CC BY
54
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА ^-4 У КОРЕННЫХ И ПРИШЛЫХ ЖИТЕЛЕЙ РЕСПУБЛИКИ ХАКАСИЯ, БОЛЬНЫХ АЛЛЕРГИЧЕСКОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ
Елена Анатольевна АНДРЕЙЧИКОВА1, Александр Александрович ПИСКУНОВ2,
Сергей Витальевич СЕННИКОВ2, Владимир Александрович КОЗЛОВ2
1ГУЗ Хакасская Республиканская больница им. Г.Я. Ремишевской 655012, г. Абакан, ул. Ленина, 23
2 НИИ клинической иммунологии СО РАМН 630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14
Изучено распределение частот аллелей и генотипов полиморфных точек гена 1Ь-4 в позициях -590 Т— С и -33 Т——С у коренных и пришлых жителей Республики Хакасия, больных аллергической бронхиальной астмой (БА). Материалом для исследования послужила выборка страдающих БА хакасов (66 человек) и европеоидов (33 больных), постоянно проживающих в республике. Генотипирование полиморфизмов -590 Т—С, -33 Т—С гена 1Ь-4 проводилось методом полимеразной цепной реакции и посредством анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов. Установлено, что коренные жители Хакасии с атопической бронхиальной астмой являются преимущественно носителями генотипов -590С/Т и -33С/Т гена 1Ь-4, в то время как пришлые жители республики - генотипов -590Т/Т и -33Т/Т. Обнаружено статистически значимое увеличение сывороточной концентрации 1Ь-4 в периферической крови больных БА коренных жителей по сравнению с пришлыми. Выявлены этнические особенности ассоциации продукции 1Ь-4 у больных БА с различными генотипами гена 1Ь-4.
Ключевые слова: аллергическая астма, полиморфизм генов, !Ь-4.
Бронхиальная астма (БА) широко распространена в различных популяциях, частота встречаемости этого заболевания варьирует от
1 до 18 % в разных странах мира [1]. Существующая разница в распространенности БА между расами, проживающими в одном регионе, может быть связана с социально-экономическими условиями, воздействием аллергенов, особенностью питания [2]. В различных этнических группах могут иметь место особенности иммунопатогенеза, которые представляют как теоретический, так и практический интерес. Допустимо, что для такого сложного заболевания, как бронхиальная астма, имеет место этническая специфика в детерминации, что доказывается различием некоторых участков сцепления в этнически дифференцированных популяциях. Эти различия могут лежать в основе межпопу-ляционной вариабельности заболеваемости атопическими патологиями, обусловливая отличия в подверженности к астме у разных народов.
Но недостаток данных не позволяет установить возможные причины внутри- и межпопуляци-онных различий в распространенности БА [2].
Согласно современным представлениям, ключевую роль в иммунном ответе при БА играют хелперные Т-лимфоциты (ТИ). Под воздействием определенного спектра цитокинов может формироваться один из двух вариантов ТИ-лимфоцитов: ТИ1, которые продуцируют 1Ь-2 и ^N-7, являющийся мощным активатором макрофагов, и поэтому занимают центральное место в клеточном иммунном ответе, и ТИ2, продуцирующие цитокины 1Ь-4, 1Ь-5, 1Ь-13, ответственные за формирование гуморального иммунного ответа. Вариант иммунного ответа зависит как от генетически обусловленных особенностей иммунологических реакций организма (у лиц с атопией имеется генетически обусловленная поляризация дифференцировки ТИ0 по пути ТИ2), так и от характера антигена. Именно 1Ь-4, продуцируемый ТИ2-лимфоци-
Андрейчикова Е.А. - врач-аллерголог-иммунолог, е-mail: [email protected]
Пискунов А.А. - научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии, e-mail: [email protected] Сенников С.В. - д.м.н., проф., зав. лабораторией молекулярной иммунологии, е-mail: [email protected] Козлов В.А. - д.м.н., проф., академик РАМН, директор, е-mail:[email protected]
тами, на начальных стадиях развития аллергического воспаления связывается со своим рецептором на поверхности В-клеток, играет ключевую роль в переключении В-клеток с синтеза IgG на IgE. Именно IgE играет центральную роль при атопии, являясь основным иммунологическим маркером сенсибилизации
[3]. В работах отечественных и зарубежных авторов имеются указания на наличие ассоциаций полиморфизма генов данного медиатора с астмой и атопией [4-6].
Цель настоящего исследования - сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов, полиморфных локусов (-33Т—С и -590С—Т) гена IL-4 у коренных и пришлых жителей Хакасии, больных аллергической бронхиальной астмой.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование проведено на этнических группах больных аллергической IgE-опосредованной (атопической) БА, постоянно проживающих на территории Республики Хакасия. Обследованный контингент подразделяли на две популяции: хакасов (монголоидов, или коренных жителей) и европеоидов (пришлое население). Группы больных составили пациенты, имеющие положительные результаты кожных аллергопроб и ранее подтвержденный диагноз бронхиальной астмы [10]. Под наблюдением находилось 99 человек: 66 больных БА хакасов и 33 больных европеоидов. Среди больных коренной национальности было 36 % мужчин и 64 % женщин. Возраст больных находился в пределах от 15 до 68 лет (средний возраст - 38,2 ± 6,3 года). Длительность болезни составляла от 1 года до 18 лет, в среднем -6,5 ± 0,6 года. У 35 % пациентов наблюдалась отягощенная наследственность по бронхиальной астме. В группу больных БА европеоидов вошли 28 % мужчин и 72 % женщин. Средний возраст составил 39,9 ± 7,2 года, длительность болезни - 7,4 ± 0,7 года. У 25 % пациентов наблюдалась отягощенная наследственность по бронхиальной астме.
Содержание цитокина IL-4 в сыворотке крови определяли с помощью меченых моноклональных и поликлональных антител («R&D Systems», США) методом электрохемилюми-несценции с использованием прибора «Origen Analyzer» («IGEN», США) и реагентов, приготовленных согласно протоколам [7].
Для генотипирования использовали образцы тотальной ДНК, выделенной из цельной венозной крови, с использованием комплекта
реагентов «Проба НК» научно-производственной фирмы ООО «ДНК-технология» (г. Москва). Полиморфные локусы гена IL-4 в позициях -590 Т——С и -33Т—С идентифицировали полимеразной цепной реакцией с использованием последовательностей олигонуклеотидных праймеров, описанных ранее [2]. Рестрикцию ампликионов IL-4-590 и IL-4-33 проводили с использованием специфичных эндонуклеаз BsIF и BstMA соответственно.
Статистический анализ проводился с помощью пакета программ «Statistica for Windows 6.0», программы OpenEpi. Для сравнения частот аллелей и генотипов между различными группами использовали критерий х2 Пирсона с поправкой Йетса на непрерывность. Сравнение уровня IL-4 в сыворотке крови в группах пациентов проводили с помощью непараметрического критерия U Манна - Уитни. Различие считали статистически значимыми при р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате исследования полиморфных вариантов в локусах -590 и -33 гена IL-4 при аллергической БА у жителей Хакасии получено, что частоты генотипов в двух группах значительно различались.
При анализе частот генотипов и аллелей в области -590 (рис. 1) обнаружено, что у пришлых жителей преобладает «дикий» гомозиготный генотип Т/Т (69,8 %) в отличие от группы коренных жителей (12,5 %) (х2 = 18,09; р < 0,001).
Кроме этого, у европеоидов с БА наблюдалось достоверное снижение встречаемости гетерозиготного генотипа С/Т (18,1 %) по сравнению с хакасами (60,7 %), у которых этот генотип преобладал (х2 = 15,56; р < 0,001). Частота вариантного аллеля Т была выше у больных европеоидов (79 %), чем у хакасов с БА (55 %) (%2 = 10,50; р < 0,001). Не установлено статистически значимых различий в частоте генотипа С/С между изучаемыми группами.
Также показана расовая специфика в распределении частот аллелей и генотипов полиморфного варианта -33С—Т гена IL-4 (рис. 2). При оценке частоты встречаемости различных генотипов полиморфного локуса -33 гена IL-4 у лиц с БА русской и хакасской этнической принадлежности, проживающих на территории Республики Хакасия, выявлено, что частота гомозигот Т/Т в группе хакасов с БА была ниже, чем в группе европеоидов (х2 = 20,51; р < 0,001), а гетерозигот С/Т - выше (х2 = 16,95; р < 0,001).
% 8060-40-| 20 0
<0,001 р <0,001 69,8 60,7
р <0,001 79
□
европеоиды
р<05001 69,8
65,2
Т/Т ' С/Т 1 с/с
р< 0,001
□
европеоиды
Рис. 1. Распределение частот аллелей и генотипов ло- Рис. 2. Распределение частот аллелей и генотипов по-
куса —590 гена 1Ь-4 у европеоидов и хакасов с БА
лиморфного локуса —33 гена 1Ь-4 у европеоидов и хакасов с БА
Отмечена явная тенденция к увеличению числа носителей аллеля Т у европеоидов с БА (80 %) в отличие от хакасов (55 %) (х2 =11,88; р < 0,001).
Полученные нами результаты исследований распределения частот аллелей и генотипов полиморфных локусов гена 1Ь-4 у больных европеоидов Хакасии в значительной мере совпадают с данными аналогичных исследований для центрального региона России и Западной Сибири [2, 8, 9], но расходятся с данными для монголоидных популяций России, проживающих в Восточной Сибири [6].
Учитывая важность 1Ь-4 в иммунопатогенезе БА, мы сравнили сывороточную концентрацию цитокина в группах больных БА жителей Республики Хакасия и обнаружили, что у хакасов, больных БА, он достоверно выше, чем у европеоидов с БА (в 1,99 раза, р < 0,05).
Анализ ассоциированности аллелей полиморфного локуса -590 гена 1Ь-4 с его содержанием в периферической крови у больных БА показал, что у коренных жителей с БА, носителей аллеля С, уровень 1Ь-4 выше, чем у носителей аллеля Т. Среди европеоидов с БА, наоборот, более высокая концентрация цитокина наблюдалась у пациентов - носителей аллеля
Таблица 1
Уровень 1Ь-4 у европеоидов и хакасов с БА в зависимости от аллеля локуса -590 гена 1Ь-4 (М ± т)
Т, а меньшая - у носителей аллеля С (табл. 1). При этом содержание 1Ь-4 в сыворотке крови у пациентов с БА носителей аллеля С достоверно выше у хакасов, чем у европеоидов (р < 0,05).
В нашем исследовании у носителей аллеля С полиморфного участка -33 гена 1Ь-4 концентрация 1Ь-4 в сыворотке крови хакасов с БА оказалась выше, чем среди европеоидов (р < 0,05). У европеоидов наибольший уровень 1Ь-4 в сыворотке крови определялся у носителей аллеля Т (табл. 2).
Среди обследованных лиц преобладают индивиды, обладающие генотипами, обеспечивающими в основном повышенный уровень продукции 1Ь-4, что, вероятно, соответствует состоянию функционирования контролируемых ими звеньев иммунной системы у пациентов с аллергической ^Е-опосредованной бронхиальной астмой.
Однако следует отметить, что феномен гиперпродукции 1Ь-4 может быть обусловлен не только аллельными вариантами гена 1Ь-4, но и комплексом факторов, регулирующих его экспрессию [6].
На сегодняшний день проведено множество исследований, касающихся ассоциации отдель-
Таблица 2
Уровень 1Ь-4 у европеоидов и хакасов с БА в зависимости от аллеля локуса -33 гена 1Ь-4 (М ± т)
Европеоиды Хакасы
Аллель п Содержание 1Ь-4 (пг/мл) п Содержание 1Ь-4 (пг/мл)
С 10 22,79 ± 2,15 50 83,33 ± 8,12*
Т 29 39,91 ± 2,94 35 68,1 ± 7,62
Аллель Европеоиды Хакасы
п Содержание 1Ь-4 (пг/мл) п Содержание 1Ь-4 (пг/мл)
С 11 16,54 ± 4,95 5 92,35 ± 16,84*
Т 28 44,8 ± 5,74 66 62,4 ± 12,46
Примечание. Здесь и в табл. 2 * - отличие от содержания ТЬ-4 у европеоидов достоверно при р < 0,05.
ных генотипов полиморфных вариантов гена IL-4 с сывороточным уровнем продукции ци-токина в различных этнических группах. Так, на популяции европеоидов г. Москвы было продемонстрировано, что аллели Т в локусах -33 и -590 гена IL-4 определяют увеличение содержания IL-4 в сыворотке крови [2].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в настоящем исследовании показано, что коренные и некоренные популяции Хакасии, проживающие в одинаковых климатогеографических и социальных условиях, имеют значительные различия в полиморфизме гена IL-4, влияющего на патогенез БА. Установленная расовая специфика в распределении частот аллелей и генотипов исследуемых полиморфных вариантов гена IL-4 у больных представляется важной в связи с тем, что, вероятно, обусловливает различия в распространенности и характере течения бронхиальной астмы у представителей разных рас.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bateman E.D., Jithoo A. Asthma and allergy -a global perspective // Allergy. 2007. 62. 213-215.
2. Gervaziev Y.V., Kaznacheev V.A., Gervazie-va VB. Allelic polymorphisms in the interleukin-4 promoter regions and their association with bronchial asthma among the Russian Population // Int. Arch. Allergy Immunol. 2006. 141. 257-266.
3. Oettgen H.C., Geha R.S. IgE in asthma and atopy: cellular and molecular connections // J. Clin. Invest. 1999. 104. 829-835.
4. Beghe B., Barton S., Rorke S. et al. Polymorphisms in the interleukin-4 and interleukin-4 receptor alpha chain genes confer susceptibility to asthma and atopy in a Caucasian population // Clin. Exp. Allergy. 2003.33. 1111-1117.
5. Chiang C.H., Tang Y.C., Lin M.Y. et al. Association between the IL-4 promoter polymorphisms and asthma or severity of hyperresponsiveness in Taiwanese // Respirology. 2007. 12. (1). 42-48.
6. Фрейдин М.Б., Пузырев В.П., Огородо-ва Л. М. и др. Полиморфизм генов интерлейкинов и их рецепторов: популяционная распространенность и связь с атопической бронхиальной астмой // Генетика. 2002. 38. (12). 1710-1718.
Freidin M.B., Puzyrev V.P., Ogorodova L.M. et al. Polymorphism of interleukins genes and their receptors: population distribution and association with atopic bronchial asthma // Genetika. 2002. 38. (12). 1710-1718.
7. Sennikov S.V, Krysov S.V, Injelevskaya T.V. et al. Quantitative analysis of immunoregulatory cytokines by electrochemiluminescence method // J. Immunol. Methods. 2003. 275. 81-88.
8. Огородова Л.М., Федорова О. С., Брагина Е.Ю. и др. Генетические маркеры бронхиальной астмы у детей, больных атопическим дерматитом // Пульмонология. 2007. (4). 37-44.
Ogorodova L.M., Fedorova O.S., Bragina E.Yu. et al. Genetic markers of bronchial asthma in children with atopic dermatitis // Pulmonologiya. 2007.
(4). 37-44.
9. Шалухина А.Р. Эпидемиологическое и клинико-генетическое исследование бронхиальной астмы в Республике Башкортостан: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Уфа, 2006.
Shalukhina A.R. Epidemiological and clinico-genetic investigation of bronchial asthma in the Pepublic of Bashkortostan: abstract of thesis. ... candidate of medical sciences. Ufa, 2006.
10. Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention. National Institutes of Health. (Revised 2006). No. 02-3659. Bethesda, MD.
11. Esnault S., Benbernou N., Lavaud F. et al. Differential spontaneous expression of mRNA for IL-
4, IL-10, IL-13, IL-2 and IFN-gamma in peripheral blood mononuclear cells from atopic patients //J. Clin. Exp. Immunol. 1996. 103. 111-118.
12. Lee S.G., Kim B.S., Kim J.H. et al. Gene-gene interaction between interleukin-4 and interleukin-4 receptor alpha in Korean children with asthma // Clin. Exp. Allergy. 2004. 34. 1202-1208.
COMPARATIVE ASPECTS OF THE IL-4 GENE POLYMORPHISM IN PATIENTS WITH ASTHMA - INHABITANTS OF THE REPUBLIC OF KHAKASSIA
Elena Anatol'evna ANDREICHIKOVA1, Aleksander Aleksandrovich PISKUNOV2,
Sergey Vital'evich SENNIKOV2, Vladimir Aleksandrovich KOZLOV2
1 Khakassia Republic Hospital named after G.Ya. Remishevskaya 655012, Abakan, Lenin str., 23
2 Institute of Clinical Immunology SB RAMS 630099, Novosibirsk, Yadrintsevskaya str., 14
The distribution of alleles and genotypes of polymorphic loci of IL-4 -gene in positions -590 T—-C and -33 T— C has been investigated in patients with allergic bronchial asthma (BA) — aboriginal and non-aboriginal inhabitants of the Republic of Khakassia. The test material has been taken from 66 Khakas with BA and 33 Caucasian patients permanently residing in the Republic of Khakassia. The genotyping of IL-4 gene polymorphism at the -590 T——C and-33 T——C has been carried out with the method of polymerase chain reaction and analysis of restriction fragments length polymorphism. It has been established that the aboriginal inhabitants of Khakassia with atopic bronchial asthma are predominately the carriers of -590C/T and -33C/T genotypes of IL-4 gene, whereas the nonaboriginal inhabitants of the Republic Khakassia are the carriers of -590T/T and -33T/T genotypes. The statistically significant increase in serum concentration of IL-4 gene in peripheral blood of the patients with BA — aboriginal inhabitants in comparison with non-aboriginal people has been revealed. The ethnic peculiarities of the association of the IL-4 gene production in the patients with BA with different genotypes of IL-gene have been detected.
Keywords: atopic asthma, gene polymorphism, IL-4.
Andreichikova Е.А. — allergologist-immunologist, e-mail: [email protected] Piskunov A.A. — researcher of the laboratory of molecular immunology, e-mail: [email protected] Sennikov S.V. - doctor of medical sciences, professor, head of the laboratory of molecular immunology, e-mail: [email protected]
Kozlov V.A. — doctor of medical sciences, professor, academician of RAMS, director e-mail: [email protected]
