CC BY
12
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 616.832-004.2
Е.Е. АРБУЗОВА, Н.В. СЕЛЯНИНА
Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера МЗ РФ, г. Пермь
Влияние однонуклеотидного полиморфизма rs9527281 гена STARD13 на выраженность клинических проявлений рассеянного склероза
Контактная информация:
Арбузова Елена Евгеньевна — ассистент кафедры неврологии и медицинской генетики
Адрес: 614000, г. Пермь, ул. Петропавловская, д. 26, тел.: +7-912-986-19-08, e-mail: elenaarbuzova@hotmail.com
В настоящее время установлено, что основную роль в патогенезе рассеянного склероза (РС) играют аутоиммунные процессы, которые во многом определяются генетическими особенностями. Помимо выявленного влияния полиморфизмов генов HLA комплекса, другие, не регулирующие иммунитет гены, также могут определять риск развития РС и особенности его течения. Одним из таких генов является STARD13 и его полиморфизм rs9527281, показавший положительное влияние на эффективность терапии препаратами интерферона бета у больных РС.
Цель исследования — изучение ассоциаций полиморфизма rs9527281 STARD13 с тяжестью течения РС у больных в Пермском крае.
Материал и методы. Исследуемая группа включала 206 пациентов с установленным диагнозом РС в возрасте от 18 до 70 лет; группа контроля — 80 практически здоровых лиц. Неврологический статус оценивался при помощи шкалы функциональных систем Kurtzke, EDSS, Scripps, Arm-index, опросника FSS. Генетическое исследование проведено методом ПЦР в реальном времени при использовании реактивов Thermo Fisher Scientific, Applied Biosystems (США). Статистическая обработка данных проведена при помощи программных пакетов Statistica 10.0, SNPstats.
Результаты. Исследуемая группа характеризовалась умеренной степенью инвалидизации и скоростью прогрессирова-ния РС. Установлено достоверное преобладание генотипов G/T и T/T rs9527281 STARD13 в группе здоровых лиц. Определено влияние аллели G на скорость прогрессирования РС в общей выборке и влияние аллели Т в группе мужчин. Аллель Т ассоциирована с более высоким уровнем астении в группе мужчин. Других ассоциаций генотипов и аллелей с выраженностью клинических проявлений РС не выявлено.
Ключевые слова: рассеянный склероз, клинико-генетические ассоциации, однонуклеотидный полиморфизм, STARD13.
(Для цитирования: Арбузова Е.Е., Селянина Н.В. Влияние однонуклеотидного полиморфизма rs9527281 гена STARD13 на выраженность клинических проявлений рассеянного склероза. Практическая медицина. 2019. Том 17, № 7, С. 55-59) DOI: 10.32000/2072-1757-2019-7-55-59
E.E. ARBUZOVA, N.V. SELYANINA
Perm State Medical University named after Academician E.A. Wagner of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, Perm
Influence of single nucleotide polymorphism rs9527281 of STARD13 gene on the severity of clinical manifestations of multiple sclerosis
Contact details:
Arbuzova E.E. — Assistant at the Department of Neurology and Medical Genetics
Address: 26 Petropavlovskaya St., Perm, Russian Federation, 614000, tel.: +7-912-986-19-08, e-mail: elenaarbuzova@hotmail.com
It is known that autoimmune processes associated with genetic features play an important role in the pathogenesis of multiple sclerosis (MS). Besides the influence of HLA complex gene polymorphisms, other genes which do not regulate immunity can also determine the risk of MS developing and progression. STARD13 gene and its single nucleotide polymorphism rs9527281 showed a positive effect of therapy in patients treated with Interferon-beta.
Purpose of the study was to find the associations of rs9527281 STARD13 with the severity of MS in patients in Perm Krai.
Material and methods. The studied group included 206 patients with verified MS at the age of 18-70 years; control group was consisted of 80 apparently healthy individuals. Neurological status was assessed using the Kurtzke Functional Systems Scale, EDSS, Scripps, Arm-index and FSS questionnaire. The genetic study was performed by real-time PCR using the reagents of Thermo Fisher Scientific, Applied Biosystems, the USA. Statistical data processing was conducted using software packages Statistica 10.0, SNPstats.
Results. The study group was characterized by a moderate degree of disability and the rate of progression of MS. A significant prevalence of the G/T and T/T rs9527281 STARD13 genotypes in the group of healthy individuals was diagnosed. The effect of the G allele on the rate of progression of MS in the total sample and the effect of the T allele in the group of men were determined. The T allele is associated with a higher level of asthenia in the group of men. No other associations of genotypes and alleles with the severity of clinical manifestations of MS have been identified.
Key words: multiple sclerosis, clinical and genetic associations, single nucleotide polymorphism, STARD13.
(For citation: Arbuzova E.E., Selyanina N.V. Influence of single nucleotide polymorphism rs9527281 of STARD13 gene on the severity of clinical manifestations of multiple sclerosis. Practical Medicine. 2019. Vol. 17, № 7, P. 55-59)
Введение
На сегодняшний день изучение этиопатогенеза рассеянного склероза (РС) представляет актуальность ввиду высокой распространенности заболевания, особенно среди лиц молодого возраста, высокой степени инвалидизации и возрастающих материальных затрат на лечение [1, 2]. В патогенезе рС ведущую роль играют аутоиммунные реакции, которые во многом могут быть определены генетическими особенностями [3]. При главенствующей аутоиммунной теории патогенеза РС большинство исследований посвящено генам HLA комплекса [4]. Но в разных этнических группах риск развития РС связан и с другими генами, которые могут влиять на стабильность синтеза миелина и его состав, определять течение заболевания и реакцию организма на лечение [5]. В ряде исследований показано значение как отдельных генов, так и их полиморфизмов, а также сочетаний полиморфных участков в развитии РС [6].
По данным базы полногеномных поисков ассоциаций (https://www.ebi.ac.uk/gwas/) определен ряд однонуклеотидных полиморфизмов, влияющих на течение РС. Отдельно рассматривались исследования по влиянию генов на эффективность терапии препаратами, изменяющими течение РС. Одним из выбранных для изучения явился ген STARD13 (StAR Related Lipid Transfer Domain Containing 13). Ген кодирует одноименный белок, N-конец которого отвечает за взаимодействие белков и связывание АТФ, С-конец содержит STAR- связанный домен переноса липидов (START). Белок участвует в реорганизации цитоскелета и пролиферации клеток и может действовать как супрессор некоторых опухолевых процессов [7]. Так, в исследовании H. Zhang установлено, что пациенты с более высоким уровнем экспрессии белка STARD13 имели лучшую выживаемость при гепатоцеллюлярной карциноме [8]. Белок STARD13 также подавляет развитие астроцитомы [9], метастазирование рака молочной железы посредством ингибирования эпителиаль-но-мезенхимального перехода [10]. Исследование A. Nasrallah показало, что избыточная экспрессия STARD13 приводит к уменьшению пролиферации раковых клеток в толстой кишке [9].
По данным полногеномных поисков ассоциаций у больных РС полиморфизм rs9527281 оказал положительное влияние на течение заболевания у лиц, получающих препараты интерферона бета [11]. В исследовании S. Bourguiba-Hachemi, где также изучалось влияние полиморфизма на эффективность терапии интерферонами бета, не установлено достоверной связи генотипа с показателями клинического статуса [12]. Данный однонуклеотидный по-
лиморфизм выбран и для изучения на территории Пермского края, как территории со средним риском по распространенности заболевания [13, 14].
Целью исследования явилось изучение ассоциаций однонуклеотидного полиморфизма rs9527281 STARD13 с развитием РС и тяжестью его течения у больных на территории Пермского края.
Материал и методы
Проведено простое одномоментное исследование по типу «случай-контроль» 206 пациентов с установленным диагнозом рассеянный склероз (McDonald, 2010). Пациенты имели рецидивирую-ще-ремиттирующий или вторично прогрессирующий тип течения заболевания. Длительность РС с момента первых симптомов была не менее 6 месяцев. Из исследования исключались больные с установленным первично прогрессирующим типом РС, имеющие сопутствующие онкологические заболевания, другие демиелинизирующие или дегенеративные заболевания нервной системы, а также беременность. Возраст обследуемых варьировал от 18 до 70 лет (медиана возраста — 39,0 (32,0; 48,0) лет). В группе больных преобладали женщины (66,02%).
Для объективной оценки степени неврологического дефицита использованы следующие шкалы и опросники: шкала функциональных систем (ФС) Kurtzke [15]; расширенная шкала инвалидизации Expanded Disability Status Scale (EDSS); шкала неврологического статуса Scripps [16]; шкала оценки функции рук Arm-index ; опросник тяжести астении Fatigue Severity Score (FSS) [17]. Скорость прогрес-сирования РС рассчитывалась как отношение балла EDSS к длительности заболевания (в годах) и определялась как низкая при значении < 0,25 баллов/ год, умеренная при > 0,25, но < 0,75 баллов/год, или высокая > 0,75 баллов/год [18].
Группу контроля составили 80 практически здоровых лиц, сопоставимых по полу, возрасту, без неврологической симптоматики, не имеющих родственников с диагнозом РС.
Исследование одобрено Локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» Минздрава России.
Мощность исследования рассчитана с учетом характеристик полиморфизма при помощи онлайн-калькулятора GAS Power Calculator (http://csg.sph. umich.edu/abecasis/gas_power_calculator/index. html) и составила более 0,8.
Генотипирование образцов ДНК проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) на детектирующем амплификаторе с гибридизацион-
Таблица 1. Распределение частот генотипов однонуклеотидного полиморфизма rs9527281 STARD13
Table 1. Frequency distribution of the genotypes of single nucleotide polymorphism rs9527281 STARD13
Модель наследования Генотип Контрольная группа, n (%) Исследуемая группа, n (%) OR (95% CI) p AIC
Кодоминантная G/G 2 (2,5%) 27 (13,2%) 1,00 0,0022 332,1
G/T 69 (86,2%) 169 (82,4%) 0,18 (0,04-0,78)
T/T 9 (11,2%) 9 (4,4%) 0,07 (0,01-0,41)
Доминантная G/G 2 (2,5%) 27 (13,2%) 1,00 0,0026 333,3
G/T-T/T 78 (97,5%) 178 (86,8%) 0,17 (0,04-0,73)
Рецессивная G/G-G/T 71 (88,8%) 196 (95,6%) 1,00 0,042 338,2
T/T 9 (11,2%) 9 (4,4%) 0,36 (0,14-0,95)
Сверхдоминантная G/G-T/T 11 (13,8%) 36 (17,6%) 1,00 0,43 341,7
G/T 69 (86,2%) 169 (82,4%) 0,75 (0,36-1,55)
но-флуоресцентной детекцией в режиме «реального времени» с использованием готовых наборов праймеров и зондов производства Thermo Fisher Scientific, Applied Biosystems, США (кат. номер — 4351379), где в качестве праймера использован участок ДНК гена STARD13 G/T (rs9527281).
Математическая обработка количественных статистических параметров осуществлялась при помощи программного пакета Statistica 10,0 (Statsoft, США), с использованием методов описательной статистики, расчета коэффициента корреляции Спир-мена, критерия Манна-Уитни для сравнения двух независимых групп. Анализ ассоциаций количественных признаков с генотипом проведен с помощью программного обеспечения SNPstats (Institut Català d'Oncologia, Испания) [19]. Различия считались значимыми при p < 0,05.
Результаты
На момент участия в исследовании 96,12% больных РС предъявляли жалобы со стороны различных функциональных систем, характерные для заболевания. В структуре жалоб преобладали нарушения движений, слабость в конечностях (72,81%), нарушения координации (68,93%), нарушения тазовых органов (69,9%), общая слабость и повышенная утомляемость (54,85%).
При обследовании больных РС по шкале функциональных систем Kurtzke в неврологическом статусе преобладали нарушения со стороны системы движения (96,60%, n = 199), координации (95,14%, n = 196), стволовые нарушения (89,8%, n = 185). Наименее часто встречалась дисфункция зрения (48,54%, n = 100).
Средний балл шкалы EDSS составил 4,17 (3; 5,5). В группах по половому признаку достоверных различий балла EDSS не отмечалось (U = 4449, p = 0,44).
Скорость прогрессирования РС в среднем характеризовалась умеренным темпом. Медиана скорости прогрессирования РС составила 0,42 (0,28; 0,67) балла/год. Достоверных различий скорости
прогрессирования в группах по полу (U = 4530, p = 0,57) отмечено не было.
Средний балл по шкале оценки функции рук Arm-index оказался равен 1 (1; 2), что соответствует минимально выраженным симптомам в одной или обеих руках, не мешающих выполнению ни одной из функций. В группах по полу значимых различий в значении Arm-index не выявлено (U = 4575, p = 0,65). Значение балла Arm-index коррелирует с показателем EDSS (R = 0,70, p = 0,00000), а также выраженностью поражения функциональных систем, в большей степени — пирамидной (R = 0,65, p = 0,00000) и координаторной (R = 0,76, p = 0,00000).
Выраженность утомляемости по опроснику FSS характеризовалась средним уровнем (4,33 (2,55; 5,44) балла). Женщины с РС показали уровень астении достоверно выше, чем группа мужчин с РС (U = 3917,5, p = 0,03).
Значение балла шкалы неврологического статуса SCRIPPS обратно пропорционально значению показателей шкалы EDSS (R = -0,87, p = 0,00000). Медиана значения шкалы sCripPs составила 62 (51; 79) балла.
При генотипировании по полиморфному маркеру rs9527281 STARD13 и в группе больных, и в группе контроля получено преобладание гетерозиготного генотипа G/T. Данный генотип, как и генотип T/T, достоверно чаще встречается в группе здоровых по кодоминантной и доминантной моделям наследования (табл. 1).
Распределение аллелей полиморфизма rs9527281 показало следующий результат: в группе больных РС преобладающей оказалась аллель G — 60%, аллель Т обнаружена у 40% больных. В группе контроля аллель G также преобладала (80%). Однако доминирующая аллель Т достоверно чаще является доминирующей в группе людей с РС в сравнении с группой контроля (p = 0,0014).
При распределении больных по половому признаку не установлено преобладания той или иной аллели у мужчин и женщин (p = 0,62).
Таблица 2. Ассоциации клинических проявлений с наличием аллели rs9527281 STARD13 Table 2. Association of clinical implications with the presence of the allele rs9527281 STARD13
Показатель Коэффициент Манна-Уитни, U Z p-value Z adjusted p-value
Скорость прогрессирования 4124,500 2,20618 0,027372 2,20687 0,027324
EDSS 5025,000 -0,04206 0,966453 -0,04234 0,966227
Arm-index 4487,500 -1,33380 0,182271 -1,44559 0,148294
FSS 4539,000 1,21003 0,226267 1,21044 0,226112
SCRIPPS 4930,000 -0,27036 0,786880 -0,27042 0,786839
Anti-IFNb 789,000 -1,12988 0,258527 -1,13133 0,257918
Не установлено значимого влияния аллелей rs9527281 на возраст дебюта РС (p = 0,07).
Преобладающая в группе больных Рс аллель G была ассоциирована со скоростью прогрессирова-ния заболевания в общей выборке (p = 0,02). Однако в группе мужчин более значимой в отношении скорости прогрессирования оказалась аллель Т (p = 0,04).
Влияния аллелей на выраженность клинических проявлений РС в общей выборке по изучаемым шкалам выявлено не было (p > 0,05) (табл. 2).
В группе мужчин аллель T показала достоверную связь с повышенным уровнем астении по опроснику FSS (p = 0,01). В группе женщин с РС ассоциаций аллелей данного полиморфизма со значением балла FSS не установлено (p > 0,05).
Генотипы rs9527281 STARD13 достоверно не ассоциированы с балльной оценкой EDSS (p = 0,49). По шкале Kurtzke генотипы не показали ассоциаций с выраженностью нарушения функции зрения, функций ствола ГМ, пирамидными, мозжечковыми, чувствительными нарушениями, дисфункцией тазовых органов, корковыми нарушениями, дистанцией передвижения.
Связи генотипов rs9527281 с показателем тяжести астении, дисфункции рук по Arm-index в группе больных получено не было (p > 0,05). Генотипы также не были ассоциированы ни с возрастом дебюта заболевания, ни со скоростью его прогресси-рования (p > 0,05).
У больных, получающих терапию препаратами интерферона бета (n = 116) не установлено влияния той или иной аллели или генотипа на показатели клинического статуса по шкалам EDSS, FSS, Scripps, Arm-index, а также на скорость прогресси-рования (p > 0,05).
Выводы
Таким образом, исследуемая выборка характеризовалась умеренной степенью инвалидизации и скоростью прогрессирования РС. Установлено достоверное преобладание генотипов G/T и T/T rs9527281 STARD13 в группе здоровых лиц. Однако в группе больных РС достоверно чаще доминирует аллель Т. Определено влияние аллели G на скорость прогрессирования РС в общей выборке, но
у мужчин данное влияние продемонстрировала аллель Т. Генотипы и аллели ^95287281 STARD13 не показали достоверного влияния на выраженность клинических проявлений РС, за исключением влияния аллели Т на уровень астении в группе мужчин.
Арбузова Е.Е.
https://orcid.org/0000-0002-6412-5975
Селянина Н.В.
https://orcid.org/0000-0002-2317-7808
ЛИТЕРАТУРА
1. Kobelt G., Thompson A., Berg J. et al. New insights into the burden and costs of multiple sclerosis in Europe // Mult Scler. — 2017. — Vol. 23 (8). — P. 1123-1136. doi:10.1177/1352458517694432
2. Hartung D.M. Economics and Cost-Effectiveness of Multiple Sclerosis Therapies in the USA // Neurotherapeutics. — 2017. — Vol. 14 (4). — P. 1018-1026. doi:10.1007/s13311-017-0566-3
3. Garg N., Smith T.W. An update on immunopathogenesis, diagnosis, and treatment of multiple sclerosis // Brain Behav. — 2015. — Vol. 5 (9). — e00362. doi:10.1002/brb3.362
4. Lin X., Deng F., Lu X., Lei S. Susceptibility genes for multiple sclerosis identified in a gene-based genome-wide association study // J Clin Neurol. — 2015. — Vol. 11 (4). — P. 311-318.
5. Nylander A., Hafler D.A. Multiple Sclerosis (Review) // Journal of Clinical Investigations. — 2012. — Vol. 122 (4). — P. 1180-1188.
6. Бойко А.Н., Гусев Е.И. Достижения в изучении проблем рассеянного склероза (обзор) // Доктор. Ру. — 2012. — № 5. — С. 9-15.
7. Nagaraja G.M., Kandpal, R.P. Chromosome 13q12 encoded Rho GTPase activating protein suppresses growth of breast carcinoma cells, and yeast two-hybrid screen shows its interaction with several proteins // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 2004. — Vol. 313. — P. 654-665.
8. Zhang H., Wang F., Hu Y. STARD13 promotes hepatocellular carcinoma apoptosis by acting as a ceRNA for Fas // Biotechnol Lett. — 2017. — Vol. 39 (2). — P. 207-217. doi.org/10.1007/s10529-016-2253-6
9. Nasrallah A., Saykali B., Al Dimassi S. et.al. Effect of StarD13 on colorectal cancer proliferation, motility and invasion // Oncology Reports. — 2014. — Vol. 31. — P. 505-515. doi.org/10.3892/ or.2013.2861
10. Guo X., Xiang C., Zhang Z. Displacement of Bax by BMF Mediates STARD13 3'UTR-Induced Breast Cancer Cells Apoptosis in an miRNA-Depedent Manner // Mol. Pharmaceutics. — 2018. — Vol. 15 (1). — P. 63-71. doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.7b00727
11. Comabella M., Craig D.W., Morcillo-Suarez C. et al. Genome-wide Scan of 500 000 Single-Nucleotide Polymorphisms Among Responders and Nonresponders to Interferon Beta Therapy in Multiple Sclerosis // Arch Neurol. — 2009. — Vol. 66 (8). — P. 972-978.
12. Bourguiba-Hachemi S., Ashkanani T.K., Kadhem F.J. et al. ZFAT gene variant association with multiple sclerosis in the Arabian Gulf population: A genetic basis for gender-associated susceptibility // Mol Med Rep. — 2016. — Vol. 14 (4). — P. 3543-3550.
13. Желнин А.В. Эпидемиологические и клинические особенности рассеянного склероза в пермском крае // Саратовский научно-медицинский журнал. — 2013. — Т. 9, № 1. — С. 69-71.
14. Пажигова З.Б., Карпов С.М., Шевченко П.П. и др. Распространенность рассеянного склероза в мире (обзорная статья) // International Journal of Experimental Education. — 2014. — № 1. — С. 78-82.
15. Kurtzke J.F. Rating neurologic impairment in multiple sclerosis // Neurology. — 1983. — Vol. 33 (11). — P. 1444. doi.org/10.1212/ WNL.33.11.1444
16. Koziol J.A., Lucero A., Sipe J.C. et al. Responsiveness of the Scripps Neurologic Rating Scale During a Multiple Sclerosis Clinical Trial // Can. J. Neurol. Sci. - 1999. - Vol. 26. - P. 283-289.
17. Шмидт Т.Е., Яхно Н.Н. Рассеянный склероз: руководство для врачей. 5-е изд. — М.: МЕДпресс-информ, 2016. — 272 с.
18. Гончарова З.А. Клинико-эпидемиологическая характеристика рассеянного склероза (проспективное 20-летнее исследование): автореф. дисс. ... д-ра мед. наук. — Иваново, 2013. — 40 с.
19. Solé X., Guinó E., Valls J. et al. SNPStats: a web tool for the analysis of association studies // Bioinformatics. — 2006. — Vol. 15. — P. 1928-1929.
НОВОЕ В МЕДИЦИНЕ. ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ
ХРОНИЧЕСКУЮ БОЛЬ ОФИЦИАЛЬНО ПРИЗНАЛИ ОТДЕЛЬНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЕМ
Европейские ученые констатируют: в мире хроническая боль диагностирована у каждого пятого, передает "Российская газета". Зачастую это боли в спине, головная боль, следствия травм. И отныне хроническую боль считают самостоятельным заболеванием. К сожалению, на практике пациента с хронической болью часто считают невротиком, ипохондриком, который просто преувеличивает свою проблему.
Боль бывает трех типов: Первый тип - ноцицептивная, или реакция нервных окончаний на повреждение - ушиб, рану, ожог. Второй тип - нейропатическая боль. Она начинается, когда поврежден сам нерв. Обычно это сильная боль, идущая от места повреждения по ходу нерва. Если травма, например, в районе плеча, то боль может распространиться до кончиков пальцев.
Третий тип - дисфункциональная боль, или классическая хроническая боль, когда сама травма уже зажила, а проблема находится в области ее восприятия. И если у первых двух типов боли есть предупреждающая либо защитная функция, то у третьего типа боли функций нет, поэтому ее и называют дисфункциональной. Этот тип боли отличается тем, что причины для нее как бы нет, но мозг неправильно воспринимает то, что происходит, между телом и воспринимающей структурой появляется диссонанс. Например, вы оступились, у вас растянулась связка, возникла сильная боль. Это мозг подает сигнал: не делай так, иначе будет травма. Чаще всего боль становится хронической у тревожных и депрессивных людей. Также в группе риска употребляющие психоактивные вещества. Боль меняет восприятие себя и мира вокруг. Человек социально отчужден, он меньше двигается, нервничает, не высыпается, не восстанавливается и не может нормально работать. У него возникают негативные мысли, которые только усиливают боль. Поэтому один врач не решит проблему боли, поскольку она имеет комплексный характер. Для борьбы с ней требуется междисциплинарный подход.
Источник: www.meddaily.ru
