CC BY
15
ДОСТИЖЕНИЯ НАУКИ В ПРАКТИКУ
УДК 616.36:577.15
© Б.И. Кантемирова, Н.В. Тимофеева, Д.А. Сычев,
А.К. Стародубцев, В.И. Григанов, А.А. Шилова, 2011
Б.И. Кантемирова1, Н.В. Тимофеева1, Д.А. Сычев2,
А.К. Стародубцев2, В.И. Григанов1, А.А. Шилова1
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА CYP1A2 У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В АСТРАХАНСКОМ РЕГИОНЕ*
1ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России 2ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова»
Минздравсоцразвития России
Впервые в Астраханском регионе у детей русской, татарской, калмыцкой, ингушской и чеченской этнической группы определен полиморфизм гена СУР1А2 по маркеру С734А. Выявлена равномерная частота встречаемости полиморфного генотипа АА, гетерозиготного АВ и гомозиготного ВВ изофермента СУР1А2. Медленный метаболизм лекарственных средств-субстратов CYP2C19 выявлен у 48-64 % лиц, что необходимо учитывать при назначении лекарственных средств, метаболизирующихся CYP^2, с целью профилактики нежелательных побочных реакций.
Ключевые слова: биотрансформация, полиморфизм генов, этнические группы, типы метаболизма.
B.I. Kantemirova, N.V. Timofeeva, D.A. Sychev,
A.K. Starodubtsev, V.I. Griganov, A.A. Shilova
A COMPARATIVE STUDY OF CYP1A2 GENE POLYMORPHISM IN CHILDREN
OF THE ASTRAKHANIAN REGION
For the first time in the Astrakhanian region in children of Russian, Tatar, Kalmyk, Ingush and Chechen ethnic groups there were identified gene polymorphism CYP2C19 by the marker of C734A. The uniform frequency of polymorphic genotypes AA, heterozygous AB and homozygous BB isoenzyme CYP1A2 was revealed. The slow metabolism of drugs, substrates of CYP1A2 was detected in 48-64% of children that must be taken into account in prescribing metabolized CYP1A2 in order to prevent undesirable side reactions.
Key words: biotransformation, gene polymorphism, ethnic groups, types of metabolism.
Введение. CYP1A2 представляет собой белок, состоящий из 515 аминокислотных остатков, имеющих молекулярную массу 58 кДальтон. Ген CYP1A2 находится в 15 хромосоме, локусе 15q22-qter. CYP1A2 обнаруживается в основном в печени. Изофермент цитохрома Р450 CYP1A2 участвует в метаболизме лекарственных средств в первую несинтетическую фазу биотрансформации [3, 5]. Субстратами CYP1A2 являются более 30 лекарственных средств, принадлежащих к различным фармакологическим группам.
Ген CYP1A2 имеет ряд мутаций. Доказано клиническое значение полиморфного аллеля 2964 (G/A), приводящего к уменьшению активности CYP1A2 [3, 5, 7]. В работах зарубежных ученых показано влияние полиморфизма гена CYP1A2 на метаболизм теофиллина и формирование хронической обструктивной болезни легких у пациентов [13, 14]. Доказана роль генетического полиморфизма CYP1A2 и курения на риск развития гепатоцеллюлярной карциномы у японского населения [10]. Освещены вопросы фармакодинамики, фармакокинетики клопидогреля в зависимости от типа полиморфных аллелей CYP1A2 [6]. Влияние полиморфизма CYP1A2 на фармакокинетический профиль флувоксамина изучили Y. Katoh, S. Uchida, M. Kawai [11].
Описаны работы по изучению полиморфизма гена CYP1A2 в зависимости от этнической принадлежности. А.В. Остапциев с группой ученых провел обследование 176 телеутов Кемеровской
* Работа выполнена в рамках реализации гранта Президента РФ Д.А. Медведева по государственной поддержке молодых ученых - кандидатов наук за проект «Разработка алгоритмов персонализированной фармакотерапии в педиатрии на примере Астраханского региона» (МК-1767.2011.7).
области [4, 2]. Частота гомозигот по мутантному аллелю (А/А) составила 50 %, гетерозигот (А/С) -40 % и гомозигот по дикому типу - 7 %. Авторы сравнивали полученные собственные результаты с литературными данными, касающимися распределения частот аллелей СУР1Л2 в популяции японцев как представителей монголоидной расы островного происхождения и немцев как представителей европеоидной расы. Частоты аллелей и генотипов СУР1Л2 в популяции японцев и немцев имели распределение, схожее с таковым в этнической группе телеутов Кемеровской области [4]. При сравнении частот распределения полиморфных аллелей СУР1Л2 в китайской, малайской, индийской этнических группах не было выявлено отличий и в работах зарубежных ученых [12].
В то же время Л.З. Ахмадишиной с соавторами изучен полиморфизм изофермента СУР1Л2 у жителей Республики Башкортостан. Выявлены статистически достоверные различия в распределении частот встречаемости полиморфных аллелей СУР1Л2 в зависимости от этнических групп [1]. Результаты исследований В1^еп с соавторами свидетельствуют о наличии этнического полиморфизма у турков [8]. Выявлен этнический полиморфизм СУР1Л2 в сербской, шведской популяции, показана разная фармакокинетика кофеина [9].
В доступной литературе сведений, касающихся широкого освещения полиморфизма СУР1А2 у детей разных этнических групп в Российской Федерации, нами не обнаружено. В то же время, учитывая участие изофермента СУР1А2 в метаболизме большого количества лекарственных препаратов, считаем, что изучение его генетического полиморфизма у детей этнических групп Астраханского региона является важным аспектом при проведении эффективной и безопасной фармакотерапии.
Цель: изучить полиморфизм гена СУР1А2 по полиморфному маркеру С734Л у детей разных этнических групп, проживающих на территории Астраханского региона.
Материалы и методы исследования. Работа выполнена на кафедре педиатрии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России в рамках реализации гранта Президента РФ по государственной поддержке молодых ученых -кандидатов наук за проект «Разработка алгоритмов персонализированной фармакотерапии в педиатрии на примере Астраханского региона» (МК-1767.2011.7). Исследованы 250 представителей различных этнических групп, из них: русских, калмыков, ингушей, чеченцев и татар по 50 человек, соответственно. В исследование вошли дети в возрасте от 1 года до 18 лет. Обследование проводилось после ознакомления с целями и задачами исследования, при добровольном согласии и соблюдении всех этических норм. При формировании этнических групп в них не были включены лица, рожденные от смешанных браков, близкие родственники в пределах одной семьи (братья и сестры). В качестве биологического материала использовалась цельная кровь, полученная из кубитальной вены. Определение полиморфизма СУР1А2 осуществляли методом полимеразной цепной реакции, предварительно выделив ДНК из образцов крови.
Статистическую обработку результатов осуществляли методами непараметрической статистики с использованием программы ОгарЬРа^ Для изучения распределения частот полиморфизма СУР1А2 использовали метод %2 (уравнение Пирсона с поправкой Йетса) и метод Фишера. Для изучения равновесного распределения частот генотипов СУР1 А2 в исследуемых этнических группах использовали формулу Харди-Вайнберга. Значения считались достоверными при р > 0,05.
Результаты и их обсуждение. При изучении равновесного распределения частот генотипов СУР1А2 по полиморфному маркеру С734Л, согласно уравнению Харди-Вайнберга, было установлено, что частоты распределения генотипов в группе исследования распределены равновесно (р > 0,05).
При сравнении частот распределения генотипов АА, АВ, ВВ СУР1А2 у русских и калмыков, проживающих на территории Астраханского региона, отмечено равномерное распределение частот дикого, гетерозиготного АВ и гомозиготного ВВ типов. Разница в распределении частот статистически недостоверна. Метод %, X = 1,735, р = 0,1877. Метод Фишера, р = 0,1613 (табл. 1).
Таблица 1
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у русских и калмыков
Тип генотипа Русские п = 50 Калмыки п = 50
АА 18 (36 %) 25 (50 %)
АВ+ВВ 32 (64 %) 25 (50 %)
Примечание: метод х, X = 1, 735, р = 0,1877 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,1613 (не достоверно).
Сравнивая частоты распределения генотипов АА, АВ, ВВ СУР1А2 у русских и ингушей, проживающих на территории Астраханского региона, мы обнаружили равномерное распределение час-
тот встречаемости без статистически достоверной разницы отличий. Метод %2, %2 = 1,989, р = 0,1585. Метод Фишера, р = 0,1581 (табл. 2).
Таблица 2
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у русских и ингушей
Тип генотипа Русские п = 50 Ингуши п = 50
АА 18 (36 %) 26 (52 %)
АВ+ВВ 32 (64 %) 24 (48 %)
----------------------2—2----------------------------------------------------------------------------------
Примечание: метод х , х = 1,989, р = 0,1585 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,1581 (не достоверно).
При сравнении распределения частот полиморфных аллелей АА, АВ, ВВ СУР1 А2 у русских и чеченцев выявлено примерно одинаковое распределение частоты дикого типа, гетерозиготного АВ и гомозиготного ВВ. Разница статистически недостоверна. Метод %2, %2 = 0,1681, р = 0,6818. Метод Фишера, р = 0,6820 (табл. 3).
Таблица 3
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у русских и чеченцев
Тип генотипа Русские п = 50 Чеченцы п = 50
АА 18 (36 %) 21 (42 %)
АВ+ВВ 32 (64 %) 29 (58 %)
----------------------2—2-----------------------------------------------------------------------------------
Примечание: методх , X = 0,1681, р = 0,6818 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,6820 (не достоверно).
В группах русских и татар частота встречаемости дикого типа АА, гомозиготного ВВ и гетерозиготного АВ наблюдалась одинаково и была распределена также равномерно. Разница статистиче-
ски недостоверна. Метод х2, X2 = 1,469, р = 0,2255. Метод Фишера, р = 0,2254 (табл. 4).
Таблица 4
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у русских и татар
Тип генотипа Русские п = 50 Татары п = 50
АА 18 (36 %) 25 (50 %)
АВ+ВВ 32 (64 %) 25 (50 %)
Примечание: метод х , X = 1,469, р = 0,2255 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,2254 (не достоверно).
При сравнении частоты встречаемости дикого типа АА, гетерозиготного АВ и гомозиготного ВВ СУР1А2 у калмыков и татар нами выявлено одинаковое распределение типов полиморфных аллелей. В 50 % случаев в группе калмыков и в 50 % случаев в группе татар отмечено наличие медленного типа биотрансформации лекарственных средств, что соответствует каждому второму пациенту. Разница в распределении частот встречаемости полиморфных аллелей СУР1 А2 в двух этнических группах статистически недостоверна. Метод х2, X2 = 0, р = 1,0000. Метод Фишера, р = 1,1584 (табл. 5).
Таблица 5
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у калмыков и татар
Тип генотипа Калмыки п = 50 Татары п = 50
АА 25 (50 %) 25 (50 %)
АВ+ВВ 25 (50 %) 25 (50 %)
Примечание: метод х , X = 0, р = 1,0000 (не достоверно). Метод Фишера, р = 1,1584 (не достоверно).
Не было выявлено статистически достоверных отличий при сравнении частоты встречаемости генотипов АА, АВ, ВВ СУР1А2 у калмыков и ингушей, проживающих на территории Астраханского региона. Метод х2, X2 = 0,04002, р = 0,8414. Метод Фишера, р = 1,0000 (табл. 6).
Таблица 6
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у калмыков и ингушей
Тип генотипа Калмыки п = 50 Ингуши п = 50
АА 25 (50 %) 26 (52 %)
АВ+ВВ 25 (50 %) 24 (48 %)
----------------------2—2------------------------------------------------------------------------------------
Примечание: методх , X = 0,04002, р = 0,8414 (не достоверно). Метод Фишера, р = 1,0000 (не достоверно).
Сравнивая распределение частот встречаемости полиморфных аллелей СУР1А2 у жителей Астраханского региона, принадлежащих к калмыцкой и чеченской этнической группе, статистически достоверной разницы в распределении частот встречаемости нами не было установлено. Метод х2, X2 = 0,3623, р = 0,5472. Метод Фишера, р = 0,5475 (табл. 7).
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у калмыков и чеченцев
Тип генотипа Калмыки п = 50 Чеченцы п = 50
АА 25 (50 %) 21 (42 %)
АВ+ВВ 25 (50 %) 29 (58 %)
Примечание: метод X2, X = 0,3623, р = 0,5472 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,5475 (не достоверно).
Одинаково равномерно распределились частоты встречаемости генотипов АА, АВ, ВВ СУР1А2 у татар и ингушей. Метод х2, X2 = 0,04002, р = 0,8414. Метод Фишера, р = 1,0000 (табл. 8).
Таблица 8
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у татар и ингушей
Тип генотипа Татары п = 50 Ингуши п = 50
АА 25 (50 %) 26 (52 %)
АВ+ВВ 25 (50 %) 24 (48 %)
----------------------2—2------------------------------------------------------------------------------------
Примечание: методX , X = 0,04002, р = 0,8414 (не достоверно). Метод Фишера, р = 1,0000 (не достоверно).
При сравнении распределения частот встречаемости полиморфных аллелей СУР1 А2 в группах ингушей и чеченцев, татар и чеченцев нами выявлено равномерное распределение частот встречаемости дикого типа АА, гетерозиготного АВ и гомозиготного ВВ. При сравнении частот распределения полиморфных генотипов СУР1 А2 среди ингушей и чеченцев разница статистически недостоверна - метод х2, х2 = 0,6423, р = 0,4229. Метод Фишера, р = 0,4230. При сравнении частот распределения полиморфных генотипов СУР1А2 среди татар и чеченцев метод х2, х2 = 0,3623, р = 0,5472. Метод Фишера, р = 0,5475 (табл. 9, 10).
Таблица 9
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у ингушей и чеченцев
Тип генотипа Ингуши п = 50 Чеченцы п = 50
АА 26 (52 %) 21 (42 %)
АВ+ВВ 24 (48 %) 29 (58 %)
Примечание: метод X2, X = 0,6423, р = 0,4229 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,4230 (не достоверно).
Таблица 10
Сравнение частот генотипов АА, АВ, ВВ по полиморфному маркеру С734A CYP1А2 у татар и чеченцев
Тип генотипа Татары п = 50 Чеченцы п = 50
АА 25 (50 %) 21 (42 %)
АВ+ВВ 25 (50 %) 29 (58 %)
Примечание: метод х , X = 0,3623, р = 0,5472 (не достоверно). Метод Фишера, р = 0,5475 (не достоверно).
Выводы. Результаты нашего исследования свидетельствуют о равномерной частоте встречаемости полиморфных аллелей СУР1Л2 по маркеру С734Л в пяти этнических группах детей Астраханского региона. Это может говорить о том, что разные народности, проживающие в единых экологогеографических условиях Астраханского региона, в чем-то одинаково приспосабливаются к различным факторам окружающей среды, в частности, к действию определенных лекарственных веществ и ксенобиотиков.
Суммируя гетерозиготный тип АВ с гомозиготным ВВ и анализируя изучаемые этнические группы лиц по наследственной предрасположенности к медленному метаболизму лекарственных средств, можно сделать вывод о том, что, несмотря на отсутствие этнической специфичности СУР1 А2 в Астраханском регионе, носителями медленных аллелей по метаболизму лекарственных средств субстратов и ингибиторов СУР1А2 является большое количество лиц - до 62 % в каждой этнической группе. Данное обстоятельство предполагает обязательное индивидуальное генотипи-рование каждого представителя этнической группы с целью предупреждения нежелательных побочных эффектов лекарственной терапии субстратами и ингибиторами СУР1А2.
Список литературы
1. Ахмадишина, Л. З. Полиморфизм генов семейства цитохрома Р450 СУР1Л1, СУР1Л2, СУР2Е1 и риск развития профессионального хронического бронхита / Л. З. Ахмадишина, Г. Ф. Коры-тина, О. В. Кочетова // Медицинская генетика. - 2007. - Т. 6. - №7. - С. 32-37.
2. Ахматьянова, В. Р. Хромосомные аберрации в лимфоцитах крови у представителей коренного и пришлого населения Кемеровской области в связи с полиморфизмом генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков : автореф. дис. ... канд. мед. наук / В. Р. Ахматьянова. - Уфа, 2010. - 24 с.
3. Кукес, В. Г. Метаболизм лекарственных средств : клинико-фармакологические аспекты / В. Г. Кукес. - М. : Реафарм, 2004. - 144 с.
4. Остапциев, А. В. Полиморфизм гена CYP1A2 у телеутов Кемеровской области / А. В. Ос-тапциев, А. В. Шабалдин, Е. А. Шерина и др. // Успехи современного естествознания. - 2006. - № 2. -
С.69-70.
5. Сычев, Д. А. Клиническая фармакогенетика : учеб. пос. / Д. А. Сычев, Г. В. Раменская, И. В. Игнатьев и др.; под ред. акад. РАМН В. Г. Кукеса и акад. РАМН Н. П. Бочкова. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 248 с.
6. Ancrenaz, V. Impact of genetic polymorphisms and drug-drug interactions on clopidogrel and pra-sugrel response variability / V. Ancrenaz, Y. Daali, P. Fontana et al. // Curr. Drug. Metab. - 2010. - № 8. -P. 667-677.
7. Bageman, E. Coffee consumption and CYP1A2* 1F genotype modify age at breast cancer diagnosis and estrogen receptor status / E. Bageman, C. Ingvar, C. Rose, H. Jernstrom // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. - 2008. - Vol. 4. - P. 895-901.
8. Bilgen, T. Frequencies of four genetic polymorphisms in the CYP1A2 gene in Turkish population / T. Bilgen, O. Tosun, G. Luleci et al. // Genetika. - 2008. - № 8. - P. 1133-1136.
9. Djordjevic, N. Induction of CYP1A2 by heavy coffee consumption is associated with the CYP1A2 -163C>A / N. Djordjevic, R. Ghotbi, S. Jankovic et al. // Eur. J. Clin. Pharmacol. - 2010. - № 7. - P. 697-703.
10. Imaizumi, T. Interaction between cytochrome P450 1A2 genetic polymorphism and cigarette smoking on the risk of hepatocellular carcinoma in a Japanese population / T. Imaizumi, Y. Higaki, M. Hara et al. // Carcinogenesis. - 2009. - № 10. - P. 1729-1734.
11. Katoh, Y. Effects of cigarette smoking and cytochrome P450 2D6 genotype on fluvoxamine concentration in plasma of Japanese patients / Y. Katoh, S. Uchida, M. Kawai et al. // Biol. Pharm. Bull. - 2010. - № 2. - P. 285-288.
12. Lim, J. S. Pharmacogenetics of CYP1A2, novel polymorphisms and haplotypes in three distinct Asian populations / J. S. Lim, O. Singh, R. D. Ramasamy et al. // Drug Metab. Pharmacokinet. - 2010. -№ 6. - P.616-623.
13. Uslu, A. The effect of CYP1A2 gene polymorphisms on Theophylline metabolism and chronic obstructive pulmonary disease in Turkish patients / A. Uslu, C. Ogus, T. Ozdemir et al. // BMB Rep. - 2010. -№ 8. - P.530-534.
14. Vibhuti, A. CYP1A1, CYP1A2 and CYBA gene polymorphisms associated with oxidative stress in COPD / A. Vibhuti, E. Arif, A. Mishra et al. // Clin. Chim. Acta. - 2010. - № 2. - P. 474-480.
Кантемирова Бэла Исмаиловна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры педиатрии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел. (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
Тимофеева Наталия Викторовна, ассистент кафедры клинической фармакологии с курсом клинической аллергологии и фитотерапии ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел. (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
Сычев Дмитрий Алексеевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры клинической фармакологии и пропедевтики внутренних болезней ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздравсоцразвития России, Россия, 119992, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 8, тел. (495) 636-06-36, e-mail: [email protected].
Стародубцев Алексей Константинович, доктор медицинских наук, профессор кафедры клинической фармакологии и пропедевтики внутренних болезней ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздравсоцразвития России, Россия, 119992, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 8, тел. (495) 636-06-36, e-mail: [email protected].
Григанов Владимир Иванович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой педиатрии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрав-соцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел. (8512) 52-41-43, e-mail:[email protected].
Шилова Анна Анатольевна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры педиатрии лечебного факультета ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел. (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
