CC BY
112
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ
Генетика ишемической болезни сердца: путь к этиологическим механизмам, новым мишеням терапии и более персонализированной профилактике
М. Оро-Меландер
Кафедра клинических наук в городе Мальмё, Диабетологический центр Университета Лунда, Университет Лунда, Мальмё, Швеция
Ишемическая болезнь сердца (ИБС) - это одно из наиболее серьезных многофакторных заболеваний, на развитие которого влияет генетическая предрасположенность, а также поддающиеся и не поддающиеся коррекции факторы риска и их взаимодействие. Благодаря достижениям последних нескольких лет в области многофакторной генетики, в частности благодаря полногеномному поиску ассоциаций и их метаанализам, была обеспечена достаточная статистическая выборка, позволяющая идентифицировать и воспроизвести генетические варианты более чем 50 локусов, связанных с риском ИБС, а также нескольких сотен локусов для кар-диометаболических факторов риска ИБС, например, липидов и липопротеинов крови. Хотя для подавляющего большинства локусов по-прежнему неизвестны причинные варианты и лежащие в основе патологических изменений механизмы, был достигнут определенный информационный прогресс для ряда генетических локусов. Кроме того, идентификация редких мутаций с утратой функции (ЬзБ-оМипсйоп) таких генов, как РСБК9, ИРСШ, АР0С3 и АР0А5, при которых наблюдается выраженное снижение риска ИБС без побочных эффектов, является примером преобразования результатов генетических анализов в новую информацию по механизмам изменений, что вселяет некоторый оптимизм в отношении будущих разработок новых препаратов, учитывая многочисленность генов, связанных с развитием ИБС, по данным GWAS. В конечном итоге для раскрытия или исключения причинно-следственной связи между исследуемыми биомаркерами и ИБС может использоваться менделевская рандомизация; при помощи подобных подходов уже была подтверждена взаимосвязь между ИБС и холестерином липопротеидов низкой плотности, триглицеридами/остаточными частицами и липопротеином (а), а также отсутствие взаимосвязи для холестерина липопротеинов высокой плотности, С-реактивного белка и липопро-теин-ассоциированной фосфолипазы А2. В совокупности эти генетические результаты являются первым этапом на пути к новым многообещающим мишеням терапии и стратегиям вмешательства, таким образом, они обладают выдающимся потенциалом с точки зрения улучшения профилактики, прогнозирования и терапии ИБС.
Genetics of coronary heart disease: towards causal mechanisms, novel drug targets and more personalized prevention
M. Orho-Melander Lund University Diabetes Centre, Lund University, Malmo, Sweden
Coronary heart disease (CHD) is an archetypical multifactorial disorder that is influenced by genetic susceptibility as well as modifiable and non-modifiable risk factors, and their interactions. Advances during recent years in the field of multifactorial genetics, in particular genome wide association studies (GWASs) and their meta-analyses, have provided the statistical power to identify and replicate genetic variants in more than 50 risk loci for CHD and in several hundreds of loci for cardiometabolic risk factors for CHD such as blood lipids and lipoproteins. Although for a great majority of these loci both the causal variants and mechanisms remain unknown, progress in identifying the causal variants and underlying mechanisms has already been made for several genetic loci. Furthermore, identification of rare loss-of-function variants in genes such as PCSK9, NPC1L1, APOC3 and APOA5, which cause a markedly decreased risk of CHD and no adverse side effects, illustrates the power of translating genetic findings into novel mechanistic information and provides some optimism for the future of developing novel drugs, given the many genes associated with CHD in GWASs. Finally, Mendelian randomization can be used to reveal or exclude causal relationships between heritable biomarkers and CHD, and such approaches have already provided evidence of causal relationships between CHD and LDL cholesterol, triglycerides/remnant particles and lipoprotein (a), and indicated a lack of causality for HDL cholesterol, C-reactive protein and lipoprotein-as-sociated phospholipase A2. Together, these genetic findings are beginning to lead to promising new drug targets and novel interventional strategies and thus have great potential to improve prevention, prediction and therapy of CHD.
J Intern Med. 2015; Vol. 278:433-446. doi: 10.1111/joim.12407
Ключевые слова:
сердечно-сосудистое заболевание, частые варианты, генетика, менделевская рандомизация, редкие варианты
Keywords:
cardiovascular disease, common variants, genetics, Mendelian randomization, rare variants
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) - это ведущая причина осложнений и смертности во всем мире. Согласно оценкам, в 2008 г. примерно 30% от общего количества летальных исходов в мире были связаны с ССЗ и примерно 13% - с ишемической болезнью сердца (ИБС) [1]. Важным фактором риска ССЗ и ИБС является семейный анамнез. Данные Фрамин-гемского кардиологического когортного исследования (Framingham Heart Study) свидетельствуют о том, что в случае смерти родителей от ИБС риск развития данной патологии у их детей повышается независимо от наличия других факторов риска, при этом данный риск выше в случае раннего развития заболевания (возраст при постановке диагноза <60 лет) [2]. В результате коррекции по традиционным факторам риска, таким как дислипи-демия, гипертензия и сахарный диабет типа 2 (СД2), это повышение риска выравнивается, но не исчезает, а это позволяет предположить, что наследование ССЗ объясняется как известными наследованными факторами риска, так и еще неизвестными генетическими факторами [3]. Оценки наследования ССЗ варьировали от 40 до 60% [4, 5], таким образом, примерно половина случаев заболевания в популяции может быть объяснена генетическими факторами.
С 2007 г. полногеномные поиски ассоциаций (GWAS) позволили существенно продвинуться в области идентификации генетических локусов, связанных с различными многофакторными заболеваниями человека и признаками, включая ССЗ, СД2, уровни липидов и липопротеидов в плазме, индекс массы тела, абдоминальное ожирение и гипертензию. При проведении GWAS используется объективный подход, в ходе которого генетические маркеры, наиболее часто представляющие собой однонуклеотид-ные полиморфизмы (ОНП), распределенные по всем хромосомам человека, без предварительного отбора подвергают генотипированию и анализу, чтобы понять, с каким заболеванием или признаком он может ассоциироваться. Поскольку в анализы GWAS обычно включают приблизительно 1 млн ОНП, значимой на уровне всего генома считается взаимосвязь при p<5x10-8 [6]. Кроме того, ОНП, идентифицированные в ходе поисковых GWAS, требуется подтвердить в независимых репликационных выборках для проверки идентифицированной взаимосвязи.
Некоторые особенности результатов GWAS могут быть обобщены для практически всех изучаемых признаков и заболеваний [7]. Большинство наиболее часто связанных с риском развития генетической патологии вариантов генов расположены в последовательностях ДНК, не кодирующих белки, т.е. в интронных или интергенных областях или сегментах хромосом без соседних кодирующих белки генов.
Это подчеркивает важность генетических различий в регуляции экспрессии кодирующих белки или иных генов, таких как молекулы малых РНК, при многофакторных заболеваниях.
Возможности GWAS, связанные с непосредственной идентификацией причинных вариантов, ограничены, хотя они позволяют выявить причинные хромосомные участ-
ки, содержащие ОНП, которые связаны с изучаемым признаком.
В некоторой степени это связано с тем, что чипы для ге-нотипирования не содержат все часто встречающиеся ОНП генома (примерно 60 млн), таким образом, ассоциация с генотипируемыми ОНП в большинстве случаев указывает на наличие аллельной ассоциации с партнером генотипируемого ОНП (т. е. с локусом, вовлеченным в неравновесное сцепление). Кроме того, ОНП, для которых зарегистрирована ассоциация с каком-то конкретным регионом (т. е. характеризующиеся наибольшей взаимосвязью с каким-то признаком), обычно не охватывают все возможные вариации данного локуса, таким образом, степень общего вклада данных изменений в наследование признака часто может недооцениваться. Таким образом, часто сложно отнести какой-то связанный вариант локуса к единственному гену (или любому гену) без обширных исследований, направленных на точное картирование и дальнейшее изучение [8, 9]. Поскольку проведение функциональных анализов для очень большого количества ОНП невозможно с практической точки зрения, для уточнения и сведения к минимуму размеров представляющих интерес регионов используются генетические подходы, направленные на точное картирование. Один из подходов точного картирования, предназначенный для уточнения региона, представляет проверку ассоциации с более плотным участком ОНП из связанного с признаком блока неравновесного сцепления (НС) в популяциях, отличающихся по этническим признакам от первоначального исследования. Для данной задачи большую ценность представляют афроамериканские популяции вследствие более плотной структуры блоков НС, т. е. у них короче генетическое расстояние между блоками, определяющими начало и конец сигналов ассоциации. Это помогает уменьшить представляющую интерес последовательность, а иногда даже исключить нефункциональные ОНП.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЛОКУСЫ ДЛЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
Первые результаты GWAS для ССЗ были представлены в 2007 г.: в 3 независимых исследованиях на европейских популяциях была идентифицирована взаимосвязь между распространенными ОНП на хромосоме 9p21 и ССЗ; этот локус по-прежнему обладает максимально известной на данный момент ассоциацией с ССЗ [1012]. Таким образом, приоритетными задачами стали совместные усилия больших консорциумов, направленные на выявление вариантов с меньшей частотой и меньшим эффектом [13, 14]. Консорциум полногеномной репликации и метаанализа ИБС (Coronary Artery Disease Genome-Wide Replication and Meta-Analysis (CARDIoGRAM)) и CARDIoGRAMplusC4D до настоящего времени идентифицировали более 50 вариантов полиморфизмов генов, ассоциированных с ССЗ, которые в совокупности позволяют объяснить примерно 10% случаев наследования данного заболевания [15]. Удивительно, но факт, примерно
для 60% идентифицированных локусов риск увеличивается независимо от традиционных факторов риска ИБС [7]. Только 17 ассоциированных с ИБС локусов расположены рядом с генами или в генах, для которых ранее была установлена роль в развитии дислипидемии (12 локусов) или гипертензии (5 локусов), т. е. механизмы, посредством которых эти конкретные локусы повышают риск ИБС, вероятно, связаны с этими факторами риска [15]. Данное наблюдение согласуется с результатами предшествующих исследований наследуемости, согласно которым эффект большей части локусов риска ИБС не зависит от традиционных факторов риска [3].
Несмотря на повышение риска ИБС у пациентов с СД2, ни для одного идентифицированного до настоящего времени локуса риска ИБС не выявлено ассоциации с СД2 или с количественными признаками, связанными с метаболизмом глюкозы. Вместо этого, по данным сетевого анализа, двумя ключевыми биологическими путями, задействованными в наследовании риска ИБС, являются метаболизм липидов и воспаление [15]. Кроме того, в ходе сетевого анализа было обнаружено, что в генетической предрасположенности к развитию ИБС задействовано взаимное
влияние путей метаболизма липидов и воспаления [15]. В табл. 1 представлены частые и редкие генетические варианты, преимущественно ассоциированные с уровнями холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) или триглицеридов, и повышением риска ИБС. Эти локусы, а также многочисленные новые локусы, для которых пока не открыты точные причинные гены, функциональные генетические варианты и механизмы, лежащие в основе идентифицированных ассоциаций, служат ключом к пониманию неизвестных в настоящее время механизмов наследования повышенного риска ИБС.
Ниже приведены примеры того, как новые патогенетические механизмы можно изучать с использованием результатов GWAS и обсервационных исследований либо идентифицируя редкие мутации с выраженным эффектом, посредством скрининга крупных популяций.
Хромосома 9р21
Впервые ассоциация с ИБС была идентифицирована для частых вариантов в хромосоме 9р21 [10-12]. Приблизительно у 25% лиц европейского происхождения имеются оба связанных с риском аллеля; в результа-
Таблица 1. Частые и редкие генетические варианты, по данным полногеномного поиска ассоциаций, для которых установлена преимущественная взаимосвязь с уровнями холестерина липопротеинов низкой плотности или триглицеридов и развитием ишемической болезни сердца, на основании которых были идентифицированы многообещающие мишени терапии
Хромосома ОНП Ген Частота аллеля, Отношение шансов для ИБС Источник
(или близлежащий вызывающего при присутствии данного литературы
ген) эффект, % аллеля
Частые, связанные с риском варианты, преимущественно ассоциированные с уровнем холестерина ЛПНП
^13.3 ге602633 SORT1 77 1,12 [15]
^32.3 ге11206510 PCSK9 84 1,06 [15]
2p21 ге6544713 ABSG5-ABSG8 30 1,06 [15]
2p24.1 №515135 APOB 83 1,08 [15]
9q34.2 №514659 ABO 35 1,18 [89]
^13.2 №1122608 LDLR 76 1,06 [15]
^13.3 №2075650 APOE 14 1,11 [15]
Редкие, связанные с риском варианты, преимущественно ассоциированные с уровнем холестерина ЛПНП
^13.3 rs28362286/C679X PCSK9 3,2 0,53 [26]
6q25.3 rs3798220/14399M LPA 2 1,28/1,78 [15]/ [89]
7p13 Arg406X NPC1L1 0,06 0,33 [63]
7p13 Множественные ОНП 0,09 0,47 [63]
^13.2 Множественные несинонимичные ОНП LDLR 5 1,5 [89]
^13.2 Множественные дизруптивные ОНП LDLR 0,27 13,0 [89]
Частые, связанные с риском варианты, преимущественно ассоциированные с уровнем триглицеридов
8p21.3 №264 LPL 86 1,05 [15, 70]
8q24.13 №10808546 TRIB1 55 1,04 [15]
1^23.3 №964184 APOA5 10 1,04 [15]
1^23.3 rs662799/-1131T>C APOA5 8 1,18 [71]
Редкие, связанные с риском варианты, преимущественно ассоциированные с уровнем триглицеридов
1^23.3 Множественные несинонимичные ОНП APOA5 1,0 2,2 [89]
1^23.3 Множественные дизруптивные ОНП APOA5 0,08 4,5 [89]
1^23.3 Множественные ОНП APOC3 0,6 0,6 [44, 45]
^13.2 rs116843064/E40K ANGPTL4 3,6 0,6 [90]
Примечание. ОНП - однонуклеотидный полиморфизм.
те этого наблюдается повышение риска ИБС примерно на 50% и двукратное увеличение частоты преждевременного развития ИБС [10-12]. Следует отметить, что повышение риска из-за присутствия этого локуса не зависит от всех традиционных факторов риска: дислипидемии, СД, гипертензии или воспаления [10, 11]. На основании исследований точного картирования представляющий интерес регион, в котором генетическая информация охватывается ОНП rs4977574, был ограничен блоком НС из 58 тысяч пар оснований. Необычно, что в точно картированном регионе не обнаружено генов, кодирующих белки [16]. Тем не менее в локусе INK (ANRIL; другое название - CDKN2BAS) он содержит большой фрагмент не-кодирующей антисмысловой РНК [17, 18]. Появляется все больше сведений о роли ANRIL в увеличении риска ИБС, опосредованного локусом 9p21: при связанных с риском аллелях наблюдались меньшие уровни экспрессии ANRIL в крови, что коррелировало со стенозом сонных артерий [19]. Кроме того, согласно полученным результатам, ANRIL индуцирует экспрессию трех ингибиторов циклинзависимых киназ, включая CDKN2A и CDKN2B, что подавляет клеточный цикл [18]. Хотя требуются более детальные исследования для дальнейшего изучения функциональной взаимосвязи между ANRIL и ИБС, было установлено, что локус CDKN2A участвует в развитии атеросклероза, влияя на макрофагальную пролиферацию и апоптоз, а также на модуляцию фенотипа макрофагов [20]. Кроме того, в ходе использования новых мощных геномных технологий [21] были выявлены коротко-и длиннодиапазонные взаимодействия между CDKN2A/B последовательностями и последовательностями в локусе-9p21.3 [20, 22]. Это указывает на возможное действие энхансерных последовательностей в локусе 9p21.3 на намного больших расстояниях, чем ранее предполагалось. Таким образом, локус 9p21.3 теоретически может взаимодействовать и модулировать экспрессию далеко отстоящих еще неизвестных генов.
Ген пропротеинконвертазы субтилизин/кексин типа 9
Пропротеинконвертаза субтилизин/кексин типа 9 (PCSK9) уменьшает выведение ЛПНП из крови, действуя на рецепторы ЛПНП и вызывая их деградацию [23]. В 2003 г. были выявлены мутации утраты функции (loss-of-function) PCSK9, приведшие к возможности развития семейной гиперхолестеринемии, обусловленной повышением функции этого белка [24, 25]. В результате идентификации мутаций PCSK9 у людей с гипохолестеринемией, а также меньшим риском ИБС и смерти, было получено дополнительное подтверждение участия PCSK9 в регуляции уровня холестерина ЛПНП [26]. С этими результатами согласуется тот факт, что, согласно ранним исследованиям GWAS, для частых локусов PCSK9 есть ассоциация с уровнями холестерина ЛПНП [27, 28] и ИБС [29].
На основании результатов генетических исследований у людей был разработан ряд препаратов, ингибирующих PCSK9, в настоящее время они изучаются в клинических исследованиях [30-34]. На данный момент наиболее
успешным препаратом является моноклональное антитело к PCSK9 для ежемесячных инъекций [33, 34]. В исследованиях I фазы на фоне многообещающего снижения уровня холестерина ЛПНП на 41-58% не зарегистрировано никаких существенных побочных эффектов, что согласуется с отсутствием неблагоприятных эффектов в семьях людей с постоянной гипохолестеринемией, обусловленной мутациями PCSK9 [34]. Значимые результаты были получены и в исследованиях II фазы, в которых лекарственная терапия аторвастатином (80 мг) сравнивалась с комбинированной терапией аторвастатином в той же дозе и антителом к PCSK9; эта комбинация обеспечивала снижение уровня холестерина ЛПНП на 72% по сравнению с 17% при применении только аторвастатина [34]. До настоящего времени в исследованиях II и III фазы человеческого моноклональ-ного антитела IgG2, эволокумаба, участвовало более 6000 пациентов с первичной гиперхолестеринемией; в этих исследованиях зарегистрировано существенное снижение уровня холестерина ЛПНП с профилем безопасности и переносимости, схожим с плацебо [35-37]. В обширных, продолжающихся в настоящее время исследованиях III фазы, которые должны завершиться в 2017 г., предполагается окончательно подтвердить снижение сердечно-сосудистых осложнений и смертности, а также долгосрочную безопасность ингибиторов PCSK9 (более подробный обзор см. в [38]). Разработка ингибиторов PCSK9 - это важное достижение, поскольку эти новые препараты представляют долгожданное дополнение к статинам, при этом они не влияют на синтез холестерина. Это особенно важно для почти 30% пациентов, получающих статины, у которых не удается достичь целевого уровня ЛПНП, а также для пациентов, которые не переносят терапию статинами в высоких дозах. История PCSK9 - пример разработки новых механизмов и мишеней терапии на основании результатов генетических исследований. Тот факт, что результаты генетических исследований, в которых был первоначально установлен вклад PCKS9 в контроль уровня ЛПНП, всего за несколько лет были преобразованы в эффективную стратегию лечения, действующую на этот белок, позволяет с оптимизмом смотреть на будущую разработку новых препаратов, действующих на этиологические механизмы ИБС, особенно это актуально с учетом идентификации в ходе GWAS множества новых генов, ассоциированных с ИБС.
Сортилин (SORT1)
Одними из первых полиморфизмов, ассоциированных с уровнями холестерина ЛПНП и ИБС, по данным GWAS, были однонуклеотидные полиморфизмы хромосомы 1p13 [12]; эта ассоциация в дальнейшем была валидизирована в ряде крупномасштабных европейских и прочих когорт. Примерно у 25% лиц европеоидной расы присутствует один минорный аллель, характеризующийся наибольшей ассоциацией ОНП в локусе 1p13. У гомозиготных носителей уровень холестерина ЛПНП ниже примерно на 16 мг/дл, а риск инфаркта миокарда - меньше на 40% по сравнению с людьми без этого аллеля [27]. ОНП с наиболее сильной ассоциацией расположен в некодирующей последовательности между двумя генами, CELSR2 и PSRC1,
и рядом с третьим геном, кодирующим сортилин (SORT1), однако до результатов GWAS даже не предполагали, что в метаболизме ЛПНП участвует хотя бы один из этих генов. В ходе анализа локусов экспрессии количественных признаков (eQTL) установлено, что минорный аллель ОНП был ассоциирован с экспрессией всех трех этих генов в образцах печени, однако его экспрессии в жировой ткани не выявлено [39]. Посредством обширных исследований точного картирования и функциональных исследований, включая создание бактериальных искусственных хромосомных конструктов, экспрессирующих различные аллели гаплотипа ОНП, и исследований репортерного гена люциферазы, в качестве причинного варианта в конечном итоге был идентифицирован минорный T-аллель ОНП rs12740374 в cis-регуляторном регионе [39] (рис. 1А).
Данный вариант приводил к формированию de novo сайта связывания транскрипционного фактора - CCAAT/энхан-сер-связывающего протеина (C/EBP), который вызывал C/EBP-зависимую активацию экспрессии ряда соседних генов [39]. Кроме того, было продемонстрировано, что из всех представляющих интерес генов в данном регионе только гиперэкспрессия SORTI в печени мышей с гипер-холестеринемией приводила к выраженному снижению уровня холестерина ЛПНП в плазме, а это согласовывалось с результатами GWAS и eQTL для человека. Поскольку SORT1 кодирует сортилин, являющийся мультилигандным рецептором поверхности клеток и шапероном внутриклеточной миграции, было выдвинуто предположение, что сортилин может быть задействован в миграции и пре-секреторной деградации липопротеинов очень низкой
GTTGCTCAAT f [SORTI]
4 [LDL-C]
G G TG CTCAAT
| [SORTI]
î [LDL-C]
Снижение риска инфаркта Повышение риска инфаркта миокарда миокарда
Печень
ЛПНП
Расш.епленнь|й / сортилин /Липопротеинлипаза
ЛПОНП^—„ Q
ЛПОНП
Тучнаяклетка Стенкасосуда
Рис. 1. Идентификация сортилина 1 в результате полногеномного поиска ассоциаций, точного картирования и функциональных исследований упрощает построение полной цепи причинно-следственных связей у людей: А - минорный T-аллель некодирующего однонуклеотидного полиморфизма rs12740374 (для которого зарегистрирована ассоциация со снижением уровней ЛПНП и уменьшением риска ишемической болезни сердца) в нетранслируемом регионе гена, кодирующего семиповторный рецептор кадгерина G типа 2 EGF LAG (CELSR2), создает сайт связывания транскрипционного фактора для CCAAT/энхансер-связывающего белка (C/EBP), с которым не может связываться основной аллель [39]. Связывание C/EBP с этим сайтом повышает экспрессию гена сортилина 1 (SORTI) в клетках печени человека; Б - появляется все больше данных в поддержку роли сортилина в регуляции секреции аполипопротеина B (apoB) и липопротеинов очень низкой плотности печенью (ЛПОНП), захвата липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) печенью и макрофагами [39, 42, 82, 83]. В базальном состоянии сортилин печени расщепляется в аппарате Гольджи, после чего функционирует в качестве шаперона секреции ЛПОНП/apoB. При высоких уровнях экспрессии превышается расщепляющая способность ферментов аппарата Гольджи, и в такой ситуации сортилин транспортирует ЛПОНП/apoB из аппарата Гольджи в лизосомы для разрушения. В плазме под действием фермента липопротеинлипазы (ЛПЛ) ЛПОНП преобразуются в ЛПНП. Сортилин также способствует захвату ЛПНП и направляет их для разрушения в лизосомах печени. Недавно было продемонстрировано, что сортилин облегчает захват ЛПНП макрофагами в стенках сосудов, способствуя образованию пенистых клеток и атеросклерозу [43].
C/EBP
плотности (ЛПОНП) в гепатоцитах, приводя к снижению их секреции и в конечном итоге к уменьшению уровня циркулирующего холестерина ЛПНП. В действительности было продемонстрировано снижение секреции ЛПОНП, триглицеридов и аполипопротеина В на фоне гиперэкспрессии S0RT1 у мышей [39].
Картина осложнялась тем, что в отличие от ожиданий, основанных на результатах генетического анализа у человека, у мышей с нокаутом гена S0RT1 и экспрессией аберрантного сортилина на фоне дефектных рецепторов ЛПНП наблюдали меньший уровень холестерина ЛПНП и снижение секреции ЛПОНП [40]. Дополнительное подтверждение этой находки было получено в исследовании на другой нокаутной модели с полным отсутствием S0RT1 [41], в которой также наблюдалось снижение секреции ЛПОНП [42]. В совокупности эти результаты указывают на парадоксальный вывод: у мышей снижение секреции ЛПОНП наблюдается как при гиперэкспрессии, так и при полном дефиците S0RT1 в печени.
Недавно было продемонстрировано непосредственное связывание сортилина с ЛПНП, таким образом, он является физиологически значимым рецептором ЛПНП на поверхности клеток печени [42]. Кроме того, согласно недавно полученным сведениям, сортилин задействован в захвате ЛПНП макрофагами [43] (рис. 1Б). Хотя в настоящее время неясно, возможна ли разработка новых препаратов для снижения холестерина ЛПНП на основании этих результатов, следует отметить, что это первый белок, роль которого в метаболизме ЛПНП была идентифицирована посредством GWAS. Его роль в дальнейшем была подтверждена на основании новых результатов, в будущих исследованиях предстоит более подробно изучить сложную регуляцию метаболизма ЛПНП под действием сортилина.
Ген аполипопротеина С3 (АРОС3)
В недавних исследованиях с использованием подходов крупномасштабного секвенирования были идентифицированы редкие мутации утраты функции, действующие на кодирующую белок последовательность или сплайсинг AP0C3, которые в значительной степени влияют на уровни триглицеридов в плазме [44, 45]. Подобные мутации присутствовали примерно у 0,6% исследуемой популяции, при этом уровни триглицеридов у носителей были примерно на 40% ниже, чем у лиц без этих мутаций. У носителей мутаций также регистрировались более высокие уровни холестерина липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) и более низкие уровни холестерина ЛПНП, а также существенно меньшие циркулирующие уровни AP0C3 со снижением риска ИБС примерно на 40% [44]. По данным более раннего анализа GWAS, в популяции амишей примерно у 5% лиц присутствует нулевая мутация ^19Х) гена AP0C3, которая коррелирует с благоприятным липидным спектром и снижением уровня кальция в коронарных артериях (суррогатный маркер атеросклероза) [46].
Взаимосвязь между AP0C3 и ИБС, продемонстрированную на основании результатов этих генетических
исследований, можно объяснить посредством нескольких механизмов (более подробно рассмотрены в [47]). AP0C3 - это гликопротеин аполипопротеина В, содержащий липопротеины/хиломикроны, ЛПОНП и ЛПВП, а также мощный ингибитор ЛПЛ, вызывающий ингибирова-ние липолиза липопротеинов, богатых триглицеридами [48, 49]. Кроме того, были получены сведения об участии AP0C3 в ЛПЛ-независимых механизмах, таких как ингиби-рование печеночных липаз [50], участие в сборке и секреции ЛПОНП в печени [51] и ингибирование клиренса остатков богатых триглицеридами липопротеинов [52].
Из-за существования нескольких возможных механизмов, координируемых AP0C3, и корреляции мутаций утраты функции с несколькими различными биомаркерами, при помощи генетических исследований невозможно идентифицировать основной механизм, посредством которого утрата функции AP0C3 участвует в защите от ИБС [53] (рис. 2А). Тем не менее данные по лицам с аллелями мутации утраты функции AP0C3 указывают на ассоциацию снижения функции AP0C3 на всем протяжении жизни с плейотропными эффектами в отношении уровня липидов и липопротеинов, при которых снижается уровень риска ИБС (рис. 2Б). В данном контексте представляет интерес тот факт, что антисмысловой олигонуклеотид, снижающий образование AP0C3, эффективно уменьшал уровни триглицеридов и AP0C3 в плазме пациентов с синдромом семейной хиломикронемии и дефицитом ЛПЛ вследствие мутаций утраты функции данного фермента, подчеркивается ключевая роль AP0C3 в регуляции богатых триглицеридами липопротеинов посредством ЛПЛ-независимых сигнальных путей [54].
ОТ ДАННЫХ О ВЗАИМОСВЯЗИ К РАЗРАБОТКЕ ПРЕПАРАТОВ И ФАРМАКОГЕНЕТИЧЕСКИМ АНАЛИЗАМ
Для большинства поведенческих, физиологических и фармакологических показателей с достоверной взаимосвязью, продемонстрированной в ходе обсервационных исследований, не удалось подтвердить эти ассоциации в рандомизированных клинических исследованиях (РКИ) [55]. Наиболее распространенные причины, лежащие в основе подобных ассоциаций, - это противоположная по направлению взаимосвязь, искажающие факторы и неправильные выводы о ней [55, 56]. Менделевская рандомизация - это методика, в ходе которой используются генетические данные для оценки или исключения взаимосвязи между факторами риска, обычно представляющими циркулирующие биомаркеры, и исходами заболевания [57]. В анализе менделевской рандомизации генетический вариант, ассоциированный с представляющим интерес биомаркером, используется в качестве замены для этого биомаркера, и поскольку гены случайным образом распределяются при зачатии, их можно использовать в качестве естественных экспериментов для подтверждения взаимосвязи. Подобные генетические варианты случайным образом разделяют
А
Рис. 2. Основной механизм, посредством которого утрата функции АРОС3 участвует в защите от ишемической болезни сердца: А - роль мутаций утраты функции АРОС3 в метаболизме триглицеридов в плазме. Образование триглицеридов происходит преимущественно посредством зависимых от липопротеинлипазы (ЛПЛ) путей, в меньшей степени -посредством ЛПЛ-независимого пути. При дефиците ЛПЛ выведение богатых триглицеридами липопротеинов происходит с меньшей результативностью, в результате этого возникают хиломикронемия и гипертриглицеридемия. АРОС3 регулирует метаболизм триглицеридов посредством ингибирования ЛПЛ и, в меньшей степени, посредством ЛПЛ-независимых путей [54]. Если функция АРОС3 подавляется мутациями утраты функции, активность ЛПЛ не ингибируется; это приводит к действенному удалению богатых триглицеридами липопротеинов и снижению уровня триглицеридов. Кроме того, в этой ситуации на эффективный клиренс богатых триглицеридами остаточных частиц могут дополнительно влиять ЛПЛ-независимые механизмы; Б - плейотропные эффекты вариантов АРОС3 с утратой функции на уровни циркулирующих липидов и липопротеинов и риск ишемической болезни сердца (ИБС). Взаимосвязи, которые были подтверждены в ходе рандомизированных клинических исследований, а также исследований менделевской рандомизации, обозначены сплошными стрелками. Знаки вопроса указывают на взаимосвязи, которые не были полностью доказаны, но для которых появляется все больше сведений из исследований менделевской рандомизации, указывающих на причинно-следственную связь между уровнем триглицеридов и ИБС. Тем не менее по крайней мере частично это можно объяснить липопротеинами промежуточной плотности (ЛППП) и остаточными хиломикронами (ОХ). Красный значок х указывает на данные об отсутствии причинно-следственной связи. Рисунок Б подготовлен на основании [53] с разрешения автора.
ТЭ - триглицериды; ЛПНП - липопротеины низкой плотности; Х-ЛПНП - холестерин липопротеинов низкой плотности; ЛПВП -липопротеины высокой плотности; Х-ЛПВП - холестерин липопротеинов высокой плотности; ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности; аро - аполипопротеин.
исследуемую популяцию на группы на основании генотипов участников. Этот подход схож с подходом РКИ, в которых между рандомизированными группами отсутствуют систематические различия по каким-либо затрудняющим оценку переменным. Таким образом, людей, наследующих формирующий признак аллель, случайным
образом распределяют в группу с более высоким уровнем представляющего интерес признака, в то время как лиц без данного аллеля распределяют в группу с меньшим уровнем признака. Для подтверждения причинно-следственной связи между каким-либо признаком и исходом в качестве инструментальных переменных используются
генетические варианты. Существует несколько причин, по которым генетические вариации представляют прекрасный инструмент [57-59]. Во-первых, генетический вариант связан с представляющим интерес признаком только в одном направлении, таким образом, его можно использовать в качестве несмешиваемого индикатора данного признака. Во-вторых, как правило, в ходе измерений генетической вариации существует очень низкий уровень ошибок и погрешностей. В-третьих, в качестве инструмента можно использовать генетические варианты с высокой степенью НС с причинным вариантом. Тем не менее для использования в качестве инструментальных переменных в менделевской рандомизации, генетические варианты должны соответствовать ряду важных допущений [57-59]: для генетического варианта должна быть достоверно подтверждена ассоциация с промежуточным фенотипом или представляющим интерес признаком; для него не должно быть независимой ассоциации с исходом, эта ассоциация должна присутствовать только в промежуточном фенотипе или признаке; не должно быть ассоциаций с измеримыми или неизмеримыми искажающими факторами.
Следует отметить, если какая-то генетическая вариация (генетический вариант) модулирует функцию или экспрессию конкретного гена, фенотипические последствия протективного (или неповреждающего) аллеля позволяют прогнозировать, сможет ли препарат, который имитирует эффект этого протективного аллеля, также безопасно снизить риск заболевания. Прекрасным примером подобной ситуации является обсуждавшаяся выше мутация утраты функции PCSK9, при которой у лиц с существовавшей на всем протяжении жизни гипохолестеринемией, обусловленной подобными мутациями, не наблюдалось никаких неблагоприятных эффектов [26]. Также следует отметить, что, несмотря на относительно малые различия в уровне биомаркеров между носителями разных аллелей для большинства распространенных встречающихся с высокой частотой генетических вариантов, идентифицированных в ходе GWAS, эффект вмешательства, имитирующего эффект протективного или неповреждающего аллеля, может быть намного более существенным. Прекрасным примером подобного феномена является эффект ингибирования 3-гидрокси-3-метилглутарилкоэнзим A редуктазы (HMGCR) статинами с целью снижения уровня Х-ЛПНП: эффект ста-тинов в несколько раз выше величины эффекта вариантов гена, кодирующего этот фермент. Кроме того, хотя величина эффекта определенных генетических вариантов может быть незначительной, их влияние продолжается от зачатия до смерти, в результате этого менее выраженная величина эффекта (например, в отношении уровня Х-ЛПНП) часто трансформируется в более выраженный защитный эффект (например, в отношении риска ИБС) по сравнению с лекарственной терапией (например, статинами), которую начинают применять на более поздних этапах жизни (рис. 3).
Поскольку отдельный генетический вариант, как правило, лишь в незначительной степени объясняет вариабельность представляющего интерес признака, он обладает низкой мощностью для выявления истинной
причинно-следственной связи. Объясняемая вариабельность может быть увеличена за счет повышения числа ассоциированных вариантов, для этого однонуклеотид-ные полиморфизмы объединяют в оценки генетического риска (GRS) с целью создания более мощных инструментальных переменных, позволяющих определить взаимосвязь [60, 61]. Недавно Ference и соавт. применили менделевскую рандомизацию к имеющимся гиполипи-демическим препаратам, проанализировав генетические вариации, ассоциированные с уровнем холестерина ЛПНП, в генах, кодирующих белки NPC1L1 и HMGCR (мишени эзетимиба и статинов соответственно) [62]. В этом исследовании была сформирована GRS, включающая 5 ОНП гена NPC1L1 или близлежащих областей, которые обладали независимой ассоциацией с уровнем холестерина ЛПНП в качестве маркеров снижения холестерина ЛПНП (рис. 3). В этом исследовании, включавшем 108 376 участников, было продемонстрировано снижение риска ИБС примерно на 5% у участников с меньшим значением GRS (меньшее количество повышающих ЛПНП аллелей) [62]. С этим согласуются результаты более раннего исследования, в котором были идентифицированы редкие нулевые мутации кодирующих белок участков гена NPC1L1 (вызывающих полную инактивацию генного продукта в одной или двух копиях этого гена), при этом было продемонстрировано, что эзетимиб имитирует подобные гетерологичные нулевые мутации, снижая функцию белка примерно на 50% [63]. Соответственно, у носителей нулевых мутаций NPC1L1 наблюдалось снижение холестерина ЛПНП примерно на 12 мг/дл и уменьшение риска ИБС на 53%, что было схоже с величиной эффекта эзетимиба. Аналогично, в вышеупомянутом исследовании Ference и соавт. GRS, включавшая несколько независимых генетических вариантов HMGCR, также ассоциировалась с меньшим уровнем холестерина ЛПНП и более низким риском ИБС, что согласуется с результатами исследований статинов [64-66]. Необходимо отметить, что Ference и соавт. был продемонстрирован приблизительно равный эффект ОНП NPC1L1 и HMGCR в отношении риска ИБС при измерении на единицу снижения холестерина ЛПНП, при этом, когда у участников параллельно присутствовал генетический полиморфизм обоих генов, возникал независимый линейно аддитивный эффект в отношении уровня холестерина ЛПНП плазмы и лог-линейный аддитивный эффект в отношении риска ИБС [62]. Таким образом, величина клинического положительного эффекта может быть пропорциональна абсолютной величине снижения холестерина ЛПНП независимо от применения эзетимиба или статинов либо обоих препаратов (рис. 3). Эти результаты согласуются с данными международного исследования IMPROVE, в котором добавление эзетимиба к статинам статистически значимо снижало частоту достижения первичной конечной точки (сердечно-сосудистое событие) в течение 7 лет терапии [65].
Оценки генетического риска, включающие всю известную генетическую информацию об определенном признаке, также использовались в исследованиях мен-делевской рандомизации для изучения ассоциаций
30%-
20%-
10%-
Генетически обусловленное снижение Х-ЛПНП
NPC1L1 LDL-C score HMGCR LDL-C score
t
ABCG5/8 rs4299376 HMGCR rsl2916-PCSK9 rs2479409 ■■■•.. NPS1L1 rs21788S-
LDLR
rs2228671
PSCK9 rsll206510
t,
LDLR
rs6511720 Combined NPC1L1 & HMGCR LDL-C score
+
HMGCR LDL-C score NPC1L1 LDL-C score
AtoZ
i PCSK9 46L 1 rsll591147
Фармакологически обусловленное снижение Х-ЛПНП
GISSI-P
И"
ALLHAT-LLT
SEARCH
IMPROVE-IT
"1-Г"
0 1,0
-1—
2,0
т
т
т
т
—г-
7,0
—Г"
9,0
—I-1-г-
10,0 11,0 12,0
-1-1-1-1-1-1-1-1-Г"
13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0
3,0 4,0 5,0 6,0
8,0
Меньший уровень Х-ЛПНП (мг/дл)
Рис. 3. Величина положительного клинического эффекта, т.е. снижение риска ишемической болезни сердца (ИБС), пропорциональна абсолютной величине достигаемого снижения уровня холестерина ЛПНП (Х-ЛПНП), независимо от того, с чем связан этот эффект: с генетическим вариантом или с применением снижающего Х-ЛПНП препарата (эзетимиба, статинов или их комбинации) [62].
Ference и соавт. включили в анализ распространенные и редкие генетические варианты; для эффекта каждого варианта (или генетической оценки) на графике отображено влияние на риск ИБС. Присутствующие на всем протяжении жизни небольшие различия Х-ЛПНП, обусловленные генетическими вариациями, коррелировали с намного большим, чем ожидалось, снижением риска ИБС, которое можно было бы прогнозировать на основании количественно схожего снижения Х-ЛПНП в исследованиях статинов или IMPROVE-IT. Прямоугольники обозначают пропорциональное снижение риска (1 - отношение шансов) ИБС для каждого влияющего аллеля, генетической оценки или рандомизированного исследования, представленного в зависимости от абсолютной величины снижения Х-ЛПНП для данного аллеля или генетической оценки либо абсолютных различий Х-ЛПНП между терапевтическими группами каждого исследования. Вертикальные линии отражают 1SE выше и ниже точечной оценки пропорционального снижения риска. Генетические варианты, генетические оценки и исследования представлены на графике в порядке увеличения абсолютного эффекта в отношении снижения Х-ЛПНП. Линиями обозначено увеличение пропорционального снижения риска ИБС на единицу снижения Х-ЛПНП. Красные прямоугольники на верхней линии обозначают результаты факториального анализа (2*2) менделевской рандомизации, голубые прямоугольники обозначают результаты, полученные на основании данных консорциума CARDIoGRAMplusC4D [62]. Красный прямоугольник на нижней линии обозначает результаты исследования IMPROVE-IT, голубые прямоугольники - результаты более ранних исследований статинов. Подготовлено на основании [62] с разрешения авторов.
ABCG5/8 - член 5/8 подсемейства G АТФ-связывающей кассеты; ALLHAT-LLT - исследование антигипертензивной и гиполипидемической терапии для профилактики инфаркта миокарда (Antihypertensive and Lipid-Lowering); A to Z -исследование сравнения Агграстата и Зокора (Aggrastat to Zocor trial Treatment to Prevent Heart Attack Trial); GISSI - Gruppo Italiano per lo Studio della Sopravvivenza nell'Infarto miocardico trial; HMGCR - 3-гидрокси-3-метилглутарил-коэнзим A-редуктаза; IMPROVE-IT - улучшенное снижение конечных точек: Международное исследование эффективности Виторина (IMProved Reduction of Outcomes: Vytorin Efficacy International Trial); LDL-C - холестерин липопротеинов низкой плотности; LDLR - рецептор ЛПНП; NPC1L1, белок, похожий на белок Нимана - Пика типа С1; PCSK9 - пропротеинконвертаза субтилизин/кексин типа 9; SEARCH - исследование эффективности дополнительного снижения холестерина и гомоцистеина (Study of the Effectiveness of Additional Reductions in Cholesterol and Homocysteine).
между различными липидными признаками и ИБС [60]. Например, Международным консорциумом генетики ли-пидов до настоящего времени было идентифицировано более 185 вариантов в 157 локусах, которые ассоциированы с уровнями липидных признаков в плазме [67]. Из них 54 варианта ассоциированы с общим уровнем холестерина, 37 - с холестерином ЛПНП, 55 - с холестерином ЛПВП и 24 - с уровнями триглицеридов, эти варианты
можно объединить в GRS для увеличения степени вариабельности признака, объясняемой частыми генетическими вариантами.
На основании данных из исследований менделевской рандомизации [26, 60, 62, 68, 69] и РКИ [64-66] была подтверждена взаимосвязь холестерина ЛПНП [26, 60, 62, 64-66, 68, 69], триглицеридов/ремнантных частиц [6871] и липопротеина (а) [72, 73] с ИБС (табл. 2). Тем не ме-
Таблица 2. Подтверждение взаимосвязи из исследований менделевской рандомизации для циркулирующих биомаркеров ишемической болезни сердца
Биомаркер 1 Генетические исследования |
1 уровень биомаркеров 1 риск развития ИБС | 1 источник 1
Х-ЛПНП 1 [60, 63, 68]
Х-ЛПВП t [60, 68, 91]
Триглицериды/ЛППП/ОЧ 1 1 [44, 45, 68-71, 89]
Lp (a) 1 1 [72, 73]
C-реактивный белок 1 - [74-76]
Lp-PLA2 1 [77]
s-PLA2 1 [78]
Примечание. Х-ЛПНП - холестерин липопротеинов низкой плотности; Х-ЛПВП - холестерин липопротеинов высокой плотности; ЛППП - липопротеин промежуточной плотности; ОЧ - холестериновые остаточные частицы; 1р (а) - липопротеин (а); Lp-PLA2 -липопротеин-ассоциированная фосфолипаза A2; s-PLA2 - сывороточная фосфолипаза A2.
Категория оценки генетического риска
Отношение рисков (95% ДИ)
Значение р
Низкий риск Промежуточный риск Высокий риск
Диапазон 1,34 (1,22-1,47) 1,72 (1,55-1,92)
<0,0001 <0,0001
0,80 1,0 1,25 Отношение рисков (95% ДИ)
■«-Меньший Больший—►
риск
риск
JUPITER
1,00,90,80,70,60,5-
ASCOT
о 0,4- _ _
■
° 0,3- I 1,0- ■
Ü 0,2- ■ ■
о „„ ■ 0,5-1
£ 01 I I
3,5 3,0 2,5 2,0 1,5
2,0
CARE
78 654-
3-
2-
1-
0
□ Низкий генетический риск
□ Промежуточный генетический Н Высокий генетический риск
риск
PROVE IT-TIMI22
Рис. 4. Снижение риска ишемической болезни сердца (ИБС) на фоне терапии статинами в исследованиях первичной и вторичной профилактики со стратификацией по категориям оценки генетического риска (GRS) для 27 однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) [88].
При помощи GRS из 27 ассоциированных с ИБС ОНП были идентифицированы пациенты с риском первичных и рецидивирующих событий ИБС. Относительный и абсолютный положительный клинический эффект терапии статинами был максимален у лиц с наиболее высоким бременем генетического риска: А - в метаанализ были включены 4 рандомизированные клинические исследования первичной (JUPITER и ASCOT) и вторичной (CARE и PROVE IT-TIMI 22) профилактики событий конечных точек. Более высокое значение GRS было ассоциировано с повышенным риском ИБС, независимо от установленных клинических предикторов. Продемонстрирован градиент риска ИБС для категорий GRS от низкого (квинтиль 1 GRS 1), до промежуточного (квинтили 2-4) и высокого (квинтиль 5) генетического риска; Б -постепенное увеличение абсолютного снижения риска в результате терапии статинами по категориям GRS (от низкого до высокого риска) было продемонстрировано во всех включенных исследованиях профилактической терапии (JUPITER, ASCOT, CARE и PROVE IT-TIMI 22) [80]. Подготовлено на основании [88] с разрешения правообладателя. ASCOT - англоскандинавское исследование кардиальных исходов (Anglo-Scandinavian Cardiac Outcomes Trial); CARE -исследование холестерина и рецидивирующих явлений (Cholesterol and Recurrent Events Trial); ДИ - доверительный интервал; JUPITER - обоснование использования статинов в профилактике: интервенционное исследование по оценке розувастатина (Justification for the Use of Statins in Prevention: an Intervention Trial Evaluating Rosuvastatin); PROVE IT-TIMI 22 - оценка правастатина или аторвастатина и инфекций - тромболизис при инфаркте миокарда 22 (Pravastatin Or atorVastatin Evaluation and Infection Trial-Thrombolysis in Myocardial Infarction 22).
0
нее, как и в случае с разочаровывающими результатами исследования ингибитора транспортного белка холестериновых эфиров [70], в котором не доказана эффективность использования этого препарата в профилактике ИБС, в ходе исследований менделевской рандомизации не подтверждена взаимосвязь между холестерином ЛПВП и ИБС [60, 68, 69]. Кроме того, по результатам ряда исследований отсутствует взаимосвязь между ИБС и повышением уровня C-реактивного белка [74-76] и липопро-теин-ассоциированной фосфолипазы A2 [77, 78] (табл. 2)
Однако включение большего числа ОНП также повышает вероятность появления плейотропных эффектов и погрешностей, это нарушает одно из основных допущений менделевской рандомизации (см. рис. 2Б). Учет плейотропных эффектов ОНП в анализе менделевской рандомизации представляет собой крайне сложную задачу. Текущие подходы, используемые для минимизации подобных ситуаций, включают многомерную коррекцию возможных плейотропных эффектов ОНП на другие признаки [69], а также исключение ОНП с непропорциональными эффектами в отношении представляющих интерес конечных точек по сравнению с эффектами на промежуточные признаки [79], а также исключение любых плейотропных ОНП из GRS, что часто приводит к существенному снижению мощности генетического инструмента.
По данным метаанализов исследований статинов и популяционных когортных исследований, на фоне снижения ЛПНП под действием статинов наблюдается повышение риска возникновения СД [80-84]. В недавнем обширном генетическом исследовании для вариантов HMGCR с известной ассоциацией с более низким уровнем холестерина ЛПНП также была подтверждена ассоциация с повышенным риском СД2 и увеличением массы тела [85]; авторы этого исследования пришли к выводу, что генетическое ингибирование HMGCR может объяснить повышенный риск возникновения СД2 на фоне терапии статинами. Недавно мы получили дополнительное подтверждение этой взаимосвязи из исследования менделевской рандомизации, в котором суммарное, обусловленное генетическими факторами снижение холестерина ЛПНП (с использованием GRS ЛПНП) существенно повышало распространенность СД [86]. Недавно были получены данные о меньшей распространенности СД у паци-
ентов с семейной гиперхолестеринемией, обусловленной мутацией ряда генов, по сравнению с их родственниками без мутантных генов [87]. Хотя эти результаты указывают на возможный противоположный эффект холестерина ЛПНП в отношении рисков СД и ИБС, важно учитывать, что пациентам с повышенным риском сердечно-сосудистых осложнений проводится терапия статинами, поскольку данные препараты характеризуются явным положительным кардиоваскулярным эффектом. Тем не менее предполагаемую причинно-следственную связь между ЛПНП и СД важно изучить в дальнейших масштабных исследованиях; если будет подтверждена причинно-следственная связь, требуется определить механизмы, лежащие в основе этого феномена.
Чем больше будет известно о генетических детерминантах признаков и заболеваний, тем больше возможностей будет для использования этой информации в фармакогенетических целях. Недавно GRS из 27 ассоциированных с ИБС ОНП использовался в 4 клинических исследованиях профилактической терапии статинами [88]. В каждом исследовании у лиц с более высоким генетическим риском ИБС наблюдалось существенно большее абсолютное снижение рисков, таким образом, генетические данные могут использоваться для подбора пациентов с максимальным положительным эффектом раннего вмешательства [88] (рис. 4).
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ
Достигнутые за последние годы успехи в области генетики позволили получить значительный объем данных и инструментов, которые в настоящее время могут применяться для открытия новых биологических механизмов, лежащих в основе наследуемого риска ИБС, а также для разработки новых многообещающих мишеней терапии и интервенционных стратегий. Понимание наследственных причин ИБС потенциально способно существенно улучшить будущие стратегии профилактики, прогнозирования и терапии ИБС.
Информация о конфликтах интересов
Конфликты интересов, требующие упоминания, отсутствуют.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ
Оро-Меландер Маржа (Orho-Melander Marju) - профессор генетической эпидемиологии на кафедре клинических наук в Диабетологическом центре Университета Лунда, Мальмё, Швеция E-mail: [email protected])
ЛИТЕРАТУРА
1. Mendis S., Puska P., Norrving B. Global Atlas on Cardiovascular Disease Prevention and Control. Geneva: World Health Organization in collaboration with the World Heart Federation and the World Stroke Organization, 2011.
2. Schildkraut J.M., Myers R.H., Cupples L.A. et al. Coronary risk associated with age and sex of parental heart disease in the Framingham Study // Am J Cardiol. 1989. Vol. 64. P. 555-559.
3. Lloyd-Jones D.M., Nam B.H., D'Agostino R.B. Sr et al. Parental cardiovascular disease as a risk factor for cardiovascular disease in middle-aged adults: a prospective study of parents and offspring // JAMA, 2004. Vol. 291. P. 2204-2211.
4. Marenberg M.E., Risch N., Berkman L.F. et al. Genetic suscep- tibility to death from coronary heart disease in a study of twins // N Engl J Med. 1994. Vol. 330. P. 10411046.
5. Mangino M., Spector T. Understanding coronary artery dis- ease using twin studies // Heart. 2013. Vol. 99. P. 373-375.
6. Petretto E., Liu E.T., Aitman T. A gene harvest revealing the archeology and complexity of human disease // Nat Genet. 2007. Vol. 39. P. 1299-301.
7. Roberts R. A genetic basis of coronary artery disease // Trends Cardiovasc Med. 2015. Vol. 25. P. 171-178.
8. Peters D.T., Musunuru K. Functional evaluation of genetic variation in complex human traits // Hum Mol Genet. 2012. Vol. 21. P. R18-R23.
9. Willer C.J., Mohlke K.L. Finding genes and variants for lipid levels after genome wide association analysis // Curr Opin Lipidol. 2012. Vol. 23. P. 98-103.
10. Helgadottir A., Thorleifsson G., Manolescu A. et al. A common variant on chromosome 9p21 affects the risk of myocardial infarction // Science. 2007. Vol. 316. P. 14911493.
11. McPherson R., Pertsemlidis A., Kavaslar N. et al. A common allele on chromosome 9 associated with coronary heart disease // Science 2007. Vol. 316. P. 1488-1491.
12. Samani N.J., Erdmann J., Hall A.S. et al. Genomewide associ- ation analysis of coronary artery disease // N Engl J Med. 2007. Vol. 357. P. 443-453.
13. Coronary Artery Disease Genetics Consortium. A genome- wide association study in Europeans and South Asians identifies five new loci for coronary artery disease // Nat Genet. 2011. Vol. 43. P. 339-344.
14. Schunkert H., Konig I.R., Kathiresan S. et al. Large-scale association analysis identifies 13 new susceptibility loci for coronary artery disease // Nat Genet. 2011. Vol. 43. P. 333-338.
15. Consortium CAD, Deloukas P., Kanoni S. et al. Large-scale association analysis identifies new risk loci for coronary artery disease // Nat Genet. 2013. Vol. 45. P. 25-33.
16. Jarinova O, Stewart AF, Roberts R et al. Functional analysis of the chromosome 9p21.3 coronary artery disease risk locus // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009. Vol. 29. P. 1671-1677.
17. Guttman M., Amit I., Garber M. et al. Chromatin signature reveals over a thousand highly conserved large non-
coding RNAs in mammals // Nature 2009. Vol. 458. P. 223227.
18. Pasmant E., Laurendeau I., Heron D. et al. Characterization of a germ-line deletion, including the entire INK4/ARF locus, in a melanoma-neural system tumor family: identification of ANRIL, an antisense noncoding RNA whose expressionco-clusters with ARF // Cancer Res. 2007. Vol. 67. P. 3963-3969.
19. Holdt L.M., Beutner F., Scholz M. et al. ANRIL expression is associated with atherosclerosis risk at chromosome 9p21 // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2012. Vol. 30. P. 620-627.
20. Harismendy O., Notani D., Song X. et al. 9p21 DNA variants associated with coronary artery disease impairs interferon-gamma signalling response // Nature. 2011. Vol. 470. P.264-268.
21. Nagano T., Lubling Y., Stevens T.J. et al. Single-cell Hi-C reveals cell-to-cell variability in chromosome structure // Nature. 2013. Vol. 502. P. 59-64.
22. Dryden N.H., Broome L.R., Dudbridge F. et al. Unbiased analysis of potential targets of breast cancer susceptibility loci by Capture Hi-C // Genome Res. 2014. Vol. 24. P. 1854-1868.
23. Seidah N.G., Benjannet S., Wickham L. et al. The secretory proprotein convertase neural apoptosis-regulated convertase 1 (NARC-1): liver regeneration and neuronal differentiation // Proc Natl Acad Sci U S A. 2003. Vol. 100. P. 928-33.
24. Abifadel M., Varret M., Rabes J-P. et al. Mutations in PCSK9 cause autosomal dominant hypercholesterolemia // Nat Genet. 2003. Vol. 34. P. 154-156.
25. Cameron J., Holla ?.L., Ranheim T. et al. Effect of mutations in the PCSK9 gene on the cell surface LDL receptors // Hum Mol Genet. 2006. Vol. 15. P. 1551-1558.
26. Cohen J.C., Boerwinkle E., Mosley T.H. et al. Sequence variations in PCSK9, low LDL, and protection against coronary heart disease // N Engl J Med. 2006. Vol. 354. P. 1264-1272.
27. Kathiresan S., Melander O., Guiducci C. et al. Six new loci associated with blood low-density lipoprotein cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol or triglycerides in humans // Nat Genet. 2008. Vol. 40. P. 189-197.
28. Teslovich T.M., Musunuru K., Smith A.V. et al. Biological, clinical, and population relevance of 95 loci for blood lipids // Nature. 2010. Vol. 466. P. 707-713.
29. Kathiresan S., Voight B.F., Purcell S. et al. Myocardial Infarction Genetics Consortium. Genome-wide association of early-onset myocardial infarction with single nucleotide polymorphisms and copy number variants // Nat Genet. 2009. Vol. 41. P. 334-341.
30. Graham M.J., Lemonidis K.M., Whipple C.P. et al. Antisense inhibition of proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 reduces serum LDL in hyperlipidemic mice // J Lipid Res. 2007. Vol. 48. P. 763-767.
31. Wierzbicki A.S., Hardman T.C., Viljoen A. Inhibition of proprotein convertase subtilisin kexin 9 (PCS K-9) as a treatment for hyperlipidaemia // Expert Opin Investig Drugs. 2012. Vol. 21. P. 667-676.
32. Sjouke B., Kusters D.M., Kastelein J.J. et al. Familial hypercholesterolemia: present and future management // Curr Cardiol Rep. 2011. Vol. 13. P. 527-536.
33. Ni Y.G., DiMarco S., Condra J.H. et al. APCSK9-bind-ing antibody that structurally mimics the EGF(A) domain of LDL-receptor reduces LDL cholesterol in vivo // J Lipid Res. 2011. Vol. 52. P. 78-86.
34. Stein E.A., Melli S., Yancopoulos G.D. et al. Effect of a monoclonal antibody to PCSK9 on LDL cholesterol // N Engl J Med. 2012. Vol. 366. P. 1108-1118.
35. Sullivan D., Olsson A.G., Scott R. et al. Effect of a monoclonal antibody to PCSK9 on low-density lipoprotein cholesterol levels in statin-intolerant patients: the GAUSS randomized trial // JAMA. 2012. Vol. 308. P. 2497-2506.
36. Stroes E., Colquhoun D., Sullivan D. et al. Anti-PCSK9 antibody effectively lowers cholesterol in patients with statin intolerance: the GAUSS-2 randomized, placebo-controlled phase 3 clinical trial of evolocumab // J Am Coll Cardiol. 2014. Vol. 63. P.2541-2548.
37. Cho L., Rocco M., Colquhoun D. et al. Design and rationale of the GAUSS-2 study trial: a double-blind, ezet-imibe-controlled phase 3 study of the efficacy and toler-ability of evolocumab (AMG 145) in subjects with hypercholesterolemia who are intolerant of statin therapy // Clin Cardiol. 2014. Vol. 37. P. 131-139.
38. Langslet G., Emery M., Wasserman S.M. Evolocumab (AMG145) for primary hypercholesterolemia // Expert Rev Cardiovasc Ther. 2015. Vol. 13. P. 477-488.
39. Musunuru K., Strong A., Frank-Kamenetsky M. et al. From noncoding variant to phenotype via SORT1 at the 1p13 cholesterol locus // Nature. 2010. Vol. 466. P. 714-719.
40. Kjolby O.M., Andersen T., Breiderhoff A.W. et al. Sort1, encoded by the cardiovascular risk locus 1p13.3, is a regulator of hepatic lipoprotein export // Cell Metab. 2010. Vol. 12. P. 213-223.
41. Zeng J., Racicott J., Morales C.R. The inactivation of the sortilin gene leads to a partial disruption of prosaposin trafficking to the lysosomes // Exp Cell Res. 2009. Vol. 315. P. 3112-3124.
42. Strong A., Ding Q., Edmondson A.C. et al. Hepatic sortilin regulates both apolipoprotein B secretion and LDL catabolism // J Clin Invest. 2012. Vol. 122. P. 2807-2816.
43. Patel K.M., Strong A., Tohyama J. et al. Macrophage sortilin promotes LDL uptake, foam cell formation, and atherosclerosis // Circ Res. 2015. Vol. 116. P. 789-796.
44. Crosby J., Peloso G.M., Auer P.L. et al. Loss-of-func-tion mutations in APOC3, triglycerides, and coronary disease // N Engl J Med. 2014. Vol. 371. P. 22-31.
45. Jorgensen A.B., Frikke-Schmidt R., Nordestgaard B.G. et al. Loss-of-function mutations in APOC3 and risk of ischemic vascular disease // N Engl J Med. 2014. Vol. 371. P. 32-41.
46. Pollin T.I., Damcott C.M., Shen H. et al. A null mutation in human APOC3 confers a favorable plasma lipid profile and apparent cardioprotection // Science 2008. Vol. 322. P. 1702-1705.
47. Huff M.W., Hegele R.A. Apolipoprotein C-III: going back to the future for a lipid drug target // Circ Res. 2013. Vol. 112. P. 1405-1408.
48. LaRosa J.C., Levy R.I., Herbert P. et al. A specific apoprotein activator for lipoprotein lipase // Biochem Biophys Res Commun. 1970. Vol. 41. P. 57-62.
49. Brown W.V., Baginsky M.L. Inhibition of lipoprotein lipase by an apoprotein of human very low density lipoprotein // Biochem Biophys Res Commun. 1972. Vol. 46. P.375-82.
50. Kinnunen P.K., Ehnolm C. Effect of serum and C-apoproteins from very low density lipoproteins on human postheparin plasma hepatic lipase // FEBS Lett. 1976. Vol. 65. P. 354-357.
51. Yao Z, Wang Y. Apolipoprotein C-III and hepatic tri-glyceriderich lipoprotein production // Curr Opin Lipidol. 2012. Vol. 23. P. 206-212.
52. Aalto-Setala K., Fisher E.A., Chen X. et al. Mechanism of hypertriglyceridemia in human apolipoprotein (apo) CIII transgenic mice: diminished very low density lipoprotein fractional catabolic rate associated with increased apo CIII and reduced apo E on the particles // J Clin Invest. 1992. Vol. 90. P. 1889-1900.
53. Cohen J.C., Stender S., Hobbs H.H. APOC3, coronary disease, and complexities of Mendelian randomization // Cell Metab. 2014. Vol. 20. P. 387-389.
54. Gaudet D., Brisson D., Tremblay K. et al. Targeting APOC3 in the familial chylomicronemia syndrome // N Engl J Med. 2014. Vol. 371. P. 2200-2206.
55. Davey S.G, Ebrahim S. Epidemiology-is it time to call it a day? // Int J Epidemiol. 2001. Vol. 30. P. 1-11.
56. Fewell Z., Davey S.G, Sterne J.A. The impact of residual and unmeasured confounding in epidemiologic studies: a simulation study // Am J Epidemiol. 2007. Vol. 166. P. 646-655.
57. Lawlor D., Harbord R., Sterne. J et al. Mendelian randomization: using genes as instruments for making causal inferences in epidemiology // Stat Med. 2008. Vol. 27. P. 1133-1163.
58. Davey S.G., Hemani G. Mendelian randomization: genetic anchors for causal inference in epidemiological studies // Hum Mol Genet. 2014. Vol. 23. P. R89-98.
59. Smith G.D., Lawlor D.A., Harbord R. et al. Clustered environments and randomized genes: a fundamental distinction between conventional and genetic epidemiology // PLoS Med. 2007. Vol. 4. P. e352.
60. Voight B.F., Peloso G.M., Orho-Melander M. et al. Plasma HDL cholesterol and risk of myocardial infarction: a Mendelian randomisation study // Lancet. 2012. Vol. 380. P.572-580.
61. Burgess S., Thompson S.G. Use of allele scores as instrumental variables for Mendelian randomization // Int J Epidemiol. 2013. Vol. 42. P. 1134-1144.
62. Ference B.A., Majeed F., Penumetcha R. et al. Effect of naturally random allocation to lower low-density lipoprotein cholesterol on the risk of coronary heart disease mediated by polymorphisms in NPC1L1, HMGCR, or both: a 2x2 factorial Mendelian randomization study // J Am Coll Cardiol. 2015. Vol. 65. P. 1552-15561.
63. Stitziel N.O., Won H.H., Morrison A.C. et al. Inactivating mutations in NPC1L1 and protection from coronary heart disease // N Engl J Med. 2014. Vol. 371. P. 2072-2082.
64. Baigent C., Keech A., Kearney P.M. et aL Efficacy and safety of cholesterol lowering treatment: prospective metaanalysis of data from 90 056 participants in 14 randomised trials of statins // Lancet 2005. Vol. 366. P. 1267-1278.
65. Cholesterol Treatment Trialists C, Mihaylova B., Em-berson J. et al. The effects of lowering LDL cholesterol with statin therapy in people at low risk of vascular disease: metaanalysis of individual data from 27 randomised trials // Lancet. 2012. Vol. 380. P.581-590.
66. Cannon C.P., Blazing M.A., IMPROVE-IT Investigators et al. Ezetimibe added to statin therapy after acute coronary syndromes // N Engl J Med. 2015. Vol. 372. P. 2387-2397.
67. Global Lipids Genetics C, Willer C.J., Schmidt E.M. et al. Discovery and refinement of loci associated with lipid levels // Nat Genet. 2013. Vol. 45. P. 1274-1283.
68. Holmes M.V., Asselbergs F.W., Palmer T.M. et al. Men-delian randomization of blood lipids for coronary heart disease // Eur Heart J. 2015. Vol. 36. P. 539-550.
69. Do R., Willer C.J., Schmidt E.M. et al. Common variants associated with plasma triglycerides and risk for coronary artery disease // Nat Genet. 2013. Vol. 45. P. 13451352.
70. Varbo A., Benn M., Tybjaerg-Hansen A. et al. Remnant cholesterol as a causal risk factor for ischemic heart disease // J Am Coll Cardiol. 2013. Vol. 6. P. 427-436.
71. Sarwar N., Sandhu M.S., Ricketts S.L. et al. Triglyc-eride-mediated pathways and coronary disease: collaborative analysis of 101 studies // Lancet. 2010. Vol. 375. P. 1634-1639.
72. Kamstrup P.R., Tybjaerg-Hansen A., Steffensen R. et al. Genetically elevated lipoprotein(a) and increased risk of myocardial infarction // JAMA. 2009. Vol. 301. P. 2331-2339.
73. Clarke R., Peden J.F., Hopewell J.C. et al. Genetic variants associated with Lp(a) lipoprotein level and coronary disease // N Engl J Med. 2009. Vol. 361. P. 2518-2528.
74. Casas J.P., Shah T., Cooper J. et al. Insight into the nature of the CRP-coronary event association using Men-delian randomization // Int J Epidemiol. 2006. Vol. 4. P. 922-931.
75. Elliott P., Chambers J.C., Zhang W. et al. Genetic loci associated with C-reactive protein levels and risk of coronary heart disease // JAMA. 2009. Vol. 302. P. 37-48.
76. C Reactive Protein Coronary Heart Disease Genetics Collaboration (CCGC), Wensley F, Gao P. et al. Association between C reactive protein and coronary heart disease: men-delian randomisation analysis based on individual participant data // BMJ. 2011. Vol. 342. P. d548.
77. Casas J.P., Ninio E., Panayiotou A. et al. PLA2G7 genotype, lipoprotein-associated phospholipase A2 activity, and coronary heart disease risk in 10 494 cases and 15 624 controls of European Ancestry // Circulation. 2010. Vol. 21. P. 2284-2293.
78. Holmes M.V., Exeter H.J., Folkersen L. et al. Novel genetic approach to investigate the role of plasma secretory
phospholipase a2 (spla2)-v isoenzyme in coronary heart disease: modified Mendelian randomization analysis using pla2g5 expression levels // Circ Cardiovasc Genet. 2014. Vol. 7. P. 144-150.
79. Burgess S., Freitag D.F., Khan H. et al. Using multivariable Mendelian randomization to disentangle the causal effects of lipid fractions // PLoS One. 2014. Vol. 9. P. e108891.
80. Ridker P.M., Pradhan A., MacFadyen J.G. et al. Cardiovascular benefits and diabetes risks of statin therapy in primary prevention: an analysis from the JUPITER trial // Lancet. 2012. Vol. 380. P. 565-571.
81. Corrao G., Ibrahim B., Nicotra F. et al. Statins and the risk of diabetes: evidence from a large population-based cohort study // Diabetes Care. 2014. Vol. 37. P. 2225-2232.
82. Preiss D., Seshasai S.R., Welsh P. et al. Risk of incident diabetes with intensive-dose compared with moderate-dose statin therapy: a meta-analysis // JAMA. 2011. Vol. 305. P. 2556-2564.
83. Rajpathak S.N., Kumbhani D.J., Crandall J. et al. Statin therapy and risk of developing type 2 diabetes: a meta-analysis // Diabetes Care. 2009. Vol. 32. P. 1924-1929.
84. Sattar N., Preiss D., Murray H.M. et al. Statins and risk of incident diabetes: a collaborative meta-analysis of randomized statin trials // Lancet. 2010. Vol. 375. P. 735-742.
85. Swerdlow D.I., Preiss D., Kuchenbaecker K.B. et al. HMG-coenzyme A reductase inhibition, type 2 diabetes, and bodyweight: evidence from genetic analysis and randomised trials // Lancet. 2015. Vol. 385. P. 351-361.
86. Hindy G., Rukh G., Almgren P. et al. Causal effect of decreased LDL cholesterol and increased blood pressure on higher incidence of type 2 diabetes by Mendelian randomization in the Malm o Diet and Cancer Study // Diabetolo-gia. 2014. Vol. 57. P. S67.
87. Besseling J., Kastelein J.J., Defesche J.C. et al. Association between familial hypercholesterolemia and prevalence of type 2 diabetes mellitus // JAMA. 2015. Vol. 313. P. 1029-1036.
88. Mega J.L., Stitziel N.O., Smith J.G. et al. Genetic risk, coronary heart disease events, and the clinical benefit of statin therapy: an analysis of primary and secondary prevention trials // Lancet. 2015. Vol. 385. P. 2264-2271.
89. Do R., Stitziel N.O., Won H.H. et al. Exome sequencing identifies rare LDLR and APOA5 alleles conferring risk for myocardial infarction // Nature. 2015. Vol. 518. P. 102-106.
90. Folsom A.R., Peacock J.M., Demerath E., Boerwinkle E. Variation in ANGPTL4 and risk of coronary heart disease: the Atherosclerosis Risk in Communities Study // Metabolism. 2008. Vol. 57. P. 1591-1596.
91. Frikke-Schmidt R., Nordestgaard B.G., Stene M.C. et al. Association of loss-of-function mutations in the ABCA1 gene with high-density lipoprotein cholesterol levels and risk of ischemic heart disease // JAMA. 2008. Vol. 299. P. 2524-2532.
