CC BY
38
Роль полиморфизма генов эотаксина (-384) и CCR3 (-51) в формировании эозинофилии крови при туберкулезе легких
Михеева К.О. \ Колобовникова Ю.В.1, Уразова О.И.1, Новицкий В.В.1, "2 1 1 Филинюк О.В. , ГончаровМ.Д. , Наследникова И.О.
The role of polymorphism of genes eotaxin (-384) and CCR3 (-51) in formation of blood eosinophilia under pulmonary tuberculosis
Miheeva K.O., Kolobovnikova Yu.V., Urazova O.I., Novitsky V. V., Filinyuk O.V., Goncharov M.D., Naslednikova I.O.
С привлечением современных молекулярно-генетических и иммунологических методов исследования установлено, что формирование эозинофильной реакции крови при туберкулезе легких обусловлено гиперсекрецией эотаксина. Подверженность к возникновению эозинофильной реакции крови при туберкулезной инфекции ассоциирована с аллелем G и гомозиготным генотипом GG полиморфного участка A-384G гена эотаксина, а также с аллелем С и генотипом СС полиморфизма T-51C гена рецептора эотаксина ССЯ3.
Ключевые слова: эозинофилия, цитокины, рецепторы, эотаксин, полиморфизм генов.
With attracting contemporary molecular-genetic and immunological research methods, it has been established that blood eo-sinophilia under pulmonary tuberculosis is mediated by hypersecretion eotaxin. Susceptibility to the emergence of eosinophilic blood reaction under tubercular infection is associated with the allele G and homozygous genotype GG of the polymorphic region A-384G of the gene eotaxin as well as with allele С and homozygous genotype СС polymorphism T-51C of the gene ССЯ3.
Key words: eosinophilia, cytokines, receptors, eotaxin, gene polymorphism.
Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
© Михеева К.О., Колобовникова Ю.В., Уразова О.И. и др.
УДК 616.24-002.5-06:616.155.35]:575.174.015.3
Эозинофильная реакция крови при туберкулезе легких (ТЛ) в большинстве случаев является следствием проводимой противотуберкулезной химиотерапии (чаще при назначении резервных противотуберкулезных препаратов). Однако регистрируются случаи эозинофилии крови при деструктивных формах множественно лекарственно-устойчивого ТЛ до лечения [5].
но шесть полиморфных сайтов в промоторной области, однако функционально значимый полиморфизм гена эотаксина регистрируется в положении -384, который ассоциирован с концентрацией данного медиатора и уровнем общего IgE в сыворотке крови [7]. В гене ССЯ3 обнаружено 10 полиморфизмов, для некоторых (-22557G>A, -174C>T и ^5Ю) показана ассоциация с повышением количества эозинофилов в крови у пациентов с бронхиальной астмой [3].
Формирование эозинофилии крови при патологии связывают с гиперпродукцией медиаторов, регулирующих гомеостаз эозинофильных гранулоцитов, одним из которых является эотаксин, реализующий свои эффекты посредством связывания со специфическим рецептором CCR3 (C-C Chemokine Receptor type 3), экспрессируе-мым на клетках, в том числе на эозинофилах [4, 6].
В исследование вошли 186 пациентов европеоидного происхождения в возрасте от 18 до 55 лет, проживающих на территории г. Томска и Томской области, с впервые выявленным распространенным деструктивным инфильтративным и диссеминированным
В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования явилась оценка ассоциативных связей полиморфных вариантов A-384G гена эотаксина и гена ССЯ3 с количеством эозинофилов в периферической крови у больных ТЛ.
Доминирующим фактором, обусловливающим функциональную активность цитокинов и их рецепторов у отдельного индивида, является аллельный полиморфизм генов. В локусе гена эотаксина обнаруже-
Михеева К.О., Колобовникова Ю.В., Уразова О.И. и др.
ТЛ, находившихся на стационарном лечении в отделении терапии легочного туберкулеза № 1 Томской областной туберкулезной клинической больницы.
В зависимости от абсолютного и относительного количества эозинофилов в периферической крови были сформированы две основные группы исследования: первую группу составили 86 пациентов с ТЛ, сопровождающимся эозинофилией (абсолютное число эозинофилов составило (0,79 + 0,01) г/л, относительное — (8,98 + 0,46)%), во вторую группу вошли 100 больных ТЛ без эозинофилии (абсолютное число эозинофи-лов — (0,23 + 0,01) г/л, относительное — (2,80 + 0,20)%). Забор материала для исследования у больных ТЛ во всех случаях проводили до начала специфической противотуберкулезной терапии.
В контрольную группу были включены 120 здоровых доноров с сопоставимыми характеристиками по полу и возрасту (абсолютное число эозинофилов не превышало (0,06 + 0,01) г/л, относительное — (1,19 + 0,20)%).
Материалом для исследования служила венозная кровь. Концентрацию эотаксина в сыворотке периферической крови оценивали с применением твердофазного иммуноферментного «сэндвичевого» метода в соответствии с инструкцией, прилагаемой производителем тест-систем (Biosource, США). Выделенные на градиенте плотности Percoll (р = 1,133 г/л) (Sigma Life Science, США) эозинофильные лейкоциты (2 • 106 клеток/мл) использовали для определения экспрессии поверхностных рецепторов к эотаксину методом лазерной проточной цитометрии с использованием моноклональных антител, меченных флуоресцентной меткой FITC. Про-боподготовку проводили согласно протоколу фирмы-производителя (Becton Dickinson, США).
Выделение ДНК из периферической крови проводили сорбентным методом согласно инструкции, прилагаемой к коммерческому набору «ДНК-сорб-В» («ИнтерЛабСервис», Россия). Полиморфные участки генов цитокинов исследовали с использованием рест-рикционного анализа продуктов амплификации специфических участков генома (ПДРФ-анализ).
Основным медиатором, модулирующим функциональную активность эозинофильных гранулоцитов (наряду с интерлейкином-5), является эотаксин — представитель СС-семейства хемокинов, основная роль которого заключается в потенцировании процессов рекрутирования эозинофилов из кровотока в ткани
Роль полиморфизма генов эотаксина (-384) и CCR3 (-51)...
и наоборот. Вместе с тем эотаксин обладает способностью усиливать мобилизацию эозинофилов из костного мозга, обусловливая избыток эозинофильных лейкоцитов в периферической крови [4].
В ходе проведенного исследования было установлено достоверное повышение уровня эотаксина в сыворотке крови у больных инфильтративным и диссемини-рованным ТЛ, сопровождающимся эозинофилией, а также у пациентов с диссеминированным вариантом туберкулезной инфекции без эозинофилии.
Анализируя причины высокого содержания эотак-сина в крови у больных ТЛ, сопровождающимся эози-нофилией, необходимо учитывать, что уровень медиаторов, выделяемых клетками, генетически детерминирован. В современной литературе представлены многочисленные данные о наличии ассоциативных связей аллельных вариантов генов цитокинов с характером продукции соответствующих белковых продуктов и предрасположенностью к той или иной патологии [1].
По результатам иммуногенетического исследования было установлено, что у больных ТЛ, сопровождающимся эозинофилией, достоверно чаще встречались аллель G (х2 = 21,17; p2 < 0,001) и гомозиготный по аллелю G генотип (х2 = 17,34; p2 < 0,001) гена эотаксина (A-384G) по сравнению с группой больных ТЛ без эозинофилии. В свою очередь среди больных ТЛ, не сопровождающимся эозинофильной реакцией крови, достоверно чаще по сравнению с группой здоровых лиц встречался гомозиготный по аллелю А генотип полиморфизма A-384G гена эотаксина. Была показана положительная ассоциация генотипа GG (OR = 2,75), а также аллеля G (OR = 2,81) гена эотак-сина с эозинофилией крови при ТЛ.
Известно, что эотаксин действует через специфический рецептор (CCR3), экспрессированный на эозинофильных гранулоцитах. В отличие от других СС-хемокинов эотаксин имеет высокую селективность по отношению к своему рецептору, активация которого in vitro опосредует хемотаксис и дегрануляцию эозинофилов [4].
При оценке содержания CCR3-положительных клеток в интактной культуре эозинофильных лейкоцитов было зарегистрировано увеличение относительного и абсолютного их количества только у больных ТЛ без эозинофилии по сравнению с таковым в контрольной группе. В свою очередь, при ТЛ, сопровождающимся эозинофилией, число эозинофилов, экс-
прессирующих CCR3, варьировало в пределах нормы. Повышенная экспрессия CCR3 на эозинофильных гранулоцитах при ТЛ без эозинофилии, по-видимому, индуцирует усиление адгезии эозинофилов к сосудистому эндотелию с последующей миграцией основной массы клеток в очаг гранулематозного воспаления.
В промоторном регионе гена рецептора эотаксина локализовано значительное число полиморфных сайтов, многие из которых ассоциированы с бронхиальной астмой, атопией и атопическим дерматитом [2]. При этом установлено, что сочетания аллелей А полиморфизма -22557 G>A, G полиморфизма -520 T>G, а также аллелей T полиморфизмов -174C>T и +51 T>C ассоциированы с низким содержанием эозинофилов в периферической крови у больных бронхиальной астмой [6].
Как показали результаты проведенного исследования, в группе больных ТЛ, сопровождающимся эозино-фильной реакцией крови, достоверно чаще, чем у здоровых лиц и пациентов с ТЛ без эозинофилии, встречался генотип СС полиморфизма T-51C гена CCR3 (X2 = 60,30; p1 < 0,001 и х2 = 46,86; p2 < 0,001 соответственно). Анализ распределения аллелей выявил, что аллель С полиморфного участка +51 T>C гена CCR3 достоверно чаще (х2 = 64,35; p2 < 0,001) встречался у больных ТЛ, сопровождающимся эозинофилией, по сравнению с таковым у пациентов без эозинофильной реакции крови. С этими же аллелем (OR = 6,58) и генотипом (OR = 13,21) была установлена достоверная ассоциация эозинофильной реакции крови при ТЛ.
Таким образом, формирование эозинофильной реакции крови при ТЛ обусловлено гиперсекрецией эотаксина — ключевого эозинофилактивирующего медиатора. Повышенное содержание эотаксина в сыворотке крови у больных ТЛ без эозинофилии можно объяснить двойственностью свойств данного хемокина: с одной стороны, эотаксин опосредует пролонгированное пребывание эозинофилов в кровотоке, а с другой — потенцирует процессы рекрутирования эозинофилов из
кровотока в ткани. Подверженность к возникновению эозинофильной реакции крови при туберкулезной инфекции ассоциирована с аллелем G и гомозиготным генотипом GG полиморфного участка A-384G гена эотаксина, а также с аллелем С и генотипом СС полиморфизма T-51C гена CCR3. Полученные результаты свидетельствуют о генетической предрасположенности к развитию эозинофильной реакции крови при ТЛ до проведения специфической противотуберкулезной терапии.
Исследование выполнено в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 годы (соглашения № 14.А18.21.0206 и № 14.А18.21.0174).
Литература
1. Коненков В.И., Смольникова М.В. Структурные основы и функциональная значимость аллельного полиморфизма генов цитокинов человека и их рецепторов // Мед. иммунология. 2003. Т. 5, № 1—2. С. 11—28.
2. Al-Abdulhadi S.A., Al-Rabia M.W.O. Linkage and haplotype analysis for chemokine receptors clustered on chromosome 3p21.3 and transmitted in family pedigrees with asthma and atopy // Ann. Saudi Med. 2010. V. 30 (2). P. 115—122.
3. Fukunaga K., Asano K., Mao X-Q. et al. Genetic polymorphisms of CC chemokine receptor 3 in Japanese and British asthmatics // Eur. Respir. J. 2001. V. 17. P. 59—63.
4. Garcia-Zepeda E.A., Rothenberg M.E., Ownbey R.T. et al. Human eotaxin is a specific chemoattractant for eosinophil cells and provides a new mechanism to explain tissue eosin-ophilia // Nat. Med. 1996. V. 2. P. 449—456.
5. Kirman J., Zakaria Z., McCoy K. Role of eosinophils in the pathogenesis of Mycobacterium bovis BCG infection in gamma interferon receptor-deficient mice // Infect. Immun. 2009. V. 68 (5). P. 2976—2978.
6. Lee J.-H., Chang H.S., Kim G.H. et al. Genetic effect of CCR3 and IL5RA gene polymorphisms on eosinophilia in asthmatic patients // J. Allergy Clin. Immunol. 2007. V. 120 (5). P. 1110—1117.
7. Wang T.-N., Chiang W., Tseng H.-I. et al. The polymorphisms of Eotaxin 1 and CCR3 genes influence on serum IgE, Eotaxin levels and mild asthmatic children in Taiwan // Allergy. 2007. V. 62. P. 1125—1130.
Поступила в редакцию 02.03.2012 г.
Утверждена к печати 05.03.2012 г.
Сведения об авторах К.О. Михеева — аспирант кафедры патофизиологии СибГМУ (г. Томск).
Ю.В. Колобовникова — канд. мед. наук, докторант кафедры патофизиологии СибГМУ (г. Томск). О.И. Уразова — д-р мед. наук, профессор кафедры патофизиологии СибГМУ (г. Томск).
В.В. Новицкий — д-р мед. наук, профессор, академик РАМН, зав. кафедрой патофизиологии СибГМУ (г. Томск). О.В. Филинюк — д-р мед. наук, зав. кафедрой фтизиатрии и пульмонологии СибГМУ (г. Томск). М.Д. Гончаров — студент 6-го курса медико-биологического факультета СибГМУ (г. Томск). И.О. Наследникова — д-р мед. наук, профессор кафедры патофизиологии СибГМУ (г. Томск).
Для корреспонденции
МихееваК.О., КолобовниковаЮ.В., Уразова О.И. и др. Роль полиморфизма генов эотаксина (-384) и CCR3 (-51).
Колобовникова Юлия Владимировна, тел.: 8 (382-2) 55-36-13, 8-952-803-1359; e-mail: [email protected]
