CC BY
65
ГЕНЕТИКА
УДК 575.17
ИЗУЧЕНИЕ ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ СРЕДИ БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТОМ
В статье изложены данные о популяционно-генетических характеристиках генов вазоактивных гормонов среди больных хроническим гломерулонефритом и в контрольной группе. Представлены результаты оценки функции почек в дебюте хронического гломерулонефрита. Установлено, что аллель 311C PON2 и генотип 311SC PON2 являются протек-тивными факторами развития нарушений функций почек при возникновении заболевания, а аллель А TNFR1 и генотип АА TNFR1 - факторами риска.
Ключевые слова: хронический гломерулонефрит, гены вазоактивных гормонов, цитокины, сохранная и сниженная функция почек. e-maib [email protected]
Введение. Хронический гломерулонефрит (ХГН) - это сборная группа заболеваний разных по происхождению и морфологическим проявлениям.
ХГН характеризуется генетически обусловленным иммуно-опосредованным воспалением почечных клубочков, которое может сопровождаться вовлечением в патологический процесс всех почечных структур [1], развитием почечной недостаточности, сморщиванием почки, развитием артериальной гипертензии, а также может приводить к смерти от хронической почечной недостаточности [2].
Быстрое развитие генетики и молекулярной биологии заложило основу для успешного изучения молекулярной генетики широко распространённых заболеваний. В настоящее время основной концепцией молекулярной генетики заболеваний является представление об ассоциации полиморфного маркера гена с предрасположенностью или устойчивостью развития патологии.
Данные крупнейших мета-анализов, проведенных по результатам исследований ассоциаций генетических маркеров с предрасположенностью к мультифакториальным заболеваниям, свидетельствуют о крайне низкой их воспроизводимости в различных популяциях мира [3].
Низкая продуктивность генетических исследований обусловлена не только сложностью межгенных взаимодействий, генетической гетерогенностью и выраженным клиническим полиморфизмом данного класса болезней, но и эволюционно сложившимися взаимодействиями генотип-среда, специфичными для каждой человеческой популяции.
Особое внимание уделяется изучению полиморфных маркеров генов-кандидатов [4], т.е. генов, продукты экспрессии которых могут участвовать в развитии и прогрессировании заболевания.
О.Н. Литовкина Е.В. Некипелова Е.Н. Крикун И.С. Полякова М.И.Чурносов
Белгородский
государственный
университет
Таблица 1
Распределение генотипов, наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, индекса фиксации полиморфных маркеров генов вазоактивных гормонов среди больных ХГН и в популяционном контроле
Локусы, показатели Больные ХГН (п=2з8) Контрольная группа (п=304)
М а Ш 234 302
No(Ne) II 44 (47,57) 72 (70,10)
ID 123 (115,87) 147 (150,80)
DD 67 (70,54) 83 (81,10)
Х2(^Е) (р) 0,87 (>0,05) 0,19 (>0,05)
Но (Не) 0,53 (0,50) 0,49 (0,50)
D (t) +0,06 (0,92) -0,03 (0,44)
и О 3 с« Ш 234 300
No(Ne) 4а4а 12 (10,68) 14 (11,41)
4а4Ь 76 (78,63) 89 (94,18)
4Ъ4Ъ 146 (144,68) 197 (194,41)
^(^Е) (р) 0,26 (>0,05) 0,90 (>0,05)
Но (Не) 0,32 (0,34) 0,30 (0,31)
D (t) -0,03 (0,30) -0,06 (0,52)
сч й О О 1Н 1Н СО Сп Ш 236 304
No(Ne) 311SS 13 (14,25) 21 (24,05)
31^С 90 (87,49) 129 (122,91)
311СС 133 (134,25) 154 (157,05)
^(^Е) (р) 0,19 (>0,05) 0,75 (>0,05)
Но (Не) 0,38 (0,37) 0,42 (0,40)
D (t) +0,03 (0,28) +0,05 (0,62)
Н О § 1 Ш 238 303
No(Ne) -6АА 65 (64,09) 92 (82,91)
-6AG 117 (118,83) 133 (151,18)
-6GG 56 (55,09) 78 (68,91)
Х2(™е) (р) 0,06 (>0,05) 4,38 (>0,05)
Ho (He) 0,49 (0,59) 0,44 (0,50)
D т -0,01 (0,24) -0,12 (2,10)
1Н а £ о чО О ш 236 304
No(Ne) 46oWW 14 (6,28) 10 (6,96)
46oGW 49 (64,44) 72 (78,08)
46oGG 173 (165,28) 222 (218,96)
X2(HWE) (р) 13,55 (>0,05) 1,84 (>0,05)
Н (He) 0,27 (0,24) 0,24 (0,26)
D (t) -0,24 (1,87) -0,08 (0,63)
сч О гг ^ й + < Ш 236 303
№>№) +46GG 89 (94,07) 114 (109,32)
+46GA 120 (109,86) 136 (145,36)
+46АА 27 (32,07) 53 (48,32)
Х2(^Е) (р) 2,01 (>0,05) 1,26 (>0,05)
Ho (He) 0,51 (0,47) 0,45 (0,48)
D (t) +0,09 (1,24) -0,04 (1,04)
1Н й й X 1Н Ш 235 302
No(Ne) 198КК 163 (161,81) 202 (200,38)
198КК 64 (66,38) 88 (91,23)
198NN 8 (6,81) 12 (10,38)
Х2(^Е) (р) 0,30 (>0,05) 0,38 (>0,05)
Н (He) 0,27 (0,28) 0,29 (0,30)
D (t) -0,04 (0,27) -0,04 (0,33)
< сз <? чо ^ 00 С чо О + Ш 235 304
No(Ne) +6986GG 199 (200,31) 270 (269,07)
+6986GA 35 (32,38) 32 (33,87)
+6986АА 0 (1,31) 2 (1,07)
^(^Е) (р) 1,53 (>0,05) 0,93 (>0,05)
Ho (Н) 0,15 (0,14) 0,11 (0,11)
D (t) +0,08 (0,36) -0,08 (0,25)
Исследования, посвященные молекулярно-генетическим аспектам хронического гломерулонефрита в России малочисленны, тогда как зарубежные работы достаточно детально описывают роль полиморфизмов генов-кандидатов в возникновении и течении данного заболевания. Однако переносить результаты зарубежных исследователей на население России можно лишь в ориентировочном плане, так как русский этнос имеет свою своеобразную структуру генофонда и в том числе по «кандидатным» генам мультифакториальных заболеваний, которая отличается от генетических характеристик других народов [5].
В нефрологии в качестве кандидатных генов рассматривают гены, кодирующие компоненты гормональных систем, например вазоактивные гормоны, которые регулируют гемодинамические процессы, а также процессы синтеза и деградации межклеточного матрикса, влияют на скорость развития гломерулосклероза.
Цель исследования - провести популяционно-генетический анализ распределения полиморфных маркеров генов вазоактивных гормонов и цитокинов среди больных ХГН и в популяционном контроле.
Выборка больных (238 человек) формировалась на базе отделения нефрологии Белгородской областной клинической больницы, группа контроля составила 304 индивидуума, являющихся уроженцами Центрального Черноземья. Материалом для исследования послужила ДНК, выделенная из цельной венозной крови стандартными методами.
Генотипирование ДНК-маркеров производили следующими методами: анализ полиморфизма длин амплифицируемых фрагментов (ПДАФ), анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ), анализ дискриминации аллелей методом Tag Man зондов. Статистическая обработка данных проводилась с использованием программных пакетов «STATISTICA for Windows 6.0» и «Microsoft Ехсе1 2007».
В работе были исследованы полиморфизмы восьми генов вазоактивных гормонов: ангиотензин-превращающего фермента (I/D ACE), эндотелиальной синтазы окиси азота (4а/4Ь eNOS), параоксоназы-2 (S311C PON2), ангиотензиногена (-6A/G AGT), а-аддуцина (G460W ADDi), [32-адренорецептора (+46G/A ADRB2), эндотелина-1 (K198N ET-i), цитохрома 3A5 (+6986G/A CYP3A5) и четырёх генов цитокинов: фактора некроза опухоли a (TNFa-308), лимфотоксина a (Lta-250), рецептора фактора некроза опухоли 1 типа (TNFR1-36), трансформирующего фактора роста pi (TGFpi-869).
Исследование частот генотипов изучаемых полиморфных маркеров генов вазоактивных гормонов, результаты которого представлены в таблице 1, показало, что практически для всех изученных локусов в группе больных ХГН и в популяционной выборке эмпирическое распределение генотипов соответствует теоретически ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга (p>0,05). Среди больных ХГН по локусу G460W ADDi выявлено отклонение от равновесия Харди-Вайнберга за счет снижения наблюдаемой ге-терозиготности по сравнению с ожидаемой (х2=13,55, p<0,00i, D=-0,24).
При сравнении частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров генов вазоактивных гормонов в контрольной группе и среди больных ХГН статистически достоверных различий выявлено не было. Результаты проведенного сравнительного анализа представлены в табл. 2. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что полиморфизм генов вазоактивных гормонов ACE, eNOS, PON2, AGT, ADDi, ADRB2, ET-i, CYP3A5 не ассоциирован с развитием ХГН. Это согласуется с литературными данными о том, что гены вазоактивных гормонов не являются этиологическими факторами ХГН, но играют определенную роль в патогенезе хронического гломерулонефрита [6, 7, 8].
Выявлены различия в распространённости генотипа 3iiSC PON2 между больными со сниженной функцией почек и контрольной группой: среди больных концентрация данного маркера была более чем в i,7 раза ниже, чем в контрольной группе (x2=6,i2, p=0,0i, pcor=0,03, OR=0,42, 95%Cl 0,2i-0,85).
Таблица 2
Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров генов вазоактивных гормонов у больных ХГН и в контрольной группе
2 50 о Аллели, генотипы Больые ХГН (п=2з8) Контрольная группа (п=304) ОR (95% С1); х2 (р)
% %
1 2 3 4 5
м а I 45,09 48,18 0,88 (0,69-1,13); Х2=0,89; р=0,35
D 54,91 51,82
II 18,80 23,84 0,74 (0,48-1,15); Х2=1,69; Р=0,19
ID 52,56 46,68 1,17 (0,82-1,67); Х2=0,65; Р=0,42
DD 28,64 27,48 1,06 (0,71-1,58); х2=0,04; р=0,84
и О % ей 4а 21,37 19,50 1,12 (0,82-1,53); Х2=0,46; р=0,50
4Ъ 78,63 80,50
4а4а 5,13 4,67 1,10 (0,47-2,59); х2=0,01; р=0,97
4а4Ъ 32,48 29,67 1,14 (0,78-1,68); х2=0,36; Р=0,55
4Ъ4Ъ 62,39 65,66 0,87 (0,60-1,26); х2=0,48; р=0,49
сч й О О 1 1Н СО СО 311с 24,58 28,12 0,83 (0,63-1,11); Х2=1,54; Р=0,22
311S 75,42 71,88
311СС 5,51 6,91 0,79 (0,36-1,69); х2=0,24;р=0,63
311SC 38,14 42,43 0,84 (0,58-1,20); х2=0,85;р=0,36
31^ 56,35 50,66 1,26 (0,88-1,80); х2=1,51;Р=0,22
Н О 1 -6А 51,89 52,31 1,01 (0,79-1,30); Х2=0,01; р=0,94
-6G 48,11 47,69
-6АА 27,31 30,36 0,86 (0,58-1,28); х2=0,46; р=0,50
-6AG 49,16 43,89 1,24 (0,87-1,76); х2=1,28; р=0,26
-6GG 23,53 25,75 0,89 (0,59-1,34); х2=0,24; р=0,62
1 а £ о чО о 4боШ 16,31 15,13 1,09 (0,78-1,54); Х2=0,20; р=0,66
46oG 83,69 84,87
4боШШ 5,93 3,29 1,85 (0,76-4,59); х2=0,61; р=0,21
46oGW 20,76 23,68 0,84 (0,55-1,30); х2=0,50; р=0,48
46oGG 73,31 73,03 1,01 (0,68-1,52); х2=0,01; р=1,01
150 НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ | 4 I Серия Медицина. Фармация. 2011. №4 (99). Выпуск 13
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5
сч < 40 1 +46G 63,14 60,07 1,14 (0,88-1,47);
+46А 36,86 39,93 Х2=0,93; Р=0,34
+46GG 37,71 37,62 1,00 (0,70-1,45); х2=0,01; р=1,01
+46GA 50,85 44,88 1,27 (0,89-1,81); х2=1,66; р=0,20
+46АА 11,44 17,50 0,61 (0,36-1,03); х2=3,38; р=0,07
1Н Н — 00 1Н 198К 82,98 81,46 0,90 (0,65-1,25);
198N 17,02 18,54 Х2=0,32; Р=0,57
198КК 69,36 66,89 1,12 (0,76-1,64); х2=0,27; р=0,61
198КК 27,23 29,14 0,91 (0,61-1,35); Х2=0,15; Р=0,70
198 NN 3,41 3,97 0,85 (0,31-2,28); х2=0,01; р=0,91
+6986G 92,52 94,08 0,78 (0,47-1,29);
< +6986А 0,07 5,92 х2=0,80; р=0,37
ЧО ЭТ 00 Рч ^ Ьм 40 и + +6986GG 85,04 88,81 0,72 (0,42-1,22); х2=1,36; р=0,24
+6986GA 14,96 10,53 1,50 (0,87-2,58); х2=1,99; р=0,16
+6986АА 0 0,66 0,01 (0,57-5,27); х2=0,28; р=0,60
Обнаружена более высокая частота аллеля 311Б в группе больных со сниженной функцией почек (84,55%), по сравнению как с группой пациентов с сохранной функцией почек (72,17%, х2=5,48, р=0,02) так и с контролем (71,88%, х2=7Д0, р=0,009, OR=2,l4, 95%С1 1,20-3,84). Распределение аллеля 311^ РО№ в группах больных ХГН с сохранной и сниженной функцией почек в дебюте заболевания и в контроле представлено на рис. 1.
90
85
80
75
70
65
60
Рис. 1. Распределение аллеля 31^ РО№ в группах больных ХГН с сохранной и сниженной функцией почек в дебюте заболевания и в контроле
Установлено увеличение частоты провоспалительных аллеля А (67,39%) и генотипа АА (47,83%) гена TNFRl у больных ХГН со сниженной функцией почек на момент первого обследования, как в сравнении с контрольной группой (45,52% и 22,46% соот-
ветственно), так и с группой больных с сохранной функцией почек (52,57% и 33,71% соответственно) в дебюте заболевания (р<0,01; OR=2,з8 и 3,09). По полиморфным маркерам генов ТОТа-308, Ltа-250, TGFPl-869 статистически значимых различий между рассматриваемыми группами больных и контрольной группой не получено. На рис. 2 представлено распределение аллеля А TNFRl в группах больных ХГН в зависимости от функции почек в дебюте заболевания и в контроле.
П
П
сЗ
сЗ
Н
О
н
о
сЗ
&
70-
65-
60-
55-
50-
45 ■ 40_____________éÚ
Рис. 2. Распределение аллеля А TNFR1 в группах больных ХГН с сохранной и сниженной функцией почек в дебюте заболевания и в контроле
Нами была проведена оценка функции почек в дебюте хронического гломеруло-нефрита, для этого были сформированы две группы: первую группу составили пациенты с сохранной функцией (n=107 человек), вторую - больные со сниженной функцией почек (n=55 человек). При изучении распределения полиморфных генетических маркеров среди больных ХГН с сохранной и сниженной функцией почек, а также в контрольной группе выявлены статистически достоверные различия только в частотах генотипов и аллелей по локусу S311C параоксоназы-2. Установлено, что среди больных ХГН со сниженной функцией почек, концентрация генотипа 311SS составила 72,72% и была наибольшей по сравнению как с контролем, где данный показатель составил 50,66% (х2=8,27, p=0,005, с учётом поправки Бонферрони pTOr =0,015, OR=2,6o, 95%Cl 1,32-5,15), так и с пациентами с ХГН с сохранной функцией почек (52,83%, х2=5,16, p=0,02,
Pcor=0,06).
Резюмируя полученные результаты, следует отметить:
1. Полиморфизм генов вазоактивных гормонов не ассоциирован с развитием хронического гломерулонефрита, что полностью согласуется с современными представлениями о функциональной роли данных вазоактивных гормонов.
2. Генетические маркеры 311S и 311SS PON2, А и АА TNFR1 являются факторами риска снижения почечной функции у больных ХГН в дебюте заболевания. Аллель 311C PON2 и генотип 311SC PON2 можно считать протективными факторами развития нарушений функций почек при возникновении заболевания (OR=o,47 и 0,42), а аллель А TNFR1 и генотип АА TNFR1 - факторами риска (OR=2,38 и 3,09).
Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 200д-2013гг (Государственный контракт №П384).
1. Аксенович, Т.И. Картирование генов, детерминирующих распространенные болезни человека / Т.И. Аксенович // Медицинская генетика. - 2006. - Т. 5, № 2. - С. 11-15.
2. Балановская, Е.В. Русский генофонд на Русской равнине/Е.В. Балановская, О.П. Балановский - М.: Луч, 2007. - 416 с.
3. Ермоленко, В.М. Значение малобелковой диеты в замедлении прогрессирования хронической почечной недостаточности: обзор литературы / В.М. Ермоленко, Т.А. Козлова, Н.А. Михайлова // Нефрология и диализ. - 2006. - Т. 8, № 4. - С. 310-321.
4. Значение полиморфных маркеров генов вазоактивных гормонов в оценке клинических особенностей хронического гломерулонефрита/Е.С Камышева [и др.] / Терапевтический архив. - 2005. - Т. 77, № 6. - С. 16-20.
5. Шулутко, Б.И. Хронический пиелонефрит - он есть или его нет? / Б.И. Шулутко, С.В. Макаренко // Нефрология. - 2006. - Т. 10, № 3. - С. 113-119.
6. Buraczynska, M. Genetic polymorphisms of the renin-angiotensin system in end-stage renal disease / M. Buraczynska, P. Ksiazek, A. Drop et al. // Nephrology Dialysis Transplantation. - 2006. -№ 21 (4). - P. 979-983.
7. Hirschhorn, J. A comprehensive review of genetic assotiation studies/J. Hirschhorn, K. Lohmueller, E. Byrne et al. // Genet. Med. - 2002. - Vol. 4, № 2. - Р. 45-61.
8. Stratta, P. Interaction between gene polymorphisms of nitric oxide synthase and renin-angiotensin system in the progression of membranous glomerulonephritis/P. Stratta, F. Bermond, S. Guarrera et al. // Nephrol. Dia.l Transplant. - 2004. - Vol. 19. - P. 587-595.
Литература
STUDY OF POPULATION GENETIC-CHARACTERISTICS OF CANDIDATE GENES AMONG PATIENTS WITH CHRONIC GLOMERULONEPHRITIS
O.N. Litovkina E.V. Nekipelova E.N. Krikun
The article presents data of population- genetic characteristics of vasoactive hormones genes in patients with chronic glomerulonephritis and in the control group. Presents the results of evaluation of renal function at the onset of chronic glomerulonephritis. It was established that the allele 311C PON2 and genotype 311SC PON2 are protective factors in the development of renal dysfunction in case of disease, and allele A TNFR1 and genotype AA TNFR1 are the risk factors.
I.S. Polyakova M.I. Churnosov
Belgorod State University
Key words: chronic glomerulonephritis, the genes of vasoactive hormones, cytokines, saved and decreased kidney function.
e-mail: [email protected]
