CC BY
108
УДК 591.151:613.6(470.51
РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С СОЦИАЛЬНО-ЗНАЧИМЫМИ МУЛЬТИФАКТОРИАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ, У НАСЕЛЕНИЯ ОМСКА
Е.А. Вильмс, Т.И. Долгих, Д.В. Турчанинов,
ГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия»
Вильмс Елена Анатольевна - e-mail: [email protected]
Проведено исследование распространенности полиморфизмов генов, ассоциированных с сердечно-сосудистой патологией, нарушениями липидного обмена и сахарным диабетом, у здорового населения Омска методом единичных полиморфизмов. Выявлены возрастные и половые группы риска по ряду значимых полиморфизмов. Установлена высокая распространенность в женской популяции полиморфизмов генов, ассоциированных с развитием сердечно сосудистых заболеваний: AGT (174Met), AGTR А1166С, PON (-107C/T); среди мужчин - нарушений липидного обмена LIPC-250(G>A).
Ключевые слова: однонуклеотидные полиморфизмы генов, сердечно-сосудистые заболевания, липидный обмен, сахарный диабет, Омская область.
The study of the prevalence of polymorphisms of genes associated with cardiovascular disease, lipid metabolism disorders and diabetes in a healthy population of Omsk by SNP (single nucleotide polymorphism). The age and sex groups at risk for a number of significant SNPs. The high prevalence in the female population of polymorphisms of genes associated with the development of cardiovascular disease: AGT (174Met), AGTR A1166C, PON (-107C / T); men - dyslipidemia LIPC-250 (G> A).
Key words: single nucleotide polymorphism cardiovascular disease,
lipid metabolism, diabetes, Omsk region
Актуальной задачей современной профилактической медицины является использование современных достижений молекулярной биологии и генетики для оценки риска развития и предупреждения массовых социально-значимых заболеваний. К числу таких мультифакториальных болезней относятся, в частности, сердечно-сосудистая патология, нарушения липидного обмена, сахарный диабет.
Данная патология у населения Омской области и г. Омска носит массовый характер и не имеет тенденции к снижению в динамике [1]. Население различных половозрастных групп экспонировано комплексом интенсивно действующих факторов риска [2].
Генетические факторы могут играть значительную роль в развитии заболеваний с алиментарными факторами риска,
РАЗДЕЛ VI
РАЗДЕЛ VI
IVK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
в частности - сердечно-сосудистых, сахарного диабета, ожирения, поэтому в мировой практике современных научных исследований по фундаментальной медицине большое внимание уделяют молекулярно-генетическим методам анализа с идентификацией полиморфных участков (однонуклеотидных полиморфизмов генов, SNP - Single nucleotide polymorphism, с заменой одного нуклеотида на другой), повышающих риск развития заболеваний [3]. Любой отдельный полиморфизм гена объясняет 1-8% от общего риска заболевания в популяции, что может показаться незначительным, но аддитивный эффект нескольких таких факторов риска может составлять до 20-70% общего риска, обусловленного генетическими факторами [4].
Исследование генетических полиморфизмов позволяет получить важнейшую информацию о геноме каждого человека и учесть это при разработке индивидуальных рекомендаций (персонализированная профилактика). Данные о распространенности различных вариантов генов-кандидатов, ассоциированных с повышенным риском развития той или иной патологии, необходимы также и для реализации популяционной стратегии профилактики хронических неинфекционных заболеваний современного человека.
Цель работы: исследование распространенности полиморфизмов генов, ассоциированных с сердечно-сосудистой патологией, нарушениями липидного обмена и сахарным диабетом у населения Омска.
Материалы и методы
Полиморфизмы генов исследованы методом SNP (single nucleotide polymorphism - однонуклеотидные полиморфизмы) на тест-системах «SNP-экспресс» (НПФ «Литех»). ДНК выделена из лейкоцитов стабилизированной ЭДТА цельной крови реагентом «ДНК-экспресс-кровь» (НПФ «Литех») с последующей амплификацией на программируемом термостате с использованием комплекта реагентов «SNP-экспресс». Результаты электрофореза визуализированы при УФ-облучении с длиной волны 310 нм в трансиллюминаторе с помощью программы Vision Capt.
Контингент обследованных лиц включал 139 неродственных здоровых доноров (51 мужчина и 88 женщин), подобранных эмпирически в возрасте от 17 до 75 лет (в том числе 17-29 лет - 49 человек, 30-49 лет- 58 человек, 50-75 лет- 32 человека). Средний возраст обследуемых составил 38,3+1,24 лет, все они проживали в Омске или пригородном районе.
Определялись 8 генетических полиморфизмов, ассоциированных с риском развития мультифакторных заболеваний: сердечно-сосудистая патология - AGT (174Met), AGT (Met235Thr), AGTR А1166С, PON (-107C/T); нарушения липидного обмена - LPL (S44), LIPC 514T, LIPC-250(G>A); болезни обмена веществ (сахарный диабет) - PPARGC1A (G482S).
Средние значения качественных бинарных признаков приведены в тексте в виде M+m, где M - экстенсивный показатель (в %), m - стандартная ошибка показателя. Для оценки значимости расхождения частот аллелей, генотипов пробандов использован точный критерий Фишера. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости р принимался равным 0,05.
Результаты и их обсуждение
У обследованных лиц, проживающих на территории Омска, выявлена высокая частота полиморфизмов, ассоции-
рованных с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), нарушениями липидного обмена, сахарным диабетом II типа (таблица 1).
ТАБЛИЦА 1.
Распределение полиморфизмов генов, ассоциированных с развитием мультифакторных заболеваний у населения Омска (%)
Аллели Генотипы
Полиморфизм Вариант Распро- страненность, % Вариант Распро- страненность, %
AGT Thr 174 Met 174 Thr 174 Met 75,9+2,6 24,1+2,6 174 ТТ 174 ТМ 174 М/М 59,3+4,2 33,3+4,0 7,4+2,2
AGT Met235Thr 235 Met 235 Thr 69,6 +2,8 30,4+2,8 235 ММ 235 МТ 235 ТТ 48,6+4,2 42,1+4,2 9,3+2,5
AGTR А1166С 1166 А 1166 С 68,1+2,8 31,9+2,8 АА АС СС 54,0+4,2 28,3+3,8 17,7+3,2
LPL S447X C G 86,1+2,1 13,9+2,1 CC CG GG 76,2+3,6 19,8+3,4 4,0+1,7
LIPC-250 G>A G А 79,5+2,4 20,5+2,4 GG GA AA 68,3+5,9 23,8+5,4 7,9+3,4
LIPC C-514T 514 С 514 Т 80,2+2,4 19,8+2,4 CC CT TT 68,5+3,9 22,5+3,5 9,0+2,4
PPARG C1A Gly482Ser 482 Gly 482 Ser(A) 51,2+3,0 48,8+3,0 GG GS SS 29,3+3,9 43,9+4,2 26,8+3,8
PON (-107C/T) 107С 107 Т 80,7+2,4 19,3+2,4 CC CT TT 74,8+3,7 11,8+2,7 13,4+2,9
Полиморфизмы генов, связанных с синтезом ангио-тензиногена, часто используются в качестве генетических маркеров сердечно-сосудистых заболеваний. Наличие одного или двух Т аллелей ДОТ(235) приводит к существенному повышению ангиотензина II (АТ II), поэтому М235Т полиморфизм ассоциирован с артериальной гипертензией [5, 6]. 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 (Дания). 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% [7].
У обследованных лиц выявлена высокая частота 235ТЬг полиморфизма гена ангиотензиногена ДОТ (30,4+2,8%) (таблица 1). Частоты аллелей М235/235Т в группах мужчин (64,0 и 36,0%) и женщин (73,4 и 26,6%), проживающих в Омске, статистически не различаются (рис.). Полученные результаты согласуются с литературными данными по распределению 235ТЬг полиморфизма ДОТ в популяциях европейцев Франции, Великобритании, США, Норвегии, Германии [6]. Высокая распространенность 235Т1пг полиморфизма гена ДОТ, ассоциированного с ССЗ, может обусловливать (в числе прочих причин) высокие показатели заболеваемости (34 случая на 100 обследованных по данным углубленных популяционных обследований) и смертности (760,6 на 100 тыс.) населения Омской области, а также негативную динамику этих показателей за последние 20 лет [1].
Полиморфизм Т174М гена ДСТ 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 174М - 10-15%. В общей выборке обследованных мутантная 174Met аллель ДСТ была обнаружена в 24,1 ±2,6% случаев, в группе женщин мутантная 174М аллель ДСТ 174 выявлялась статистически значимо чаще (26,6±5,0%; р=0,029). Это соответствует данным
Т.А. Барановой, [8], согласно которым распространенность артериальной гипертензии (АГ) среди женского населения Омской области в 1,6 раза выше, чем среди мужчин (р<0,005). Статистически значимых различий в распределении ТТ, ТМ, ММ генотипов ДвТ 174 в возрастных группах не выявлено.
АйШ А1166С 1.1РС250 ОА НРС 514Т АвТ МеСЗбТИг АСТ ТИг174Ме( 1-Р1- Э447Х РРАРвСИА С482Э РОМ (-107С/Г)
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0
□ женщины
□ мужчины
РИС.
Распространенность «мутантных» аллелей исследованных генов у мужского и женского населения Омска
(на 100 обследованных).
Полиморфизм A1166C рецептора !-го типа ангиотензина-2. Замена нуклеотида аденина (А) на цитозин (С) в локусе 1166 (А1166С) сказывается на функциональной активности рецептора и реализации эффектов ангиотензина II. Вариант С полиморфизма Д1166С является кардиоваскулярным маркером [9].
Полиморфизмы ДСТМ могут служить маркерами хронически повышенного кровяного давления и других кардиоваскулярных осложнений. При наличии сахарного диабета вариант 1166С соответствует значительному повышению среднестатистического риска [10].
По данным некоторых авторов полиморфизм AGTR А1166С встречается у 30-40% представителей европейских популяций [7]. В нашем исследовании данный полиморфизм имел схожую распространенность у населения Омска - 31,9±2,8%. У женщин распространенность мутантной аллели 1166С была значимо выше, чем у мужчин (38,2±5,5% и 22,2±6,2% соответственно; р=0,008) (рис.). В возрастной «группе риска» (30-49 лет) более половины обследованных лиц имели генотип СС или АС (таблица 2).
Полиморфизм параоксоназы PON1. Мутации в гене Р01\11(-107С->Т) приводят к его низкой продуктивности (экспрессии) и используются как маркеры риска сердечнососудистых заболеваний и атеросклеротических поражений. Частота обнаружения вариантов -107С->Т в европейских популяциях составляет 40-45% [7]. «Нормальная» 107С
аллель гена Р0\1 у жителей Омска выявлялась в 4 раза чаще полиморфной 107Т (80,7±2,4% и 19,3±2,4% соответственно). Выявлены также гендерные различия в распределении С107/107Т аллелей: вариант 107Т в женской популяции встречался статистически значимо чаще, чем у мужчин (25,0±4,9% и 10,6±4,6% соответственно; р=0,004).
ТАБЛИЦА 2.
Частота встречаемости мутантных аллелей исследуемых генов у населения Омской области на 100 обследованных
17-29 лет 30-49 лет 50 лет и старше
Р,% ±т Р,% ±т Р,% ±т
РОЫ (-107С/Т) 14,3 5,3 25 6,03 14,3 7,9
РРАРСС1А С482Б 59,4 7,4 41,7 6,9 40 11,1
1_Р1. Б447Х 10,8 4,7 23,7 5,92 3,8 4,3
АСТ Т1|г174Ме1 21,4 6,2 32,5 6,52 15,4 8,2
АСТ Ме1235Т1|Г 25,6 6,6 40 6,82 23,1 9,5
НРС 514Т 22,1 6,3 18,2 5,37 20,8 9,2
ЦРС250 С>А 21,9 6,3 21,1 5,68 16,7 8,4
АСТРА1166С 27,9 6,8 41,7 6,87 18,2 8,7
Липопротеиновая липаза (LPL) - многофункциональный белок, вовлеченный в различные аспекты метаболизма липопротеинов и липидов. Фермент располагается на люмене васкулярного эндотелия и катализирует гидролиз фосфолипидов и триглицеридов хиломикронов и ЛПОНП. Липопротеиновая липаза играет важную роль в формировании ЛПВП. В дополнение к гидролизу триглицеридов плазмы до диглицеридов 1_Р1_ также участвует во взаимодействии липопротеинов с клеточными рецепторами. Вариант полиморфизма Б447Х (преждевременный стоп-кодон) ассоциирован с благоприятными изменениями липидного спектра: пониженным уровнем триглицеридов и повышенным уровнем холестерина ЛПВП. Распространенность варианта составляет 5-10% [7].
Данная мутация признана «протективной», среди населения Омска была распространена в меньшей степени (13,9±2,1%). Различий между мужчинами и женщинами не было выявлено.
Мутации печеночной липазы (НРС С-514Т, НРС-250 G> Д) связывают с развитием инсулинорезистентности, повышенными уровнями инсулина, липопротеидов низкой и очень низкой плотности. Полиморфизм -250 G> Д влияет на уровень триглицеридов и холестерина крови.
Полиморфизм НРС-250 G>A характеризовался значительным преобладанием генотипов GA и АА среди лиц мужского пола, аллель -250А встречалась у них с частотой 31,4±4,6% (р=0,0027). В целом распространенность варианта -250Д была близка к средней в популяции 19,8±3,6% (по данным литературы - 20-25%).
Полиморфизм 1_1РС С-514Т чаще был представлен генотипом СС (68,5±3,9%). Варианты СТ и ТТ встречались реже (22,5±3,5% и 9,0±2,4% соответственно).
Мутация коактиватора 1а Gly482Ser гена
PPARGC1. Распространенность аллели Б, ассоциированной с повышенным риском развития СД, АГ, избыточной массы тела в популяциях европейского типа (Франция, Австрия), составляет 12-20%, в китайской - 43%, в японской - 42%, у кавказских народов - 38% [11] .
У населения Омска распространенность аллели Б оказалась достаточно высокой - 53,3±4,9%. При сравнении
РАЗДЕЛ VI
РАЗДЕЛ VI
IVK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
частот выявления 482Gly и 482Ser аллелей гена PPARGC1 у мужчин и женщин различий не наблюдалось. Однако проведенный анализ по возрастным группам показал, что частоты аллелей 482Gly и 482Ser в возрастной группе 17-29 лет
(40,6 и 59,4+5,0% соответственно) были наиболее высокими в сравнении со старшими возрастными группами: 30-49 лет (p=0,036) и 50 и старше (p=0,042). Установленные различия требуют пристального внимания к идентификации факторов риска, действующих в группе лиц молодого возраста.
Выводы
1. Впервые проведено исследование распространенности полиморфизмов генов у населения Омского региона, показавшее высокую частоту обнаружения их вариантов ассоциированных с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, нарушений липидного обмена, сахарного диабета, что вносит вклад в формирование высокой заболеваемости населения указанными патологиями в Омске.
2. Обнаружена более высокая распространенность в женской популяции полиморфизмов генов, ассоциированных с развитием сердечно-сосудистых заболеваний: AGT (174Met), AGTR А1166С, PON (-107C/T); среди мужчин - нарушений липидного обмена LIPC-250(G>A).
3. Выявлены возрастные группы риска по ряду значимых полиморфизмов: PPARGC1A (G482S) - 17-29 лет, AGT (Met235Thr), AGTR А1166С - 30-49 лет.
4. Полученная в исследовании информация о распростра-
ненности полиморфизмов генов, ассоциированных с развитием массовых социально-значимых заболеваний, у населения Омска необходимо учитывать при разработке комплекса адекватных профилактических мероприятий. [И
ЛИТЕРАТУРА
1. Турчанинов Д.В. Питание и здоровье сельского населения Сибири в современных социально-экономических условиях. Автореферат дисс. ... докт. мед. наук. Омск. 2009. 48 с.
2. Шупина М.И., Турчанинов Д.В. Распространенность артериальной гипертензии и сердечно-сосудистых факторов риска у лиц молодого возраста. Сибирский медицинский журнал. Томск. 2011. Т. 26. № 3. Вып. 2. С. 152-156.
3. Тугуз А.Р., Агаджанян Н.А., Лысенков С.П. и др. Частоты Met235thr, Thr174met полиморфизмов гена ангитензиногена (Agt) и A1166c аллели рецептора I типа гена ангитензиногена-2 (agt2r1) в этнических группах населения г. Майкопа (Республика Адыгея). Современные проблемы науки и образования. 2011. № 3. URL: www.science-education.ru/97-4693 (дата обращения: 14.05.2012).
4. HuGE Navigator [Электронный ресурс]. URL: http://www.hugenavigator. net/HuGENavigator/ geneProspectorStartPage.do (дата обращения: 5.10.10).
5. Kanat О. et al. Asian Cardiovasc. Thorac. Ann. 2005. № 13. P. 153-156.
6. Sethi A.A. et al. Angiotensinogen single nucleotide polymorphisms, elevated blood pressure, and risk of cardiovascular disease. Hypertension. 2003. № 6. P. 102-111.
7. Руководство по применению «SNP- экспресс». М.: Литех, 2010. 38 с.
8. Баранова Т.А. Гигиеническое и эпидемиологическое обоснование системы профилактики селенодефицитных состояний у населения Омской области Автореф. дисс. . канд. мед. наук. Омск. 2008. 22 с.
9. Пузырев В.П., Степанов В.А., Макеева О.А. Синтропные гены болезней сердечно-сосудистого континуума. Медицинская генетика. 2009. № 3. С. 31-48.
10. Weir M.R. Opportunities for cardiovascular risk reduction with angiotensin II receptor blockers. Current Hypertension Reports. 2002. № 4. P. 333-335.
11. Chen S. et al. Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1alpha polymorphism is not associated with essential hypertension and type 2 diabetes mellitus in Chinese population. Hypertens Res. 2004. № 27 (11). Р. 813-20.
