история болезни стационарного больного). Оценка тяжести кар-диоваскулярной патологии проводилась посредством общеклинического обследования, электрокардиографии (ЭКГ), эхокардиографии (ЭхоКГ), лабораторного исследования крови (общий и биохимический анализы крови, исследование липидного спектра); оценка тяжести бронхообструктивной патологии — на основании исследования функции внешнего дыхания.
Полиморфизмы генов исследованы методом SNP (single nucleotide polymorphism — единичные нуклео-
тидные замены) на тест-системах «SPN-экспресс» НПФ «Литех». ДНК выделена из лейкоцитов цельной крови, стабилизированной ЭДТА, реагентом «ДНК-экспресс-кровь» (НПФ «Литех») с последующей амплификацией на программируемом термостате с использованием комплекта реагентов «SPN-экспресс» (НПФ «Литех»). Результаты электрофореза визуализированы при УФ-облучении с длиной волны 310 нм в трансиллюминаторе. В соответствии с SPN-методом полиморфные «мутантные» и нормальные аллели определены на основании интенсивности и сочетания полос ампликонов в «НОРМЕ» и «ПАТОЛОГИИ», трактуемы как нормальный гомозиготный, гетерозиготный и патологический гомозиготный генотипы [6].
Выполнялось определение полиморфизмов генов эндотелина 1 (EDN1, Lys198Asn), ангиотензи-ногена (AGT, Thr174Met), ангиотензиногена (AGT, Met235Thr), синтазы оксида азота 3 (NOS3, С786Т), апо-липопротеина Е (APOE, Leu28Pro), липопротеиновой липазы (LPL, S447X), тромбоцитарного гликопротеина 1b, а-субъединицы (GP1BA, Thr145Met), рецептора к глюкагону (GCCR, A1220G, Asn363Ser).
При создании первичной базы данных использовался редактор электронных таблиц MS Excel 2010. Статистическая обработка данных выполнена с использованием пакетов прикладных программ Statistica 10 и SAS JMP 10. Статистическая значимость различий значений признаков в двух группах определялась с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни. При сравнении категориальных переменных оценка значимости различия долей проводилась с использованием критерия х2 Пирсона. При описании данных, распределение которых отличалось от нормального закона, рассчитывались медиана и квартили. Проверка гипотезы о распределении данных по нормальному закону производилась с помощью критерия согласия Шапиро-Уилка. Количественные данные в тексте представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M ± с). Статистическая значимость была зафиксирована на уровне 0,05.
Результаты и обсуждение
Распределение частот генотипов полиморфных вариантов генов в основной группе и группе сравнения выглядело следующим образом (табл. 1).
При изучении распространения частот полиморфных вариантов изучаемых генов в обеих группах статистически достоверных различий не получено, что требовало проведения углубленного анализа с выявлением ассоциаций полиморфных вариантов генов с определенными клиническими и лабораторными параметрами. В связи с этим проведен анализ ассоциативных связей со степенью контроля и стажем бронхиальной астмы, дебютом гипертонической болезни при бронхиальной астме.
Таблица 1. Распределение генотипов изучаемых полиморфных вариантов генов в основной группе и группе сравнения
Ген Полиморфизм Распределение генотипов, n (%) X2 Значение р
Генотип Основная группа Группа сравнения
Ген ангиотензиногена (ЛОТ) Thr 174 Met ТТ 29 (47,5) 17 (58,6) 0,178 0,4986
ТМ 26 (42,6) 12 (41,4) 0,458 0,6725
ММ 6 (9,8) 0 (0) 3,05 0,0804
Met 235 Thr ММ 29 (47,5) 18 (62,1) 0,966 0,3258
МТ 32 (52,5) 11 (37,9) 2,55 0,1102
Ген эндотелина-1 (END1) Lys198Asn GG 40 (65,6) 16 (55,2) 0,905 0,3415
GT 18 (29,5) 9 (31,03) 0,283 0,595
TT 3 (4,9) 4(13,8) 2,15 0,1418
Ген синтазы оксида азота 3 (N083) С 786 T ТТ 34 (55,7) 20 (69,0) 0,323 0,5698
ТС 27 (44,3) 9 (31,0) 1,43 0,2313
Ген рецептора к глюкагону (ОССЯ) Asn 363 Ser АА 50 (82,0) 20 (68,97) 1,922 0,1656
AS 8 (13,1) 9 (31,03) 1,719 0,1897
SS 3 (4,9) 0 (0) 1,475 0,2245
Ассоциация полиморфизмов изучаемых генов со степенью контроля и длительностью бронхиальной астмы Ген рецептора к глюкагону. В настоящем исследовании интересными оказались результаты сравнительного анализа полиморфных вариантов гена рецептора к глюкагону (GCCR, полиморфизм Asn363Ser) у больных БА с различной степенью контроля. Ген GCCR участвует в процессах, связанных с некоторыми параметрами функции легких, ремоделированием дыхательных путей, тяжестью заболевания и эффективностью лекарственной терапии БА. Распределение генотипов по полиморфизму Asn363Ser гена GCCR представлено в табл. 2.
У пациентов основной группы с генотипом AS по полиморфизму гена GCCR достоверно чаще (р < 0,05) диагностировалась неконтролируемая бронхиальная астма, в то время как у больных частично контроли-
руемой БА достоверно чаще встречался генотип АА. В группе контроля статистически значимых различий в степени контроля выявлено не было. Скудная информация о степени контроля БА, подобная таковой в нашем исследовании, получена ранее в исследовании Поздняковой О.А. и соавт. (2015) при изучении популяции г. Саратова [5], однако исследование проводилось у лиц с изолированной БА. Данный факт позволяет использовать определение полиморфизма Asn363Ser гена GCCR в качестве дополнительного критерия при оценке индивидуального риска формирования тяжелого неконтролируемого течения у пациентов с бронхиальной астмой, в том числе при сочетанном течении гипертонической болезни.
Кроме того, у пациентов основной группы носители генотипа АА по полиморфизму гена GCCR достоверно
Таблица 2. Распределение генотипов полиморфизма Asn363Seг гена GCCR в основной группе в зависимости от степени контроля БА
Ген рецептора к глюкагону Частично контролируемая, n (%) Неконтролируемая, n (%) Значение р
Нормозигота (генотип АА) 31 (91,2) 19 (70,4) 0,0358
Патологический ген (генотип 88) 2 (5,9) 1 (3,7) 0,6959
Гетерозигота (генотип А8) 1 (2,9) 7 (25,9) 0,0083*
—-
Таблица 3. Распределение генотипов полиморфизма Asn363Seг гена GCCR в основной группе в зависимости от длительности заболевания БА
Ген рецептора к глюкагону До 5 лет, п (%) Более 5 лет, п (%) Значение р
Нормозигота (генотип АА) 17 (100,0) 33 (75,0) 0,0228
Патологический ген (генотип 88) 0 (0) 3 (6,8) 0,2695
Гетерозигота (генотип А8) 0 (0) 8 (18,2) 0,0593
Таблица 4. Распределение генотипов полиморфизма Т786С гена синтазы азота eNOS3 в контрольной группе в зависимости от степени контроля БА
Ген синтазы азота Контролируемая, П (%) Частично контролируемая, п (%) Неконтролируемая, п (%) Значение р
Нормозигота (генотип ТТ) 4(100) 16 (80) 0 (0) 0,0017
Гетерозигота (генотип СТ) 0 (0) 4 (20) 5(100) 0,0093
чаще (р < 0,05) имели меньший стаж бронхиальной астмы и, соответственно, лучшую степень контроля, чем пациенты с патологическим полиморфизмом и наличием гетерозиготы (табл. 3), что позволяет рассматривать генотип АА как протективный в отношении контроля и прогрессирования бронхообструктивной патологии.
Ген синтазы азота (eNOS3). Согласно литературным данным, у людей с патологическим генотипом промотора гена eNOS3 (СС) наблюдается увеличение тонуса венечных артерий, повышенная склонность к коронароспазму, вазоконстриктивному эффекту сосудов бронхолегочного дерева. Распространенность данного генотипа у больных БА в немногочисленных исследованиях была достоверно выше [4], чем у здоровых доноров, что указывает на роль полиморфизма Т786С eNOS3 в патогенезе БА, прогрессировании эндотелиальной дисфункции и тканевой гипоксии бронхо-альвеолярного комплекса.
В настоящем исследовании патологический генотип СС гена eNOS3 не выявлен, однако отмечается достоверно частая встречаемость в контрольной группе гетерозиготного варианта полиморфизма гена синтазы азота (р □ 0,05) у лиц с неконтролируемой БА при статистически достоверно частой встречаемости нормозиготного варианта полиморфизма изучаемого гена в группе частичного контроля и контролируемой БА (табл. 4). Таким образом, носительство генотипа СТ гена eNOS3 вызывает прогрессирование БА, что выражается в отсутствии должного контроля БА у лиц с данным генотипом, с возможно более ранним развитием осложнений (легочной гипертензии, хронического легочного сердца). В противоположность генотип ТТ следует рассматривать как протективный в отношении прогрессирования и прогноза заболевания.
Гены-кандидаты, ассоциированные с ранним началом гипертонической болезни при бронхиальной астме
Для оценки ассоциации раннего дебюта с полиморфизмами изучаемых генов пациенты основной группы были разделены на две подгруппы. Под ранним началом ГБ понимали возникновение заболевания в возрасте менее 45 лет у мужчин и менее 55 лет у женщин. В обследованной группе было 22 пациента с ранним началом ГБ (из них ранее начало отмечено у 20 женщин и 2 мужчин) и 39 больных (у 16 женщин и 23 мужчин) с поздним началом ГБ. Средний возраст подгруппы больных с ранним дебютом ГБ составил 48,36 ± 6 лет, в то время как в группе позднего дебюта — 61 ± 4,5 лет. Распределение частот генотипов изучаемых генов представлено в табл. 5.
Ген ангиотензиногена. Полиморфизмы генов, связанных с синтезом ангиотензиногена, часто используются в качестве генетических маркеров сердечно-сосудистых заболеваний. Наличие одного или двух Т аллелей AGT (235) приводит к существенному повышению ангиотензина II (АТ II), поэтому М235Т полиморфизм ассоциирован с артериальной гипертензией [8]. Риск развития гипертонии у людей с генотипом Т/Т увеличивается в 1,3 раза. Заболевание встречается в 1,6 раза чаще у пациенток, имеющих генотип Т/Т и проходящих заместительную гормонотерапию. Показано также, что вариант 235Т является независимым фактором риска развития инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца (ИБС) у европейцев, тогда как у японцев было показано отсутствие ассоциации данного полиморфизма с ИБС. Частота встречаемости в европейских популяциях генотипа 235Т — 15—20 % [6]. Однако в нашем исследовании достоверно значимых частотных различий и ассоциаций с данным генотипом не выявлено.
Таблица 5. Частоты генотипов генов ангиотензиногена, рецептора к глюкагону и эндотелина у больных с БА с сопутствующей ГБ при раннем и позднем дебюте артериальной гипертензии
Генотипы Больные с поздним началом ГБ (n = 39) Больные с ранним началом ГБ (n = 22) Значение р
Полиморфный маркер М1741 гена ангиотензиногена AGT, n (%)
Нормозигота (ТТ) 21 (53,8) 8 (36,4) 0,1892
Гетерозигота (ТМ) 12 (30,8) 14 (63,4) 0,0127
Патологический ген (ММ) 6 (15,4) 0 (0,0) 0,0527
Полиморфный маркер Т235Мгена ангиотензиногена AGT, n (%)
Нормозигота (ММ) 19 (48,7) 10 (45,5) 0,8
Гетерозигота (МТ) 20 (51,3) 12 (54,5) 0,8
Полиморфный маркер Ans363Ser гена рецептора к глюкагону GCCR, n (%)
Гомозигота (АА) 33 (84,6) 17 (77,3) 0,5131
Гетерозигота (AS) 6 (15,4) 2 (9,1) 0,489
Патологический вариант (SS) 0 (0,0) 3 (13,6) 0,0180
Полиморфный маркер Lys198Asn гена эндотелина (END1), n (%)
Гомозигота (GG) 25(64,1) 15 (68,2) 0,7475
Гетерозигота (GT) 14 (35,9) 4(18,2) 0,1452
Патологический вариант (TT) 0 (0,0) 3 (13,6) 0,0180
Полиморфизм T174M гена AGT также является маркером АГ и повышенного риска развития инфаркта миокарда. Показана связь гипертонии с аллелью М и генотипом ТМ при полиморфизме Т174М. Частота встречаемости в европейских популяциях генотипа 174M - 10-15 % [6].
В выборке пациентов основной группы при попарном сравнении частот генотипов значимо (р < 0,05) различались частоты полиморфизма Т174М гена AGT y пациентов с ранним дебютом ГБ при сопутствующей БА по ТМ-генотипу, что подтверждает предикторную роль данного полиморфизма в развитии гипертонической болезни и согласуется с данными литературы.
Ген эндотелина. Ген EDN 1, кодирующий эндоте-лин-1, находится на хромосоме 6p24-23. Хорошо изучено влияние однонуклеотидного полиморфизма этого гена, приводящего к замене аминокислот лизина (Lys) на аспарагин (Asn) в положении 198 полипептидной цепи (G ^ А), на развитие артериальной гипертензии (АГ) и ее осложнений [9].
Анализ распределения генотипов гена эндотелина-1 среди 22 пациента с ранним началом ГБ у больных БА выявил вариант GG в 3 (13,6 %), а GT-генотип — в 4 случаях (18,2 %), у 15 (68,2 %) пациентов определялся генотип TT. Доля гетерозигот GT в группе позднего
начала ГБ в 2 раза превышает таковую в группе раннего начала ГБ (табл. 5), однако отмечены достоверно значимые различия лишь по патологическому варианту данного полиморфизма в изучаемых выборках. Повышенную частоту гетерозигот в группе позднего начала ГБ можно объяснить наличием промежуточного уровня эндотелина-1 в крови согласно данным литературы в сравнении с гомозиготами ОО и ТТ, что, с одной стороны, снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний по сравнению с гомозиготами ТТ и, с другой стороны, уровень эндотелина в крови гетерозигот выше по сравнению с гомозиготами ОО [9]. Кроме того, наличие аллеля Т, вероятно, предрасполагает к наращиванию мышечной массы и развитию гипертрофии левого желудочка. Таким образом, выявление достоверно значимого (р < 0,05) повышения патологического генотипа в группе раннего развития ГБ подтверждает связь ТТ генотипа с ранним развитием сердечно-сосудистой патологии, в том числе и у больных БА.
Ген рецептора к глюкагону. Изучение ассоциации генотипов полиморфизма Лш3638ег гена рецептора к глюкагону выявило ассоциацию генотипа 88 полиморфного маркера гена ОССЯ с ранним началом ГБ при сопутствующей БА, что, вероятно, указывает на необходимость постоянной или кратковременной тера-
пии ГКС, влияющих на артериальное давление, у лиц с данным генотипом с целью достижения контроля БА.
Выводы
Впервые проведено исследование распространенности полиморфизмов генов у населения Рязани и Рязанской области, показавшее высокую частоту обнаружения их вариантов ассоциированных с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, неконтролируемым течением бронхообструктивной патологии, что вносит вклад в формирование высокой заболеваемости населения указанными патологиями в Рязани и Рязанской области.
Выявлены полиморфизмы, ассоциированные с недостаточным контролем бронхиальной астмы: А8-генотип по полиморфизму Asn363Ser гена рецептора к глюкагону (GCCR), СТ полиморфизма С786Т гена синтазы азота ^N083).
Выявлены полиморфизмы, ассоциированные с ранним дебютом гипертонической болезни у больных бронхиальной астмой: 88-генотип по полиморфизму Asn363Ser гена рецептора к глюкагону (GCCR), ТМ-генотип полиморфизма Т174М гена ангиотензиногена ДОТ)
Полученная в исследовании информация о распространенности полиморфизмов генов, ассоциированных с развитием массовых социально значимых заболеваний, у населения Рязани и Рязанской области необходимо учитывать при разработке комплекса адекватных профилактических мероприятий.
Литература
1. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э. и др. Геном человека и гены «предрасположенности» (введение в предиктивную медицину). — СПб.: Интермедика, 2000. — 272 с.
2. Бурсиков А.В. и др. Качество жизни больных с начальной стадией гипертонической болезни // Клиническая медицина. — 2004. — № 7. — С. 20—22.
3. Кобякова О.С. и др. Клинико-функциональная характеристика фенотипов тяжелой неконтролируемой бронхиальной астмы // Клиническая медицина. - 2006. - Т. 84, № 2. - С. 24-27.
4. Пасиешвили Т.М. Частота аллельного полиморфизма Т - 786С промотора гена эндотелиальной N0 синтазы у больных бронхиальной астмой
и ожирением // Укр. терапевтичний журнал. —
2014. - № 2. - С. 75-79.
5. Позднякова О.Ю. Клинико-фенотипическая характеристика неконтролируемого течения бронхиальной астмы и персонализированный подход к диагностике и лечению в амбулаторно-поликлини-ческих условиях: дисс. ... д-ра мед. наук: 14.01.04; Ставропольский гос. мед. ун-т. — Ставрополь,
2015. - 305 с.
6. Руководство по применению «SNP-экспресс». -М.: Литех, 2010. - 38 с.
7. Кароли Н.А. и др. Эффективность и безопасность амлодипина малеата у больных хронической об-структивной болезнью легких и бронхиальной астмой с сопутствующей артериальной гипертонией // Рациональная фармакотерапия в кардиологии. - 2010. - № 2. - С. 173-178.
8. Sethi A.A. et al. Angiotensinogen single nucleotide polymorphisms, elevated blood pressure, and risk of cardiovascular disease // Hypertension. - 2003. -№ 6. - P. 102-111.
9. Jin J.J. et al. Association of endothelin-1 gene variant with hypertension // Hypertension. - 2003. -№ 41. - P. 163-167.
Polymorphism of some candidate genes of cardiovacular disease in patients with bronchial asthma and essential hypertension
N.S. Pakhomia, O.M. Uryasev
Department of Therapy with endocrinology, clinical pharmacology, professionall diseases and pharmacotherapy of Faculty of Postgraduate Education Ryazan State University by I. P. Pavlov
The study of the prevalence of polymorphisms of genes associated with cardiovascular disease, in patients with bronchial asthma and essential hypertension. Associative links identified in a number of important polymorphisms with the degree of broncial asthma control, prognosis of this disease with essential hypertension; and identified polymorphisms associated with early appearence of essential hypertension in patients with bronchial asthma.
Keywords: polymorphisms of genes of cardiovascular, diseases, bronchial asthma, essential hypertension, Ryazan region.
