CC BY
176
УДК 575.113.2:577.15:577.121
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ ЦИТОХРОМА P450 2C9, УЧАСТВУЮЩЕГО В МЕТАБОЛИЗМЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ, В ПОПУЛЯЦИЯХ КОРЕННЫХ ЖИТЕЛЕЙ СЕВЕРНОЙ СИБИРИ
Роза Павловна КОРЧАГИНА1, Людмила Павловна ОСИПОВА1,
Наталья Александровна ВАВИЛОВА1, Елена Николаевна ВОРОНИНА2,
Максим Леонидович ФИЛИПЕНКО2
Институт цитологии и генетики СО РАН
630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10
2Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8
Исследованы частоты встречаемости СУР2С9*2 и СУР2С9*3 в коренных самодийских популяциях селькупов, тундровых и лесных ненцев, нганасан, а также у русских Северной Сибири. По полиморфизму СУ-Р2С9*2 коренные этносы занимают промежуточное положение между европеоидными и монголоидными популяциями, тогда как по полиморфизму СУР2С9*3 такой закономерности не обнаружено. По частотам СУР2С9*2 все самодийцы достоверно отличаются от русских. Кроме того, статистическая значимость различий продемонстрирована между лесными и тундровыми ненцами. По частотам СУР2С9*3 обнаружены более существенные и достоверные различия между самодийскими популяциями. Во всех пяти изученных популяциях выявлена значительная суммарная доля лиц - «медленных» метаболизаторов, у которых можно прогнозировать риск развития нежелательных побочных реакций на лекарственные препараты. Полученные данные могут быть использованы в протоколах рекомендаций дозирования лекарственных препаратов в популяциях коренных жителей Северной Сибири.
Ключевые слова: цитохром Р450, биотрансформация, ксенобиотики, аллели СУР2С9*2 и СУР2С9*3, лекарственные препараты, самодийские популяции.
Цитохромы Р450 (CYPs) - ферменты, осуществляющие реакции окисления многочисленных соединений эндогенного (стероиды, желчные кислоты, жирные кислоты, проста-гландины, лейкотриены, биогенные амины) и экзогенного происхождения, то есть ксенобиотиков (лекарства, яды, продукты промышленного загрязнения, пестициды, канцерогены, мутагены) [1, 2]. Индивидуальные особенности работы системы биотрансформации определяются уникальным для каждого человека сочетанием полиморфных вариантов генов соответствующих ферментов, что ведет к различной устойчивости или чувствительности индивидов к воздействию повреждающих внешних факторов. Наличие функционально неполноценных вариантов генов биотрансформации ксенобиотиков предрасполагает к возникнове-
нию различных заболеваний, а также являются причиной неблагоприятных ответных реакций организма человека на лекарственные препараты [3, 4]. Поэтому в настоящее время проблема повышения безопасности применения фармакологических препаратов является весьма актуальной.
CYP2C9 - изофермент подсемейства ци-тохромов CYP2C, куда также входят CYP2C8, CYP2C18, CYP2Cl9. Аминокислотный состав этих ферментов идентичен более чем на 82 %. CYP2C составляет примерно 20 % от общего содержания цитохромов в микросомах печени человека. Изофермент CYP2C9 имеет размер 55,6 кДа и состоит из 490 аминокислотных остатков [5], вовлечен в биоактивацию таких канцерогенов, как полициклические ароматические гидрокарбонаты и гетероциклические ароматические амины. CYP2C9 ответственен
Корчагина Р.П. - аспирант лаборатории популяционной этногенетики, e-mail:[email protected] Осипова Л.П. - к.б.н., зав. лабораторией популяционной этногенетики, e-mail: [email protected] Вавилова Н.А. - старший лаборант лаборатории популяционной этногенетики, e-mail: [email protected] Воронина Е.Н. - к.б.н., младший научный сотрудник, группа фармакогеномики, e-mail: [email protected] Филипенко М.Л. - к.б.н., руководитель группы фармакогеномики, e-mail: [email protected]
за метаболизм 10 % терапевтически важных лекарственных препаратов, таких как антикоагулянт варфарин, антиконвульсант фенитоин, противодиабетический препарат толбутамид, нестероидные противовоспалительные лекарственные препараты (ибупрофен, диклофенак и др.), лозартан и др. [6-8]. Ген СУР2С9 локализован на 10-й хромосоме в области 10q24, содержит 9 экзонов и входит в состав кластера СУР2С8 - СУР2С9 - СУР2С19 - СУР2С18 [9]. Существуют данные, что полиморфизм в гене СУР2С9 оказывает существенное влияние на токсичность лекарственных препаратов и связан с риском развития нежелательных побочных реакций у индивидов в ответ на применение нестероидных противовоспалительных лекарственных препаратов [10], варфарина -антикоагулянта непрямого действия, применяемого в клинической практике для лечения и предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний [11, 12]. Так, было показано, что именно носительство полиморфных аллелей СУР2С9*2, СУР2С9*3 гена СУР2С9 связано с учащением геморрагических осложнений в дебюте лечения и необходимостью снижения поддерживающей дозы варфарина [13, 14].
СУР2С9*2 и СУР2С9*3 являются наиболее распространенными функционально дефектными аллелями в европейской популяции [15, 16]. Встречаемость обоих вариантов крайне низка в африканских и азиатских популяциях [16]. СУР2С9*2 возник вследствие транзиции Т430С в 3-м экзоне гена, что привело к замене цисте-ина на аргинин в положении 144 (R144C) поли-пептидной цепи. СУР2С9*3 представляет собой однонуклеотидную замену С1075А в седьмом экзоне гена. Результатом этой мутации является замена лейцина на изолейцин в положении 359 полипептидной цепи (13591) [17]. По сравнению с аллелем «дикого» типа, обозначаемым как СУР2С9*1, варианты СУР2С9*2 и СУР2С9*3 обеспечивают синтез фермента со сниженной метаболизирующей активностью. Поэтому носителей вариантов СУР2С9*2 и СУР2С9*3 как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии считают «медленными» метаболизатора-ми: у них снижен метаболизм лекарственных средств, которые в высоких концентрациях накапливаются в организме, что приводит к появлению нежелательных лекарственных реакций, вплоть до интоксикаций. В связи с этим таким лицам следует назначать лекарственные средства в дозе, меньшей средней терапевтической [6, 8].
Установлено, что частоты полиморфных вариантов СУР2С9*2 и СУР2С9*3 проявляют
существенные межэтнические различия и, вероятно, могут являться «маркерами» предрасположенности к риску развития нежелательных побочных реакций на эти лекарства в каждой отдельной популяции. Следовательно, выявление генотипов СУР2С9 важно для достижения эффективных результатов лекарственной терапии, прогнозирования и предотвращения развития нежелательных побочных реакций, что будет способствовать сбережению здоровья населения.
Полиморфизм гена СУР2С9 изучен во многих популяциях человека [16, 18], но не в популяциях коренных этносов и русских Северной Сибири. Поэтому объектом нашего исследования явились селькупы, тундровые и лесные ненцы Ямало-Ненецкого автономного округа, нганасаны полуострова Таймыр и русские, проживающие на территории Северной Сибири. Селькупы, тундровые и лесные ненцы, нганасаны по языку относятся к самодийской ветви уральской языковой семьи. По антропологическим и генетическим данным в их генофондах фиксируются европеоидный и монголоидный компоненты [19-22].
Успешное развитие медицины ведет к тому, что происходит активное проникновение лекарственных препаратов в среду коренных северных жителей. К тому же меняются стандарты лечения, требующие применения все новых лекарств, с которыми не сталкивались ранее коренные народы Севера. Для того чтобы терапия медикаментами была безопасной и эффективной, необходимо знать особенности их метаболизма у коренных этносов. Следовательно, целью данной работы явилось изучение генетического полиморфизма цитохрома Р450 2С9 (СУР2С9*2 и СУр2С9*3) в коренных популяциях селькупов, тундровых ненцев, лесных ненцев, нганасан, а также у русских Северной Сибири, как в этническом контексте, так и для выявления в этих популяциях возможной степени риска развития побочных реакций на терапию лекарственными препаратами.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материал для исследования собирался во время экспедиций 1988-2009 гг. в ЯмалоНенецкий автономный округ и п-ов Таймыр Красноярского края под руководством к.б.н. Л.П. Осиповой. Забор крови производился по международным правилам с использованием «Информированного согласия» от добровольцев, практически здоровых на момент исследования. Выборки были сформированы из пула
этнических представителей селькупов (п = 330), тундровых (п = 313) и лесных ненцев (п = 303), нганасан (п = 186) и русских Северной Сибири (п = 345). В эти выборки не вошли метисы разных уровней от браков коренных жителей с русскими и другими пришлыми этносами.
Образцы ДНК были выделены из лейкоцитарных фракций венозной крови стандартным методом фенол-хлороформной экстракции с использованием протеиназы K. Генотипирова-ние однонуклеотидных замен в гене CYP2C9 проводилось в режиме реального времени с использованием конкурирующих TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК. Каждый образец амплифицировался с использованием пары праймеров и двух зондов, несущих «гаситель» на 3'-конце и разные флуоресцентные красители (FAM либо R6G) на 5'-конце. Последовательности праймеров и зондов для CYP2C9*2 были следующими: 5'-CT-GCGGAATTTTGGGATG-3'; 5'-TAAGGT CAGT-GATATGGAGTAGGG-3' и 5'-R6G-CATTGAG-GACCGT GTT CAAG-BHQ2-3'; 5'-FAM-CATT-
GAGGACTGTGTTCAAGAG-RTQ-3'. Праймеры для CYP2C9*3 имели структуры 5'-CAAAT-GCCCTACACAGATGC-3' и 5'-GATACTAT-TAATTTGGGGACTTCG-3', а зонды - 5'-R6G-CCAGAGATACCTTGACCTTCTC -BHQ2-3' и 5'-FAM-CCAGAGATACATTGACCTTCTC-BHQ2-3'. Общий объем реакционной смеси составлял 25 мкл, смесь содержала ДНК с концентрацией 15 нг/мкл, 300 нМ каждого праймера, по 100-200 нМ TaqMan-зондов, конъюгированных с FAM или R6G, 200 мкМ dNTPs, амплифи-кационный буфер (650 мМ Tris-HCl, 240 мМ (NH4)2SO4, 0,5% Tween 20, 35 мМ MgCl2), термостабильную Taq-полимеразу - 0,5 ед. акт./ре-акц. ПЦР проводилась в следующих условиях: начальная денатурация 1 мин 30 с при 96 °С; затем 45 циклов, включающих денатурацию при
96 °С 8 с, отжиг праймеров и последующую элонгацию при 60 °С в течение 40 с (каждый шаг сопровождался регистрацией флуоресцентного сигнала в диапазонах, соответствующих интервалам флуоресценции флуорофоров FAM и R6G). Работа проводилась с использованием амплификатора iCycler iQ 4 (Bio-Rad, США).
Полученные данные обрабатывались с помощью программы «Bio-Rad iQ5». Популяционные частоты аллельных вариантов вычисляли на основе наблюдаемых частот генотипов. Оценку соответствия частот генотипов равновесию Харди-Вайнберга проводили с использованием критерия х2 (Пирсона), применяя on-line тест-программу, http://ihg2.helmholtz-muenchen. de/cgi-bin/hw/hwa1.pl (при p > 0,05 равновесие выполняется). Оценку достоверности различий по частотам аллелей между исследованными выборками проводили по критерию х2 (при p < 0,05 результаты считались статистически значимыми).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Во всех исследованных выборках распределение частот CYP2C9*2 и CYP2C9*3 генотипов соответствует равновесию Харди-Вайнберга (табл. 1). Исследование показало, что в самодийских популяциях численно преобладают индивиды с «нормальными» генотипами CYP2C9*2-СС и CYP2C9*3-AA. Их частоты варьируют и лежат в пределах 86,5-94,9 % для CYP2C9*2 и 83,9-98,0 % для CYP2C9*3, превышая соответствующие значения для русских Северной Сибири (74,5 и 80,9 % соответственно).
Распределение генотипов CYP2C9 в самодийских популяциях и у русских Северной Сибири приведено в табл. 2.
В исследованных популяциях, как показано в табл. 2, кроме лиц с «нормальным» CY-P2C9*1/*1 генотипом, присутствует также значительная доля «медленных» метаболизаторов,
Таблица 1
Распределение генотипов СУР2С9*2 и СУР2С9*3 и соответствие их равновесию Харди-Вайнберга
в исследованных популяциях
Генотип CYP2C9*2 Соответствие Генотип CYP2C9*3 Соответствие
Популяция (выборка) CC CT TT равновесию Харди-Вайнберга AA AC CC равновесию Харди-Вайнберга
Селькупы (330) 298 32 0 p = 0,36 277 52 1 p = 0,38
Тундровые ненцы (313) 297 16 0 p = 0,64 289 23 1 p = 0,46
Лесные ненцы (303) 262 41 0 p = 0,21 297 6 0 p = 0,86
Нганасаны (186) 173 13 0 p = 0,62 171 14 1 p = 0,24
Русские Северной Сибири (345) 257 81 7 p = 0,84 279 65 1 p = 0,17
Таблица 2
Частоты СУР2С9 генотипов и суммарные частоты «медленных» метаболизаторов
в исследованных популяциях, %
Генотип СУР2С9 Селькупы (п = 330) Тундровые ненцы (п = 313) Лесные ненцы (п = 303) Нганасаны (п = 186) Русские Северной Сибири (п = 345)
СУР2С9*1/*1 СУР2С9*1/*2 СУР2С9*1/*3 СУР2С9*2/*3 СУР2С9*2/*2 СУР2С9*3/*3 Суммарная частота «медленных» метаболизаторов, % 74,85 (247)** 9,09 (30) 15,15 (50) 0,61 (2) 0,00 (0) 0,30 (1) 25,15 87,22 (273) 5,11 (16) 7,35 (23) 0,00 (0) 0,00 (0) 0,32 (1) 12,78 84,49 (256) 13,53 (41) 1,98 (6) 0,00 (0) 0,00 (0) 0,00 (0) 15,51 84,95 (158) 6,99 (13) 7,53 (14) 0,00 (0) 0,00 (0) 0,54 (1) 15,05 59,71 (206) 20,00 (69) 14,49 (50) 4,35 (15) 1,16 (4) 0,29 (1) 40,29
Примечание. В скобках указана численность носителей определенных генотипов.
Таблица 3
Частоты аллеля СУР2С9*2 и достоверность различий между изученными популяциями
и другими этническими группами
Популяция Общее число аллелей Частота СУР2С9*2, % Селькупы Тундровые ненцы Лесные ненцы Нганасаны Русские Северной Сибири
Селькупы* 660 4,85 X2 = 3,77; р = 0,05 X2 = 1,58; р = 0,21 X2 = 0,68; р = 0,41 X2 = 25,22; p = 0,00
Тундровые ненцы* 626 2,56 X2 = 3,77; р = 0,05 X2 = 10,38; p = 0,00 X2 = 0,40; р = 0,53 X2 = 44,13; p = 0,00
Лесные ненцы* 606 6,77 X2 = 1,58; Р = 0,21 X2 = 10,38; p = 0,00 X2 = 3,69; р = 0,05 X2 = 13,05; p = 0,00
Нганасаны* 372 3,49 X2 = 0,68; р = 0,41 X2 = 0,40; р = 0,53 X2 = 3,69; р = 0,05 X2 = 22,44; p = 0,00
Эвены [23] 162 3,00 X2 = 0,52; р = 0,47 X2 = 0,01; р = 0,93 X2 = 2,19; р = 0,14 X2 = 0,00; р = 0,98 X2 = 11,20; p = 0,00
Чукчи [23] 228 6,60 X2 = 0,61; р = 0,43 X2 = 6,02; p = 0,01 X2 = 0,00; р = 0,95 X2 = 2,12; р = 0,15 X2 = 6,22; p = 0,01
Китайцы [16] 1016 0,00 X2 = 45,40; p = 0,00 X2 = 23,03; p = 0,00 X2 = 63,40; p = 0,00 X2 = 31,05; p = 0,00 X2 = 127,39; p = 0,00
Русские Северной Сибири* 690 13,77 X2 = 25,22; p = 0,00 X2 = 44,13; p = 0,00 X2 = 13,05; p = 0,00 X2 = 22,44; p = 0,00
Русские Чукотки [23] 404 7,40 X2 = 2,26; р = 0,13 X2 = 11,31; p = 0,00 X2 = 0,06; р = 0,80 X2 = 4,44; p = 0,04 X2 = 7,62; p = 0,01
Русские Воронежской области [26] 580 10,50 X2 = 11,53; p = 0,00 X2 = 26,82; p = 0,00 X2 = 4,04; p = 0,04 X2 = 12,65; p = 0,00 X2 = 2,16; р = 0,14
Немцы [27] 734 10,60 X2 = 12,95; p = 0,00 X2 = 28,84; p = 0,00 X2 = 4,71; p = 0,03 X2 = 13,55; p = 0,00 X2 = 2,32; р = 0,13
Словенцы [18] 254 12,20 X2 = 12,07; p = 0,00 X2 = 27,12; p = 0,00 X2 = 5,10; p = 0,02 X2 = 13,82; p = 0,00 X2 = 6,20; р = 0,65
Примечание. Здесь и в табл. 4 * - данные настоящего исследования; полужирным шрифтом выделены статистически значимые различия в парном сравнении.
причем максимальная суммарная их частота наблюдается у русских Северной Сибири, что достоверно отличает последних от всех само-дийцев (р = 0,00). Из когорты коренных жителей выделяются селькупы, в выборке которых
частота лиц с подобным фенотипом достоверно выше, чем в остальных самодийских этносах.
Нам показалось целесообразным провести парный сравнительный анализ частот аллелей СУР2С9*2 и СУР2С9*3 между самодийцами и
некоторыми другими этническими группами (табл. 3, 4).
Как можно видеть из табл. 3 и 4, частоты аллелей СУР2С9*2 и СУР2С9*3 варьируют среди самодийских популяций. При этом по СУР2С9*2 среди коренных этносов достоверно отличаются лишь лесные и тундровые ненцы (р = 0,00). Причем у лесных ненцев наблюдается максимальная частота аллеля СУР2С9*2, а у тундровых ненцев - минимальная по сравнению с другими самодийцами. В исследованных этносах частоты СУР2С9*2 сходны с таковыми у чукчей и эвенов (р > 0,05). Существенным фактом является то, что во всех самодийских популяциях, а также у чукчей и эвенов, аллель СУР2С9*2 встречается значительно реже, чем в популяциях русских Северной Сибири, Воронежской области и европеоидов Германии, Словении (р < 0,05). У китайцев он не встречается вовсе. Исходя из этих данных, можно выдвинуть предположение, что мутантный аллель СУР2С9*2 имеет европеоидное происхождение. Не исключено также, что в выборках детей чукчей [23] имеются дети от смешанных браков с европеоидами, что обусловливает присутствие в
антропологически монголоидных этносах чукчей и эвенов мутантных вариантов СУР2С9*2 и СУР2С9*3, сравнимых с частотами в самодийских этносах. По частотам СУР2С9*2 самодий-цы занимают промежуточное положение между европеоидными и монголоидными популяциями, что согласуется с данными о наличии в их генофондах европеоидного и монголоидного компонентов. Что касается русских Северной Сибири, то частота аллеля СУР2С9*2 в этой популяции согласуется с частотами для русских, проживающих в Воронежской области, и для других европеоидов (р > 0,05). Исключение составляют русские, проживающие на Чукотке [23], в выборке (п = 202) которых встречаемость аллеля СУР2С9*2 ниже в 2 раза по сравнению с русскими Северной Сибири (р = 0,006). Остается неясным, проводили ли авторы этой работы генеалогический анализ при формировании данной выборки.
Если по частотам аллеля СУР2С9*2 коренные этносы практически не различаются между собой, то по частотам аллеля СУР2С9*3 наблюдается существенная этническая вариабельность. Так, нганасаны и тундровые ненцы
Таблица 4
Частоты аллеля СУР2С9*3 и достоверность различий между изученными популяциями
и другими этническими группами
Популяция Общее число аллелей Частота СУР2С9*3, % Селькупы Тундровые ненцы Лесные ненцы Нганасаны Русские Северной Сибири
Селькупы* 660 8,18 X2 = 7,99; p = 0,01 X2 = 31,55; p = 0,00 X2 = 4,44; p = 0,03 X2 = 0,65; р = 0,42
Тундровые ненцы* 626 3,99 X2 = 7,99; p = 0,01 X2 = 9,61; p = 0,00 X2 = 0,00; р = 0,95 X2 = 13,58; p = 0,00
Лесные ненцы* 606 0,99 X2 = 31,55; p = 0,00 X2 = 9,61; p = 0,00 X2 = 9,49; p = 0,00 X2 = 39,98; p = 0,00
Нганасаны* 372 4,30 X2 = 4,44; p = 0,03 X2 = 0,00; р = 0,95 X2 = 9,49; p = 0,00 X2 = 7,84; p = 0,00
Эвены [23] 162 7,00 X2 = 0,15; р = 0,70 X2 = 1,52; р = 0,22 X2 = 15,96; p = 0,00 X2 = 0,86; р = 0,35 X2 = 0,84; р = 0,36
Чукчи [23] 228 3,00 X2 = 5,44; p = 0,02 X2 = 0,16; р = 0,69 X2 = 3,26; р = 0,07 X2 = 0,27; р = 0,61 X2 = 8,13; p = 0,00
Китайцы [16] 896 3,30 X2 = 14,63; p = 0,00 X2 = 0,25; р = 0,62 X2 = 7,27; p = 0,01 X2 = 0,40; р = 0,53 X2 = 23,12; p = 0,00
Русские Северной Сибири* 690 9,71 X2 = 0,65; р = 0,42 X2 = 13,58; p = 0,00 X2 = 39,98; p = 0,00 X2 = 7,84; p = 0,00
Русские Чукотки [23] 404 9,00 X2 = 0,07; р = 0,79 X2 = 8,57; p = 0,00 X2 = 32,78; p = 0,00 X2 = 5,10; p = 0,02 X2 = 0,08; р = 0,77
Русские Воронежской области [26] 580 6,70 X2 = 0,63; р = 0,43 X2 = 3,52; р = 0,06 X2 = 23,24; p = 0,00 X2 = 1,79; р = 0,18 X2 = 2,77; р = 0,10
Немцы [27] 734 7,80 X2 = 0,03; р = 0,87 X2 = 06,93; p = 0,01 X2 = 29,75; p = 0,00 X2 = 3,74; р = 0,05 X2 = 1,21; р = 0,27
Словенцы [18] 254 6,30 X2 = 0,57; р = 0,45 X2 = 1,49; р = 0,22 X2 = 16,86; p = 0,00 X2 = 0,76; р = 0,38 X2 = 1,91; р = 0,17
показывают сходные частоты, близкие к таковым в монголоидных популяциях китайцев, чукчей (р > 0,05). В популяции селькупов, напротив, выявлена максимальная частота СУ-Р2С9*3, сходная с таковой у русских Северной Сибири, у русских из других регионов, а также у европейцев (немцы, словенцы) (р > 0,10). Особенным фактом явилось то, что среди всех популяций, как исследованных, так и взятых для сравнения, у лесных ненцев наблюдается минимальная частота встречаемости СУР2С9*3, а также максимальная частота СУР2С9*2 среди самодийских и других северных популяций. Возможно, на такое распределение частот полиморфных вариантов гена СУР2С9 повлияло то, что популяция лесных ненцев, небольшая по численности, в результате эпидемий оспы и кори несколько раз проходила через «бутылочное горлышко», что могло привести к генному дрейфу, в результате которого произошел сдвиг в генных частотах. К тому же не исключено, что такому распределению частот аллелей СУР2С9*2 и СУР2С9*3 способствовало особая система заключения браков (предпочтительно между родственниками), что привело к повышенному коэффициенту инбридинга - 0,012 у лесных ненцев (у нганасан - 0,002) [24, 25].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В целом наше исследование выявило существенную вариабельность распределения частот аллелей СУР2С9*2 и СуР2С9*3 в самодийских популяциях коренных жителей, а также у этнических русских Северной Сибири, но по сравнению с встречаемостью у русских Северной Сибири и в других европеоидных популяциях эти частоты значительно снижены среди само-дийцев, что, возможно, объясняется действием факторов микроэволюции (генный дрейф, миграции). С осторожностью можно предположить и влияние естественного отбора в пользу наиболее «приспособленных» генных вариантов у коренных жителей Севера в условиях среды обитания, насыщенной природными «аллергенами» (пыльца растений, дым от костров и др.).
При анализе генотипов проведенное исследование выявило значимую суммарную долю «медленных» метаболизаторов среди коренных жителей и русских Северной Сибири. Данная величина варьирует от 13 % у тундровых ненцев до 25 % у селькупов и максимальна в популяции русских Сибири (40 %). Полученные результаты позволяют нам в изученных популяциях прогнозировать наличие индивидуального и популяционного риска развития нежела-
тельных побочных реакций в ответ на лечение такими важными и эффективными лекарственными препаратами, как антикоагулянты, нестероидные противовоспалительные препараты. Причем, предположительно, максимальная степень риска существует у русских Северной Сибири по сравнению с селькупами, ненцами и нганасанами.
Однако нужно учесть, что в настоящее время увеличивается степень метисации коренного северного населения с русскими, что способствует привнесению «новых» генных вариантов в генофонды самодийцев и может изменить степень риска. Следовательно, подбор доз лекарственных препаратов в изученных нами популяциях должен проводиться с осторожностью. А выявление генотипов СУР2С9 необходимо включить в список медицинских обследований и проводить в индивидуальном порядке среди представителей коренных этносов и русских Северной Сибири, применяя результаты генотипирования при подборе оптимальных доз лекарственных препаратов потенциальным пациентам для эффективной терапии. Кроме того, мы считаем необходимым проведение более масштабного скрининга популяций коренных жителей Севера и Сибири по полиморфизмам других генов системы биотрансформации ксенобиотиков. Конечная цель подобного рода исследований - сведение до минимума риска побочных реакций, угрожающих жизни. Эти меры будут способствовать сбережению здоровья населения. К тому же грамотный индивидуальный подход к дозированию медикаментов окажет сберегающий эффект на бюджет здравоохранения.
БЛАГОДАРНОСТИ
Финансовая поддержка данного исследования осуществлялась Интеграционным проектом № 5.5 (2006-2008 гг.), Государственным контрактом № 01-15/36 и экспедиционными грантами СО РАН № 1/8 за 2008 г. и № 1/2 за 2009 г. (для Осиповой Л.П.); Интеграционными проектами СО РАН № 17 (2009-2011 гг.) и № 84 (2009-2011 гг.) (для Филиппенко М. Л.).
Авторы выражают глубокую благодарность представителям коренных этносов, принявшим участие в данном исследовании. А также Анд-реенкову О.В., Бочкареву М.Н. и Зубкову Е.А. за выделение образцов ДНК; Бурлаковой Н.А., Чуркиной Т.В., Молетотовой Н.А, Карафет Т.М. и Вепреву С.Г. за помощь в проведении экспедиционных исследований и Гольцовой Т.В. за предоставление генеалогических данных по нганасанам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Райс Р.Х., Гуляева Л.Ф. Биологические эффекты токсических соединений. Новосибирск, 2003. 208 с.
Rays R.H., Gulyaeva L.F. Biological effects of toxic compounds. Novosibirsk, 2003. 208 p.
2. Nelson D.R., Koymans L., Kamataki T. et al. P450 superfamily: update on new sequences, gene mapping, accession numbers and nomenclature // Pharmacogenetics. 1996. 6. 1-42.
3. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены «предрасположенности» (Введение в предиктивную медицину). СПб., 2000. 272 с.
Baranov VS., Baranova E. V., Ivashchenko T.E., Aseev M.V Genome of human and genes of the «predisposition» (Introduction to the predictive medicine). SPb., 2000. 272 p.
4. Ляхович В.В., Вавилин В.А., Макарова С.И., Гришанова А.Ю. Экогенетический аспект полифак-торных заболеваний // Вестн. ВОГиС. 2006. 10.
(3). 514-519.
Lyakhovich V.V., Vavilin V.A., Makarova S.I., Grishanova A. YU. Ecogenetical aspect ofmultifactorial diseases // Vestn. VOGiS. 2006. 10. (3). 514-519.
5. Goldstein J.A., de Morais S.M.F. Biochemistry and molecular biology of the human CYP2C subfamily // Pharmacogenetics. 1994. 4. 285-299.
6. Lee C., Pieper J.A., Frye R. et al. Tolbutamide, flurbiprofen and losartan as probes of CYP2C9 activity in humans // J. Clin. Pharmacol. 2003. 43. (1). 84-91.
7. Rettie A.E., Jones J.P. Clinical and toxicologi-cal relevance of CYP2C9: Drug-drug interactions and pharmacogenetics // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2005. 45. 477-494.
8. Sanderson S., Emery J., Higgins J. CYP2C9 gene variants, drug dose, and bleeding risk in warfarin-treated patients: a HuGEnet systematic review and meta-analysis // Genet. Med. 2005. 7. (2). 97-104.
9. Morais, S.M.F., Schweiki H., Blaisdell J., Goldstein J.A. Gene structure and upstream regulatory regions of human CYP2C9 and CYP2C18 // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993. 194. 194-201.
10. Обжерина А.Ю., Игнатьев И.В., Дмитриев Н.В. и др. Изучение полиморфного маркера Ile359Leu гена CYP2C9 у больных с эрозивноязвенными поражениями верхних отделов желудочно-кишечного тракта на фоне приема нестероидных противовоспалительных препаратов (предварительные данные) // Клин. фармакол. и терапия. 2009. (6). 41.
Obzherina A.Yu., Ignat'ev I.V., Dmitriev N.V et al. The study of polymorphous marker Ile359Leu of gene CYP2C9 in patients with erosive-ulcerative lesions of upper gastrointestinal tract against the use of non steroidal anti-inflammatory drugs (preliminary data) // Klin. farmakol. i terapiya. 2009. (6). 41.
11. Kожаxметова C.C., Раманкулов Е.М., Момыналиев К.Т. Повышение безопасности терапии непрямыми антикоагулянтами на основе фармакогеномного подхода у этнических казахов // Режим доступа: http://www.nc-i.ru/index. php?p=showtezis&id=268
Kozhakhmetova S.S., Ramankulov E.M., Mo-mynaliev K.T. Increasing safety oftherapy with indirect anticoagulants on the basis of pharmacogenomical approach in ethnic Kazakhs // Availably: http://www. nc-i.ru/index.php?p=showtezis&id=268
12. PirmohamedM., ParkB.K. Cytochrome P450 enzyme polymorphisms and adverse drug reactions // Toxicology. 2003. 192. (1). 23-32.
13. Сироткина О.В., Улитина А.С., Тараски-на А.Е. и др. Аллельные варианты CYP2C9*2 и CYP2C9*3 гена цитохрома CYP2C9 в популяции Санкт-Петербурга и их клиническое значение при антикоагулянтной терапии варфарином // Рос. кар-диол. журн. 2004. (б). 24-31.
Sirotkina O.V., Ulitina A.S., Taraskina A.E. et al. Allelic variants CYP2C9*2 and CYP2C9*3 of cytochrome CYP2C9 gene in Saint Petersburg population and its clinical effect on the time of anticoagulating therapy with warfarin // Ros. kardiol. zhurn. 2004. (б). 24-31.
14. Freeman B.D., Zehnbauer B.A., McGrath S. et al. Cytochrome P450 polymorphisms are associated with reduced warfarin dose // Surgery. 2000. 128. (2). 281-285.
15. Сычев Д.А., Стасяк Е.В., Игнатьев И.В. и др. Клиническая фармакогенетика изофермента цитохрома Р-450 2С9 // Клин. фармакол. и терапия. 2005. (4). 60-63.
Sychev D.A., Stasyak E.V., Ignat'ev I.V. et al. Clinical pharmacogenetics of isoenzyme of cytochrome Р-450 2С9 // Klin. farmakol. i terapiya. 2005.
(4). 60-63.
16. Xie H.-G., Prasad H.C., Kim R.B., Stein C.M. CYP2C9 allelic variants: ethnic distribution and functional significance // Adv. Drug Deliv. Rev. 2002. 54. 1257-1270.
17. CYP2C9 allele nomenclature // Availably: http://www.cypalleles.ki.se/cyp2c9.htm
18. Herman D., Dolzan V., Breskvar K. Genetic polymorphism of Cytochrome P450 2C9 and 2C19 in Slovenian population // Zdrav. Vestn. 2003. 72. 347-351.
19. Аксянова Г.А., Багашев А.Н., Богордае-ва А.А. и др. Этнография и антропология Ямала. Новосибирск, 2003. 390 с.
Aksyanova G.A., Bagashev A.N., Bogordae-va A.A. Ethnography and anthropology of Yamal. Novosibirsk, 2003. 390 p.
20. Осипова Л.П. Генетические маркеры иммуноглобулинов (система Gm) для оценки процессов миграции и метисации в популяциях человека в Северной Сибири // Сиб. экол. журнал. 1994. 1. (2). 129-140.
Osipova L.P. Genetic markers of immunoglobulins (system of Gm) for the estimation of migration and admixture processes in human populations in Northern Siberia // Sib. ekol. zhurn. 1994. 1. (2). 129-140.
21. Karafet T.M., Osipova L.P., Gubina M.A. et al. High levels of Y chromosome differentiation among Native Siberian populations and the genetic signature of a boreal hunter-gatherer way of life //
Hum. Biol. 2002. 16. 702-722.
22. Sukernik R.I., Karaphet T.M., Osipova L.P.
Distribution of blood groups, serum markers and red cell enzymes in two human populations from Northern Siberia // Hum. Hered. 1978. 28. (5). 321-327.
23. Koman I.E., Sychev D.A., Pavliut E.V et al.
Ethnic features of CYP2C9 gene polymorphism in Chukotka children // Availably: http://www.media-sphera.ru/journals/pediatr/207/eng/3000/
24. Абанина Т.А. Популяционная структура лесных ненцев: демографические характеристики, структура браков, миграция, анализ смешения //
Генетика. 1982. 18. (11). 1884-1893.
GENETIC POLYMORPHISM OF DRUG-METABOLIZING CYTOCHROME P450 2C9 IN INDIGENOUS PEOPLE POPULATIONS OF NORTHERN SIBERIA
Roza Pavlovna KORCHAGINA1, Lyudmila Pavlovna OSIPOVA1, Natalya Aleksandrovna VAVILOVA1, Elena Nikolaevna VORONINA2, Maksim Leonidovich FILIPENKO2
1 Institute of Cytology and Genetics SB RAS 630090, Novosibirsk, Akademic Lavrentiev av., 10
2 The Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine SB RAS 630090, Novosibirsk, Akademic Lavrentiev av., 8
The frequencies of CYP2C9*2 and CYP2C9*3 alleles in indigenous Samoedic populations of Selkups, Tundra Nenets, Forest Nenets, Nganasans and also in Russians of Northern Siberia have been investigated. The results showed the intermediary position of CYP2C9*2 allele frequencies in Samoedic peoples, compared with Europeans and Mongoloids, but this regularity for CYP2C9*3 has not been observed. The CYP2C9*2 frequencies for all Samo-edic peoples reliably differ from ones for Russians. In addition, the reliability of differences for the frequencies of CYP2C9*2 allele between Tundra and Forest Nenets has been shown. More substantial and reliable differences for the frequencies of CYP2C9*3 between indigenous populations have been revealed. The considerable total part of peoples - slow metabolizers has been elicited in all five studied populations. Consequently, we can predict the risk of adverse drug reactions among these peoples. Our data can be used in the protocols of recommendations for dosing drugs in populations of native residents of Northern Siberia.
Key words: cytochrome P450, biotransformation, xenobiotics, alleles CYP2C9*2 and CYP2C9*3, medicinal preparations, Samoedic populations
Korchagina R.P. - postgraduate student of the laboratory for population ethnogenetics, e-mail: [email protected] Osipova L.P. - candidate of biological sciences, head of the laboratory for population ethnogenetics, e-mail: [email protected]
Vavilova N.A. - senior laboratory assistant of the laboratory for population ethnogenetics, e-mail: [email protected]
Voronina E.N. - candidate of biological science, junior researcher of the group for pharmacogenomics, e-mail: [email protected]
Filipenko M.L. - candidate of biological sciences, head of the group for pharmacogenomics, e-mail: [email protected]
Abanina T.A. Population structure of the Forest Nenets, pattern of mating, migration and admixture // Genetika. 1982. 18. (11). 1884-1893.
25. Гольцова Т. В. Родственные браки, инбридинг и его эффекты у нганасан Таймыра // Генетика. 1981. 17. (5). 896-905.
Goltzova T. V Consanguineous marriages, inbreeding and its effects in Taimyr Nganasans // Genetika. 1981. 17. (5). 896-905.
26. Gaikovitch E.A., Cascorbi I., Mrozikiewicz P.M. et al. Polymorphisms of drug-metabolizing enzymes CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP1A1, NAT2 and of P-glycoprotein in a Russian population // Eur. J. Clin. Pharmacol. 2003. 59. 303-312.
27. Ackermann E., Cascorbi I., Sachse C. et al. Frequencies and the allelic linkage of CYP2C9 mutations in a German population, and the detection of a C/T mutation in intron 2 // Eur. J. Clin. Pharmacol. 1997. 52.A 71.
