CC BY
205
УДК: 612.013.1:577.212.2
генетический полиморфизм системы гемостаза
(обзор литературы)
С.Г. Щербак1,2, Т.А. Камилова3, Д.Г. Лисовец2, А.М. Сарана1,2, Е.А. Юркина4, А.К. Юркин3, С.В. Макаренко1,2, Н.А. Кленкова2, А.Ю. Анисенкова2, А.А. Сахаровская2, О.С. Глотов1,2, A.С. Глотов1,2,
А.Г. Максимов3 1 СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия 2СПб ГБУЗ «Городская больница № 40», Санкт-Петербург, Россия 3Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия 4Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова,
Санкт-Петербург, Россия
Активация и агрегация тромбоцитов играют важную роль в патогенезе атеротромботической болезни и развитии ее наиболее важных осложнений, таких как ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда. В клинической практике хорошо известно, что, несмотря на доказанное наличие прогрессирующей атеротромботической болезни, только у определенной группы пациентов развивается острый инфаркт миокарда. Причины индивидуальных различий в предрасположенности к развитию инфаркта миокарда мало изучены. Лица с повышенной свертываемостью крови и повышенной склонностью к тромбообразованию могут быть подвержены повышенному риску. Однако это трудно оценить в клинической практике, поскольку отсутствует уникальный и надежный лабораторный маркер гиперкоагуляции. Кроме того, функциональные тесты, оценивающие концентрации и функции белков коагуляции и гемостаза, часто дают неадекватные результаты вследствие использования антитромботических препаратов и антикоагулянтов или наличия сопутствующего воспаления. Генетические полиморфизмы с доказанным функциональным влиянием на белки свертывания крови могут стать полезным диагностическим и прогностическим инструментом. В течение последнего десятилетия исследования полиморфизмов как факторов риска ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда дали во многом убедительные результаты. Продемонстрировано, что полиморфизмы генов гемостаза и особенно их комбинированные эффекты являются фактором риска ишемической болезни сердца и ее главного тромботического осложнения - инфаркта миокарда. Гемостаз как сложный феномен модулируется взаимодействием нескольких генетических факторов, не имеющих преимущественного действия. Полигенный подход как инструмент для выявления индивидов с повышенным риском развития осложнений предполагает, что одновременное присутствие нескольких генетических вариаций со слабыми, но достоверными эффектами на процесс гемостаза может повлиять на риск серьезных тромботических осложнений и что у пациентов с прогрессирующей атеротромботи-ческой болезнью число протромботических аллелей коррелирует с риском развития инфаркта миокарда.
Ключевые слова: атеротромботическая болезнь, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, тромбоцит, коагуляция, гемостаз, генетический полиморфизм, полигенный подход, про-тромботический аллель.
Введение
Атеротромботическая болезнь является главной причиной смертности во всем мире [1]. ИМ и ишемический инсульт представляют собой наиболее важные осложнения артериального тромбоза. Плазматические уровни циркулирующих белков гемостаза (белков свертывания крови и фибрино-литических белков) представляют собой важный промежуточный фенотип сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и ассоциированы с риском развития ССЗ. В большинстве случаев ИМ является результатом разрыва атеросклеротических бляшек. Разрыв бляшки инициирует каскад свертывания крови и приводит к окклюзии сосудов, сокраще-
нию кровотока и некрозу миокарда [2]. Окклюзия коронарных артерий тромбоцитами и богатыми фибрином тромбов приводит к ИМ [3]. Состояние гиперкоагуляции связано с повышенной смертностью [4]. И плазматические уровни белков гемостаза, и риск ССЗ имеют существенный генетический компонент [5]. Ассоциация однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) с уровнем белков гемостаза и риском ССЗ предполагает причинно-следственную роль этих белков в развитии ССЗ.
Полиморфизмы генов системы гемостаза
Фибриноген (фактор I) является одним из основных факторов системы коагуляции, ко-
торый участвует в процессе гемостаза. Помимо своей роли в реакции коагуляции, фибриноген участвует в патогенезе атеросклероза, способствуя адгезии тромбоцитов и лейкоцитов к поверхности эндотелия и модуляции связывания плазмина с его рецептором. Данные эпидемиологических исследований и мета-анализов показывают, что повышенные уровни фибриногена в плазме связаны с повышенным риском ИБС и ИМ. Повышение уровня фибриногена в плазме на 1 г/л связано с более чем двукратным увеличением риска ИБС, инсульта и сосудистой смертности [6]. Высокая концентрация фибриногена в плазме крови считается независимым предиктором риска ИМ [7].
Фибриноген циркулирует в плазме в виде димера. Зрелый белок фибриногена состоит из двух цепей, каждая из которых в свою очередь состоит из альфа-, бета- и гамма-полипептидов, которые кодируются генами FGA, FGB и FGG, расположенными в одном кластере на хромосоме 4. В генах фибриногена обнаружены ОНП, ассоциированные с различиями в уровнях фибриногена в плазме. Ретроспективное исследование «случай-контроль» с участием 305 пациентов с ИБС или острым коронарным синдромом (ОКС) и 305 здоровых лиц (контроль) выполнено в целях изучения влияния таких ОНП и гаплотипов по генам FGA, FGB и FGG на возникновение заболевания. ОНП FGB -156C>T (rs1800787) и FGB -1428G>A (rs1800789) оказывают протективное действие, снижая риск развития ССЗ приблизительно на 50% у гомозигот по минорным аллелям [8].
Минорные аллели четырех полиморфизмов в гене FGB, двух в гене FGA и одного полиморфизма в гене FGG ассоциированы с повышенным уровнем фибриногена в плазме. ОНП в промоторе гена FGB (- 455GA, rs1800790) и в промоторе гена FGA (- 58GA, rs2070011) влияют на уровень фибриногена в плазме и ассоциированы с риском ИБС. Авторы исследования пришли к выводу, что при изучении причинно-следственной связи между полиморфизмом генов фибриногена, уровнем фибриногена в плазме и развитием ИБС необходимо включать в исследование эти две ОНП. Аллель FGB - 455A действует как независимый фактор риска ИБС, ОКС, болезни периферических артерий и инсульта [9]. Исследования in vitro показали, что аллель FGB - 455А, ассоциированный с повышенным уровнем фибриногена, нарушает связывание с белком-репрессором, вследствие чего увеличивается траскрипция цепи FGB [5].
M.N. Mannila и др. изучили 8 распространенных фибриногеновых ОНП у 377 постинфарктных пациентов и 387 здоровых людей и обнаружили, что гаплотипы, но не индивидуальные ОНП в отдельных генах фибриногена, ассоциированы с риском ИМ [7]. Наиболее распространенный гаплотип FGG-FGA*1 (FGG 1299+79T / FGA -58G, частота 46,6%) ассоциирован с повышенным риском развития ИМ, в то время как наименее распространенный гаплотип FGG-FGA*4 (FGG 1299+79С / FGA -58А, частота 11,8%), снижает риск развития ИМ.
Фактор FVII, кодируемый геном F7, представляет собой витамин К-зависимый глико-протеин, секретируемый печенью, и играет важную роль в инициации коагуляции. Уровни коагулянтной активности FVII (FVIIc) предопределяют степень тромбообразования после разрушения обширных атеросклеротических бляшек. Повышенные уровни FVIIc в плазме также ассоциированы с повышенным риском венозных тромбозов, ИБС и ее основного тром-ботического осложнения - ИМ. Минорные аллели полиморфизмов в сайтах F7 rs2146751, rs10665, rs1755685, rs6039 снижают уровень FVII, в то время как минорные аллели ОНП в сайтах rs964617 и rs762636 повышают его [5]. К «снижающим» полиморфизмам, оказывающим протективный эффект на риск ССЗ, относится ОНП в сайте rs6046, приводящий к аминокислотной замене Arg353Glu, которая вероятно снижает функциональную активность белка F7 [10]. Минорный аллель -402A, возникающий в результате ОНП - 402GA (rs510317) в промоторе гена F7, увеличивает активность транскрипции и ассоциирован с повышенным уровнем FVIfc в плазме и повышенным риском развития ИМ в европеоидных популяциях [10, 11].
Среди основных генетических детерминант концентрации FVII идентифицирован функциональный полиморфизм вставка/делеция (insertion/deletion, I/D) 10 пар оснований в позиции -3 промотора гена F7, где аллель А1 соответствует отсутствию декамера, а аллель А2 - инсерции. Полиморфизм - 3I/D влияет на риск атеротромбоза и ИМ у пациентов с ИБС. Активность промотора гена F7 снижается на 33% у носителей аллеля А2, носители генотипа А2А2 имеют самые низкие концентрации FVIIa и наименьший риск ИБС и ИМ по сравнению с пациентами генотипа А1А1. Метилирование промотора F7 влияет на концентрацию FVII и риск ИБС. Плазматический уровень FVII обратно пропорционален степени метилирования
промотора гена F7 у носителей генотипов A1A1 и -402GG по сравнению с А2А2, в то время как различия в метилировании отсутствуют у носителей генотипа - 402GA. Модуляция метилирования индуцированных концентраций FVII наблюдалась только у носителей генотипа A1A1, где усиленное метилирование приводит к снижению уровня FVII. Этот феномен чаще наблюдается у здоровых лиц, чем у больных ИБС. Таким образом, эпигенетическая регуляция путем метилирования промотора F7 ассоциирована с риском ИБС, влияя на концентрацию FVII в плазме у носителей генотипа F7 A1A1 [11].
Чтобы охарактеризовать неравновесное сцепление локусов в гене F7, генотипировали 1811 участников исследования Framingham Heart Study. Статистическая значимость ассоциаций значительно повышается при рассмотрении гаплотипов. Выявлена высокодостоверная (р<0,00001) ассоциация гаплотипов В (ATCG) и Е (ATCT) по сайтам rs10665, rs9464617, rs6039 и rs1475931 с повышенным уровнем фактора FVII и гаплотипа D (GCTG) по этим же сайтам - с пониженным уровнем фактора FVII [5].
Тканевой активатор плазминогена tPA (tissue plasminogen activator) - серинпротеаза, катализирующая превращение плазминогена в плазмин, основной фермент, отвечающий за эндогенный фибринолиз. В некоторых популяциях повышенные уровни tPA в плазме крови ассоциированы с ИМ и другими атеротром-ботическими ССЗ. В гене PLAT (plasminogen activator), который кодирует tPA, идентифицированы генетические корреляты уровней циркулирующего tPA. Минорный Т-аллель полиморфизма PLAT -7351СТ (rs2020918) ассоциирован с 50%-ным уменьшением сосудистой секреции tPA после стресса [5]. Обнаружено 2,5-кратное увеличение риска ССЗ и более чем 3-кратное увеличение риска развития ИМ, ассоциированное с Т-аллелем rs2020918. ОНП PLAT -7351СТ находится в области энхансера (регулятора транскрипции), которая содержит сайт связывания транскрипционного фактора Sp1. Замена С на Т в сайте rs2020918 снижает сродство Sp1 к этому сайту, что является механизмом, посредством которого ОНП -7351СТ ассоциирован с низкой транскрипцией гена PLAT [5, 12]. Мета-анализ геномных ассоциативных исследований (genome-wide association studies, GWAS) позволил обнаружить дополнительные ОНП в гене PLAT rs2020921 (A/G/T) и rs3136739 (A/G), изменяющие уровень циркулирующего tPA [13].
Ингибитор активатора плазминогена PAI-1 (plasminogen activator inhibitor-1) - многофункциональный белок, фермент острой фазы, член суперсемейства протеазных ингибиторов SERPIN (serine protease inhibitors). PAI-1 является основным физиологическим ингибитором эндогенной фибринолитической активности, препятствует росту бляшек, но способствует развитию тромбоза и уязвимости бляшки, провоцирующих острый ИМ. Уровень PAI-1 повышается при сосудистом воспалении и атеросклерозе [2]. Нарушение фибринолиза из-за высокой активности PAI-1 ассоциировано с повышенным риском тромботических осложнений. Гиперэкспрессия PAI-1 может также способствовать образованию фиброзных бляшек (бляшек с тонкими фиброзными покрышками), ингибируя клеточную адгезию и миграцию. Таким образом, гиперэкспрессия PAI-1 может играть важную роль в развитии ИМ, нарушая тромболизис и стабильность бляшек [14].
В гене SERPIN1, кодирующем PAI-1, идентифицированы ОНП: инсерция/делеция гуанози-на в позиции -675 (4G/5G, rs1799889), -844GA (rs2227631), c.43GA (rs6092) и p.I17V (rs6090), которые изменяют концентрацию PAI-1 в плазме крови [2]. Наиболее изученный клинически значимый полиморфизм SERPIN1 -675 4G/5G в промоторной области гена SERPIN1 играет важную роль в регуляции экспрессии PAI-1 и увеличивает риск ИМ. Повышение уровня PAI-1 в плазме специфично для пациентов с генотипом 4G/4G [2, 14, 15, 16]. Полиморфизм гена SERPIN1 4G/5G изучен у 156 пациентов с острым ИМ, 111 пациентов со стабильной ИБС и жизнеугрожающим стенозом коронарных артерий и 281 здоровых доноров крови [14]. Частота генотипа 4G/4G была значительно выше в группе ИМ по сравнению с группой ИБС, но не отличалась от контрольной группы здоровых доноров. Данный генотип оказался единственным независимым фактором риска ИМ в этом исследовании. Авторы объясняют выявленную ассоциацию тем, что PAI-1 связан с несколькими компонентами атеротромботического процесса, включая тромбоциты и эндотелиальные клетки. PAI-1, секретированный активированными тромбоцитами и эндотелиальными клетками, считается основным фактором, определяющим устойчивость к тромболизису, а избыточная экспрессия PAI-1 может играть роль в развитии ИМ, нарушая тромболизис [14]. Кроме того, у носителей аллеля 4G повышенная активность PAI-1 приводит к более высокой распростра-
ненности рецидива ИМ [17]. Установлена ассоциация между генотипом SERPIN1 4G/4G, высоким плазматическим уровнем PAI-1 и ишемическим стенозом у пациентов с тяжелым атероматозом [16]. Среди пациентов с ИМ риск окклюзии коронарной артерии у носителей генотипа 4G/5G увеличен в 1,6 раза. Это означает, что генотип 4G/5G можно использовать в качестве индивидуального биомаркера усиленного фибринолиза у пациентов с ИМ [2].
Фактор V Leiden системы свёртывания крови входит в многочисленную группу факторов каскада коагуляции. Лейденская мутация типа «усиление функции» - замена гуанина на аденин в позиции 1691 (F5 1691GA, Arg506Gln, rs6025), которая приводит к замене аргинина-506 на глицин в молекуле белка, является причиной гиперкоагуляции и ответственна за высокий риск возникновения спонтанных венозных тромбозов. Мутация 20210GA (rs1799963) в гене F2, кодирующем фактор коагуляции FII протромбин, также относится к мутациям типа «усиление функции» и является фактором риска венозного тромбоза. Мета-анализ 66155 случаев ИМ и стеноза коронарных артерий (контрольная группа включала в себя 91307 здоровых лиц) обнаружил небольшое, но значимое увеличение риска ИБС, ассоциированное с мутацией либо фактора V Leiden, либо протромбина [3]. Таким образом, Лейденская мутация и ОНП F2 20210GA - установленные факторы риска не только венозной тромбоэмболии, но и артериального тромбоза.
Минорный аллель полиморфизма F5 1691GA ассоциирован с повышенным риском ИМ у лиц моложе 45 лет, причем ассоциация значима после статистической поправки на традиционные факторы риска (P = 0,006). Ранний ИМ выбран в качестве модели в связи с тем, что генетические факторы играют более заметную роль в возникновении острого ИМ у молодых людей до 45 лет [18, 19, 20]. Результаты по FV Leiden независимо подтверждены в параллельном ге-нотипировании, проведенном в рамках контроля качества, выполняемого перед включением образцов ДНК в исследования геномных ассоциаций [21]. Ассоциация аллеля F2 20210A с ИМ в этом исследовании не достигла статистической значимости [19].
Большой мультимерный гликопротеин фактор фон Виллебранда (ФВ), секретируемый эндотелиальными клетками сосудов, имеет пятикратную вариабельность уровня антигена в плазме крови здоровых людей, функциониру-
ет как антигемофильный фактор и интерфейс между тромбоцитом и сосудистой стенкой в системе свертывания крови. ФВ играет ключевую роль в процессе гемостаза и формировании артериального тромбоза, действуя как молекулярный мост, привязывающий тромбоциты к поврежденному эндотелию, и как молекула-носитель для фактора свертывания VIII, облегчая адгезию тромбоцитов к нормальному эндотелию и агрегацию тромбоцитов в местах сосудистого повреждения [22, 23]. Низкие уровни ФВ ассоциированы с кровотечением, а повышенные - с риском тромбоза, ИМ и инсульта. Плазматические уровни ФВ на 53-75% зависят от генетических факторов и вносят свой вклад в генетическую предрасположенность к ССЗ [24]. Повышенные уровни ФВ в плазме являются независимым фактором риска венозной тромбоэмболической болезни, ИМ, инсульта [22]. Роль ФВ в артериальном тромбообразо-вании и атеросклеротических процессах делает его полезным клиническим маркером риска, связанного с атеросклерозом. ФВ ассоциирован с эндотелиальной дисфункцией и патогенезом атеросклероза благодаря способности опосредовать адгезию тромбоцитов. Выявлена ассоциация между ОНП rs216809 в гене VWF (von Willebrand factor) и толщиной каротидной бляшки [25]. В гене VWF идентифицированы также ОНП, влияющие на уровень ФВ. В популяции здоровых людей гомозиготы по минорному аллелю промоторного полиморфизма VWF rs7966230 (-3268GA) имеют значительно более высокие уровни ФВ, чем гомозиготы по распространенному аллелю. Минорный аллель этого полиморфизма ассоциирован с артериальным тромбозом, а также с повышенным риском ИБС у лиц с прогрессирующим атеросклерозом [23, 24, 26]. Носители минорного аллеля VWF -1793G имеют 2,6-кратное, а носители генотипа VWF -1793GG - 3,5-кратное увеличение риска ИБС [24].
В кодирующей области гена VWF также обнаружены ОНП, ассоциированные с уровнем ФВ и риском развития ССЗ. Идентифицированы несколько ОНП, участвующих в регуляции размера мультимера ФВ. При генотипировании молодых пациентов с первым эпизодом острой ИБС или ишемического инсульта установлено, что минорные аллели ОНП rs4764478 (А/Т), rs216293 (С/А) и rs1063857 (2385T/C) ассоциированы со значительным повышением уровней ФВ и риском артериального тромбоза и ССЗ независимо от других классических факторов ри-
ска [27]. ОНП rs1063856 (2365A/G, Thr789Ala) в домене, который участвует в мультимериза-ции и связывании с фактором FVIII, ассоциирован с уровнем ФВ и риском артериальных тромбозов. Эта ассоциация выявлена у здоровых лиц и больных ИБС [23]. ОНП rs1063856 также ассоциирован с риском ИБС у молодых пациентов европеоидной популяции с диабетом типа 1 [26]. У американцев европейского происхождения выявлена наиболее значимая ассоциация уровня ФВ с ОНП FVIII Gly2705Arg (rs7962217), по-видимому, вследствие нарушения образования мультимера ВФ [28]. Эти данные указывают на причинно-следственную связь между ФВ и артериальным тромбозом. Наиболее сильные ассоциации между уровнями ФВ и ССЗ отмечены в популяциях высокого риска, например у пациентов с ИБС [29].
Белок ADAMTS-13 (A Disintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin type 1 motif) является важным регулятором размера мультимерной молекулы ФВ. Он расщепляет активированную молекулу ФВ в сайте Tyr1605-Met1606, что приводит к образованию более мелких и менее гемостатически активных молекул ФВ. Снижение уровня и активности белка ADAMTS-13 ассоциировано с повышенным риском развития ИМ и ишемического инсульта [30]. У пациентов с хронической ИБС ОНП ADAMTS13 Pro475Ser (rs11575933) и Ala900Val (rs685523), снижающие активность белка ADAMTS-13, ассоциированы со значительно повышенным риском смерти от всех причин и особенно смерти от ССЗ [31]. Полиморфизмы гена ADAMTS-13 влияют на риск артериального тромбоза. Поскольку процессинг молекулы ФВ является наиболее важной функцией белка ADAMTS-13, связь между изменениями в гене ADAMTS-13 и риском артериального тромбоза следует объяснить его влиянием на уровень и/или активность ФВ [23].
Мембранный рецептор тромбоцитов глико-протеин GPIIIa (glycoprotein, р3-субъединица аПЬр3-интегрина) связывается с фибриногеном и ФВ, что ведет к агрегации тромбоцитов и образованию кровяного сгустка. Известны две аллельные изоформы A1 и А2 гликопроте-ина GPIIIa. Структурной основой этого полиморфизма является мутация замены цитозина на тимидин в гене ITGB3, кодирующем гли-копротеин GPIIIa, которая приводит к замене Leu33Pro в молекуле рецептора. ОНП ITGB3 A1/A2 (rs5918), наиболее распространенный полиморфизм тромбоцитов, изменяет функции
аПЬрЗ-интегрина, такие как адгезия и ретракция кровяного сгустка, и играет важную роль в патогенезе атеротромботических заболеваний. Полиморфизм А1/А2 ассоциирован с изменениями морфологии и структуры атеросклеротиче-ских бляшек и повышенным риском ИМ, ИБС, ИМ с подъемом ST, особенно у пациентов до 45 лет, острого коронарного тромбоза, тромбоза стента, рестеноза и окклюзии стента [32, 33]. Аллель 2 повышает тромботический риск путем усиления связывания фибриногена тромбоцитов и агрегации тромбоцитов. S.M. Boekholdt и др. [34] показали, что аллель А2 существенно влияет на риск развития ССЗ у лиц с максимальным содержанием фибриногена. ОНП А1/ А2 представляет собой независимый фактор риска ИМ с подъемом ST у лиц моложе 45 лет. ИМ с подъемом ST составляет более 80% всех случаев ИМ у молодых людей до 45 лет и чаще всего является результатом острого окклюзионного тромбоза в месте разрыва атеросклеротической бляшки в коронарной артерии. Эффект полиморфизма Leu33Pro на характеристики бляшки наблюдается только у гомозигот по аллелю риска. Полиморфизм Leu33Pro ассоциирован не только с повышенным уровнем активации тромбоцитов, но и с уменьшением толщины фиброзной покрышки атеросклеротической бляшки. Связаны ли эти два проявления протромбо-тического состояния причинно-следственной связью, не установлено. Однако результаты позволяют предположить, что гомозиготы по мутации Leu33Pro могут быть предрасположены к повышенному риску разрыва атеросклероти-ческой бляшки как из-за истончения ее фиброзного покрытия, так и в результате длительного провоспалительного состояния [32, 35]. Антагонист гликопротеина GPШa eptifibatide используется в профилактике тромбообразования у больных с острым коронарным синдромом [36].
Тромбоциты играют ключевую роль в патофизиологии атеросклероза и его осложнений. Функция тромбоцитов значительно варьирует, повышенная реактивность тромбоцитов увеличивает атеротромботический риск. Пуринерги-ческий G-белок-связанный рецептор аденозин-дифосфата P2RY12 играет центральную роль в функционировании, активации и необратимой агрегации тромбоцитов, ключевого события артериальной и венозной тромбоэмболии, и является терапевтической мишенью тиенопиридина [37] и клопидогреля [38] в лечении тромбоэмболии и других расстройств коагуляции. Четыре ОНП (139СТ, 344ТС, 80Нш>А, 34СТ и
52GT в сайтах rs10935838, rs2046934, rs5863517, rs6785930 и rs6809699, соответственно) гена P2RY12 сгруппированы в два функциональных гаплотипа H1 и H2. Минорный гаплотип H2 с эффектом усиления функции ассоциирован с повышенной реактивностью тромбоцитов, межиндивидуальной изменчивостью АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов у здоровых субъектов и более низким риском тромбоэмболии по сравнению с эталонным га-плотипом Н1. Изучены ассоциации гаплотипов H1 и H2 в образцах ДНК 14916 изначально здоровых мужчин среднего возраста, в том числе 708 мужчин, у которых впоследствии развилась тромбоэмболия (ИМ, ишемический инсульт, глубокая венозная тромбоэмболия или тромбоэмболия легочной эмболии). Гаплотип Н2 идентифицирован как детерминант риска заболеваний периферических артерий [37, 38].
Выявлена сильная ассоциация гаплотипа P2RY12 Н2 с ИБС у некурящих лиц. Следует отметить, что тромбоциты курильщиков обладают повышенной реактивностью и спонтанной агрегацией. Кроме того, никотин повышает экспрессию рецепторов P2Y12 на сосудистых клетках. Поэтому наличие генетических детерминант функции тромбоцитов может быть замаскировано курением. Примечательно, что ассоциация между гаплотипом H2 и ИБС у некурящих остается значимой даже после поправки на другие факторы (возраст, пол, индекс массы тела, уровень триглицеридов и липопротенинов высокой и низкой плотности, гипертония, курение и диабет) в многомерном логистическом регрессионном анализе, то есть ген P2RY12 является независимым фактором риска ИБС [39].
Полигенный подход является эффективным инструментом выявления индивидов с риском развития ССЗ. Одновременное присутствие в одном генотипе нескольких ОНП со слабыми, но достоверными эффектами на процесс гемостаза может повлиять на риск серьезного тром-ботического осложнения у пациента с ИБС. Определенные условия, такие как эрозия или разрыв бляшки, могут предрасполагать к непрерывному образованию тромбина, ведущему к острому тромбозу. Функциональные исследования in vitro показали ассоциацию между числом прокоагулянтных аллелей и образованием тромбина. Последний модулируется взаимодействием нескольких факторов, ни один из которых не имеет преимущественного действия [4]. Исследования на мышах показали, что генетически индуцированный избыточный
синтез тромбина особенно клинически значим на поздних стадиях атеросклероза. И наоборот, состояние умеренной гиперкоагуляции может быть менее значимым в отсутствие уязвимых атеросклеротических бляшек [40]. Термин «уязвимая бляшка» [35] относится к фиброзному атеросклеротическому поражению, сердцевина которого с высоким содержанием липидов, инфильтрированная макрофагами, находится под тонкой фиброзной покрышкой.
Для эффективного использования прогностического потенциала ОНП предложен термин «механистический фенотип» как совокупность всех клинических заболеваний, которые возникают вследствие нарушения дискретного клеточного механизма. Механистический фенотип включает в себя широкий спектр заболеваний с общим клеточным механизмом, что увеличивает аналитические возможности обнаружения истинной функциональной ассоциации с генетическим фактором, если ОНП нарушает или прерывает этот общий клеточный механизм. Все заболевания, входящие в механистический фенотип, считаются эквивалентными, хотя они могут быть клинически различными. Используя механизм-ориентированное фенотипирование, протестировали ассоциации между 833 ОНП в 748 генах, представленными на платформе GWAS и отсортированными по силе их связи с фенотипами, выявленными в электронных медицинских записях 3009 американцев европейского происхождения, чтобы идентифицировать функциональные механизмы, лежащие в основе диагноза. Тромботический фенотип ассоциирован исключительно с генами, контролирующими коагуляцию и гемостаз, особенно сильно - с генами F5 и P2RY12. Анализ чувствительности этого фенотипа показал, что исключение ИМ из дефиниции механистического фенотипа улучшило этот подход. Это означает, что ИМ может быть вызван иными механизмами, нежели другие заболевания тромботическо-го фенотипа [41].
Тестирование аддитивной модели из ряда распространенных протромботических полиморфизмов (F2 20210GA, SERPIN1 4G/5G, FGB -455GA, FV Leiden, F7 -402GA и - 3ID, P2Y12 -744ТС, Platelet Glycoprotein Ia 873GA и Platelet Glycoprotein IIIa 1565TC), выполненное у 489 пациентов с ангиографически доказанной тяжелой ИБС с ИМ (n=307) или без ИМ (n=182) и 315 здоровых лиц, показало, что частота ИМ линейно возрастает с увеличением числа неблагоприятных аллелей. У лиц с чис-
лом аллелей <2 риск ИМ в 7 раз ниже, чем у лиц с числом аллелей >8. Таким образом, в то время как индивидуальные генетические детерминанты предрасположенности имеют ограниченное клиническое значение, их комбинированный эффект делает возможной стратификацию групп людей с высоким и низким риском развития ИБС и ИМ. В специфическом контексте прогрессирующей ИБС данный подход может быть использован в качестве маркера предрасположенности к тромботическому ИМ [4].
М. Satra и соавт. оценили эффект пяти генетических полиморфизмов: F5 1691GA (rs6025), F2 20210GA (rs1799963), SERPINE1 -675 4G/5G (rs1799889), FGB -455GA (rs1800790) и F13A1 103GT (rs5985) на перфузию миокарда у 523 больных ИБС, у которых с помощью перфузионной сцинтиграфии миокарда были рассчитаны следующие индексы: суммарное количество баллов при нагрузке (summed stress score, SSS), суммарное количество баллов в покое (summed rest score, SRS) и разность сумм баллов при нагрузке и в покое (summed difference score, SDS). Генотипы по фактору V Лейден, фактору XIII, -фибриногену и PAI-1 являются независимыми прогностическими предикторами SSS и SDS. Протромбин FII также является независимым прогностическим предиктором SSS. Данное исследование дает первое свидетельство ассоциации этих полиморфизмов с перфузией миокарда, предполагающее, что течение и прогноз ИБС зависят от генотипа по F5 1691GA, F2 20210GA, SERPINE1 -675 (4G/5G), FGB -455G> А и F13A1 103GT [42].
М. Agirbasli и соавт. подтвердили, что многофакторная прогностическая модель, которая включает в себя панель генетических факторов, предсказывает риск ИБС лучше, чем любая моногенная. Авторы провели многофакторный анализ, используя 5 генетических полиморфизмов в различных генах (MTHFR C677T, SERPIN1 4G/5G, повтор 3-27 пар оснований в гене eNOS, вставка или делеция I/D 287 пар оснований Alu-последовательности в гене ACE и PON1 Gln192Arg) у больных с ранним началом ИБС. Эти гены являются важными элементами биохимических путей, ассоциированных с ИБС. Полученные данные показывают, что панель маркеров намного эффективнее какого-либо одного полиморфизма, и что полиморфизмы в составе панели действуют исключительно аддитивным образом [15].
Заключение
Комплексное взаимодействие между генетическими и экологическими факторами в патоге-
незе сложных заболеваний с доказанным генетическим компонентом, таких как атеросклероз, ИБС и ИМ, в которых влияние отдельных генов на риск слабое, объясняет, почему функциональный полиморфизм может влиять не только на промежуточный (активацию тромбоцитов), но и на клинический фенотип (например, атеросклероз). Это наблюдение согласуется с концепцией, что в многофакторных заболеваниях генетические полиморфизмы чаще влияют на риск заболевания, определяя индивидуальную чувствительность к экологическим факторам риска, нежели являются причиной самого патологического процесса [39]. Так как один ОНП объясняет лишь небольшую долю общей фено-типической дисперсии, дополнительные ОНП могут предоставить более подробную информацию о взаимосвязи между уровнями гемо-статических белков и ССЗ [43]. Многие авторы полагают, что генотипирование по отдельным полиморфизмам бесполезно для клинической оценки индивидуального риска атеротромботи-ческой болезни и ее осложнений и что необходимо проводить генотипирование пациентов по панели маркеров гемостаза и коагуляции [3, 4, 15, 41, 42]. В частности, сочетание протромботи-ческих полиморфизмов может помочь прогнозировать ИМ у больных с ИБС [4].
Такие сложные заболевания, как атеротром-ботические ССЗ, вызваны нелинейным взаимодействием многочисленных генетических и экологических факторов риска. Характеристика не только генов-кандидатов, но и сложных взаимодействий между ними, по-видимому, более мощный подход к изучению таких заболеваний. Несовпадение данных различных исследований объясняется тем, что генетический риск ИБС основывается не на эффекте одного гена, а на взаимодействиях между несколькими патофизиологическими путями, контролируемыми несколькими генами и другими факторами риска [15].
Ассоциативные исследования имеют важное ограничение, которое состоит в том, что коронарная ангиография остается золотым стандартом в диагностике ИБС, однако ее использование не позволяет делать прямые выводы об ассоциации факторов риска с доклинической стадией заболевания [15]. Тем не менее, чтобы исключить возможность ошибочной стратификации участников исследования и распределения индивидов с латентной ИБС в контрольную группу, рекомендуется проводить коронарную ангиографию или стресс-тест, что имеет клю-
чевое значение в анализе корреляции генотип-фенотип [8]. Другое ограничение исследований типа «случай-контроль» состоит в том, что в исследование включены только оставшиеся в живых больные ССЗ. Это приводит к недооценке влияния генетической изменчивости на риск ССЗ [26]. Ассоциативные исследования часто не могут исключить возможность того, что тестируемые полиморфизмы/гаплотипы находятся в неравновесном сцеплении с еще не-идентифицированным полиморфным сайтом/ геном предрасположенности, ответственным за наблюдаемые ассоциации. Поэтому необходимо продолжать работу по изучению комплексных физиологических и молекулярных механизмов, приводящих к развитию ССЗ со сложной этиологией. Это позволит оптимизировать терапевтический выбор и идентифицировать новые лекарственные мишени.
Литература
1. Lloyd-Jones, D. et al., American Heart Association. Heart disease and stroke statistics—2009 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee // Circulation. - 2009. - Vol. 119, №3. - e21-181.
2. Parpugga, T.K. et al. The effect of PAI-1 4G/5G polymorphism and clinical factors on coronary artery occlusion in myocardial infarction // Dis. markers. [Электронный ресурс] - 2015. -Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pmc/articles/PMC4529953//, свободный. -Загл. с экрана. - Текст на экране англ.].
3. Ye, Z. et al. Seven haemostatic gene polymorphisms in coronary disease: meta-analysis of 66,155 cases and 91,307 controls // Lancet. - 2006. -Vol. 367, №9511. - Р. 651-658.
4. Martinelli, N. et al. Combined effect of hemostatic gene polymorphisms and the risk of myocardial infarction in patients with advanced coronary atherosclerosis // PLoS one. - 2008. - Vol. 3, №2. - e1523.
5. Kathiresan, S. et al. Common genetic variation in five thrombosis genes and relations to plasma he-mostatic protein level and cardiovascular disease risk // Arterioscler. thromb. vasc. biol. - 2006. -Vol. 26, №6. - Р. 1405-1412.
6. Danesh, J. et al. Plasma fibrinogen level and the risk of major cardiovascular diseases and nonvascu-lar mortality: an individual participant meta-analy-sis //JAMA. - 2005. - Vol. 294, №14. - Р. 1799-809.
7. Mannila, M.N. et al. Contribution of haplo-types across the fibrinogen gene cluster to variation in risk of myocardial infarction // Thromb. haemost. - 2005. - Vol. 93, №3. - Р. 570-577.
8. Theodoraki, E.V. et al. Fibrinogen beta variants confer protection against coronary artery disease in a Greek case-control study // BMC med genet. [Электронный ресурс] - 2010. - Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti-cles/PMC2834581/, свободный. - Загл. с экрана. - Текст на экране англ.].
9. Martiskainen, M. et al. Beta-fibrinogen gene promoter A -455 allele associated with poor long-term survival among 55-71 years old Caucasian women in Finnish stroke cohort // BMC neurol. [Электронный ресурс] - 2014. - Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC4131463/, свободный. - Загл. с экрана. -Текст на экране англ.].
10. Ken-Dror, G. et al. Haplotype and genotype effects of the F7 gene on circulating factor VII, coagulation activation markers and incident coronary heart disease in UK men // J. thromb. hae-most. - 2010. - Vol. 8, №11. - Р. 2394-2403.
11. Friso, S. et al. Promoter methylation in coagulation F7 gene influences plasma FVII concentrations and relates to coronary artery disease // J. med. genet. - 2012. - Vol. 49, №3. - Р. 192-199.
12. Ladenvall, P. et al. Tissue-type plasminogen activator -7351C/T enhancer polymorphism is associated with a first myocardial infarction // Thromb. haemost. - 2002. - Vol. 87, №1. - Р. 105109.
13. Huang, J. et al. Genome-wide association study for circulating tissue plasminogen activator (tPA) levels and functional follow-up implicates endothelial STXBP5 and STX2 // Arterioscler. thromb. vasc. biol. - 2014. - Vol. 34, №5. - Р. 10931101.
14. Onalan, O. et al. Plasminogen activator in-hibitor-1 4G4G genotype is associated with myo-cardial infarction but not with stable coronary artery disease // J. thromb. thrombolysis. - 2008. -Vol. 26, №3. - Р. 211-217.
15. Agirbasli, M. et al. Multifactor dimensionality reduction analysis of MTHFR, PAI-1, ACE, PON1, and eNOS gene polymorphisms in patients with early onset coronary artery disease // Eur. j. cardiovasc. prev. rehabil. 2011. - Vol. 18, №6. -Р. 803-809.
16. Lima, L.M. et al. PAI-1 4G/5G polymorphism and plasma levels association in patients with coronary artery disease // Arq. bras. cardi-ol. - 2011. - Vol. 97, №6. - P. 462-389.
17. Ploplis, V. A. Effects of altered plasminogen activator inhibitor-1 expression on cardiovascular disease // Current drug targets. - 2011. - Vol. 12, №12. - P. 1782-1789.
18. Bladbjerg, EM, et al. Genetic influence on thrombotic risk markers in the elderly-a Danish twin study // J. Thromb. haemost. - 2006. - Vol. 4, №3. - P. 599-607.
19. Mannucci, P.M. et al. The association of factor V Leiden with myocardial infarction is replicated in 1880 patients with premature disease // J. thromb. haem. - 2010. - Vol. 8, №10. - P. 21162121.
20. Zdravkovic, S. et al. Heritability of death from coronary heart disease: a 36-year follow-up of 20 966 Swedish twins // J. intern. med. - 2002. -Vol. 252, №3. - P. 247-254.
21. Myocardial Infarction Genetics Consortium. Genome-wide association of early-onset myocardi-al infarction with single nucleotide polymorphisms and copy number variants // Nat. genet. - 2009. -Vol. 41, №3. - P. 334-341.
22. Desch, K.C. et al. Linkage analysis identifies a locus for plasma von Willebrand factor undetected by genome-wide association // Proc. natl. acad. sci. USA. - 2013. - Vol. 110, №2. - P 588-593.
23. Van Schie, M. et al. Genetic determinants of von Willebrand factor levels and activity in relation to the risk of cardiovascular disease: a review // J. thromb. haemost. -2011. - Vol. 9, №5.
- P. 899-908.
24. Van der Meer, I.M. et al. Genetic variability of von Willebrand factor and risk of coronary heart disease: the Rotterdam Study // Br. j. haematol. -2004. - Vol. 124, №3. - P. 343-347.
25. Della-Morte, D. et al. Association between variations in coagulation system genes and carotid plaque // J. neurol. sci. - 2012. - Vol. 323, №1-2.
- P. 93-98.
26. Van Schie, M.C. et al. Variation in the von Willebrand factor gene is associated with von Willebrand factor levels and with the risk for cardiovascular disease // Blood. 2011. - Vol. 117, №4. -P. 1393-1399.
27. Smith, N.L. et al. Novel associations of multiple genetic loci with plasma levels of factor VII, factor VIII, and von Willebrand factor: The CHARGE (Cohorts for Heart and Aging Research in Genome Epidemiology) Consortium // Circulation. - 2010. -Vol. 121, №12. - P. 1382-1392.
28. Tang, W. et al. Gene-centric approach identifies new and known loci for FVIII activity and VWF antigen levels in European Americans and African Americans // Am. j. hematol. - 2015. - Vol. 90, №6. - Р. 534-540.
29. Spiel, A.O. et al. von Willebrand factor in cardiovascular disease: focus on acute coronary syndromes // Circulation. - 2008. - Vol. 117, №11. - Р. 1449-1459.
30. Bongers, T.N et al. Lower levels of ADAMTS13 are associated with cardiovascular disease in young patients // Atherosclerosis. -2009. - Vol. 207, №1. - Р. 250-254.
31. Schettert, I.T. et al. Association between ADAMTS13 polymorphisms and risk of cardiovascular events in chronic coronary disease // Thromb. res. - 2010. - Vol. 125, №1. - Р. 61-66.
32. Kucharska-Newton, A.M. et al. Association of the platelet GPIIb/IIIa polymorphism with atherosclerotic plaquemorphology: the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study // Atherosclerosis. - 2011. - Vol. 216, №1. - Р. 151-156.
33. Rivera-Garcia, B.E. et al. Platelet glycoprotein IIIA PLA1/A2 polymorphism in young patients with ST elevation myocardial infarction and idiopathic ischemic stroke // Mol. cell. biochem. -2013. - Vol. 384, Issue 1. - P. 163-171.
34. Boekholdt, S.M. et al. Interaction between a genetic variant of the platelet fibrinogen receptor and fibrinogen levels in determining the risk of cardiovascular events // Am. heart. j. - 2004. -Vol. 147, №1. - P. 181-186.
35. Aikawa, M, Libby P. The vulnerable atherosclerotic plaque: pathogenesis and therapeutic approach // Cardiovasc. pathol. - 2004. - Vol. 13, №3. - Р. 125-138.
36. Zeymer, U, Wienbergen H. A review of clinical trials with eptifibatide in cardiology // Cardiovascular. drug reviews. - 2007. - Vol. 25, №4. -Р. 301-315.
37. Zee, R.Y. et al. Purinergic receptor P2Y, G-protein coupled, 12 gene variants and risk of incident ischemic stroke, myocardial infarction, and venous thromboembolism // Atherosclerosis. -2008. - Vol. 197, №2. - Р. 694-699.
38. Fontana, P. et al. P2Y12 H2 haplotype is associated with peripheral arterial disease. A case-control study // Circulation. - 2003. - Vol. 108, №24. - Р. 2971-2973.
39. Cavallari, U. et al. Gene sequence variations of the platelet P2Y12 receptor are associated with coronary artery disease // BMC med genet. [Электронный ресурс] - 2007. - Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/
PMC2048504/, свободный. - Загл. с экрана. - di Текст на экране англ.]. or
40. Eitzman, D.T. et al. Homozygosity for factor
V Leiden leads to enhanced thrombosis and athero- F sclerosis in mice // Circulation. - 2005. - Vol. 111, di №14. - Р. 1822-1825. nc
41. Mosley, J.D. et al. Mechanistic phenotypes:
an aggregative phenotyping strategy to identify M
ep
Работа поддержана грантом РНФ № 14-50-00069.
disease mechanisms using GWAS Data // PLoS one. - 2013. - Vol. 8, №12. - e81503.
42. Satra, M. et al. Sequence variations in the FII, FV, F13A1, FGB and PAI-1 genes are associated with differences in myocardial perfusion // Pharmacoge-nomics. - 2011. - Vol. 12, №2. - P. 195-203.
43. Ken-Dror, G. et al. A genetic instrument for Mendelian randomization of fibrinogen // Eur. j. epidemiol. - 2012. - Vol. 27, №4. - P. 267-279.
А.Г. Максимов
Тел.: +7901-375-02-30,
E-mail: [email protected]
С.Г. Щербак,, Т.А. Камилова, Д.Г. Лисовец, А.М. Сарана,, Е.А. Юркина, А.К. Юркин, С.В. Макаренко,, Н.А. Кленкова, А.Ю. Анисенкова, А.А. Сахаровская, О.С. Глотов,, A.C Глотов,, А.Г. Максимов Генетический полиморфизм системы гемостаза (обзор литературы) // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. — 2015. — Том 7, № 4. — С. 66—75.
genetic polymorphism of haemostasis
S.G. Sherbak, T.A. Kamiliva, D.G. Lisovetch, A.M. Sarana, E.A. Jurina, A.K. Jurkin, S.V. Makarenko, N.A. Klenkova, A.J. Anisenkova, A.A. Saharovskaia, O.S. Glotov A.S. Glotov, A.G. Maximov
Platelets activation and aggregation play an important role in the pathogenesis of atherothrombotic disease and its most important complications such as coronary artery disease and myocardial infarction. In clinical practice it is well-known that, in spite of the documented presence of advanced atherothrombotic disease, only a subset of patients develops acute myocardial infarction during their life-course. The reasons for individual differences in susceptibility to MI are poorly understood. Subjects with hypercoagulability and an increased tendency to form blood clots may be at increased risk. However, this is difficult to assess in clinical practice, since we lack a unique and reliable laboratory marker of hypercoagulability. Moreover, functional tests evaluating concentration and function of blood coagulation proteins are often subjected to multiple transient interferences, e.g. due to the use of antithrom-botic and anticoagulant agents or the presence of concomitant inflammation. Genetic polymorphisms with a documented functional effect on blood coagulation proteins may represent a useful diagnostic and prognostic tool. During the last decade the study of polymorphisms as a risk factor for coronary artery disease and myocardial infarction were given largely convincing results. It demonstrated that gene polymorphisms of hemostasis and especially their combined effects are a risk factor for coronary heart disease and its major thrombotic complication - myocardial infarction. Hemostasis as a complex phenomenon modulated by the interaction of multiple genetic factors that do not have predominant action. Polygenic approach as a tool to identify subject at increased risk of developing complications suggests that the simultaneous presence of multiple genetic variations with a weak but significant effect on the process of hemostasis can affect the risk of serious thrombotic complications and that the number of prothrombotic alleles correlates with the risk of myocardial infarction in patients with advanced atherothrombotic disease.
Key words: atherothrombotic disease, thrombosis, coronary artery disease, myocardial infarction, platelet, coagulation, hemostasis, genetic polymorphism, polygenic approach, prothrombotic allele.
Authors
A.G. Maximov
Tel.: +7901-375-02-30,
E-mail: [email protected]
S.G. Sherbak, T.A. Kamiliva, D.G. Lisovetch, A.M. Sarana, E.A. Jurina, A.K. Jurkin, S.V. Makarenko, N.A. Klenkova, A.J. Anisenkova, A.A. Saharovskaia, O.S. Glotov A.S. Glotov, A.G. Maximov Genetic polymorphism of haemostasis // Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. — 2015. — Vol. 7, № 4 — P. 66—75.
