| РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ТОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ
ТОМСК-2005
| Аллель
|
Белок
|
Однонуклеотидные замены
|
Эндонуклеаза
|
| CYP2E1*1A
|
CYP2E1.1
|
-
|
TaqI
|
| Локализация
|
Молекула
|
SNP/мутация
|
Связанный
|
Литературный
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
| 1р32
|
Гистамин-N-метил-трансфераза
|
С314Т(Thr105Ile)
|
Астма
|
Yan et al., 2000
|
| 1p13.3
|
GSTM1
|
del
|
Астма
|
Ляхович и др., 2000; Вавилин и др., 2002; Zhang et al., 2004
|
| 2q14
|
IL1A
|
G/T at +4845
|
Астма
|
Adjers et al., 2004
|
| 3p21
|
СCR5
|
CC5-∆32
|
Астма
|
Hall et al., 1999
|
| 5q22-q24
|
СYP1A1
|
Аллель Val
|
Астма
|
Вавилин и др., 2002
|
| 5q31-34
|
IL-4
|
C-590T
|
Астма/
|
Rosenwasser et al., 1995; Walley et al., 1996; Noguchi et al., 1998; Kawashima et al., 1998; Burchard et al., 1999
|
| С+33Т
|
Астма/ Общий IgE
|
Dizier et al., 1999; Nagarkatti et al., 2004
|
| 5q31
|
IL-13
|
C-1055T; (C-1112T); A-1512C
|
Атопическая астма/ Общий IgE
|
Van der Pouw Kraan et al., 1999; Graveset al., 2000; Liu et al., 2000; Heinzmann et al., 2000; Eder et al., 2004
|
| Β2
|
G-1023A; C-709A; G-654A; C-468G; C-406T; T-367C; T-47C; T-20C; G46A; C79G
|
Лекарственный ответ (изучение гаплотипа)
|
Reihsaus et al., 1993; Drysdale et al., 2000; Summerhill et al., 2000
|
| 5q31.1
|
CSF2
|
117Thr
|
Астма
|
Hoffjan et al., 2004
|
| 5q31.1
|
СD14
|
-159C→T
|
Общий IgE
|
Baldini et al., 1999; Gao et al., 1999
|
| 5q35
|
LTC4 synthase
|
-444C
|
Аспирин-зависимая астма
|
Senak et al., 2000
|
| 5q31
|
SPINK5
|
G1258A
|
Астма
|
Kabesch et al., 2004
|
| 6p
|
Il17F
|
Астма
|
Ramsey et al., 2005
|
| 6p21
|
HLA-II
|
Специфический IgE
|
Moffatt, 1996
|
| 6p21.3
|
TNF
|
G-308A
|
Астма
|
Sandford et al., 2004
|
| LT-α
|
Астма
|
Moffatt, Cookson, 1997
|
| 6р21-12
|
PAF-acetyl-hydrolase
|
Ile198Thr
|
Атопическая астма/Общий IgE/
|
Kruse et al., 2000
|
| 6p21
|
HLA-G
|
Астма/ Бронхиальная гиперреактивность
|
Nicolae et al., 2005
|
| 7р
|
Гаплотип-блок GPR154 (GPRA)
|
Астма
|
Melen et al., 2005
|
| 8p23.1-p21.3
|
NAT2
|
590G>A
|
Астма
|
Ляхович и др., 2000
|
| 9q33.1
|
TLR4
|
Asp299Gly
|
Астма
|
Fageras Bottcher et al., 2004
|
| 10p15
|
GATA3
|
Фенотипы
|
Pykalainen et al., 2005
|
| 11q12-13
|
CC16
|
A38G
|
Астма
|
Laing et al., 1998
|
| 11q12.1
|
FcεR1-β
|
237Gly
|
Астма/ Атопия/ Бронхиальная гиперреактивность
|
Shirakawa et al., 1994, 1996; Hill et al., 1995, 1996; Hoffjan et al., 2004
|
| 11q13
|
GSTP1
|
Ile105Val
|
Атопическая астма/ IgE/ Кожные аллергопробы/FEV1/
|
Fryer et al., 2000; Cафронова и др. 2003; Tamer et al., 2004
|
| 12q13
|
STAT6
|
G2964A
|
Астма
|
Gao et al., 2000
|
| 12p13.31
|
C3
|
4896C/T
|
Астма/
|
Hasegawa et al., 2004
|
| 12q24.2-q24.31
|
NOS1
|
5266 C/T
|
Общий IgE
|
Holla et al., 2004
|
| 13q14.2
|
CYSLTR2
|
601A>G;
|
Астма
|
Pillai et al., 2004; Fukai et al., 2004
|
| 13q14
|
PHF11
|
Атопический дерматит
|
Jang et al., 2005
|
| 14p11
|
TCR
|
VA8.1(*)2
|
Специфический IgE
|
Moffatt et al., 1997
|
| 14q32
|
TLR2
|
TLR2/-16934
|
Атопия
|
Eder et al., 2004
|
Mast cell chymase
|
MCC BstXI
|
Экзема/
|
Mao et al., 1996, Tanaka et al., 1999
|
| 16p12.1
|
IL4R
|
Гаплотип C-3223T, Q551R, I50V
|
Атопическая астма
|
Hytonen et al., 2004
|
| 16р12-р11
|
IL-4Rα
|
Q576R; S503P; Ile50Val;
|
Атопия/IgE/
|
Hershey et al., 1997; Mitsuyasu et al., 1998; Kruse et al., 1999; Ober et al., 2000; Adjers et al., 2004
|
| 17q11-q12
|
RANTES
|
G403A
|
Астма/ атопия/ атопический дерматит
|
Nickel et al., 2000, Fryer et al., 2000
|
| 17q11.2
|
NOS2A
|
D346D
|
Астма
|
Hoffjan et al., 2004
|
| 19q13.1
|
TGFB1
|
-509T allele
|
Астма
|
Hoffjan et al., 2004
|
| 22q11.2
|
GSTT1
|
del
|
Астма/
|
Fryer et al., 2000, Вавилин и др., 2002, Иващенко и др., Ляхович и др., 2000
|
| Xq
|
IL-13Rα1
|
A1398G
|
Общий IgE
|
Heinzmann et al., 2000
|
| DAP3
|
Астма/
|
Hirota et al., 2004
|
| LTC(4)
|
A(-444)C
|
Астма
|
Kedda et al., 2004
|
| Ген (полиморфизм)
|
Ассоциация
|
Литературный источник
|
| GSTT1 (+/del)
|
БА/ пищевая аллергия
|
Ляхович и др., 2000; Иващенко и др., 2001; Вавилин и др., 2002; Gilliand et al., 2002; Brasch-Andersen et al., 2004
|
| GSTM1(+/del)
|
| CYP1A1(Ile462Val)
|
БА/ пищевая аллергия/
|
Ляхович и др., 2000; Вавилин и др., 2002
|
| NAT2(S1, S2)
|
БА/ пищевая аллергия/ эозинофилия
|
Luszawaka-Kutrzela, 1999;
|
| GSTP1(313A>G)
|
БА/ положительные прик-тесты/ уровень IgE/ атопический дерматит/ гиперреактивность бронхов
|
Fryer et al., 2000; Сафронова и др., 2003; Tamer et al, 2004; Сarroll, 2005
|
| CYP2E1
|
Эффективность
|
Obase et al., 2003
|
| Масса
|
Начальная фаза: 2 месяца
|
Фаза продолжения
|
| 4 месяца
|
| Иониазид+
|
Пиразинамид,
|
Этамбутол,
|
Стрептомицин,
|
Иониазид+
|
| 33-50
|
3 табл.
|
3 табл.
|
2 табл.
|
750 мг
|
3 таблетки
|
| 50 и
|
2 таблетки
|
4 табл.
|
3 табл.
|
1 г
|
4 таблетки
|
Ген
|
Локализация
|
Полиморфизм
|
Структура праймеров
|
Фермент
реакции
|
Литературный источник
|
| СYP2C19
|
10q24.1-24.3
Экзон 5
|
681G>A
|
5’-aat-tac-aac-cag-agc-ttg-gc
5’-tat-cac-ttt-cca-taa-aag-caa-g
|
SmaI
|
De Morais et al., 1994
|
| CYP2E1
|
10q24.3-qter
5’-фланкирующий регион
|
1293G>C
|
5’-cca-gtc-gag-tct-aca-ttg-tca
5’-ttc-att-ctg-tct-tct-aac-tgg
|
PstI
|
Salama et al., 1999
|
| 10q24.3-qter Интрон 6
|
7632T>A
|
5’-ctg-ctg-cta-atg-gtc-act-tg
5’-gga-gtt-caa-gac-cag-cct-ac
|
DraI
|
Lin et al., 1998
|
| GSTM1
|
1p13.3
|
Делеция
|
5’-tgc-ttc-acg-tgt-tat-gga-ggt-tc
5’-gtt-ggg-ctc-aaa-tat-acg-gtg-g
|
-
|
Spurdle et al., 2001
|
| GSTT1
|
22q11.23
|
Делеция
|
5’-ggt-cat-tct-gaa-ggc-caa-gg
5’-ttt-gtg-gac-tgc-tga-gga-cg
|
-
|
| GSTP1
|
11q13
Экзон 5
|
313A>G
|
5’- gta-gtt-tgc-cca-agg-tca-ag
5’- agc-cac-ctg-agg-ggt-aag
|
BsoMAI
|
Ishii et al., 1999
|
2.2.3. Статистические методы анализа
Распределение генотипов по исследованным полиморфным локусам проверяли на соответствие равновесию Харди-Вайнберга (РХВ) с помощью точного теста Фишера [Вейр, 1995].
Ожидаемую гетерозиготность полиморфизма генов цитохромов Р450 (CYP2C19 и CYP2E1) и глутатионовых S-трансфераз (GSTT1, GSTM1 и GSTP1) рассчитывали по опубликованным методикам [Животовский, 1984]. Относительное отклонение ожидаемой гетерозиготности от наблюдаемой (D) рассчитывали по формуле:
D=(hobs
–hexp
)/hexp
,
где hobs
и hexp
– ожидаемая и наблюдаемая гетерозиготность соответственно.
Для анализа ассоциации маркеров исследуемых генов с туберкулезом и бронхиальной астмой, а также с качественными патогенетически важными признаками заболеваний, сравнивали частоты аллелей и генотипов в группах больных и здоровых индивидов, используя критерий χ2
с поправкой Йетса на непрерывность, а также с применением двустороннего точного критерия Фишера.
Об ассоциации разных генотипов (или их комбинаций) с заболеваниями судили по величине отношения шансов (odds ratio (OR)) [Pearce, 1993], величины, показывающей, во сколько раз выше вероятность заболеть для индивида с определенным генотипом (или комбинацией генотипов):
OR= (A/B)/(C/D), где
А – число (процент) людей с данным генотипом (комбинацией генотипов) в группе больных;
С - число (процент) людей с данным генотипом (комбинацией генотипов) в группе здоровых;
В – число (процент) индивидов, не имеющих данного генотипа (комбинации генотипов) в группе больных;
D - число (процент) индивидов, не имеющих данного генотипа (комбинации генотипов) в группе здоровых.
Значения OR>1 указывают на возможную положительную ассоциацию с заболеванием. Обсуждение величин OR проводили при уровне значимости не более 5%.
При анализе семейного материала для поиска ассоциаций с генетическими маркерами был использован тест на неравновесие по сцеплению – Transmission/Disequilibrium Test (TDT):
TDT= (b-c)2
/(b+c)2
,
где b и c – число наследуемых аллелей от гетерозиготных родителей [Spielman, 1993]. TDT рассматривает вероятности передачи маркерного аллеля от гетерозиготного родителя больному потомку и отклонение этой вероятности от 0,5 может появиться только тогда, когда есть сцепление между маркерным локусом и локусом, контролирующим болезнь [Аксенович, 2001]. Этот тест имеет ряд существенных преимуществ: помимо того, что обладает высокой статистической мощью, к тому же устойчив к эффектам популяционной структуры (подразделенность, гетерогенность, примесь и т.д.), практически безотносителен к типу наследования.
При статистически значимых отклонениях распределения количественных признаков от нормального (по данным теста Шапиро-Уилки), сравнение проводили с помощью непараметрических критериев Манна-Уитни и Краскела-Уоллиса.
Для сравнения средних значений признаков до и после лечения применяли тест Уилкоксона [Гланц, 1998].
Для оценки параметров распределения, включая средние значения, стандартные отклонения использовали стандартный набор статистических процедур [Лакин, 1990]. Усреднение статистически значимых коэффициентов корреляции проводили с помощью z-преобразования Р. Фишера, после проверки на значимость различий полученных коэффициентов корреляции [Лильин и др., 1984].
Все расчеты проводили с использованием пакета прикладных программ “STATISTIСA for Widows 6.0” и в программе “Microsoft Excel 97”.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Полиморфизм генов глутатионовых
S
-трансфераз (
GSTT
1,
GSTM
1,
GSTP
1
) и цитохромов Р450 (
CYP
2
E
1,
CYP
2
C
19
) у жителей г. Томска
Для реализации поставленных задач в рамках данного исследования проведен анализ полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков I и II фазы метаболизма в отношении риска развития БА и ТБ, а также для значимых при заболеваниях качественных и количественных признаков.
В подавляющем большинстве случаев совместное функционирование обеих фаз метаболизма обеспечивает обезвреживание десятков тысяч ксенобиотиков всех химических классов. Предположительно, эта система возникла или эволюционировала в результате адаптации к техногенному загрязнению среды. Однако, учитывая, что загрязнение среды стало серьезным только в конце XX века, а также, что система метаболизма играет важную роль в перекисном окислении липидов и в биотрансформации многих эндогенных веществ, например, холестерина, витамина D, простагландинов и лейкотриенов, желчных кислот, токоферолов, стероидов и т.д. [Waxman, Azaroff, 1992], можно предположить, что ферменты биотрансформации первоначально функционировали как система метаболизма эндогенных веществ, а с изменяющимися условиями окружающей среды стали участвовать в метаболизме ксенобиотиков вследствие их широкой субстратной специфичности.
Одной из важных особенностей ферментативной системы метаболизма являются достаточно выраженные этнические различия. Это один из фактов, который необходимо учитывать при анализе связи полиморфизма генов с развитием заболевания, так как восприимчивость к патологии индивида одной популяции, определяющаяся сочетанием, как правило, распространенных вариантов генов, значительно различается с таковой в других популяционных группах. Поэтому, прежде чем анализировать данные гены в отношении риска возникновения болезни, следует рассмотреть популяционные особенности исследуемой группы здоровых индивидов г. Томска по данным локусам.
В ходе выполнения работы было исследовано 6 полиморфных вариантов генов цитохромов Р450 - CYP2C19 (681G>A) и CYP2E1 (7632T>A; 1293G>C) и глутатионовых S-трансфераз – GSTT1 (делеция), GSTM1 (делеция) и GSTP1 (313A>G).
Для изученных полиморфных вариантов генов GSTP1 (313A>G) и цитохромов Р450 - CYP2E1 (7632T>A; 1293G>C), CYP2C19 (681G>A) в контрольной выборке распределение генотипов соответствовало ожидаемым при равновесии Харди-Вайнберга (табл. 6). Для полиморфизма 313А>G гена GSTP1 отмечена незначительная гетерогенность между наблюдаемыми и ожидаемыми значениями генотипов за счет недостатка гетерозигот.
Осуществить проверку распределения генотипов по генам GSTT1 и GSTM1 на соответствие ожидаемым при равновесии Харди-Вайнберга невозможно, поскольку не устанавливалось гетерозиготного носительства.
Частоты встречаемости аллелей и генотипов изучаемых локусов в исследованной выборке здоровых жителей г. Томска оказались близки к значениям таковых в других европеоидных популяциях (рис. 2; табл. 6, 7). У жителей г. Томска частота «нулевого» генотипа для генов GSTT1 и GSTM1 составила 23,7% (n=32) и 54,8% (n=74), соответственно. Сходная ситуация описана для GSTT1 и GSTM1 описана для жителей г. Новосибирска [Ляхович и др., 2000; Вавилин и др., 2002]. Полученные частоты как для генов GSTT1 и GSTM1, так и для остальных полиморфных вариантов генов системы метаболизма, изучаемых в настоящей работе близки к значениям таковых в других европеоидных популяциях.
Таблица 6
Распределение генотипов по маркерам генов ферментов метаболизма ксенобиотиков у здоровых индивидов г. Томска
| Ген
|
Полимор-
физм
|
Генотип
|
N.O.
|
N.E.
|
Частота аллеля
|
c2
(d.f.=1)
|
hobs
hexp
|
D
|
| GSTP1
|
313A>G
|
AA
AG
GG
|
58
45
16
|
54,46
52,09
12,46
|
G=32,4
|
1,97
|
0,3782
0,4377
|
-0,136
|
| CYP2C19
|
681G>A
|
*1/*1
*1/*2
*2/*2
|
90
26
0
|
91,46
23,09
1,46
|
CYP2C19*2=11,2
|
1,32
|
0,2241
0,1990
|
-0,126
|
| CYP2E1
|
7632T>A
|
ТТ
ТА
АА
|
106
20
2
|
105,13
21,75
1,13
|
A=9,4
|
0,45
|
0,1562
0,1699
|
-0,081
|
| CYP2E1
|
1293G>C
|
C1C1
C1C2
C2C2
|
113
9
0
|
113,17
8,67
0,17
|
C2=3,7
|
0,04
|
0,0738
0,0710
|
-0,038
|
Примечание. N.O. и N.E. – наблюдаемая и ожидаемая численность генотипов; критерий c2
использован для оценки соответствия наблюдаемого распределения генотипов ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга; d.f. – число степеней свободы; hobs
и hexp
– наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность, соответственно; D –относительное
отклонение наблюдаемой гетерозиготности от ожидаемой.
Рис. 2. Частоты аллелей полиморфных вариантов генов GSTP1, CYP2E1 и CYP2C19 у жителей г. Томска (собственные данные) и в различных этнических группах (по: Brockmoller et al., 1996; Morita et al., 1997; Farker et al., 1998; Lin et al., 1998; Ishii et al., 1999; Miller et al., 2002; Yang et al., 2004).
Таблица 7
Частоты «нулевых» генотипов генов глутатионовых S-трансфераз в некоторых этнических группах
| Ген
|
Этническая принадлежность
|
Частота «нулевого» генотипа, %
|
Литературный источник
|
| GSTT1
|
Европеоиды США, n=152
|
17,1
|
Crump et al., 2000
|
| Корейцы, n=220
|
45,9
|
Kim et al., 2000
|
| GSTM1
|
Европеоиды CША, n=927
|
54,0
|
Miller et al., 2002
|
| Корейцы, n=220
|
44,1
|
Kim et al., 2000
|
Учитывая функциональную значимость системы метаболизма ксенобиотиков, многие работы по изучению полиморфизма генов соответствующих ферментов в первую очередь направлены на изучение эффективности лекарственной терапии различных заболеваний и связанными с ней проявлениями побочных эффектов. Другим аспектом интереса к этой системе является то, что в некоторых случаях можно оценить вклад в развитие заболевания полиморфизмов генов, отвечающих за взаимодействие организма человека с факторами окружающей среды. Кроме того, ферменты системы биотрансформации ксенобиотиков активно задействованы в метаболизме различных эндогенных веществ, в том числе и медиаторов воспаления. Поэтому можно предполагать, что наличие генетически обусловленных индивидуальных особенностей функционирования этой системы способствует развитию патологий. Глутатионовым S-трансферазам и цитохромам Р450 придают важное значение в формировании подверженности к заболеваниям, триггерами которых выступают неблагоприятные факторы внешней среды, например, онкологическая патология, инфекционные и аллергические заболевания и др. Из исследуемых генов наиболее изученными в отношении БА и ТБ являются гены глутатионовых S-трансфераз, причем касательно ТБ работы направлены в основном на изучение гепатотоксичности от применяемых для лечения заболевания препаратов, а не на поиск участия генов в развитии и патогенезе болезни.
В целом, результаты анализа частот аллелей и генотипов генов GSTT1, GSTM1, GSTP1, CYP2E1 и CYP2C19 у жителей г. Томска показывают значения близкие для европеоидных популяций, что закономерно, так как этническая принадлежность была одним из основных критериев отбора для исследования.
3.2. Оценка роли полиморфизма генов ферментов метаболизма ксенобиотиков в развитии бронхиальной астмы и туберкулеза
3.2.1. Ассоциация полиморфных вариантов генов
GSTT
1,
GSTM
1,
GSTP
1,
CYP
2
E
1
и
CYP
2
C
19
с атопической бронхиальной астмой
Интерес исследователей к изучению полиморфизма генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков при БА, отвечающих за взаимодействие организма с факторами окружающей среды, вызван экологической обусловленностью заболевания. Показано, что «нулевые» генотипы генов GSTT1 и GSTM1 как в отдельности, так и в комбинации друг с другом являются факторами генетической предрасположенности к БА [Иващенко и др., 2001]. Кроме того, выявлена связь клинических особенностей течения заболевания с полиморфизмом генов GSTT1, GSTM1, CYP1A1 и NAT2 и показана модифицирующая роль курения на развитие БА [Ляхович и др., 2000, 2002]. Отмечены связь фенотипических проявлений БА (положительные кожные тесты, высокий уровень общего IgE) с полиморфизмом 313A>G гена GSTP1 ферментативной системы биотрансформации [Fryer et al., 2000] и различия в его функциональной значимости для БА атопического и неатопического генеза [Tamer et al, 2004]. При исследовании связи полиморфизма 313
A>G гена GSTP1 с астмой, вызванной воздействием толуол диизоцианата установлено, что частота гомозиготного генотипа G/G этого гена снижена у индивидов с астмой, а также понижена у лиц, имеющих размах гиперреактивности бронхов от умеренной до критической по сравнению с индивидами, показывающими нормальную и низкую активность таковой по результатам диагностического теста с метахолином [Cristina
et al., 2002]. Кроме того, показано, что материнское наследование G/G и A/A генотипов полиморфизма 313A>G гена GSTP1 может влиять на последующее развитие астмы и формирование особенностей ее клинического фенотипа у детей [Carroll et al., 2005].
Таблица 8
Распределение генотипов исследуемых генов ферментов биотрансформации у больных бронхиальной астмой и здоровых
| Генотип
|
БА
|
Контрольная группа
|
р
|
| n
|
%
|
n
|
%
|
| GSTT1
|
| GSTT1+
|
99
|
75,6
|
103
|
76,3
|
1,000
|
| GSTT1 0/0
|
32
|
24,4
|
32
|
23,7
|
| GSTM1
|
| GSTM1+
|
38
|
29,0
|
61
|
45,2
|
0,008
|
| GSTM1 0/0
|
93
|
71,0
|
74
|
54,8
|
| GSTP1 313A>G
|
| AA
|
55
|
48,7
|
58
|
48,7
|
0,648
|
| AG
|
47
|
41,6
|
45
|
37,8
|
| GG
|
11
|
9,7
|
16
|
13,5
|
| CYP2E1 7632T>A
|
| TT
|
88
|
72,1
|
106
|
82,8
|
0,049
|
| TA
|
33
|
27,1
|
20
|
15,6
|
| AA
|
1
|
0,8
|
2
|
1,6
|
| CYP2E1 1293G>C
|
| C1C1
|
106
|
89,8
|
113
|
92,6
|
0,498
|
| C1C2
|
12
|
10,2
|
9
|
7,4
|
| C2C2
|
0
|
0,0
|
0
|
0,0
|
| CYP2C19 681G>A
|
| *1/*1
|
91
|
66,4
|
90
|
77,6
|
0,068
|
| *1/*2
|
44
|
32,1
|
26
|
22,4
|
| *2/*2
|
2
|
1,5
|
0
|
0,0
|
Примечание. n – абсолютное значение; р – достигнутый уровень значимости по точному тесту Фишера.
По локусам GSTT1, GSTP1 и CYP2E1 (1293G>C) существенных различий между выборкой больных БА и контрольной группой не обнаружено (табл. 8). Для гена GSTM1 показано, что частота функционального генотипа встречалась у больных значимо реже (р=0,008). Это позволяет говорить о том, что для носителей делеции гена GSTM1, повлекшей за собой утрату активности соответствующего фермента, существует вероятность дисбаланса процессов детоксикации экзогенных и эндогенных веществ, что повышает для них риск развития заболевания. Об этом свидетельствует и тот факт, что носители делеционного генотипа показывают в два раза выше риск развития БА по сравнению с индивидами, имеющими функциональный генотип (OR=2,02; 95% CI: 1,18-3,46; p=0,009). Эта ассоциация может быть следствием множественности биологических функций глутатионовых S-трансфераз: участие в метаболизме эндогенных медиаторов воспаления (простагландинов, лейкотриена С4), нейромедиаторов. В настоящее время ведется дискуссия по поводу взаимосвязи ферментов метаболизма с регуляторным цитокиновым звеном. Предполагается, что образующиеся реактивные метаболиты в ходе реакций I фазы биотрансформации ксенобиотиков и их дальнейшее ковалентное связывание с макромолекулами клетки может привести к образованию аутоантигенов, вызывающих клеточный или гуморальный иммунный ответ [Ляхович и др., 2000]. Учитывая важную роль глутатионовых S-трансфераз в метаболизме эндогенных и экзогенных соединений, можно предполагать, что образующиеся реактивные метаболиты (даже при условии повышенного их образования в силу полноценной работы ферментов I фазы) у индивидов с функциональными генотипами GST, эффективно утилизируются, и, таким образом, не способствуют развертыванию воспалительных реакций и утяжелению уже начавшегося воспалительного процесса.
Исследование полиморфизма 7632T>A гена CYP2E1 показало, что гетерозиготный генотип T/A чаще встречался в группе больных БА (c2
=4,22, р=0,049). Оценка OR показала, что гетерозиготные носители имеют повышенный риск развития заболевания по сравнению с контрольной группой (OR=2,0; 95% CI: 1,03-3,91; p=0,040). Данное обстоятельство является несколько неожиданным, поскольку предполагается, что для гетерозигот характерна более благоприятная активность соответствующего фермента для поддержания состояния здоровья, а не низкая или высокая у гомозигот, так как известно, что с аллелем 7632А часто ассоциированы редкие мутации, влияющие на каталитическую активность соответствующего белка [Hu et al., 1997].
При сравнении распределения частот генотипов полиморфизма 681G>A гена CYP2C19 фермента I фазы метаболизма показана гетерогенность между группами больных БА и здоровыми за счет тенденции к повышению частот гетерозигот *1/*2 у пробандов c БА (c2
=3,32, р=0,068). При анализе частот аллелей этого локуса отмечена тенденция к преобладанию аллеля CYP2C19*2 у больных (c2
=3,52, р=0,061) по сравнению со здоровыми.
Таблица 9
Распределение индивидов разного пола по группам, характеризующим степень тяжести бронхиальной астмы
| Группы сравнения
|
Легкая БА
|
Среднетяжелая БА
|
Тяжелая БА
|
| n
|
%
|
n
|
%
|
n
|
%
|
| Мужчины
|
14
|
56,0
|
32
|
60,4
|
19
|
36,5
|
| Женщины
|
11
|
44,0
|
21
|
39,6
|
33
|
63,5
|
Примечание. n – абсолютное значение индивидов в группе.
Учитывая, что БА имеет довольно сложный клинический фенотип, проявляющийся от повышенной чувствительности бронхов до летальных форм, проследить участие генов системы биотрансформации в патогенезе возможно только при тщательном анализе особенностей сформировавшегося клинического фенотипа БА. Поэтому было проанализировано распределение частот генотипов и аллелей изучаемых локусов в отношении групп с различной степенью тяжести заболевания. Оценка тяжести БА основывается на клинических проявлениях, кроме того, учитывается вариабельность изменения бронхиальной проходимости в течение суток.
При сравнении групп, различающихся по степени тяжести (табл. 9) показано, что в группе с тяжелой БА преобладали индивиды женского пола (63,5%) в отличие от двух других представленных групп.
Рис. 3. Распределение «нулевых» (“0/0”) генотипов генов GSTT1 и GSTM1 у больных бронхиальной астмой, различающихся по степеням тяжести.
У больных БА с различными степенями тяжести заболевания установлены различия между легкой (n=26) и тяжелой (n=50) степенью тяжести по частотам генотипов гена GSTT1: «нулевой» генотип гена преобладал у лиц с легкой БА (38,5% и 16,0% у больных легкой и тяжелой БА, р=0,045) (рис. 3).
Предположив, что ферменты метаболизма ксенобиотиков способствуют сенсибилизации, осуществляя детоксикацию низкомолекулярных соединений, что клинически может проявляться проявлениями поливалентной аллергии, были проанализированы результаты кожных аллергопроб с полиморфизмом исследуемых генов ферментов метаболизма ксенобиотиков. В результате анализа не выявлено статистически значимых различий между группами, различающимися по наличию/отсутствию сенсибилизации (р>0,05).
В целом, полученные данные свидетельствуют о связи изученных полиморфных вариантов генов у жителей г. Томска как с БА, так и с отдельными клиническими признаками заболевания. Результаты работы показали вклад делеционного полиморфизма гена
GSTM1 в развитии БА, основанного на функциональной значимости глутатионовых S-трансфераз в метаболизме эндогенных и экзогенных ксенобиотиков, а также выявили, что риск развития БА увеличивает гетерозиготный генотип гена CYP2E1 (полиморфизм 7632T>A). Кроме того, установлено значимое увеличение частоты «нулевого» генотипа гена GSTT1 у больных с легким течением заболевания.
3.2.2. Ассоциация полиморфизма генов ферментов метаболизма ксенобиотиков с туберкулезом
Известно, что при воспалении и инфекции происходит изменение уровня активности цитохромов Р450. Этот эффект опосредован цитокинами, которые угнетают транскрипцию генов и накопление мРНК различных изоформ цитохрома Р450 в клетках [Renton, 2004]. Такая реакция взаимодействия иммунной системы и системы метаболизма ксенобиотиков на внедрение инфекционного агента обеспечивает защиту от последствий возможной неконтролируемой активации потенциально опасной для организма ферментативной системы и снижает риск развития оксидативного стресса. В связи с этим представляется важным изучение полиморфизма генов системы метаболизма ксенобиотиков в отношении ТБ инфекции.
Таблица 10
Распределение генотипов исследуемых генов ферментов биотрансформации у больных туберкулезом и здоровых
| Генотип
|
ТБ
|
Контрольная группа
|
р
|
| n
|
%
|
n
|
%
|
| GSTT1
|
| GSTT1 +
|
254
|
81,9
|
103
|
76,3
|
0,195
|
| GSTT1 0/0
|
56
|
18,1
|
32
|
23,7
|
| GSTM1
|
| GSTM1 +
|
126
|
40,6
|
61
|
45,2
|
0,404
|
| GSTM1 0/0
|
184
|
59,4
|
74
|
54,8
|
| GSTP1 313A>G
|
| AA
|
144
|
47,2
|
58
|
48,7
|
0,034
|
| AG
|
142
|
46,6
|
45
|
37,8
|
| GG
|
19
|
6,2
|
16
|
13,5
|
| CYP2E1 7632T>A
|
| ТТ
|
246
|
80,4
|
106
|
82,8
|
0,235
|
| ТА
|
59
|
19,3
|
20
|
15,6
|
| АА
|
1
|
0,3
|
2
|
1,6
|
| CYP2E1 1293G>C
|
| C1C1
|
287
|
92,3
|
113
|
92,6
|
0,498
|
| C1C2
|
24
|
7,7
|
9
|
7,4
|
| C2C2
|
0
|
0,0
|
0
|
0,0
|
| CYP2C19 681G>A
|
| *1/*1
|
234
|
76,5
|
90
|
77,6
|
0,828
|
| *1/*2
|
69
|
22,5
|
26
|
22,4
|
| *2/*2
|
3
|
1,0
|
0
|
0,0
|
Примечание. n – абсолютное значение; р – достигнутый уровень значимости по точному тесту Фишера.
При сравнении распределения частот аллелей и генотипов полиморфных вариантов генов метаболизма ксенобиотиков между группой больных ТБ и контрольной выборкой получены различия только для гена GSTP
1, обусловленные увеличением доли гомозигот G/G у здоровых (р=0,034) (табл. 10). Установлена протективная роль генотипа G/G гена GSTP1 в отношении развития ТБ (OR=0,43; 95%CI: 0,20-0,91; р=0,026). В результате однонуклеотидной замены аденина на гуанин в этом гене происходит изменение ферментативной активности, обусловливающее повышение уровня гидрофобных аддуктов в тканях легких. Показано, что соответствующая замена изолейцина на валин в 105 положении, расположенная в субстрат-связывающем Н-участке фермента, приводит к неоднозначным изменениям кинетических параметров ферментам. Ген GSTP1 в большей степени экспрессируется в респираторном тракте. Возможно, что для гомозигот G/G гена GSTP1 характерна высокая каталитическая активность по отношению к ряду соединений, являющихся факторами риска развития ТБ (например, продукты табачного дыма), которая способствует их быстрому метаболизму и дальнейшему выведению, таким образом, снижая риск развития заболевания.
Сравнительная оценка распределения частот аллелей и генотипов генов GSTT1, GSTM1, CYP2E1 и CYP2C19 между группами больных ТБ и здоровых индивидов cтатистически значимых различий не показала (табл. 10).
Проведен анализ полиморфизма исследуемых генов для определения связи с отдельными клиническими проявлениями ТБ, характеризующими тяжесть и течение патологического процесса. Особенно важной является оценка связи исследуемых полиморфизмов с лабораторными показателями, свидетельствующими о степени тяжести туберкулезного процесса и выраженности воспалительной реакции.
Исходя из данных рентгенологического исследования, были сформированы три группы больных ТБ в зависимости от объема поражения легкого (I группа – поражено 1-2 сегмента легкого (n=76), II группа – поражена одна доля легкого (n=40), III группа – задействовано более доли легкого (n=117)). При анализе распределения частот аллелей и генотипов исследуемых локусов получены различия для гена CYP2C19: отмечено преобладание гомозигот *1/*1 в III-й группе по сравнению с I-ой (80,3% и 65,8%, соответственно, р=0,040) и повышенная частота аллеля CYP2C19*1 в III-й группе (р=0,045). Эти данные свидетельствуют в пользу гипотезы о накоплении в клетках активных форм кислорода и реактивных метаболитов, образующихся в реакциях I фазы. Известно, что CYP2C19 семейства цитохрома Р450 является основным ферментом, катализирующим в организме человека трансформацию (S)-мефенитоина в соответствующее 4’-гидроксипроизводное [Крынецкий, 1996]. Замена 681G>A в пятом экзоне гена является основным генетическим дефектом, приводящим к инактивации CYP2C19, проявляющимся на уровне фенотипа наличием медленных метаболизеров (S)-мефенитоина. Полученные различия в отношении развития ТБ можно трактовать следующим образом: у носителей CYP2C19*1 аллеля при метаболизме субстратов для CYP2C19 повышается уровень реактивных окислителей, которые независимо от работы ферментов II фазы, накапливаются в организме и оказывают повреждающее действие на клетки, усиливая патологический процесс. Развитие окислительного стресса при ТБ способствует усилению процессов деструкции в легочной ткани. Подобные результаты были получены при исследовании инсерционного полиморфизма гена CYP2E1 с развитием инфильтративного ТБ у жителей Башкортостана [Бикмаева и др., 2004].
Основной этиологической причиной в развитии туберкулезного процесса являются микобактерии ТБ, несмотря на важное значение факторов, способствующих развитию заболевания (курение, асоциальный образ жизни и др.). С момента открытия Р.Кохом в 1882 году, возбудитель ТБ достаточно полно изучен в отношении биологических свойств, характера и условия заражения. Сложилось четкое представление о патогенезе заболевания, его клинических проявлениях, течении и исходах. ТБ отличается клиническим полиморфизмом, что проявляется в развитии различных форм заболевания – от малых с бессимптомным течением до обширных деструктивных процессов с выраженной клинической картиной. Известно, что контакт организма человека с M. tuberculosis не обязательно приводит к развитию болезни [Хоменко, 1990]. В легких процесс начинается с формирования небольшого очага, где происходит накопление серозного экссудата с нейтрофильными гранулоцитами и макрофагами, подвергающегося первичному некрозу. В дальнейшем экссудативные изменения заканчиваются формированием туберкулезной гранулемы, затем при благоприятном течении процесс ограничивается рубцеванием или инкапсуляцией. Развитие туберкулезных изменений в ранее не инфицированном M. tuberculosis организме свидетельствует о первичном генезе заболевания. В случае обострения существующего первичного процесса, либо повторного экзогенного инфицирования, возникает вторичный ТБ [Цинзерлинг, 1996]. Несмотря на накопленные данные о патогенезе заболевания до сих пор не решен вопрос, почему в одних случаях развивается очаговый ТБ, а в других – инфильтративный или другие клинические формы [Хоменко, 1990].
Предположив, что различия в патогенезе заболевания связаны с индивидуальными особенностями генома человека, был изучен полиморфизм генов системы метаболизма в группах больных ТБ, различающихся по клиническим формам заболевания. Наиболее характерной клинической формой заболевания среди исследуемых больных жителей г. Томска является инфильтративный ТБ (50,3%) (табл. 11). По Сибирскому Федеральному округу также отмечается преобладание вторичного ТБ, среди которых инфильтративная форма занимает первое место в общей структуре клинических форм и составляет 55,1% [Краснов, 2004].
Процентное соотношении доли индивидов мужского и женского пола колеблется в зависимости от клинической формы заболевания. В выборке больных ТБ г. Томска отмечена высокая заболеваемость диссеминированной формой у мужчин по сравнению с женщинами (р=0,047), для остальных форм статистически значимых различий не показано (р=0,602-0,783). По мнению многих исследователей, более высокая заболеваемость у мужчин обусловлена не только биологическими свойствами макроорганизма, но и особенностями условий труда и влиянием различных вредных привычек [Рабухин, 1976; Хоменко, 1990].
Таблица 11
Половозрастной состав групп больных туберкулезом с различными клиническими формами
| Группы сравнения
|
Мужчины n, (%)
|
Женщины
n, (%)
|
Cуммарно n, (%)
|
Средний возраст ± S.D.
|
| ТБ внутригрудных лимфоузлов
|
21 (9,9)
|
13 (12,6)
|
34 (10,8)
|
6,8 ± 3,4
|
| Очаговый ТБ
|
17 (8,1)
|
10 (9,7)
|
27 (8,6)
|
35,7 ± 14,1
|
| Диссеминированный ТБ
|
53 (25,1)
|
15 (14,6)
|
68 (21,7)
|
36,9 ± 13,3
|
| Инфильтративный ТБ
|
104 (49,3)
|
54 (52,4)
|
158 (50,3)
|
33,4 ± 12,7
|
| Остальные формы
|
16 (7,6)
|
11 (10,7)
|
27 (8,6)
|
36,4 ± 11,6
|
Примечание. n – численность в группе; S.D. – стандартное отклонение.
При сравнительном изучении распределения частот «нулевого» генотипа гена GSTM1 группы больных первичным ТБ с поражением внутригрудных лимфоузлов и пациентов с инфильтративной формой отмечена тенденция к снижению доли лиц, гомозиготных по делеции, среди индивидов с ТБ вторичного генеза (70,6% и 52,3%, соответственно, р=0,058).
содержание ..
728
729
730 ..
|
|
|