CC BY
28
БЮЛЛЕТЕНЬ МЕДИЦИНСКОЙ НАУКИ №1 (5) 2017_
УДК 616.832-004.2: 612.017.1: 575.174.015.3
СВЯЗЬ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ С ОСОБЕННОСТЯМИ ТЕЧЕНИЯ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА
1 Алтайский государственный медицинский университет, г. Барнаул
2 Краевая клиническая больница, г. Барнаул Смагина И.В.1, Ельчанинова С.А.1, Бодрова Ю.В.2
В исследовании с участием 100 больных ремиттирующим рассеянным склерозом (РС), европеоидов, родившихся и проживающих в Алтайском крае (Россия), оценена связь Н1Л-ВКВ1, ТМРа №1800629), ШРЯБР1А №4149584), СС40 (гв6074022, гб11086998) с течением рассеянного склероза (РС). Выявлена ассоциация а А ТЫРЯ5Р1А (гв4149584) с высокой скоростью прогрессирования неврологического дефицита, а также связь НЬА-ВКВ1*3 с частыми обострениями заболевания. Ключевые слова: рассеянный склероз, обострение, прогрессирование, генотип.
The relationship ofHLA-DRBl, TNPa (rsl800629), TNFRSF1A (rs4149584), CD40 (rs6074022, rsll086998) with multiple sclerosis CMS) course was investigated in a retrospective study involving 100 patients with relapsing-remitting MS - Caucasians were born and living in the Altai region (Russia). Association of G/A TNPRSF1A (rs4149584) with rapid progression disability and the association ofHLA-DRBl*3 with frequent exacerbations of the disease were statistically significant.
Keywords: multiple sclerosis, exacerbation, progression disability, genotype.
Рассеянный склероз (PC) - мультифакторное хроническое демиелинизирующее заболевание центральной нервной системы, для которого характерна инвалидизация больных преимущественно в трудоспособном возрасте (Шмидт Т.Е., Яхно H.H., 2012).
Согласно современным представлениям, основу патогенеза РС составляют аутоиммунное воспаление в центральной нервной системе с демиелинизацией аксонов в период обострения и частичной их ремиелинизацией в ремиссию, а также апоптоз олигодендроцитов, ведущий к гибели аксонов и необратимым нарушениям проведения нервных импульсов (Гусев Е.И., Завалишин И.А., Бойко А.Н., 2011: Lassman Н., 2014). При наиболее распространённом ремитирующем типе течения РС в первые годы заболевания преобладает аутоиммунное воспаление с чередованием клинических обострений и ремиссий, часто неполных, в дальнейшем - ней-родегенерация с быстрым и необратимым развитием рассеянной неврологической симптоматики (Шмидт Т.Е., Яхно H.H., 2012; Lassman Н, 2014).
Частота обострений и темпы прогрессирования РС широко варьируют (Stadelmann Ch., 2008; Tremlett Н. et al., 2008). Причины и закономерности этих различий в течении РС у разных больных не раскрыты, хотя и составляют предмет наибольшего числа исследований последних лет, касающихся РС. На современном этапе изучения механизмов, определяющих особенности течения РС, ведётся выявление патогенетических детерминант обострений заболевания и прогрессирования неврологических нарушений. Предполагается, что на тип течения РС влияют генетические особенности паци-
ента, которые, вероятнее всего, формируются полиморфными вариантами генов иммунной системы, белковые продукты которых вовлечены в патогенез этого заболевания и в ряде популяций являются факторами риска развития этого заболевания (Смагина И.В. и др., 20116; Фаворова О.О., Кулакова О.Г., Бойко А.Н., 2010). Это прежде всего гены HLA-системы, лигандов и рецепторов фактора некроза опухоли (TNF) и других цитокинов - регуляторов иммунного ответа. Результаты проверки этой гипотезы во многом противоречивы (Sawcer S., 2009). Это связано с тем, что распространённость полиморфизма генов, спектр и сила влияния внешних факторов риска РС, а следовательно, и фенотипические проявления особенностей генома существенно отличаются в различных популяциях (Forte G.I. et al., 2006; Ristic S. et al., 2007). Наиболее доказательны факты, указывающие на связь «мягкого» течения РС с женским полом (Гусев Е.И., Завалишин И.А., Бойко А.Н., 2011).
Выявление наиболее значимых факторов прогрессирования РС необходимо для разработки принципов рационального применения иммуномодулирующих препаратов, изменяющих течение РС (ПИТРС). Эти широко используемые в практике дорогостоящие препараты при их назначении в раннем периоде РС могут предупреждать обострение и замедлять прогрессирование неврологического дефицита примерно у 30% больных (Шмидт Т.Е., Яхно H.H., 2012). Есть основания полагать, что недостаточная эффективность этих препаратов во многом обусловлена эмпирическим выбором отдельных препаратов этой группы, а также переходом к более агрессивной терапии лишь
после многомесячного периода наблюдения за результатами лечения (Grossman I. et al., 2007; МаЬигкаг S. et al., 2013).
Цель исследования: оценить связь полиморфизмов генов иммунной системы с темпами прогрессирования PC.
Материалы и методы исследования
В рандомизированном ретроспективном исследовании приняли участие 100 больных PC. Все участники исследования по фенотипиче-ским признакам - европеоиды, родились и проживали на протяжении всего периода времени до включения в исследование в Алтайском крае. Группа была сформирована как случайная выборка из популяции больных PC Алтайского края и составила 10% от общего числа больных PC (на 01.01.2012 г. - 1001 пациент). Критериями включения в исследование были: ремитирующий тип течения PC, длительность заболевания не менее пяти лет, инвалидизация не более
Характеристика группы больных рассеянным
Диагноз PC ставили в соответствии с критериями McDonald (Polman С.Н. et al., 2005). Магнитно-резонансную томографию головного и при необходимости спинного мозга проводили на томографе Impact (Siemens-Magnetom, Япония) с напряжённостью магнитного поля 1Т. Использовали стандартные Т1- и Т2-изображе-ния и режим TIRM. Для контрастирования внутривенно вводили гадолинийсодержащий препарат «Гадовист» (Bayer Schering Pharma, ФРГ) в дозе от 0,1 до 0,3 моль/кг массы тела.
Скорость прогрессирования (СП) PC рассчитывали по отношению EDSS на момент обследования к длительности болезни (Малкова H.A., 2006; Verians Е. et al., 1983). Для анализа связи СП PC с полиморфизмом генов больные были разделены на три подгруппы: с медленной СП (<0,25 баллов/год) -13 пациентов (13%), средней (0,25<СП<0,75 баллов/год) - 64 пациента (64%) и высокой СП (>0,75 баллов/год) - 23 пациента (23%). Характеристика группы участников исследования представлена в таблице 1.
Таблица 1
склерозом, включённых в исследование (п=100)
Показатель
Возраст, годы (М ± БЭ) 36,8 ± 11,3
Мужчины: женщины 24:76
Возраст дебюта РС, годы (М ± БЭ) 27,4 ± 9,1
Длительность заболевания, годы (М ± БЭ) 7,8 ± 1,6
Инвалидизация по ЕОББ, баллы (М ± БЭ) 3,4 ± 1,7
Скорость прогрессирования РС, баллов/год 0,50 ±0,22
Длительность первой ремиссии, месяцы (М ± БЭ) 38,8 ± 24,4
6,5 балла по общепринятой шкале Expanded Disability Status Scale (EDSS) (KurtzKe J.F., 1983). Критериями исключения были: наличие каких-либо аутоиммунных заболеваний, кроме PC; предшествующее включению в исследование лечение иммуномодулирующими препаратами, изменяющими течение PC (ПИТРС), стволовыми клетками.
Включение в исследование больных с длительностью заболевания не менее пяти лет связано с тем, что в начальном периоде PC динамика нарастания неврологического дефицита, как правило, широко варьирует. Это, вероятно, обусловлено индивидуальными особенностями сочетания ослабевающего с течением болезни иммунного воспаления и усиливающегося процесса дегенерации в центральной нервной системе. После развития тяжёлых необратимых неврологических нарушений (EDSS более 6,5 балла), которые нередко сохраняются на протяжении многих лет, низкая скорость инвалиди-зации не является показателем благоприятного течения PC.
Генотипирование выполнено для HLA-DRB1, TNFa (rsl800629), TNFRSF1A (rs4149584), CD40 (rs6074022, rsll086998). Выбор для исследования HLA-DRB1, однонуклеотидных полиморфизмов генов TNFa, TNFRSF1A, CD40 проводили с учётом данных об их связи с риском развития и/ или патогенезом аутоиммунных заболеваний, включая PC (OKsenberg J.R et al., 2010). Из венозной крови выделяли ДНК с использованием стандартной процедуры, включающей получение и лизис клеток крови, гидролиз белков про-теиназой К, очистку ДНК фенол-хлороформом и осаждение ДНК этанолом. Генотипирование выполнено по технологии TaqMan-зондов на ам-плификаторе iCycler iQ5 (Bio-Rad, США). При генотипировании HLA-DRB1 секвенирование амплифицированных фрагментов ДНК после их обессоливания методом гель-фильтрации на акрилекс п-10 (Reanal, Венгрия) проводили по методу Сэнгера на автоматическом секвенаторе ABI Prism 310 Genetic Analyzer с использованием набора BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Регюп Elmer, США), согласно
Таблица 2
Относительный риск высокой скорости прогрессирования рассеянного склероза в зависимости от генотипов Т№а (гв1800629), ТШЯБРЫ (гв4149584), С040 №6074022, гв11086998)
Генотип полиморфизма Частота генотипов, % Отношение Уровень значимости, Р
Низкая и умеренная СП Высокая СП шансов, среднее значение (ДИ)
TNFa (rsl800629)
G/G 56 21 1,14 (0,42-3,11) 0,791
G/A 15 7 1,04 (0,37-2,92) 0,942
A/A 0 1 NA NA
TNFRSF1A (rs4149584)
G/G 59 26 0,05 (0,01-0,43) 0,005
G/A 1 8 20,0 (2,3-172,5) 0,005
A/A 0 0 NA NA
CD40 (rs6074022)
T/T 38 14 0,94 (0,41-2,19) 0,892
T/C 31 15 1,65 (0,71-3,17) 0,809
c/c 10 1 0,11 (0,01-1,85) 0,531
CD40 (rsl1086998)
C/C 59 31 0,64 (0,06-6,55) 0,700
C/G 1 3 1,57 (0,15-16,15) 0,700
G/G 0 0 NA NA
Примечание: NA (not available) - результат не представлен в связи с частотой встречаемости генотипа/аллели, недостаточной для корректного статистического анализа.
рекомендациям производителя. Реакцию Сэн-гера проводили на амплификаторе Eppendorf Mastercycler gradient (Eppendorf, США).
С использованием программы Statistica v. 6.0 проводили межгрупповые сравнения по двухстороннему точному критерию Фишера, критерию Манна-Уитни, оценивали связи между переменными по коэффициенту корреляции Спирмена (rs), отношение шансов (ОШ) методом логистического регрессионного анализа. Соответствие распределения генотипов равновесию Харди-Вайнберга оценивали по критерию хи-квадрат с помощью программы DeFinetti на сайте Института генетики человека (Мюнхен, ФРГ). Частоты всех исследованных генотипов соответствовали распределению Харди-Вайнберга (р>0,2). Результаты анализа ассоциации отдельных аллелей с PC приведены для аддитивной модели наследования как наиболее соответствующей полученным данным по величине коэффициента Акаике. Для количественных переменных результаты представлены в виде выборочного среднего (М) с указанием стандартного отклонения (±SD), в ряде случаев - 95% доверительного интервала (ДИ). Для всех использованных статистических критериев принят критический уровень значимости р < 0,05.
Проведение исследований разрешено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Алтайский го-
сударственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Результаты и обсуждение
Как показал анализ результатов генотипи-рования, риск быстрого прогрессирования РС связан только с одной из исследованных спец-ифичностей генов - Т№КБР1А («4149584). При этом генотип С/А ТКРК5Р1А («4149584) ассоциирован с повышенным риском высокой СП РС, тогда как носительство генотипа С/С, напротив, - с более низкими темпами инвалидизации (таблица 2). Не найдено ассоциации с высокой СП РС ни одного из генотипов НЬА-ОКВ1, включая генотипы риска РС в Алтайском крае. Таковыми являются ОКВ1*3 (гетерозиготное состояние) и ОКВ1*15 (гомо- и гетерозиготное состояние) (Смагина И.В. и др., 20116).
При исследовании тендерных особенностей динамики инвалидизации больных РС установлено, что СП у мужчин в два раза выше, чем у женщин (0,74±0,23 и 0,37±0,05 баллов в год, соответственно, р=0,009). Мужской пол положительно коррелировал со СП («=0,42, р=0,004) и ассоциировался с повышенным риском высокой СП РС (ОШ=2,21; ДИ 1,96 - 2,29; р=0,015). В связи с этим были проанализированы ассоциации сочетаний мужского или женского пола с генотипами или аллелями исследованных спец-
Таблица 3
Относительный риск высокой скорости прогрессирования рассеянного склероза в зависимости от сочетания пола и аллелей риска специфичностей Н1Л-ВЯВ1, ТЫРа №1800629), ТЫРЯБРЫ №4149584), С040 №6074022, гМ086998)
Полиморфизм гена, аллель риска, пол Отношение шансов, среднее значение (ДИ) Уровень значимости, Р
НЬА-ЭКВ1(3), мужской NA NA
НЬА-ЭКВ1(3), женский 0,49 (0,06-2,84) 0,365
НЬА-ОКВ1(15), мужской 0,38 (0,05-2,84) 0,318
НЬА-ЭКВ1 (15), женский 0,52 (0,12-2,24) 0,367
Т^а (гэ1800629) (аллель А), мужской 3,61 (0,24-55,79) 0,315
ТКРа (гз1800629) (аллель А), женский 1,31 (0,16-10,8 7) 0,787
ТКРКБР1А (гб4149584) (аллель А), мужчины NA NA
ТКРКБР1А (Г84149584) (аллель А), женщины 2,78 (1,12-6,89) 0,026
СЭ40 (гб6074022) (аллель С), мужчины 0,38 (0,59-2,38) 0,276
С040 (гб6074022) (аллель С), женщины 0,27 (0,05-1,61) 0,144
С040 (гб11086998) (аллель С), мужчины NA NA
СЭ40 (гб11086998) (аллель С), женщины 0,47 (0,03-8,21) 0,588
Примечание: NA (not available) - так же, как в таблице 3.
ифичностей. Выявлена связь сочетания женского пола и носительства аллели A TNFRSF1A (rs4149584) с повышенным риском высокой СП PC (таблица 3).
В популяции больных PC Алтайского края ранее было установлено, что риск высокой СП PC ассоциирован с определёнными характеристиками дебюта заболевания: возрастом дебюта более 27 лет, двигательными нарушениями в дебюте, длительностью первой ремиссии менее двух лет (Смагина И.В. и др., 2011а). Эти закономерности подтвердились и в настоящем исследовании (таблица 4). Не было найдено связи ни одной из установленных прогностически небла-
Расчёт отношения шансов выявил ассоциацию с повышенным риском обострений РС чаще одного раза в год только НЬА-ЭКВ1*3 (ОШ=8,62; ДИ 1,25-59,72; р=0,027).
Заключение
С высокой СП РС ассоциирован генотип С/А полиморфизма гв4149584 гена ТМБЕББ1А, кодирующего структуру рецептора цитокинов семейства фактора некроза опухоли альфа. Эта ассоциация проявляется независимо от таких предикторов быстрого прогрессирования РС, как возраст дебюта более 27 лет, расстройства двигательной системы в дебюте, длительность
Таблица 4
Относительный риск высокой скорости прогрессирования рассеянного склероза в зависимости от особенностей дебюта заболевания
Показатель Отношение шансов, среднее значение (ДИ) Уровень значимости, Р
Возраст дебюта более лет 27 лет* 2,37 (1,24-4,32) 0,004
Длительность первой ремиссии менее 24 мес.* 3,54 (1,58-7,37) 0,002
Пирамидные нарушения в дебюте 2,28 (1,16-4,66) 0,007
Мозжечковые нарушения в дебюте 2,04 (0,95-4,29) 0,015
Примечание: * - в качестве порогового значения использована медиана.
гоприятных особенностей дебюта РС с исследованными полиморфизмами генов.
Частота обострений РС положительно коррелировала с аллелями риска РС - аллелью А Т№а (гб1800629) и аллелью 3 НЬА-011В1 (таблица 5).
первой ремиссии менее двух лет. Предрасположенность к частым обострениям РС значимо связана с аллелью Н1!А-011В1*3, идентифицированной ранее как аллель риска РС. Результаты исследования указывают на перспективность использования результатов генотипирования НЬА-ОЬШ1, Т^Г^А (гб4149584) при ком-
Таблица 5
Связь аллелей риска специфичностей ТЫРа №1800629), ТЫРЯБРТА №4149584), СИ40 №6074022, г511086998), НЬА-ОЯВ! с частотой обострений рассеянного склероза
Полиморфизм гена, аллель риска Коэффициент корреляции Спирмена Уровень значимости, Р
Т№а (гв1800629) (аллель А) 0,205 0,040
Т№РБР1А (гб4149584) (аллель А) - 0,177 0,076
С040 (гэ6074022) (аллель С) 0,057 0,575
С040 (гэ11086998) (аллель С) - 0,115 0,258
НЬА^В1 (аллель 15) - 0,115 0,256
НЬА-ОРВ1 (аллель 3) 0,194 0,042
плексной оценке факторов риска неблагоприятного течения PC с целью определения тактики терапии больных, страдающих этим заболеванием.
Список литературы
1. Гусев Е.И. Рассеянный склероз. Клиническое руководство / ред. Е.И. Гусев, И.А. Завалишин, А.Н. Бойко. - М.: Реал Тайм, 2011.-528 с.
2. Малкова Н.А. Рассеянный склероз / Н.А. Малкова, А.П. Иерусалимский. - Новосибирск: НГМУ, 2006. -198 с.
3. Смагина И.В., Ельчанинова С.А., Золовки-на А.Г., Гридина А.О. Факторы, ассоциированные с высокой скоростью прогрессиро-вания рассеянного склероза // Рассеянный склероз: прил. к «Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова». - 2011. - Т. 111, № 2 (вып. 2). - С. 25-29.
4. Смагина ИВ., Ельчанинова С.А., Золовки-на А.Г. и др. Генетические факторы риска рассеянного склероза в популяции Алтайского края // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2011. - Т. 111, № 5. - С. 42-45.
5. Фаворова О.О., Кулакова О.Г., Бойко А.Н. Рассеянный склероз как полигенное заболевание: современное состояние проблемы // Генетика. - 2010. - Т. 46, № 3.
- С. 302-313.
6. Шмидт Т.Е. Рассеянный склероз: руководство для врачей / Т.Е. Шмидт, Н.Н. Яхно. - 3-е изд. - М.: МЕДпресс-ин-форм, 2012. - 272 с.
7. Baranzini S.E., Wang J., Gibson R.A. et al. Genome-wide association analysis of susceptibility and clinical phenotype in multiple sclerosis // Hum. Mol. Genet. - 2009.
- Vol. 18, N 4. - P. 767-778.
8. Forte G.I., Ragonese P., Salemi G. et al. Search for Genetic Factors Associated with Susceptibility to Multiple Sclerosis // Ann N Y Acad Sci. - 2006. - Vol. 1067. - P. 264-269.
9. 9. Grossman I., Avidan N., Singer C. et al. Pharmacogenetics of glatiramer acetate therapy for multiple sclerosis reveals drug-response marKers // Pharmacogenet Genomics. - 2007. - Vol. 17, N 8. - P. 657-666.
10. KurtzKe J.F. Rating neurologic impairment in multiple sclerosis: an expanded disability
status scale (EDSS) // Neurol. -1983. - Vol. 33, N12.-P. 1444-1452.
11. Lassmann H. Mechanisms of white matter damage in multiple sclerosis // Glia. - 2014. -Vol. 62, N 11. - P. 1816-1830.
12. МаЬигкаг S., Moldovan M., Suppiah V., O'Doherty C. Identification of Shared Genes and Pathways: A Comparative Study of Multiple Sclerosis Susceptibility, Severity and Response to Interferon Beta Treatment // PLOS ONE. - 2013. - Vol. 8, Is. 2. - P. e57655.
13. OKsenberg J.R., Baranzini S.E. Multiple sclerosis genetics full, or half empty? // Nat. Rev. Neurol. - 2010. - Vol. 6, N 8. - P. 429-437.
14. Polman C.H., Reingold S.C., Edan G. et al. Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2005 revisions to the «McDonald criteria» // Ann Neurol. - 2005. - Vol. 58. P. 840-846.
15. Ristis S., Lovrecis L., Starcevis-Cizmarevis N. et al. Tumor necrosis factor-alpha-308 genepolymorphism in Croatian and Slovenian multiple sclerosis patients // Eur Neurol. - 2007. - Vol. 57, N 4. - P. 203-207.
16. Scalfari A., Neuhaus A., Degenhardt A. et al. The natural history of multiple sclerosis, a geographically based study 10: relapses and long-term disability // Brain. - 2010. - Vol. 133, N 7. - P. 1914-1929.
17. Stadelman Ch., Bruck W. Interplay between mechanisms of damage and repair in multiple sclerosis // J. Neurol. - 2008. - Vol.255. - P. 12-1
18. Sawcer S. The genetic aspects of multiple sclerosis // Ann Indian Acad Neurol. - 2009. -Vol. 12, N4.-P. 206-214.
19. Tremlett H., Zhao Y., Joseph J., Devonshire V. Relapses in multiple sclerosis are age and time-dependent // Journal of Neurology, Neurosurgery, Psychiatry. - 2008. -Vol.79. -P.1368-1374.
20. Verians E„ Theys P., Dellmotte P. et al. Clinical parameters and intrathecal JgG - synthesis as prognostic features in multiple sclerosis. Part I. // Neurology. - 1983. - Vol. 229, N 3. - P. 155-165.
Контактные данные:
656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 40.
Алтайский государственный медицинский
университет.
Тел.: (3852) 689702.
Email: [email protected]
