CC BY
30
|i HiM
DOI: 10.18413/2658-6533-2020-6-4-0-5 УДК 575
Распределение аллелей и гаплоблочная структура полиморфизма генов матриксных металлопротеиназ у больных H.pylori-негативной язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки
О.Н. Миняйло
Областное государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Белгородская областная клиническая больница Святителя Иоасафа», ул. Некрасова, д. 8/9, г. Белгород, 308007, Российская Федерация Автор для переписки: О.Н. Миняйло (oksanav2012@yandex.ru)
Резюме
Актуальность: Одной из важных задач является изучение молекулярно-генетических основ язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Данная патология достаточно широко распространена среди населения и имеет важное медико-социальное значение. Цель исследования: Целью настоящего исследования явился сравнительный анализ ассоциаций аллелей полиморфизма генов матриксных металлопротеиназ и гаплотипов полиморфных локусов гена мат-риксной металлопротеиназы 9 с развитием Н.pylori-негативной язвенной болезни желудка и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. Материалы и методы: Для данного исследования была сформирована выборка из 513 человек, среди которых 275 больных Н.pylori-негативной язвенной болезнью желудка (n=121) и двенадцатиперстной кишки (n=79) и 313 индивидуумов контрольной группы. Методом полимеразной цепной реакции синтеза ДНК (метод дискриминации аллелей) проведено генотипирование десяти полиморфных локусов генов матриксных металлопротеиназ: rs1799750 MMP1, rs243865 MMP2, rs679620 MMP3, rs1940475 MMP8, rs3918242, rs3918249, rs17576, rs3787268, rs2250889, rs17577 гена MMP9. Анализ ассоциаций аллелейи гаплотипов с язвенной болезнью проводился методом логистической регрессии. Построение гаплоблоков осуществлялось в программе Haploview v.4.2 с использованием алгоритмов «Confidence intervals» и «Solid Spine». Результаты: С развитием Нpylori-негативной язвенной болезни желудка ассоциированы полиморфные локусы rs3918242 (OR=0,59, рperm=0,034), rs17577 гена MMP9 (OR=0,54, рperm=0,025) и гаплотип ТС полиморфных локусов rs3918242-rs3918249 (OR=0,56, pperm=0,032) гена MMP9. С возникновением Äpylori-негативной язвенной болезни двенадцатиперстной кишки связан полиморфизм rs679620 генаMMP3 (OR=0,69, рре1т=0,041). Структура гаплоблоков шести полиморфных локусов гена MMP9 у больных Н.pylori-негативной язвенной болезнью желудка и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки в сравнении с контрольной группой отличается. Заключение: Полиморфные локусы гена
MMP9 вовлечены в развитие H.pylori-негативной язвенной болезни желудка, а полиморфизм гена MMP-3 связан с возникновением H.pylori-негативной язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.
Ключевые слова: язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки; ассоциации; MMP; полиморфизм; H.pylori
Для цитирования: Миняйло ОН. Распределение аллелей и гаплоблочная структура полиморфизма генов матриксных металлопротеиназ у больных H.pylori-негативной язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. Научные результаты биомедицинских исследований. 2020;6(4):488-502. DOI: 10.18413/2658-6533-2020-6-4-0-5
Allele distribution and haploblock structure of matrix metalloproteinase gene polymorphism in patients with H. pylori-negative gastric ulcer
and duodenal ulcer
Oksana N. Minyaylo
St. Joasaph Belgorod Regional Clinical Hospital, 8/9 Nekrasov St., Belgorod, 308007, Russia Corresponding author: Oksana N. Minyaylo (oksanav2012@yandex.ru)
Abstract
Background: One of the important tasks is to study the molecular genetic basis of gastric and duodenal ulcer. This pathology is quite widespread among the population and has an important medical and social significance. The aim of the study: A comparative analysis of the associations of alleles of polymorphism of matrix metalloproteinases genes and haplotypes of polymorphic loci of the gene matrix metalloproteinase 9 with the development of H.pylori--negative gastric and duodenal ulcer. Materials and methods: For this study, a sample of 513 people was formed, including 275 patients with H.pylori-negative gastric ulcer (n=121) and duodenal ulcer (n=79), and 313 individuals of the control group. Genotyping of ten polymorphic loci of matrix metalloproteinases genes was carried out by the method of polymerase chain reaction of DNA synthesis (method of allele discrimination): rs1799750 MMP1, rs243865 MMP2, rs679620 MMP3, rs1940475 MMP8, rs391888242, rs39572689, rs171750. The analysis of associations of alleles and haplotypes with peptic ulcer disease was carried out using the logistic regression method. Haploblocks were built in the Haploview v.4.2 program using the Confidence intervals and Solid Spine algorithms. Results: The development of H.pylori-negative gastric ulcer was associated with polymorphic loci rs3918242 (OR=0.59, pperm=0.034), rs17577 of the MMP9 gene (OR=0.54, pperm=0.025) and the TC haplotype of polymorphic loci rs3918242-rs3918249 (OR=0.56, pperm=0.032) of the MMP9 gene. The occurrence of H.pylori-negative duodenal ulcer disease is associated with the rs679620 polymorphism of the MMP3 gene (OR=0.69, pperm=0.041). The structure of haploblocks of six polymorphic loci of the MMP9 gene in patients with H.pylori-negative gastric and duodenal ulcer differs in comparison with the control group. Con-
clusion: The polymorphic loci of the MMP9 gene are involved in the development of H.pylori-negative gastric ulcer, and the polymorphism of the MMP-3 gene is associated with the occurrence of H.pylori-negative duodenal ulcer.
Keywords: gastric ulcer and duodenal ulcer; associations; MMP; polymorphism; H.pylori
For citation: Minyaylo ON. Allele distribution and haploblock structure of matrix met-alloproteinase gene polymorphism in patients with H. pylori-negative gastric ulcer and duodenal ulcer. Research Results in Biomedicine. 2020;6(4):488-502. Russian. DOI: 10.18413/2658-6533-2020-6-4-0-5
Введение. Язвенная болезнь (ЯБ) представляет собой хроническое рецидивирующее заболевание, протекающее с чередованием периодов обострения и ремиссии, ведущим проявлением которого служит образование дефекта (язвы) в стенке желудка и двенадцатиперстной кишки [1]. Распространенность язвенной болезни в общей популяции составляет 5-10% [2, 3]. Согласно официальным статистическим данным Росстата заболеваемость язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки (впервые установленный диагноз) среди населения России в настоящее время (2018 г) составляет 71,9 на 100 000 населения при имеющейся тенденции ее снижения в последние годы [4].
Известными факторами риска развития ЯБ являются бактерии H.Pylori, прием нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), анальгетиков, психоэмоциональные стрессы, табакокурение, злоупотребление алкоголем, нарушение режима питания, употребление в пищу пряных продуктов, наследственные факторы и др. [2, 5-10]. Одними из «главных» факторов риска возникновения ЯБ считаются микроорганизмы H.pylori и чрезмерное использование нестероидных противовоспалительных препаратов [1, 9].
H.pylori-негaтивнaя, НПВП-
негативная и аспирин-негативная язвенная болезнь, которая классифицируется как идиопатическая язва, регистрируется примерно в 20% случаев [11]. Она обусловлена дисбалансом между факторами, способствующими целостности слизистой оболочки, и факторами агрессии, повреждающими слизистую оболочку, но патогенети-
ческие механизмы, лежащие в основе развития идиопатической язвенной болезни, до сих пор неизвестны [12]. Среди факторов, вовлеченных в процессы воспаления и ранозаживления при развитии ЯБ важное значение имеют матриксные металлопроте-иназы, определяющие деградацию и ремо-делирование внеклеточного матрикса [13].
Цель исследования. Сравнительный анализ ассоциаций аллелей полиморфизма генов матриксных металлопротеиназ и гап-лотипов полиморфных локусов гена мат-риксной металлопротеиназы 9 с развитием Н.ру/оп-негативной язвенной болезни желудка и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.
Материалы и методы исследования. Для данного исследования была сформирована выборка из 513 человек, среди которых 275 больных Н.ру/оп-негативной язвенной болезнью желудка (п=121) и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки (п=79) и 313 индивидуумов контрольной группы. В выборку для исследования включались индивидуумы русского этноса, родившиеся и проживающие в Центральном Черноземье РФ, не состоящие в родстве между собой. Пациенты включались в исследование только после установления диагноза, подтвержденного с помощью клинических и лабораторно-инструмен-тальных методов обследования [1]. Диагностика язвенной болезни проводилась на базе отделения гастроэнтерологии Белгородской областной клинической больницы Святителя Иоасафа. Всем пациентам было выполнено эндоскопическое исследование желудка и двенадцатиперстной кишки (га-стродуоденоскопия) с последующей биопсией. Для выявления Н.ру/оп проводилось
морфологическое исследование биоптатов слизистой оболочки. В выборку для исследования включались только пациенты с Hpy/ori-негативной язвенной болезнью. В контрольную группу включались индивидуумы без клинических и эндоскопических признаков язвенной болезни, сопоставимые с больными по возрасту и полу. Исследование проводилось под контролем этического комитета медицинского института Белгородского государственного национального исследовательского университета с информированного согласия всех обследуемых индивидуумов.
Для молекулярно-генетического исследования в соответствии с критериями, представленными в работе [14], были отобраны десять полиморфных локусов генов матриксных металлопротеиназ: rs1799750 MMP1, rs243865MMP2,rs679620 MMP3, rs 1940475MMP8, rs3918242,rs3918249, rs17576, rs3787268, rs2250889, rs17577 гена MMP9. Генотипирование образцов ДНК проводилось с помощью полимеразной цепной реации на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad) методом Tag-Man зондов (использовались наборы, разработанные ООО «Тест-Ген» (Ульяновск)). Геномная ДНК выделялась из периферической крови фе-нольно-хлороформным методом.
При анализе ассоциации использовалось программное обеспечение plink 1.06 (http : // pngu. mgh. harvard.edu/Epurcell/plink). Методом логистической регрессии изучены ассоциации аллелей и гаплотипов изучаемых полиморфизмов с развитием H.py/ori-негативной язвенной болезни желудка и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. Характер ассоциаций оценивался на основе показателя отношения шансов (OR) и его 95% доверительного интервала (95%CI) [15]. Построение гаплоблоков осуществлялось в программе Haploview v.4.2 с использованием алгоритмов «Confi-denceintervals» и «SolidSpine» с заданным порогом D'>0,8
(http : //www.broad.mit. edu/ mpg/hapl ovi ew/).
В работе изучена связь полиморфизмов с несинонимическими заменами: пре-диктивный потенциал несинонимических
замен изучался с использованием программ SIFT (http://sift.jcvi.org/) и PolyPhen-2 (http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/index.sh tml). Ассоциации полиморфных локусов с транскрипционной активностью генов исследовались с использованием данных проекта Genotype-Tissue Expression (http://www.gtexportal.org/) (методика анализа представлены в работе [16]).
Результаты и их обсуждение. При анализе наблюдаемого распределения генотипов по исследуемым 10 SNPs генов MMP1, MMP2, MMP3, MMP8, MMP9 в контрольной группе и в изучаемых группах больных H.py/ori-негативной язвенной болезнью желудка и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки установлено его соответствие теоретически ожидаемому распределению при равновесии HWE (p>0,05). Распространенность минорных аллелей по рассматриваемым 10 SNPs в исследуемых группах больных и контроля превышала 10%.
Выявлены особенности ассоциаций полиморфизма генов матриксных металло-протеиназ с развитием H.py/ori-негативной язвенной болезни желудка и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (таблица 1). С формированием ЯБЖ ассоциированы полиморфизмы rs3918242 и rs17577 гена MMP9, тогда как с возникновением ЯБ ДПК связан полиморфизм rs679620 гена MMP3. Согласно полученных нами данных, протективное значение для развития ЯБ Ж имеют аллель Т rs3918242 (OR=0,588, 95%С10,372-0,929, р=0,022, рperm=0,034), и аллель А rs17577 гена MMP9 (0R=0,542, 95%С10,341-0,861, р=0,009, рperm=0,025), а с низким риском формирования ЯБ ДПК связан аллель Т rs679620 гена MMP3(0R=0,692, 95%С10,485-0,987,
р=0,041, рр,^^^!). Соответственно, частые аллели вышеуказанных полиморфных локусов будут иметь «рисковое» значение для развития язвенной болезни желудка (аллель С rs3918242 и аллель G rs17577 гена MMP9) и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (аллель C rs679620 гена MMP3).
Примечание: OR - отношение шансов, 95% CI - 95% доверительный интервал отношения шансов, р - уровень значимости.
Note: OR - odds ratio, 95% CI - 95% confidence interval of the odds ratio, p - significance level.
Таблица 1
Ассоциации полиморфизма генов матриксных металлопротеиназ с развитием H.pylori-негативной язвенной болезни желудка и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (аллельная модель)
Table 1
Associations of matrix metalloproteinase genes polymorphism with the development
of H. pylori-negative gastric and duodenal ulcer (allelic model)
Локус Минорный аллель Частота минорного аллеля, % OR (95% CI) P
Больные Контроль
язвенная болезнь желудка
rs1940475 T 48,75 49,04 0,988 (0,734-1,331) 0,939
rs1799750 2G 44,83 47,21 0,908 (0,670-1,231) 0,535
rs679620 T 50,83 49,20 1,068 (0,793-1,438) 0,666
rs243865 T 26,07 25,40 1,035 (0,734-1,460) 0,843
rs3918242 T 10,92 17,26 0,588 (0,372-0,929) 0,022
rs3918249 C 35,29 37,78 0,898 (0,658-1,226) 0,499
rs17576 G 33,88 36,22 0,902 (0,660-1,233) 0,520
rs3787268 A 19,17 20,11 0,943 (0,647-1,374) 0,759
rs2250889 G 11,57 12,18 0,944 (0,595-1,498) 0,806
rs17577 A 10,50 17,81 0,542 (0,341-0,861) 0,009
язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки
rs1940475 T 48,10 49,04 0,963 (0,679-1,366) 0,833
rs1799750 2G 44,87 47,21 0,910 (0,639-1,296) 0,601
rs679620 T 41,67 50,80 0,692 (0,485-0,987) 0,041
rs243865 T 22,78 25,40 0,866 (0,573-1,310) 0,496
rs3918242 T 15,38 17,26 0,872 (0,538-1,412) 0,577
rs3918249 C 33,33 37,78 0,823 (0,569-1,192) 0,303
rs17576 G 36,71 36,22 1,021 (0,711-1,467) 0,909
rs3787268 A 20,78 20,10 1,043 (0,674-1,613) 0,850
rs2250889 G 10,26 12,18 0,824 (0,466-1,459) 0,507
rs17577 A 15,79 17,81 0,865 (0,534-1,402) 0,556
Анализ структуры гаплоблоков изученных шести полиморфных локусов гена MMP9, расположенных на 20 хромосоме (ге3918242, ге3918249, ге17576, ге3787268, ге2250889 и ге17577), показал различия в структуре гаплоблоков как между рассматриваемыми группами больных ЯБ Ж (рисунок 1 А1 и А2) и ЯБ ДПК (рисунок 1 Б1 и Б2), так и между этими группами больных и контрольной группой (рисунок 1 С1 и С2). Так, в контрольной группе с использованием алгоритма «Сопйёепсе^егуаЫ»
Выявлен один гаплоблок, включаю-ший два полиморфизма - ге3918242
иге3918249 (г2=0,34, D'=1,00) (рисунок 1 С1), а с использованием алгоритма «SolidSpine» установлено два гаплоблока, состоящие из трех бырб (ге3918242, ге3918249 и ге17576; г2=0,31-0,77, D'=0,91-100) и двух бкрб (ге3787268, ге2250889; г =0,01, D'=0,61) соответственно (рисунок 1 С2). В группе больных язвенной болезнью желудка на основе алгоритма «Сопй-ёепсе^егуак» определен один гаплоблок, в состав которого входят три полиморфизма - ге3918249, ге17576 и ге3787268 (г2=0,41-0,85, D'=0,94-0,96) (рисунок 1 А1); при использовании алгоритма «SolidSpine» выявлено два гаплоблока, первый из которых
включает два SNPs (rs3918242 и rs3918249; r2=0,18, D'=0,85), второй - три SNPs (rs17576, rs3787268 и rs2250889; r2=0,01-0,43, D'=0,41 - 0,96) соответственно (рисунок 1 А2). Среди пациентов с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки как на основе алгоритма «Confidenceintervals» так и на основе алгоритма «SolidSpine» зарегистрирован один гаплоблок, но включающий разное количество полиморфизмов: 3 полиморфных локуса - rs3918249, rs17576, rs3787268 (r2=0,43-0,89, D'=0,93-1,00) (по данным алгоритма «Confidenceintervals») (рисунок 1 Б1) и 5 полиморфных локусов -rs3918242, rs3918249, rs17576, rs3787268, rs2250889 (r2=0,02-0,89, D'=0,65-1,00) (по данным алгоритма «SolidSpine») (рисунок 1 Б2).
На следующем этапе работы были изучены ассоциации гаплотипов гена ММР9с развитием ЯБ Ж и ЯБ ДПК в рамках выявленных ранее различных гаплоблоков (рисунок 1). Результаты этого исследования представлены в таблицах 2 и 3. Установлены ассоциации гаплотипа ТС полиморфных локусов rs3 918242-rs3 918249 (p=0,012, Pperm=0,032) гена MMP9 с формированием язвенной болезни желудка (таблица 2). Частота этого гаплотипа в контрольной группе в 1,67 превышает аналогичные показатели больных ЯБ Ж. Данный галотип имеет протективное значение для развития ЯБ Ж (0R=0,56). Ассоциации гаплотипа TCG полиморфных локусов rs3918242-rs3918249-rs 17576 гена ММР9 с возникновением язвенной болезни желудка после проведения пермутационного теста оказались статистически не значимыми (0R=0,55, p=0,020, pperm=0,061) (таблица 2). В работе не выявлено ассоциаций гаплоти-пов рассматриваемых гаплоблоков гена ММР9 с развитием язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (таблица 3).
В рамках данного исследования мы оценили биологические механизмы, лежащие в основе выявленных ассоциаций rs3918242, rs17577 и гаплотип ТС полиморфных локусов rs3918242-rs3918249 гена ММР9 с развитием H.py/ori-негативной язвенной болезни желудка и полиморфизм rs679620 гена ММР3 с формированием H.py/ori-негативной язвенной болезни две-
надцатиперстной кишки связан. Установлено, что полиморфизм rs679620 является несинонимическим и обусловливает замену аминокислот Lys45Glu в полипептиде MMP3. Согласно базы данных SIFT пре-дикторный потенциал этой аминокислотной замены маркируется как «TOLERATED» (SIFT коэффициент равен 1). Материалы базы данных PolyPhen-2 свидетельствуют о «BENIGN» предиктор-ном классе данной аминокислотной замены (PolyPhen-2 коэффициент составляет 0 при чувствительности 1 и специфичности 0). Так же выявлено, что несинонимичным является и полиморфный локус rs17577 - он детерминирует аминокислотную замену Arg668Gln в белке MMP9. Согласно оценкам предикторного потенциала, представленным в базе SIFT, полиморфизм rs17577 является «TOLERATED» (SIFT коэффициент = 0,647), а материалы базы данных PolyPhen-2 указывают на предикторный класс «BENIGN» этого полиморфизма (PolyPhen-2 коэффициент составляет 0,01 при чувствительности 0,96 и специфичности 0,77).
Полученные нами данные свидетельствуют о важном eQTL значении полиморфизма rs679620 гена MMP3. Согласно базы данных GTExportal аллель С rs679620, связанный с высоким риском формирования ЯБ ДПК (0R=0,692 для аллеля Т rs679620), ассоциирован с более высоким уровнем экспрессии генов MMP1 (ß=0,30-0,31 р<2,3*10-5, pfdr<0,05) и WTAPP1 (ß=0,28, р=4,5*10-9, pFDR<0,05) в различных органах и тканях и в том числе гена MMP1 в щитовидной железе и культуре клеток фиб-робластов (рисунок 2 А и Б соответственно). Ассоциированы с уровнем экспрессии различных генов и полиморфные локусы rs3918242 (PLTP, SLC12A5, SNX21) (pfdr<0,05), rs17577 (SLC12A5, SNX21, SYS1, RPL13P2, DNTTIP1, MMP9, RP11-465L1010) (pfdr<0,05) и rs3918249 (CD40, NEURL2, PCIF1, PLTP, RP3-337O18.9, SLC12A5, SNX21, SPATA25, ZNF335, ZSWIM1) (pfdr<0,05) гена MMP9. Следует отметить, что данные полиморфизмы связаны с транскрипционной активностью генов и в органах пищеварительной системы (пищевод, тонкий кишечник) (рисунок 3).
А 1
Б 1
Рис. 1 (начало). Структура неравновесия по сцеплению между полиморфизмами гена MMP9 среди пациентов с H.pylori-негативной язвенной болезнью желудка (А) и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки (Б), и в контрольной группе (С). Beginning of Fig. 1. The structure of linkage disequilibrium between the MMP9 gene polymorphisms in patients with H. pylori-negative
gastric ulcer (A) and duodenal ulcer (B), and in the control group (C)
Миняйло OH. Распределение аллелей и гаплоблочная структура.. Minyaylo ON. Allele distribution and haploblock structure .
С1
2
3
Рис. 1 (окончание). Структура неравновесия по сцеплению между полиморфизмами гена MMP9 среди пациентов с H.pylori-негативной язвенной болезнью желудка (А) и язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки (Б), и в контрольной группе (С). End of Fig. 1. The structure of linkage disequilibrium between the MMP9 gene polymorphisms among patients with H. pylori-negative
gastric ulcer (A) and duodenal ulcer (B), and in the control group (C)
Примечание: на рисунках А1 и А2, Б1 и Б2, С1 и С2 в ячейках указаны значения коэффициента сцепления D'ro Левонтину (при D' = 1 ячейка пустая). Цвет ячейки отражает силу сцепления между полиморфизмами: красный - сильное сцепление (D'=1; LOD>2); розовый - значительное сцепление (D'<1; LOD>2); белый - слабое сцепление (D'<1; LOD<2). Черными линиями отмечены гаплотипические блоки: на рисунках А1, Б1 и С1 гаплоблоки получены с использованием алгоритма «Confidenceinter-vals», на рисунках А2, Б2 и С2 гаплоблоки получены с использованием алгоритма «SolidSpine». На рисунках А3, Б3, С3 в ячейках приведены значения коэффициента корреляции r2 Пирсона.
Note: in Figures A1 and A2, B1 and B2, C1 and C2, the cells indicate the values of the adhesion coefficient D' according to L evontin (when D '= 1, the cell is empty). The color of the cell reflects the strength of cohesion between polymorphisms: red - strong cohesion (D' = 1; LOD> 2); pink - significant adhesion (D' <1; LOD> 2); white - weak adhesion (D' <1; LOD <2). Black lines mark haplotype blocks: in Figures A1, B1 and C1, haploblocks were obtained using the "Confidence intervals" algorithm, in Figures A2, B2 and C2, haploblocks were obtained using the "Solid Spine" algorithm. Figures A3, B3, C3 in the cells show the valuesof the Pearson co rrelation coefficient r2.
Таблица 2
Распределение частот гаплотипов полиморфных локусов гена MMP9 по гаплоблокам, выявленным у больных язвенной болезнью желудка и в контрольной группе
Table 2
Distribution of haplotype frequencies of polymorphic loci of the MMP9 gene by haploblocks identified
in patients with gastric ulcer and in the control group
Гаплоблок Локусы Гаплотип Частота гаплотипа OR P
больные (n=119) контроль (n=347)
H1 rs3918242|rs3918249 TC 0,1034 0,1731 0,56 0,012
rs3918242|rs3918249 CC 0,2457 0,2039 1,25 0,186
rs3918242|rs3918249 CT 0,6509 0,6230 1,09 0,453
H2 rs3787268|rs2250889 GG 0,1125 0,1146 0,96 0,932
rs3787268|rs2250889 AC 0,1879 0,1915 0,95 0,903
rs3787268|rs2250889 GC 0,6996 0,6940 1,08 0,871
H3 rs3918242|rs3918249|rs17576 TCG 0,0994 0,1611 0,55 0,020
rs3918242|rs3918249|rs17576 CCG 0,2297 0,1813 1,36 0,107
rs3918242|rs3918249|rs17576 CTG 0,0125 0,0193 0,62 0,494
rs3918242|rs3918249|rs17576 TCA 0,0058 0,0123 0,35 0,406
rs3918242|rs3918249|rs17576 CCA 0,0155 0,0231 0,62 0,487
rs3918242|rs3918249|rs17576 CTA 0,6370 0,6029 1,12 0,357
H4 rs3918249|rs17576|rs3787268 CGA 0,1908 0,1754 1,12 0,597
rs3918249|rs17576|rs3787268 CAA 0,0013 0,0142 0,01 0,096
rs3918249|rs17576|rs3787268 CGG 0,1366 0,1720 0,79 0,205
rs3918249|rs17576|rs3787268 TGG 0,0110 0,0156 0,68 0,610
rs3918249|rs17576|rs3787268 CAG 0,0120 0,0216 0,93 0,883
rs3918249|rs17576|rs3787268 TAG 0,6403 0,6012 1,02 0,290
H5 rs17576|rs3787268|rs2250889 GGG 0,0139 0,0104 1,57 0,654
rs17576|rs3787268|rs2250889 AGG 0,0976 0,1028 0,93 0,818
rs17576|rs3787268|rs2250889 GAC 0,1873 0,1736 1,01 0,637
rs17576|rs3787268|rs2250889 AAC 0,0031 0,0205 0,02 0,066
rs17576|rs3787268|rs2250889 GGC 0,1345 0,1746 0,76 0,152
rs17576|rs3787268|rs2250889 AGC 0,5636 0,5181 1,23 0,231
Примечание: OR - отношение шансов; P - уровень значимости, жирным выделены достоверные различия после проведения 1000 пермутаций. Note: OR - odds ratio; P - level of significance, significant differences after 1000 permutations are marked in bold.
Таблица 3
Распределение частот гаплотипов полиморфных локусов гена MMP9 по гаплоблокам, выявленным у больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки и в контрольной группе
Table 3
Distribution of haplotype frequencies of polymorphic loci of the MMP9 gene by haploblocks identified
in patients with duodenal ulcer and in the control group
Гаплоблок Локусы Гаплотип Частота гаплотипа OR P
больные (n=78) контроль (n=347)
H1 rs3918242|rs3918249 TC 0,1382 0,1731 0,84 0,299
rs3918242|rs3918249 CC 0,1974 0,2039 0,98 0,857
rs3918242|rs3918249 CT 0,6645 0,6230 1,06 0,342
H2 rs3787268|rs2250889 GG 0,1032 0,1148 0,92 0,684
rs3787268|rs2250889 AC 0,2087 0,1917 1,15 0,637
rs3787268|rs2250889 GC 0,6881 0,6934 0,96 0,898
H3 rs3918242|rs3918249|rs17576 TCG 0,1440 0,1636 0,96 0,549
rs3918242|rs3918249|rs17576 CCG 0,2015 0,1829 1,21 0,593
rs3918242|rs3918249|rs17576 CTG 0,0263 0,0195 1,56 0,597
rs3918242|rs3918249|rs17576 CCA 0 0,0239 0,32 0,051
rs3918242|rs3918249|rs17576 CTA 0,6282 0,6101 1,15 0,678
H4 rs3918249|rs17576|rs3787268 CGA 0,1954 0,1733 1,19 0,518
rs3918249|rs17576|rs3787268 CAA 0 0,0160 0,85 0,110
rs3918249|rs17576|rs3787268 CGG 0,1485 0,1742 0,97 0,442
rs3918249|rs17576|rs3787268 TGG 0,0258 0,0158 1,84 0,401
rs3918249|rs17576|rs3787268 CAG 0 0,0197 0,30 0,076
rs3918249|rs17576|rs3787268 TAG 0,6304 0,6009 1,18 0,499
H6 rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CTAGG 0,1014 0,1072 0,97 0,833
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CCGAC 0,1911 0,1565 1,32 0,298
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CCAAC 0 0,0178 0,01 0,094
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CTAAC 0,0069 0,0109 0,39 0,658
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 TCGGC 0,1459 0,1507 0,94 0,882
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CCGGC 0,0040 0,0235 0,21 0,118
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CTGGC 0,0287 0,0158 2,11 0,284
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 TCAGC 0 0,0129 0 0,153
rs3918242|rs3918249|rs17576|rs3787268|rs2250889 CTAGC 0,5218 0,5047 0,96 0,703
Примечание: OR - отношение шансов; P - уровень значимости. Note: OR - odds ratio; P - level of significance.
А
Рис. 2. Ассоциации полиморфизма rs679620 гена MMP3 с уровнем экспрессиигена MMP1 в щитовидной железе (А) и культуре клеток фибробластов (Б) (http://www. gtexportal.org/) Fig. 2. Associations of the rs679620 polymorphism of the MMP3 gene with the expression level of the MMP1 gene in the thyroid gland (A) and fibroblast cell culture (Б) (http://www.gtexportal.org/)
A
Рис.3. Связь полиморфизма rs17577 генаMMP9 с транскрипцией генаMMP1 в пищеводе (А) и тонком кишечнике (Б) (http://www.gtexportal. org/) Fig. 3. Relationship of the rs17577 polymorphism of theMMP9 gene with transcription of the MMP1 gene in the esophagus (A) and small intestine (Б) (http://www.gtexportal.org/)
Таким образом, можно заключить, что согласно полученных нами данных, медико-биологической основой ассоциаций полиморфных локусов rs3918242, rs17577 и rs3918249 гена MMP9 с развитием H.py/ori-негативной язвенной болезни желудка и полиморфизма rs679620 гена MMP3 с формированием H.pylori-негативной язвенной болезни двенадцатиперстной кишки может быть их связь с аминокислотными заменами в кодируемых полипептидах MMP3 (rs679620) и MMP9 (rs17577) и влияние этих полиморфизмов на уровень экспрессии различных генов в разных органах и тканях (все четыре «значимых» для формирования язвенной болезни полиморфных локуса ассоциированы с транскрипционной активностью генов).
Следует отметить, что согласно базы данных HaploReg v4.1 на расстоянии 22kb от полиморфного локуса rs679620 гена MMP3 расположен полиморфизм rs11225434, который сильно сцеплен с ним
о
(r =0,90, D'=-0,97). В полно-геномном исследовании (GWAS) Cheng Y.C. etal. [17] установлены ассоциации полиморфизма rs11225434 с уровнем экспрессии гена MMP1 (p=2,07x10-19). Так же в данной работе было показано, что rs11225434 находится в неравновесии по сцеплению (r2=0,34, D'=1,00) с полиморфным локусом rs495366, который согласно результатам проведенного исследования определяет 17,5% изменчивости уровня MMP1 в организме.
Материалы настоящей работы, демонстрирующие связь полиморфизма rs679620 гена MMP3 с риском развития H.pylori-негативной язвенной болезни двенадцатиперстной кишки согласуются с результатами работы YehY.C. etal. [18]. В этом исследовании делается вывод о том, что полиморфизм rs679620 гена MMP3, но не dupA-статус H.pylori, может коррелировать с восприимчивостью к язвенной болезни двенадцатиперстной кишки после инфицирования H.pylori у тайваньских женщин. При этом среди H.pylori инфицированных женщин Тайваня (как и в евро-
пейской популяции Центрального Черноземья России) фактором риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки является генотип СС (0R=2,4) по сравнению с генотипом ТТ.
Следует отметить, что результаты данного исследования, указывающие на вовлеченность полиморфизма rs679620 гена ММР3 в формирование H.py/ori-негативной язвенной болезни двенадцатиперстной кишки, но не в развитие язвенной болезни желудка отличаются от данных работы Tomita M., et al. [19] в которой показана значимая роль ММР3 в развитии язвенной болезни желудка. Авторы установили, что уровень ММР3 у пациентов с язвенной болезнью желудка был достоверно выше в месте локализации язвы, чем в антральном отделе, и имел достоверную положительную корреляционную связь с TIMP1, IL1ß, IL6 и IL8.
Полученные нами результаты о связи полиморфизма матриксной металлопроте-иназы 9 (rs3918242, rs17577 и rs3918249) с формированием H.py/ori-негативной язвенной болезни желудка согласуются с результатами работы LiS.L. etal. [20], в которой показана важная роль матриксной ме-таллопротеиназы 9 и тканевого ингибитора металлопротеиназы (TIMP1) при язвенной болезни желудка и хроническом поверхностном гастрите (ХПГ). В данном исследовании на выборках из 63 пациентов с ЯБ Ж и 25 пациентов с ХПГ авторы установили, что уровни MMP9 и TIMP1 в месте локализации язвенного дефекта или в ан-тральном отделе желудка были достоверно выше у пациентов с ЯБ Ж, чем у пациентов с ХПГ. Уровень MMP9 в месте язвы был достоверно выше, чем в антральном отделе у больных ЯБ Ж, и положительно коррелировал с уровнем с TIMP1. Содержание ММР9 было значительно выше у H.py/ori-позитивных, чем у H.py/ori-негативных пациентов с ЯБ Ж и ХПГ. Авторы делают вывод о том, что ММР9 может выполнять важную функцию при формировании и рецидивировании язвенной болезни желудка. Значимую динамику уровня ММР9 в слизистой оболочке же-
лудка при лечении инфекции H.pylori выявили в работе Kubben F.J., et al. [21]. Авторы на выборке из 58 пациентов с H. pylori-ассоциированным гастритом, получавшим комбинированную терапию, установили снижение уровня MMP9 при успешной эрадикация H.pylori, как в ан-тральном отделе, так и в слизистой оболочке тела желудка, по сравнению с таковой до лечения, независимо от применяемой схемы терапии.
Заключение. С развитием H.pylori-негативной язвенной болезни желудка ассоциированы полиморфные локусы rs3918242 (0R=0,59), rs17577 гена MMP9 (0R=0,54) и гаплотип ТС rs3918242-rs3918249 гена MMP9 (0R=0,56), а с возникновением H.pylori-негативной язвенной болезни двенадцатиперстной кишки связан полиморфизм rs679620 гена MMP3 (OR=0,69).
Информация о финансировании
Финансирование данной работы не
проводилось.
Financial support
No financial support has been provided for this work.
отсутствии
Конфликт интересов
Автор заявляет об конфликта интересов. Conflict of interests
The author has no conflict of interest to declare.
Список литературы
1. Ивашкин ВТ, Маев ИВ, Царьков ПВ, и др. Диагностика и лечение язвенной болезни у взрослых (Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации, Российского общества колоректальных хирургов и Российского эндоскопического общества). Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2020;30(1):49-70. DOI: https://doi.org/10.22416/1382-4376-2020-30-1-49-70
2. Lanas A, Chan FKL. Peptic ulcer disease. The Lancet. 2017;390(10094):613-624.
DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-
6736(16)32404-7
3. Milivoj evic V, Milosavljevic T. Burden of Gastroduodenal Diseases from the Global Perspective. Current Treatment Options in Oncology. 2020;18:148-157. DOI: https://doi.org/ 10.1007/s11938-020-00277-z
4. Здравоохранение в России. 2019: Стат.сб./Росстат. М; 2019.
5. Narayanan M, Reddy KM, Marsicano E. Peptic Ulcer Disease and Helicobacter pylori infection. Missouri Medicine. 2018;115(3):219-224.
6. Levenstein S, Rosenstock S, Jacobsen RK, et al. Psychological stress increases risk for peptic ulcer, regardless of Helicobacter pylori infection or use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs. Clinical Gastroenterology and Hepatology. 2015;13(3):498-506. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cgh.2014.07.052
7. De DD, Roychoudhury S. To be or not to be: The host genetic factor and beyond in Helicobacter pylori mediated gastro-duodenal diseases. World Journal of Gastroenterology. 2015;21(10):2883-95. DOI: https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i10.2883
8. Burkitt MD, Carrie A. Duckworth, Jonathan M. Williams, and D. Mark Pritchard Helicobacter pylori-induced gastric pathology: insights from in vivo and ex vivo model. DMM Disease Models and Mechanisms. 2017;10(2):89-104. DOI: https://doi.org/10.1242/dmm.027649
9. Kuna L, Jakab J, Smolic R et al. Peptic Ulcer Disease: A Brief Review of Conventional Therapy and Herbal Treatment Options. Journal of Clinical Medicine. 2019;8(2):179. DOI: https://doi.org/10.3390/jcm8020179
10. Шаймарданова ЭХ, Нургалиева АХ, Хидиятова ИМ, и др. Роль аллельных генов матриксных металлопротеиназ и их тканевых ингибиторов в развитии язвенной болезни. Генетика. 2016;52(3):364.
11. Charpignon C, Lesgourgues B, Pariente A, et al. Peptic ulcer disease: One in five is related to neither Helicobacter pylori nor aspi-rin/NSAID intake. Alimentary Pharmacology and Therapeutics. 2013;38:946-954. DOI: https://doi.org/10.1111/apt.12465
12. S0reide K, Thorsen K, Harrison EM, et al. Perforated peptic ulcer. The Lancet. 2015;386(10000): 1288-1298. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00276-7
13. Saarialho-Kere UK, Vaalamo M, Puo-lakkainen P, et al. Enhanced expression of matri-
lysin, collagenase, and stromelysin-1 in gastrointestinal ulcers. American Journal of Pathology. 1996; 148(2):519-26.
14. Ponomarenko IV, Reshetnikov EA, Al-tuchova OB, et al. Association of genetic polymorphisms with age at menarche in Russian women. Gene. 2019;686:228-236. DOI: https: //doi .org/10.1016/j .gene .2018.11.042
15. Пономаренко ИВ, Полоников АВ, Чурносов МИ. Полиморфные локусы гена LHCGR, ассоциированные с развитием миомы матки. Акушерство и гинекология. 2018;10:86-91. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.10.86-91
16. Пономаренко ИВ, Решетников ЕА, Полоников АВ, и др. Полиморфный локус rs314276 гена LIN28B ассоциирован с возрастом менархе у женщин Центрального Черноземья России. Акушерство и гинекология. 2019;2:98-104. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.20192.98-104
17. Cheng YC, Kao WH, Mitchell BD, et al. Genome-wide association scan identifies variants near Matrix Metalloproteinase (MMP) genes on chromosome 11q21-22 strongly associated with serum MMP-1 levels. Circulation: Cardio-vascularGenetics. 2009;2(4):329-37. DOI: https://doi.org/10.1161/CIRCGENETICS.108.834 986
18. Yeh YC, Cheng HC, Chang WL, et al. Matrix metalloproteinase-3 promoter polymorphisms but not dupA-H. pylori correlate to duodenal ulcers in H. pylori-infected females. BMC Microbiology. 2010;10:218. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2180-10-218
19. Tomita M, Ando T, Minami M, et al. Potential role for matrix metalloproteinase-3 in gastric ulcer healing. Digestion. 2009;79(1):23-9. DOI: https://doi.org/10.1159/000203637
20. Li SL, Zhao JR Ren XY, et al. Increased expression of matrix metalloproteinase-9 associated with gastric ulcer recurrence. World Journal of Gastroenterology. 2013;19(28):4590-5. DOI: https://doi.org/10.3748/wjg.v19.i28.4590
21. Kubben FJ, Sier CF, Schram MT, et al. Eradication of Helicobacter pylori infection favourably affects altered gastric mucosal MMP-9 levels. Helicobacter. 2007;12(5):498-504. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1523-5378.2007.00527.x
References
1. Ivashkin VT, Maev IV, Tsar'kov PV, et al. Diagnosis and Treatment of Peptic Ulcer in Adults (Clinical Guidelines of the Russian Gas-
troenterological Association, Russian Society of Colorectal Surgeons and the Russian Endoscopic Society). Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2020;30(1):49-70. Russian. DOI: https://doi.org/10.22416/1382-4376-2020-30-1-49-70
2. Lanas A, Chan FKL. Peptic ulcer disease. The Lancet. 2017;390(10094):613-624. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)32404-7
3. Milivojevic V, Milosavljevic T. Burden of Gastroduodenal Diseases from the Global Perspective. Current Treatment Options in Oncology. 2020;18:148-157. DOI: https://doi.org/10.1007/s11938-020-00277-z
4. Healthcare in Russia. 2019: Statistical collection / Rosstat. M; 2019. Russian.
5. Narayanan M, Reddy KM, Marsicano E. Peptic Ulcer Disease and Helicobacter pylori infection. Missouri Medicine. 2018;115(3):219-224.
6. Levenstein S, Rosenstock S, Jacobsen RK, et al. Psychological stress increases risk for peptic ulcer, regardless of Helicobacter pylori infection or use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs. Clinical Gastroenterology and Hepatology. 2015;13(3):498-506. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cgh.2014.07.052
7. De DD, Roychoudhury S. To be or not to be: The host genetic factor and beyond in Helicobacter pylori mediated gastro-duodenal diseases. World Journal of Gastroenterology. 2015;21(10):2883-95. DOI: https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i10.2883
8. Burkitt MD, Carrie A. Duckworth, Jonathan M. Williams, and D. Mark Pritchard Helico-bacter pylori-induced gastric pathology: insights from in vivo and ex vivo model. DMM Disease Models and Mechanisms. 2017;10(2):89-104. DOI: https://doi.org/10.1242/dmm.027649
9. Kuna L, Jakab J, Smolic R et al. Peptic Ulcer Disease: A Brief Review of Conventional Therapy and Herbal Treatment Options. Journal of Clinical Medicine. 2019;8(2):179. DOI: https://doi.org/10.3390/jcm8020179
10. ShaymardanovaEKh, NurgalievaAKh, Khidiyatova IM, et al. Role of Allelic Genes of Matrix Metalloproteinases and Their Tissue Inhibitors in the Peptic Ulcer Disease Development. Genetika. 2016;52(3):364-75. Russian.
11. Charpignon C, Lesgourgues B, Pariente A, et al. Peptic ulcer disease: One in five is related to neither Helicobacter pylori nor aspirin/NSAID intake. Alimentary Pharmacology and Therapeu-
tics. 2013;38:946-954. DOI:
https://doi.org/10.1111/apt.12465
12. S0reide K, Thorsen K, Harrison EM, et al. Perforated peptic ulcer. The Lancet. 2015;386(10000): 1288-1298. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00276-7
13. Saarialho-Kere UK, Vaalamo M, Puo-lakkainen P, et al. Enhanced expression of matri-lysin, collagenase, and stromelysin-1 in gastrointestinal ulcers. American Journal of Pathology. 1996;148(2):519-26.
14.Ponomarenko IV, Reshetnikov EA, Al-tuchova OB, et al. Association of genetic polymorphisms with age at menarche in Russian women. Gene. 2019;686:228-236. DOI: https: //doi .org/ 10.1016/j .gene .2018.11.042
15.Ponomarenko IV, Polonikov AV, Churnosov MI. Polymorphic loci of the LHCGR gene are associated with the development of uterine leiomyoma. Obstetrics and Gynegology. 2018;10:86-91. Russian. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.10.86-91
16. Ponomarenko IV, Reshetnikov EA, Po-lonikov AV, et al. The polymorphic locus rs314276 of the LIN28B gene is associated with the age of menarche in women of the Central Black Earth Region of Russia. Obstetrics and Gynecology. 2019;(2):98-104. Russian. DOI: http://dx.doi.org/10.18565/aig.20192.98-104
17. Cheng YC, Kao WH, Mitchell BD, et al. Genome-wide association scan identifies variants near Matrix Metalloproteinase (MMP) genes on chromosome 11q21-22 strongly associated with serum MMP-1 levels. Circulation: Cardiovascular Genetics. 2009;2(4):329-37. DOI: https://doi.org/10.1161/CIRCGENETICS.108.834 986
18.Yeh YC, Cheng HC, Chang WL, et al. Matrix metalloproteinase-3 promoter polymorphisms but not dupA-H. pylori correlate to
duodenal ulcers in H. pylori-infected females. BMC Microbiology. 2010;10:218. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2180-10-218
19.Tomita M, Ando T, Minami M, et al. Potential role for matrix metalloproteinase-3 in gastric ulcer healing. Digestion. 2009;79(1):23-9. DOI: https://doi.org/10.1159/000203637
20.Li SL, Zhao JR Ren XY, et al. Increased expression of matrix metalloproteinase-9 associated with gastric ulcer recurrence. World Journal of Gastroenterology. 2013;19(28):4590-5. DOI: https://doi.org/10.3748/wjg.v19.i28.4590
21.Kubben FJ, Sier CF, Schram MT, et al. Eradication of Helicobacter pylori infection favourably affects altered gastric mucosal MMP-9 levels. Helicobacter. 2007;12(5):498-504. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1523-5378.2007.00527.x
Статья поступила в редакцию 18 августа 2020 г.
Поступила после доработки 10 октября 2020 г. Принята к печати 27 октября 2020 г.
Received 18 August 2020 Revised 10 October 2020 Accepted 27 October 2020
Информация об авторе
Оксана Николаевна Миняйло, врач отделения гастроэнтерологии, ОГБУЗ «Белгородская Областная клиническая больница Святителя Иоасафа», г. Белгород, Российская Федерация, E-mail: oksanav2012@yandex.ru, ORCID: 00000001-5265-4303.
Information about the authors Oksana N. Minyaylo, Doctor at the Department of Gastroenterology, St. Joasaph Belgorod Regional Clinical Hospital, Belgorod, Russia, E-mail: oksanav2012@yandex.ru, ORCID: 00000001-5265-4303.
