CC BY
32
УДК 616.133:575.17
СВЯЗЬ КАРОТИДНОГО АТЕРОСКЛЕРОЗА С ПОЛИМОРФИЗМОМ 5А/6А ГЕНА МАТРИЧНОЙ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗЫ-3
Екатерина Викторовна МАЗДОРОВА1, Андрей Николаевич РЯБИКОВ12, Владимир Николаевич МАКСИМОВ12, Софья Константиновна МАЛЮТИНА1, Михаил Иванович ВОЕВОДА1, Юрий Петрович НИКИТИН1
1НИИ терапии СО РАМН
630089, г.Новосибирск, ул. Б. Богаткова 175/1
2ГОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава 630091, г. Новосибирск, Красный проспект 52
Изменения комплекса «интима-медия», оцениваемые при ультразвуковом сканировании, являются ранним маркером атеросклероза. Цель данной работы — оценить связь атеросклеротического поражения стенки сонных артерий с полиморфизмом гена матричной металлопротеиназы-3 (ММР3, 5А/6А). Объектом исследования явилась случайная выборка семей из популяции (284 мужчин и женщин в возрасте 18—60 лет, жители Октябрьского р-на г. Новосибирска). Использовали следующие методы исследования: эпидемиологические (оценка факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, социально-демографические характеристики, медицинские истории болезни), лабораторные (диагностика с помощью полимеразной цепной реакции) и ультразвуковые (дуплексное сканирование сонных артерий). Наличие атеросклероза каротидных артерий устанавливали на основании увеличения толщины интимо-медиального комплекса > 0,9мм и/или наличия множественных бляшек сонных артерий. Анализировали средние показатели толщины интимо-медиального комплекса и дихотомическую переменную атеросклероза каротидных артерий. В обследуемой выборке обнаружена ассоциация признаков каротидного атеросклероза с гомозиготным генотипом 5А5А гена ММР3 у мужчин, которая не зависела от возраста, уровня артериального давления, приема гипотензивных препаратов, индекса массы тела OR=9,32 (95%С1: 1,14-75,72; р=0,037).
Ключевые слова: атеросклероз сонных артерий, «интима-медия», ультразвуковое сканирование, полиморфизм генов, ген матричной металлопротеиназы-3.
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной инвалидизации и смертности среди трудоспособной части населения индустриально развитых стран, в том числе и России. В России смертность от этих заболеваний в последние десятилетия возрастала, опережая аналогичные показатели в странах Западной Европы и Северной Америки. В связи с этим проблема профилактики и лечения атеросклероза и его осложнений является приоритетной [1].
Индивидуальная стратегия профилактики ССЗ подразумевает выявление и лечение лиц с повышенным кардиоваскулярным риском или больных с высоким риском осложнений. Изменения комплекса «интима-медия» стенки сонных артерий, успешно оцениваемые при ультразвуковом сканировании, являются ранним маркером атеросклероза, предиктором кар-дио- и цереброваскулярных заболеваний [2, 3].
На современном этапе кардиологии активно изучается полиморфизм генов-кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний как один из потенциальных факторов риска развития атеросклеротического процесса. Матричные металлопротеиназы (MMP) играют важную роль в развитии атеросклероза, участвуя в повреждении экстрацеллюлярного матрикса. Известно более 20 белков семейства металлопротеиназ. Исследования показывают, что имеется тенденция к повышению уровней транскрипции MMP1, MMP3, MMP7, MMP12 в атеросклеротических бляшках [4, 5]. По данным некоторых авторов, отмечена связь полиморфизма 5А/6А матричной металлопротеиназы-3 со структурным поражением артериальной стенки и прогрессированием ишемической болезни сердца (ИБС) [6, 7].
Маздорова Е.В. — аспирант, e-mail: [email protected]
Рябиков А.Н. — д.м.н., в.н.с., лаборатории клиники и этиопатогенеза внутренних заболеваний, кафедра терапии ФПК и ППВ, e-mail: [email protected]
Максимов В.Н. — д.м.н., в.н.с., лаборатории молекулярно-генетических исследований терапевтических заболеваний, e-mail: [email protected]
Малютина С.К. — д.м.н., проф. г.н.с., лаборатории клиники и этиопатогенеза внутренних заболеваний, e-mail: [email protected]
Воевода М.И. — директор, д.м.н., проф., чл-корр. РАМН, e-mail: [email protected] Никитин Ю.П. — д.м.н., проф. академик РАМН, e-mail: [email protected]
Цель исследования — изучить связь атеросклеротического поражения стенки сонных артерий с полиморфизмом 5А6А гена матричной металлопротеиназы-3.
Материал и методы
Исследование проведено по материалам Европейского проекта по изучению генетики артериальной гипертензии EPOGH (European Project on Genes in Hypertension). Принципиальный исследователь в новосибирском центре — академик РАМН Никитин Ю.П., координатор скрининга — проф. Малютина С.К. В качестве объекта исследования была использована случайная выборка семей из популяции: 89 ядерных семей, включавших 324 человека в возрасте 18—60 лет (44% мужчин и 56% женщин), жителей Октябрьского района г. Новосибирска. Отклик составил 68%. Критерием включения семей в исследование было наличие двух детей (не моложе 18 лет) и одного или обоих родителей (не старше 60 лет). Исследование одобрено локальным этическим комитетом НИИ терапии СО РАМН. Все лица, участвовавшие в исследовании, дали информированное согласие. Использовали эпидемиологические методы (факторы риска ССЗ, демографические и медицинские характеристики), лабораторные (биохимические, диагностика с помощью полимеразной цепной реакции) и ультразвуковые методы исследования (дуплексное сканирование сонных артерий высокого разрешения). Ультразвуковое исследование сонных артерий и генотипирование MMP3 (5A6A) выполнено у 284 человек.
Наличие атеросклероза каротидных артерий (АКА) устанавливали на основании увеличения толщины интимо-медиального комплекса (ТИМК) > 0,9 мм и/или наличия множественных бляшек сонных артерий по данным ультразвукового сканирования. В анализе рассматривали средние показатели ТИМК и дихотомическую переменную АКА. Ангиосканирование выполнялось по стандартной методике одним исследователем (д.м.н. Рябиков А.Н.) на эхосканере SIM7000 CFM (7,5/10,0 МГц, Италия) [3].
Выделение ДНК из крови проводилось по модифицированной методике фенол-хлоро-формной экстракции [8]. Генотипирование выполняли в Межинститутском секторе молекулярной эпидемиологии и эволюции человека (Институт цитологии и генетики СО РАН и НИИ терапии СО РАМН., зав. сект. — чл.-корр. РАМН Воевода М.И.). Генотипи-
рование полиморфизма 5А/6А в промоторе гена ММР3 проводили с помощью методики Dunleavey et al. [9]. Статистическую обработку данных выполняли с использованием пакета программ SPSS (v.11.5). Анализировали ассоциацию полиморфизма 5А/6А гена ММР3 с наличием каротидного атеросклероза на основе таблиц сопряженности с использованием критерия х2 по Пирсону. Риск возникновения заболевания оценивали на основании отношения шансов (odds ratio, OR). Для стандартизованной оценки ассоциаций применяли мультивариантную логистическую регрессию. Для сравнения средних величин ТИМК использовали дисперсионный ковариационный анализ.
Результаты
В изученной выборке мужчин и женщин 18—60 лет распространенность каротидного атеросклероза составила 13,2% (18,8% у мужчин и 9,0% у женщин). У мужчин частота развития АКА была в 2,3 раза выше, чем у женщин, OR = 2,34 (95% доверительный интервал, 95% CI: 1,17—4,67; р = 0,014). Величина ТИМК сонных артерий в среднем составила 0,59 мм и была достоверно выше у мужчин (0,62 мм), чем у женщин (0,56 мм), р = 0,003. Частота аллелей 5А и 6А гена ММР3 в зависимости от наличия или отсутствия АКА не различалась (0,46/0,54 и 0,41/0,59 соответственно, р = 0,396). Частоты генотипов 5А5А, 5А6А и 6А6А в группе АКА составили 18,4%, 55,3% и 26,3% по сравнению с группой без каротидного атеросклероза 13,4%, 55,7% и 30,9%; р=0,665; n=284 (рис. 1). Средняя величина ТИМК в группах носителей генотипов 5А5А, 5А6А и 6А6А составила 0,58, 0,59 и 0,60 мм соответственно, р = 0,917.
60
^ 50
Л
б 40
В
Е 30
св
20
0
Рис. 1. Частоты генотипов металлопротеиназы-3 (ММР3, 5А6А) в зависимости от наличия атеросклероза каротидных артерий (семейная выборка мужчин и женщин, 18-60 лет, п=284, г. Новосибирск); здесь и в рис. 2: ( ) —
наличие АКА, (I I) — отсутствие АКА
55.3 55.7
26.3 , 30’9
Л
18,4
13,4
5А5А 5А6А 6А6А
р = 0,665
Среди мужчин с АКА выявлено недостоверное увеличение пропорции гомозиготного генотипа 5А5А, р = 0,395 (рис. 2). При нестан-дартизованной оценке отношение шансов наличия АКА у мужчин, носителей гомозиготного генотипа 5А5А, по сравнению с мужчинами с генотипомами 5А6А/6А6А составило OR = 2,20 (95% СІ: 0,68-7,09; р = 0,180). Однако в мультивариантном регрессионном анализе при стандартизации по возрасту выявлена статистически достоверная ассоциация носитель-ства гомозиготного генотипа 5А5А гена ММР3 с АКА у мужчин, OR = 7,63 (95% СІ: 1,08-54,22; р = 0,042) в модели 5А5А против 5А6А/6А6А и OR = 25,63 (95% СІ: 1,16-566,81; р = 0,040) в модели 5А5А против 6А6А (рис. 3).
80
70
При стандартизации по возрасту, уровню артериального давления (АД), гипотензивной терапии, индексу массы тела (ИМТ) показана независимая ассоциация АКА с носительством генотипа 5А5А у мужчин, OR = 9,32 (95% С1: 1,14—75,72; р = 0,037) (табл., модель 3). При включении в модель уровня общего холестерина крови (ОХС), курения, потребления алкоголя сохранялась связь АКА у мужчин с вышеуказанным генотипом, OR = 13,09 (95% С1: 1,12—152,99; р = 0,040) (табл., модель 5). Однако при включении в модель уровня холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛВП) (модель 6) или наличия ИБС (модель 7) значимость ассоциации нивелировалась (р = 0,068 и р = 0,096 соответственно,
60 * 50
ей
1 40
И
2 30' Й
I 20
66.7
11,2
30,4
20,0
5А5А 5А6А 6А6А
Мужчины, р = 0,395
5А5А 5А6А 6А6А
Женщины, р = 0,647
Рис. 2. Частоты генотипов ММР3, 5А6А в зависимости от наличия атеросклероза каротидных артерий у мужчин и женщин, 18-60 лет, г. Новосибирск
Рис. 3. Отношение шансов наличия каротидного атеросклероза в зависимости от полиморфизма 5А6А гена
ММР3 в различных моделях (стандартизация по возрасту, мужчины, женщины, объединенная по полу выборка). Шкала ОЯ — отношение шансов: (I I) — статистически незначимый, () —
статистически значимый; I-------1 — 95% доверительный интервал; муж. — мужчины, жен. — женщины.
табл.). Поэтому можно предположить, что ассо- Ц циация гомозиготного генотипа 5А5А гена v§ ^
ММР3 с каротидным атеросклерозом у мужчин ^
отчасти объяснялась вкладом уровня ХС-ЛВП ^
и наличием ИБС. У женщин связи АКА с поли- ft-
морфизмом 5А6А гена ММР3 не выявлено. °
Обсуждение |
Полученные результаты о наличии ассо- ^
циации каротидного атеросклероза с гомози- ^
готным генотипом 5А5А гена ММР3 у мужчин 25
отличаются от данных большинства опублико- §
ванных работ, где получены ассоциации ТИМК Ц
у
и
или каротидного стеноза с аллелем 6А [10, 11].
Еще в одном исследовании у японских женщин была найдена связь инфаркта миокарда *
с носительством аллеля 6А гена ММР3. [12]. |
В других работах [6, 7] показана прямая или ^
опосредованная ассоциация генотипа 5А5А с ССЗ и инфарктом миокарда, что соответ- §
ствует полученным нами результатам. ^
Это разнообразие оценок может частично «
объясняться различиями в составе обследован- ^
ных выборок, учетом в анализе ряда допол- ^
нительных факторов. Данные в пользу аллеля ^
5А поддерживаются результатами недавнего |
мета-анализа о предполагаемой связи этого §
аллельного варианта с нестабильностью атеро- |
склеротической бляшки вследствие повышен- &
ного протеолиза [13]. ^
Исследования in vitro показали, что экспрес- ^
сия аллеля 5А выше, чем аллеля 6А, в фибро- §
бластах и гладкомышечных клетках, непосред- Л
ственно участвующих в атерогенезе. Некоторые »
авторы подтвердили, что сниженная транс- о
крипция гена ММР3 при генотипе 6А6А связана «
с уменьшением уровня стромелизина в артери- §
альной стенке по сравнению с другими геноти- §
пами, и эти низкие уровни протеолитической о
активности способствуют изменению внекле- |
точного матрикса при атеросклеротическом §
О О
О
повреждении [14, 15]. В результате носители генотипа 6А/6А могут быть предрасположены к развитию атеросклеротических бляшек с существенным стенозом, тогда как носители аллеля |
5А—к развитию нестабильных бляшек [16]. §
В соответствии с вышеизложенным ТеїаШта §
а
et а1. [6] продемонстрировали, что гомозиготный генотип 5А5А ассоциирован с острым инфарктом миокарда. В японской выборке незави- ^
симо от пола и возраста носителей аллеля 5А ^
было значительно больше в группе с острым |
инфарктом миокарда, чем в группе контроля §
(48,8 и 32,7% соответственно, р < 0,0001).
АО ^
при анализе посредством мультивариантной оц логистической регрессии, в модели 5А5А/5А6А
Модель 7 8,93 (0,68-117,21) р = 0,096 0,49 (0,04-6,63) р = 0,590
Модель 6 0) О 00 5, 6 51 ,0 ОС^ч © ^4 і і ,8 р 0 0,49 (0,03-7,08) р = 0,597
Модель 5 9) ,9 0 gas СП ° II ,1 р 0,38 (0,03-5,17) р = 0,466
Модель 4 5) 85 9, 3 93, <N 1 II 1,2 р 0,51 (0,04-6,65) р = 0,610
Модель 3 9,32 (1,14-75,72) р = 0,037 1) 8 60 -н чо40, | о 0, 4 ,0 = 0, р
Модель 2 3) ,83 33 чо^р © 1 1 2 1, р 0,59 (0,05-6,56) р = 0,668
Модель 1 2) ,22 42 340 чо^ ©* II 1, р 0,86 (0,09-7,97) р = 0,897
Независимая переменная ,А б А А/бА А ЗА « К Н _ О д & Е К к ^ * ^ 2 ,А б А А/бА 43 А ЗА « S о ^ ^ £ ^ 3 ‘/і К о
Примечание: Стандартизация: модель 1 — по возрасту; модель 2—по возрасту, систолическому АД, гипотензивной терапии; модель 3 — по возрасту, систолическому АД, гипотензивной терапии, ИМТ; модель 4—по возрасту, систолическому АД, гипотензивной терапии, ИМТ, курению, потреблению алкоголя; модель 5 — по возрасту, систолическому АД, гипотензивной терапии, ИМТ, курению, потреблению алкоголя, содержанию общего холестерина; модель 6—по возрасту, систолическому АД, гипотензивной терапии, ИМТ, курению, потреблению алкоголя, содержанию холестерина липопротеинов высокой плотности; модель 7— по возрасту, систолическому АД, гипотензивной терапии, ИМТ, курению, потреблению алкоголя, наличию ИБС.
против 6А6А отношение шансов для ИМ составило OR = 2,25 (95% CI 1,51—3,35), независимо от таких факторов риска, как курение, гиперлипидемия, артериальная гипертензия, сахарный диабет.
Заключение
В исследованной нами выборке обнаружена ассоциация гомозиготного генотипа 5А5А гена ММР3 с атеросклерозом сонных артерий у мужчин.
Благодарности
Исследование частично поддержано грантами FP6, EU Network of Excellence LSHM-CT-2006-037039 (In Genious HyperCare) и FP7-Health-2007-201550 (HyperGenes).
Список литературы
1. Оганов Р.Г. Факторы риска и профилактика сердечно-сосудистых заболеваний // Медицина. 2003. (2). http://www.solvaypharma.ru/articles/article.aspx? id = 2063, 23.06.2008 г.
Oganov R.G. Risk factors and prophylaxis of cardiovascular diseases // Medicina. 2003. (2). http:// www.solvaypharma.ru/articles/article.aspx? id = 2063, 23.06.2008.
2. Bots M.L., Dijk J.M., Oren A., Grobbee D.E. Carotid intima-media thickness, arterial stiffness and risk of cardiovascular disease: current evidence // J. Hypertens. 2002. 20.2317-2325.
3. Ryabikov A., Malyutina S., Ryabikov M. et al. Intrafamilial correlations of carotid intima-media thickness and flow-mediated dilation in Siberian population // Amer. J. Hypertens. 2007. 20. 248-254.
4. Ye S., Gale C.R., Martyn C.N. Variation in the matrix metalloproteinase-1 gene and risk of coronary heart disease // Eur. Heart J. 2003. 24. 1668-1671.
5. Jormsjo S., Whatling .C, Walter D.H. et al. Allelespecific regulation of matrix metalloproteinase-7 promoter activity is associated with coronary artery luminal dimensions among hypercholesterolemic patients // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2001. 21. 1834-1839.
6. Terashima M., Akita H., Kanazawa К. et al. Stromelysin promoter 5A/6A polymorphism is associated with acute myocardial infarction // Circulation. 1999. 99. 2717-2719.
7. Humphries S.E., Martin S., Cooper J., Miller G. Interaction between smoking and the stromelysin-1 (ММРЗ) gene 5A/6A promoter polymorphism and risk of coronary heart disease in healthy men // Ann. Hum. Genet. 2002. 66. 343-352.
8. Смит К., Калко С, Кантор Ч. Пульс-электрофорез и методы работы с большими молекулами ДНК // Анализ генома. Под ред. К. Дейвиса, пер. с англ. М., 1990. 58-94.
Smith C., Kalco S., Cantor C. Pulse-field electrophoresis and the technology of large DNA molecules // Genome Analysis. Ed. Davies K., translated from English. M., 1990. 58-94.
9. Dunleavey L., Beyz,ade S., Ye S. Rapid genotype analysis of the stromelysln gene 5A/6A polymorphism // Atherosclerosis. 2000. 151. 587-589.
10. Rundek Т., Elkind M., Pittman J. et al. Carotid intima-media thickness is associated with allelic variants of stromelysin-1, interleukin-6, and hepatic lipase genes // Stroke. 2002. 33. 1420-1423.
11. Manolio T.A., Boerwinkle E., O’Donnell C., Wilson A. Genetics of ultrasonographic carotid atherosclerosis // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004. 24. 1567-1577.
12. Yamada Y. Identification of genetic factors and development of genetic risk diagnosis systems for cardiovascular diseases and stroke // Circ. J. 2006. 70. 1240-1248.
13. Abilliera S., Began S., Markus H.S. The role of genetic variants of matrix mettaloproteinasaes in coronary and carotid atherosclerosis // J. Med. Genet. 2006. 43. 897-901.
14. Ye S., Eriksson P., Hamsten A. et al. Progression of coronary atherosclerosis is associated with a common genetic variant of the human stromelysin-1 promoter which results in reduced gene expression // J. Biol. Chem. 1996. 31. 271. (22). 13055-13060.
15. Humphries S. E., Luong L.A., Talmud P.J. et al. The 5A/6A polymorphism in the promoter of the stromelysin-1 (MMP-3) gene predicts progression of angiographically determined coronary artery disease in men in the LOCAT gemfibrozil study // Atherosclerosis. 1998. 139. (1). 49-56.
16. Beyz,ade S., Zhang S., Wong Y.K. et al. Influences of matrix metalloproteinase-3 gene variation on extent of coronary atherosclerosis and risk of myocardial infarction // J. Am. Coll. Cardiol. 2003. 41. 2130-2137.
THE ASSOCIATION OF CAROTID ATHEROSCLEROSIS WITH POLYMORPHISM 5A/6A OF MATRIX METALLOPROTEINASE-3 GENE
Ekaterina Viktorovna MAZDOROVA1, Andrey Nikolaevich RYABIKOV12, Vladimir Nikolaevich MAKSIMOV12, Sofia Konstantinovna MALYUTINA1, Mikhail Ivanovich VOEVODA1, Yuri Petrovich NIKITIN1
institute of Internal Medicine SB RAMS 175/1, Boris Bogatkov str., Novosibirsk, 630089
2Novosibirsk State Medical University 52, Krasniy av., Novosibirsk, 630091
The thickening of carotid intima-media, estimated by ultrasound is an early marker of atherosclerosis. The aim of the present study was to examine the association of atherosclerotic lesion of carotid wall with polymorphism of matrix metalloproteinase-3 gene (MMP3, 5A/6A). Population-based family random sample (284 men and women aged 18—60 years, inhabitants of Oktyabrsky district of Novosibirsk) was studied. The following methods of examination were used: epidemiological methods (estimate of CVD risk factors, social and demographic characteristics, medical histories), laboratory methods (PCR-based analyses) and ultrasonic examination (duplex scanning of carotid arteries). The occurrence of carotid atherosclerosis disease (CAAD) was established on the basis of thickening of carotid artery intima-media (IMT) > 0,9 mm and/or presence of multiple carotid plaques. For analysis, we considered the average IMT value and CAAD dichotomized variable. In studied sample, we found the association between CAAD and MMP3 gene 5A5A homozygous genotype, which was independent of age, systolic blood pressure, antihypertensive therapy and body mass index OR=9,32 (95%CI: 1,14-75,72; p=0,037).
Key words: carotid atherosclerosis, intima-media, ultrasound, polymorphism, matrix metalloproteinase-3 gene. Mazdorova E.V. — the post-graduate student, e-mail: [email protected]
Ryabikov A.N. — doctor of medical sciences, leading researcher, laboratory of clinics and ethiopathogenesis of internal diseases, e-mail: [email protected]
Maksimov V.N. — doctor of medical sciences, leading researcher, laboratory of molecular-genetic studies of internal diseases, e-mail: [email protected]
Malyutina S.K. — doctor of medical sciences, professor, chief researcher, laboratory of clinics and ethiopathogenesis of internal diseases, e-mail: [email protected]
Voevoda M.I. — doctor of medical sciences, professor, corresponding member of RAMS, director, head of laboratory of molekular-genetic studies of internal diseases, e-mail: [email protected]
Nikitin Yu.P. — doctor of medical sciences, professor, academician of RAMS, head of laboratory of clinics and ethiopathogenesis of internal diseases, e-mail: [email protected]
