Меню Рубрики

Анализ генов предрасположенности к астме

В рамках генетического тестирования болезней органов дыхания мы предлагаем анализ генетической предрасположенности к бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких.
Бронхиальная астма – хроническое воспалительное заболевание бронхов аллергической природы. Эта болезнь приводит к повышению чувствительности дыхательных путей к аллергенам и различным вредным веществам (бытовая химия, табачный дым и другие), контакт с которыми провоцирует приступы удушья.

Изменения в бронхах при бронхиальной астме можно поделить на обратимые и необратимые. К обратимым изменениям относят:

— отек бронхов, ведущий к сужению просвета в них,
— гиперсекрецию – повышенное выделение вязкого секрета, еще больше сужающего просвет бронхов,
— гиперреактивность – очень высокая чувствительность к раздражителям окружающей среды.

Эти изменения приводят к острым приступам удушья, отдышки, кашля. Однако обратимые изменения можно практически полностью вылечить при своевременно начатом адекватном лечении. При отсутствии правильного лечения органы дыхания претерпевают необратимые изменения, такие как:

— эмфизема легких
— утолщение стенки бронхов
— склероз легочной ткани.
Бронхиальная астма чаще проявляется в детском возрасте. По различным данным в нашей стране этим заболеванием страдают 5-10% детей. Однако при правильном лечении дети достаточно часто полностью излечиваются от бронхиальной астмы, «перерастая» заболевание к подростковому возрасту.

Бронхиальную астму относят к мультифакториальным заболеваниям, причиной которых могут быть внутренние и внешние факторы. К внутренним факторам относят наследственную предрасположенность и нарушение иммунного ответа. Причем риск бронхиальной астмы выше не только у тех, чьи родители болели астмой, но и у тех, чьи родители страдали различными аллергиями. К внешним факторам этого заболевания относят разнообразные аллергены: домашняя пыль, пыльца, бытовая химия, пищевые аллергены. А так же табачный дым, профессиональные вредности, сопутствующие вирусные и бактериальные инфекции, высокая влажность воздуха, колебания температуры, физическая нагрузка, аспирин, при повышенной к нему чувствительности.

Для анализа наследственной предрасположенности к бронхиальной астме мы исследуем следующие гены:
— гены, участвующие в выведении вредных веществ из организма — GSTM1, GSTT1, GSTP1, NAT2;
— ген, кодирующий основной компонент бронхиальной жидкости – CC16;
— гены, участвующие в воспалительных процессах – IL4, IL4R, TNFA;
— ген, продукт которого, участвует во многих физиологических процессах организма, таких как расширение сосудов, проведение нервных импульсов, реакции иммунной системы – NOS3.

Анализ на генетическую предрасположенность к бронхиальной астме входит в исследование для составления генетического паспорта. Так же можно провести такой анализ отдельно. Особенно мы рекомендуем провести исследование на предрасположенность к бронхиальной астме детям, чьи родственники болеют астмой или аллергическими заболеваниями, а так же людям подверженным воздействию вредных веществ (газы и пары серы, аммиака, кислот и щелочей, минеральная и биологическая пыль), часто страдающими острыми респираторными заболеваниями, курильщикам.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) – болезнь легких, приводящая к устойчивому нарушению движения воздушного потока из легких. (Слово обструктивная происходит от латинского «obstructio» — помеха, преграда.) Обструкция дыхательных путей — нарушение проходимости дыхательных путей. В случае ХОБЛ обструкция дыхательных путей обычно является следствием необычного воспалительного процесса в ответ на воздействие патогенных газов или частиц. Основными симптомами ХОБЛ являются отдышка, патологическая отдышка (смесь слюны и мокроты в дыхательных путях), кашель. По данным ВОЗ в 2005 году от ХОБЛ умерло более трех миллионов человек, что составило 5% всех случаев смерти во всем мире за этот год. Причем по прогнозам общая смертность от ХОБЛ в ближайшие 10 лет возрастет на 30%.

Основной причиной ХОБЛ является пассивное и активное курение, кроме этого к внешним факторам риска ХОБЛ можно отнести:
— загрязненный воздух внутри помещений
— плохую экологическую обстановку
— профессиональные вредности
— частые инфекции нижних дыхательных путей в детстве

источник

Анализ генов предрасположенности к развитию бронхиальной астмы в Республике Башкортостан Федорова Юлия Юрьевна

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ‘, MOUSEOFF, FGCOLOR, ‘#FFFFCC’,BGCOLOR, ‘#393939’);» onMouseOut=»return nd();»> Диссертация — 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат — бесплатно , доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Федорова Юлия Юрьевна. Анализ генов предрасположенности к развитию бронхиальной астмы в Республике Башкортостан : диссертация . кандидата биологических наук : 03.00.15 / Федорова Юлия Юрьевна; [Место защиты: Ин-т биохимии и генетики Уфим. науч. центра РАН].- Уфа, 2009.- 228 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-3/295

Глава 1. Обзор литературы 11

1.1. Эпидемиология бронхиальной астмы 12

1.2. Этиология и классификация бронхиальной астмы 14

1.3. Механизмы развития бронхиальной астмы 18

1.4. Генетические факторы развития бронхиальной астмы

1.4.1. Позиционно-клонированные гены бронхиальной астмы 27

1.4.2. Гены цитокинов и их рецепторов

1.5. Бронхиальная астма и окружающая среда 45

1.6. Гены детоксикации ксенобиотиков

1.6.1. Гены I фазы биотрансформации 49

1.6.2. Гены II фазы биотрансформации 53

1.6.3. Ген метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR) 55

Глава 2. Материалы и методы исследования 58

2.1. Материалы исследования 59

2.2. Полимеразная цепная реакция синтеза ДНК 59

2.3. Рестрикционный анализ 60

2.4. Метод электрофореза 62

2.5. Анализ полиморфных вариантов генов системы биотрансформации с помощью биочипа 66

2.5.1. Мультиплексная полимеразная цепная реакция 67

2.5.2. Гибридизация, регистрация изображения и обработка полученных результатов 70

2.6. Статистическая обработка полученных результатов 71

Глава 3. Результаты и обсуждение 75

3.1. Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов цитокинов с бронхиальной астмой в Республике Башкортостан

3.1.1. Анализ полиморфного локуса -590С Т гена IL4 у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 75

3.1.2. Анализ полиморфного локуса Ile50Val гена IL4RA у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 84

3.1.3. Анализ полиморфного локуса -308G A гена TNFA у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 90

3.1.4. Анализ полиморфного локуса -627С А гена 1Ы0 у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 100

3.1.5. Исследование полиморфного локуса 3953С Т гена IL1B у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 105

3.1.6. Исследование fWZK-полиморфного локуса гена IL1RA у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 109

3.2. Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов системы биотрансформации с бронхиальной астмой в Республике Башкортостан 116

3.2.1. Анализ полиморфных вариантов генов I фазы системы биотрансформации (CYP1A1, CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19) у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 117

3.2.2. Анализ полиморфных локусов генов II фазы системы биотрансформации (GSTT1, GSTM1, NAT2) у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе

3.2.3. Анализ полиморфного варианта 677С Т гена MTHFR у 155 больных бронхиальной астмой и в контрольной группе

3.3. Анализ ассоциации полиморфных вариантов гена ADAM33 с бронхиальной астмой в Республике Башкортостан 160

3.3.1. Анализ полиморфного варианта ST+4 (11434С А) гена ADAM33 у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 160

3.3.2. Анализ полиморфного варианта D-l (6716G C) гена ADAM33

у больных бронхиальной астмой и в контрольной группе 169

3.3.3. Анализ ассоциаций гаплотипов гена ADAM33 с риском развития бронхиальной астмы 174

3.4. Исследование роли межгенных взаимодействий в формировании предрасположенности к бронхиальной астме 176

Бронхиальная астма (БА) — это распространенное воспалительное заболевание дыхательных путей, в котором принимают участие многие клетки и клеточные элементы. По социально-экономическому ущербу, влиянию на уровень здоровья и качество жизни пациентов, бронхиальная астма входит в число первых трех патологий в структуре заболеваний человека. Хроническое рецидивирующее течение БА, часто проявляющееся в раннем детстве и продолжающееся в течение всей жизни, может быть причиной не только инвалидности, но и смертельных исходов, что определяет необходимость исследования сложных невыясненных механизмов развития данной патологии с целью разработки эффективных методов диагностики и профилактики [Геппе Н.А. и др., 2002; Под ред. Чучалина А.Г., 2005; GINA, 2007].

Бронхиальная астма является классическим примером многофакторной патологии, развивающейся при взаимодействии многочисленных факторов окружающей среды и наследственной предрасположенности. Генетические механизмы БА в последние годы стали областью активных международных исследований. На сегодняшний день более 15 исследовательских групп опубликовали результаты полногеномных анализов сцепления при атопии, атопическом дерматите и астме в различных популяциях [Ober С. et al., 2006; Scirica C.V. et al., 2007; Weiss S.T., 2009]. Согласно выводам этих работ, для 10 хромосомных областей (2р16, 2q32-33, 5q31-33, 6р21-24, llql2-13, 12ql4-24, 13ql4-22, 14q24, 16pl2, 17q21, 20pl3) показана высокая степень сцепления с астмой и сопутствующими с ней признаками [Daniels S.E. et al., 1996; CSGA, 1997; Ober С. et al., 1998; Yokouchi Y. et al, 2000; Haagerup A. et al., 2002; Hakonarson H. et al, 2002; Van Eerdewegh P. et al, 2002; Evans D.M. et al, 2004; Nicolae D. et al, 2005; Postma D.S. et al., 2005; Pillai S.G. et al., 2006; Moffatt M.F. et al., 2007].

Многочисленные ассоциативные исследования свидетельствуют, что в патогенезе БА принимают участие множество функционально взаимосвязанных генов (генных сетей), в том числе главные, ключевые гены и гены-модификаторы, фенотипический эффект которых зависит от факторов окружающей среды [Баранов B.C. и др., 2008]. Существенная часть исследований посвящена генам цитокиновой сети, которые играют решающую роль в развитии аллергического воспаления [Rosenwasser L.J. et al., 1995; Kruse S. et al., 1999; Kips J.C., 2001; Markova S. et al, 2007; Settin A. et al, 2008; Castro-Giner F. et al., 2009]. Большой опыт накоплен и в отношении генов системы детоксикации, отвечающих за

деградацию и выведение из организма ксенобиотиков [Баранов B.C. и др., 2000, 2008; Ляхович В.В. и др., 2002; Niewinski P. et al, 2003; Фрейдин М.Б. и др., 2002, 2006; Polonikov A.V. et al., 2009]. Позиционно-клонированный ген ADAM33 (А Disintegrin and Metalloprotease 33) рассматривается в качестве одного из главных кандидатов тяжести течения БА [Van Eerdewegh P. et al., 2002; Howard T.D. et al., 2003; Cheng E. et al., 2004; Jie Z. et al., 2009]. Взаимосвязь полиморфных вариантов как генов цитокиновой сети, так и генов системы биотрансформации, с бронхиальной астмой у жителей России изучена несколькими группами исследователей [Ляхович В.В. и др., 2002; Фрейдин М.Б. и др., 2002, 2006; Карунас А.С. и др., 2004, 2007; Баранов B.C. и др., 2008; Polonikov A.V. et al., 2009]. Полученные результаты, однако, весьма противоречивы и не дают однозначного ответа на вопрос об их патогенетической роли в развитии астмы. Исследование гена ADAM33 у больных БА в отечественных работах ранее не проводилось. Это свидетельствует о необходимости комплексного исследования генетических механизмов развития данного заболевания для оценки факторов риска развития БА и последующей разработки профилактических мероприятий с учетом индивидуальных особенностей каждого больного.

В связи с вышесказанным были определены цели и задачи исследования.

Анализ ассоциации полиморфных вариантов генов цитокинов, генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков и гена дизинтегрина и металлопротеазы ADAM33 с развитием бронхиальной астмы в Республике Башкортостан.

Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфных вариантов генов цитокинов IL4 (-590ОТ), IL4RA (Ile50Val), IL10 (-627 О А), TNFA (-308G>A), IL1B (3953С>Т) nlLlRA (VNTR) у больных бронхиальной астмой и здоровых индивидов.

Провести исследование полиморфных вариантов генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков CYP1A1 (48870А, 4889A>G, 6235Т>С), CYP2C9 (430ОТ, 1075А>С), CYP2C19 (68Ю>А), CYP2D6 (1934G>A), GSTM1 (деления), GSTT1 (деления), NAT2 (481 ОТ, 590G>A, 857G>A), MTHFR (677С>Т) у больных бронхиальной астмой и здоровых индивидов.

Провести генотипирование и гаплотипирование полиморфных вариантов гена дизинтегрина и металлопротеазы ADAM33 у больных бронхиальной астмой и здоровых индивидов.

Провести анализ ассоциаций исследованных полиморфных вариантов генов с развитием БА у детей и индивидов старше 18 лет. Проанализировать распределение частот аллелей и генотипов изученных полиморфных локусов с учетом этнической принадлежности индивидов, формы и степени тяжести БА.

Провести анализ роли межгенных взаимодействий полиморфных вариантов генов цитокинов, гена ADAM33 и генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков в развитии бронхиальной астмы.

Научная новизна исследования

Впервые с помощью биочипа, разработанного в лаборатории биологических микрочипов Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, в диссертационной работе определены частоты полиморфных вариантов генов системы биотрансформации CYP1A1, CYP2D6, GSTT1, GSTM1, MTHFR, CYP2C9, CYP2C19 и NAT2 у больных Б А и здоровых индивидов из РБ. Впервые проведен анализ ассоциаций полиморфных локусов гена ADAM33 с бронхиальной астмой. Выявлены генетические маркеры риска развития заболевания у индивидов с учетом их этнической принадлежности, формы и степени тяжести БА. Впервые с помощью программы GMDR исследовано межгенное взаимодействие генов цитокинов, ферментов системы биотрансформации и гена дизинтегрина и металлопротеазы ADAM33, а также изучена их взаимосвязь с учетом возраста индивидов и клинических проявлений БА.

Читайте также:  Заболевание астма его лечение

Научно-практическая значимость работы

Результаты работы вносят вклад в общее представление о генетических основах предрасположенности к бронхиальной астме. Данные диссертационной работы могут послужить основой для последующих исследований по определению генетических факторов риска развития БА и разработки адекватных лечебно-профилактических мероприятий. Результаты исследования также могут быть использованы при чтении спецкурсов на факультетах биологии, в медицинских ВУЗах, на курсах повышения квалификации медицинских работников.

Основные положения диссертации были представлены на школе-семинаре «Биомика-наука XXI века» (Уфа, 2007), European Human Genetics Conference (Barcelona, 2008; Vienna, 2009), European Respiratory Society Annual Congress

(Berlin, 2008; Vienna 2009), Congress of the European Academy of Allergology and Clinical Immunology (Warsaw, 2009), V Съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Москва, 2009).

Публикации По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, и одна монография.

Структура и объем диссертации

Пол. У детей в возрасте младше 14 лет, распространенность Б А почти в два раза выше у мальчиков, чем у девочек [Horwoord L.J. et al., 1985]. По мере взросления половые различия сглаживаются, и у взрослых распространенность Б А у женщин повышается. Повышенный риск развития БА у мальчиков обусловлен более узкими дыхательными путями, повышенным тонусом гладкой мускулатуры бронхиального дерева и более высоким уровнем IgE, чем у девочек [Martinez F.D. et al., 1995; Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы, 2007]. У взрослых наблюдается обратное соотношение. Половые и тендерные различия по заболеваемости астмой во взрослом возрасте по-прежнему остаются сравнительно новой областью в исследованиях, пока еще не существует четкого объяснения причин различий, которые наступают после полового созревания. Предполагается, что? половые гормоны играют важную роль в развитии астмы [Chen W. et al., 2008].

Аллергены. Хорошо известно, что аллергены помещений и внешние аллергены могут вызывать обострения БА. Когортные исследования детей с момента рождения показали, что сенсибилизация к аллергенам клеща домашней пыли, перхоти кошек и собак, а также к грибку рода Aspergillus являются независимым фактором риска симптомов, напоминающих астматические [Wahn U. et al., 1997; Sporic R. et al., 1990; Hogaboam CM. et al., 2005]. Показано, что для некоторых аллергенов, например, аллергенов клещей домашней пыли и тараканов, частота сенсибилизации прямо коррелирует с длительностью контакта [Wahn U. et al., 1997]. У детей, выросших в сельской местности, отмечается сниженная частота развития БА, что может быть связано с наличием- в окружающей среде эндотоксина [Braun-Fahrlander С, 2003]. Инфекции. С формированием астмы связывают различные вирусные инфекции. Например, респираторно-синцитиальныи вирус и вирус парагриппа формируют симптоматику, во многом напоминающую проявления БА у детей [Sigurs N. et al., 2000; Gern J.E. et al., 2002]. Однако, в соответствии с «гипотезой гигиены» развития БА, контакт с инфекциями в раннем детстве, наоборот, способствует развитию иммунной системы по «неаллергическому» пути [Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы, 2007].

Профессиональные сенсибилизаторы. Известно свыше 300 веществ, взаимосвязанных с развитием профессиональной БА, которую определяют как БА, обусловленную контактом с аллергеном на рабочем месте. К профессиональным сенсибилизаторам относятся вещества с низким молекулярным весом и высокой активностью, например изоцианаты -ирританты, способные вызывать бронхиальную гиперреактивность; соли платины, известные своей аллергенностью, а также сложные биологические вещества растительного и животного происхождения, стимулирующие выработку IgE [Chan-Yeung М. et al., 1999; Fabbri L.M. et al., 1997]. Профессиональной БА, главным образом, заболевают взрослые: по оценкам, профессиональные сенсибилизаторы служат причиной примерно каждого десятого случая БА у взрослых трудоспособного возраста [Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы, 2007].

Неоднократно предпринимались попытки классифицировать- БА- на основе этиологии заболевания. В России выделяют традиционно атопическую (аллергическую) и инфекционно-атопическую (неаллергическую) формы бронхиальной астмы, а также смешанный, ее вариант [Под ред. Чучалина А.Г., 2005]. В западной литературе наибольшее распространение получила классификация,. предложенная Rackeman (1944), согласно которой выделяют экзогенную и эндогенную формы БА [Под ред. Чучалина А.Г., 2008]. У подавляющего большинства детей (более 90%) имеет место аллергическая форма бронхиальной астмы [Под ред. Чучалина А.Г., 2008].

В то же время с практической точки зрения наиболее востребована классификация бронхиальной астмы по тяжести, что очень важно, так как определяет современную стратегию ее терапии. Оценка тяжести течения заболевания осуществляется врачом на основании критериев тяжести, с обязательной оценкой функциональных параметров: ФЖЕЛ (форсированная жизненная емкость легких), отношения ОФВ1/ФЖЕЛ (объем форсированного выдоха за 1 секунду/форсированная жизненная емкость легких), суточной вариабельности ПСВ (пиковая скорость выдоха).

Основные критерии тяжести течения бронхиальной астмы: характеристика дневных и ночных симптомов; переносимость физических нагрузок; частота применения Рг-агонистов короткого действия; значения ПСВ или ОФВ1; суточные колебания ПСВ. На основании данных показателей выделяют четыре степени тяжести бронхиальной астмы: 1. легкая интермиттирующая; 2. легкая персистирующая; 3. среднетяжелая персистирующая; 4. тяжелая персистирующая [Под ред. Чучалина А.Г., 2008].

Функционально значимыми считаются полиморфные локусы, кодирующие изменения аминокислотной последовательности а-цепи рецептора IL4: во внеклеточном домене (ІІеЗОУаІ) и в цитоплазматическом домене (Pro503Ser и Gln576Arg) [Cui Т. et al., 2003]. Hershey G. К. с соавторами, исследуя генетический вариант Gln576Arg гена IL4RA среди пациентов с аллергическими заболеваниями, установили статистически значимую ассоциацию аллеля IL4RA Arg576 с атопией [Hershey G.K. et al., 1997]. Функциональные исследования показали снижение уровня тирозинфосфатазы SHP1, включающей сигнал терминации транскрицпии гена IL4, и повышенную экспрессию молекул CD23 (FceRII) в мононуклеарных клетках периферической крови у носителей аллеля IL4RA Arg576. Кроме того, полиморфная замена Gln576Arg гена IL4RA приводит к синтезу рецептора с усиленной трансдукцией сигнала [Hershey G.K. etal., 1997]. Противоречивым этому оказался результат в исследованиях Kruse S., в чьих работах была показана ассоциация IL4RA Arg576 аллеля с пониженным уровнем IgE в немецкой популяции. В результате функциональных исследований было выявлено, что однонуклеотидные замены IL4RA Arg576 и IL4RA Pro503 в сочетании могут влиять на конформацию рецептора и менять путь передачи сигнала, что приводит к уменьшению уровня IgE [Kruse S. et al., 1999b].

Mitsuyasu H. с соавторами в 1998 году идентифицировали полиморфный вариант Ile50Val, локализованный во внеклеточном домене а-цепи рецептора IL4. Было показано, что у японцев Пе50 аллель ассоциирован с аллергической астмой и с повышенным уровнем общего и специфичного к аллергенам домашней пыли IgE [Mitsuyasu Н. et al., 1998; Mitsuyasu H. et al., 1999]. Функциональные исследования на В-клеточных линиях мышей и человека, трансфецированных кДНК, выявили, что аллельный вариант IL4RA 50Ile повышает синтез IgE в клетках и усиливает активацию STAT6, который является неотъемлемым компонентом 1Ь4-сигнального пути [Mitsuyasu H. et al., 1998; Mitsuyasu H. et al., 1999]. В то же время не обнаружена ассоциация полиморфных вариантов Ile50Val и Gln576Arg с астмой/атопией у жителей Японии в исследованиях других авторов [Noguchi Е. et al., 1999].

Ген фактора некроза опухолей-а (TNFA). TNFa относится к провоспалительным цитокинам суперсемейства TNF. В экспериментах in vivo он способен вызывать некроз опухоли у мышей, вследствие чего название фактор некроза опухоли (TNF). TNFa секретируется многими типами клеток, главным образом, макрофагами, дендритными клетками, Т-лимфоцитами, моноцитами, В-клетками, тучными клетками и эозинофилами [Ярилин А.А., 1999]. При атопическом воспалении TNFa контролирует степень инфильтрации стенки бронхов нейтрофильными гранулоцитами, участвует в регуляции экспрессии молекул адгезии, ответственных за избирательную адгезию эозинофилов в очаге воспаления, то есть является медиатором, ответственным за развитие поздней фазы аллергической реакции [Зайцева О.В. и др., 2000]. Действуя в совокупности, эти факторы приводят к микроизменениям сосудов стенок воздухоносных путей, сокращениям гладкой мускулатуры бронхов, гиперсекреции слизи. Кроме того, TNFa способен стимулировать мезенхимальные клетки, такие как фибробласты и гладкомышечные клетки, что играет важную роль в патогенезе ремоделировании стенок дыхательных путей [Russo С. et al., 2000; Kips J.C., 2001]. Ряд исследований показал, что больные бронхиальной астмой имеют повышенный уровень TNFa в клетках бронхеальвеолярного лаважа, в образцах биопсии, в слюне [Broide D.H. et al., 1992; Cembrzynska-Nowak M. et al., 1993]. Следовательно,.центральная роль атопического воспаления в астме и повышенный- уровень TNFa у астматиков- предполагает, что функциональные варианты гена TNFA играют важную роль при бронхиальной астме.

Ген TNFA картирован в пределах III кластера генов главного комплекса гистосовместимости (МНС) на коротком плече 6 хромосомы (6р21.1-21.3) [Dunham 1. et al., 1987]. В большинстве работ отмечено, что однонуклеотидная замена G на А в 308 положении промотора гена связана с повышенной экспрессией гена TNFA in vitro, а присутствие аллеля TNF -308А — с высокой продукцией цитокина [Wilson A.G. et al., 1997; Chagani Т. et al, 1999].

Полиморфный локус -308G A гена TNFA исследовался многократно в различных популяциях (европеоидных, восточно-азиатских и южноазиатских) на наличие ассоциации с бронхиальной астмой и атопией, однако, результаты оказались противоречивыми. В девяти из этих исследований выявлена достоверная ассоциация аллеля TNFA -308A с астмой и атопией, в одной работе опубликованы данные о значимой ассоциации аллеля TNFA -308G с астмой, в то время как в пяти работах авторы не обнаружили ассоциации -308G A полиморфного варианта гена TNFA с развитием заболеваний [Gao J. et al., 2006]. В европеоидных популяциях была обнаружена значимая ассоциация полиморфного варианта TNFA (-308G A) со средней степенью тяжести бронхиальной астмы, а также с БА, ведущей к летальному исходу [Chagani Т. et al., 1999]. У пациентов с назальным полипозом, проживающих в Турции, генотип TNFA -308G/A был выявлен маркером повышенного риска [Erbek S.S. et al., 2007]. Исследования, проведенные Moffatt M.F. с соавт. показали, что два гаплотипа, содержащих аллель TNFA -308A (LTcNcoI l/TNF-308 2/HLA-DRBl 03 и LTaNcoI l/TNF-308 2/HLA-DRBl 02) ассоциированы с развитием астмы у семей из Австралии [Moffatt M.F. et al., 2007]. Две большие европейские популяции численностью в И тыс.. человек (представленные SAPALDIA -Швейцарским когортным исследованием -загрязнения, воздуха и легочных, сердечных заболеваний у взрослых и ECRHS — Европейским респираторным сообществом охраны здоровья) были прогенотипированы по полиморфному локусу -308G A гена TNFA [Castro-Giner F. et al., 2008].

Проведен анализ однонуклеотидной замены -590С Т, локализованной в промоторной области гена IL4, у больных БА и здоровых индивидов из РБ (табл. 3.1-3.5). Учитывая неоднородность населения Республики Башкортостан в этническом отношении, в исследуемые выборки включены индивиды наиболее многочисленных этнических групп Башкортостана: русских, татар- и башкир. Представлено распределение частот аллелей и генотипов данного полиморфного варианта и в выборке лиц смешанной этнической принадлежности (табл. 3.1). В работе проведено- сравнение распределения частот аллелей и генотипов полиморфных ДНК-локусов, как между контрольными группами, так и между выборками больных БА и контроля соответствующей этнической принадлежности.

Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного локуса 590С Т гена IL4 в сравниваемых контрольных группах представлено в табл.

В изученных нами выборках преобладал аллель IL4-590 C, частота которого составила 60,78% у башкир, 67,03% у татар и 74,59% у русских (табл. 3.1). В выборке здоровых индивидов смешанной этнической принадлежности данный аллель был выявлен в 69,05% случаев. Частота распространенности аллеля IL4-590 C в различных популяциях мира значительно снижается с Запада на Восток: от 82%-86% в европейских, 33% 46% в афро-американской до 27%-30% в азиатских популяциях [Noguchi Е. et al., 1998; Burchard E.G. et al., 1999; He J.Q. et al., 2003; Basehore M.J. et al., 2004; Chiang C.H. et al., 2007]. Обнаружено, что у башкир аллель IL4-590 C встречается достоверно реже по сравнению с русскими (х 6,59, р=0,01). По распределению частот генотипов данного локуса башкиры также достоверно отличаются от русских (х =7,79, р=0,02) (табл. 3.2). При попарном сравнении обнаружена более высокая частота генотипа IL4-590 C/C и более низкая частота генотипа IL4-590 T/T у русских (53,28% и 4,10%) по сравнению с башкирами (35,29%, %2=4,66, р=0,03 и 13,73%, %2=5,16, р=0,02, соответственно).

Различия в распределении частот аллелей и генотипов полиморфного локуса -590С Т гена IL4 были статистически значимы между пациентами и здоровыми индивидами русской этнической принадлежности (х2=4,70, р=0,03, x2=6j66, р=0,04) (табл. 3.2). У больных БА русской этнической принадлежности частота генотипа IL4-590 T/T оказалась.значительно выше (12,57%), чем в контрольной группе (4,10%, х2=6,24, р=0,01, OR=3,36, 95%CL 1,24-9,15) (табл. 3.1). В группе русских индивидов, больных Б А,, отмечается, повышение частоты встречаемости аллеля JL4-590 T (33,71%).по сравнению с контролем (25,41%, х =4,69; р=0,03), и снижение-частоты аллеля IL4-590 G (66,29% и 74,59%, соответственно). Таким образом, аллель IL4-590 T Таблица 3.1.

Читайте также:  Как определяют астму у ребенка врачи

Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного варианта -590С ТтеяаИ4 у больных БА и здоровых индивидов различной этнической принадлежности IL4 Русские сБА Русские контроль Татары сБА Татары контроль Башкиры сБА Башкиры контроль Метисы сБА Метисы контроль п, p,±sp, С1% п, p,±sp, С1% п, p,±Sp, С1% П p,±Sp, С1% п, p,±Sp, С1% п, p,±Sp, С1% п, p,±Sp, С1% п, p,±sp, С1% С/С 79 45,14±3,76 (37,62-52,83) 65 53,28±4,52 (44,03-62,36) 38 37,25±4,79 (27,88-47,39) 42 46,15±5,23 (35,64-56,92) 25 38,46±6,03 (26,65-51,36) 18 35,29±6,69 (22,43-49,93) 60 39,74±3,98 (31,87-48,01) 31 49,21±6,30 (36,38-62,11) С/Т 74 42,29±3,73 (34,87-49,97) 52 42,62±4,48 (33,72-51,90) 52 50,98±4,95 (40,89-61,01) 38 41,76±5,17 (31,50-52,57) 32 49,23±6,20 (36,60-61,93) 26 50,98±7,00 (36,60-65,25) 74 49,01±4,07 (40,79-57,26) 25 39,68±6,16 (27,57-52,80) Т/Т 22 12,57±2,51 (8,05-18,41) 5 4,10±1,80 (1,34-9,31) 12 11,76±3,19 (6,23-19,65) 11 12,09±3,42 (6,19-20,60) 8 12,31±4,08 (5,47-22,82) 7 13,73±4,82 (5,70-26,26) 17 11,26±2,57 (6,70-17,41) 7 11,11±3,96 (4,59-21,56) N 175 122 102 91 65 51 151 63 С 232 66,29±2,53 (61,07-71,22) 182 74,59±2,79 (68,64-79,93) 128 62,75±3,38 (55,72-69,40) 122 67,03±3,48 (59,69-73,81) 82 63,08±4,23 (54,17-71,37) 62 60,78±4,83 (50,62-70,31) 194 64,24±2,76 (58,55-69,65) 87 69,05±4,12 (60,20-76,98) Т 118 33,71±2,53 (28,78-38,93) 62 25,41±2,79 (20,07-31,36) 76 37,25±3,38 (30,60-44,28) 60 32,97±3,48 (26,19-40,31) 48 36,92±4,23 (28,63-45,83) 40 39,22±4,83 (29,69-49,38) 108 35,76±2,76 (30,35-41,45) 39 30,95±4,12 (23,02-39,80) Примечание здесь и далее: п, — численность групп; N — объем выборки; р, — частота генотипа (аллеля); sp — ошибка р„ С1% -доверительный интервал. Таблица 3.2. Анализ гетерогенности сравниваемых групп больных БА и здоровых индивидов по распределению частот аллелей и генотипов -590С Т полиморфного варианта гена IL Сравниваемые группы по частотам аллелей по частотам генотипов х2 p(df) х2 p(df) контроль (русские)/контроль (татары) 2,91 0,09 (1) 4,97 0,08 (2) контроль (русские)/контроль (башкиры) 6,59 0,01 (1) 7,79 0,02 (2) контроль (русские)/контроль (метисы) 1,29 0,26 (1) 3,37 0,19(2) контроль (татары)/ контроль (башкиры) 1,12 0,29(1) 1,60 0,45 (2) контроль (татары)/контроль (метисы) 0,14 0,71 (1) 0,14 0,93 (2) контроль (башкиры)/контроль (метисы) 1,70 0,19(1) 2,23 0,33 (2) русские с БА/контроль (русские) 4,70 0,03 (1) 6,66 0,04 (2) татары с БА/контроль (татары) 0,77 0,38 (1) 1,80 0,41 (2) башкиры с БА/контроль (башкиры) 0,13 0,72(1) 0,14 0,93 (2) метисы с БА/контроль (метисы) 0,91 0,34(1) 1,77 0,41 (2) русские с БА/контроль (русские) (до 18 лет) 6,84 0,009 (1) 10,23 0,006 (2) татары с БА/контроль (татары) (до 18 лет) 1,63 0,20 (1) 2,31 0,31(2) русские с БА/контроль (русские) (старше 18) 0,22 0,64(1) 0,29 0,86(2) татары с БА/контроль (татары) (старше 18 лет) 0,07 0,79 (1) 0,75 0,69 (2) Примечание здесь и далее: % (Р) — оценка достоверности различий по распределению частот генотипов между двумя группами. является маркером повышенного риска развития БА (OR=l,49, 95%С1 1,04-2,15), а аллель IL4-590 C можно рассматривать как протективньтй у лиц русской этнической принадлежности (OR=0,67, 95%С1 0,47-0,96).

Установленные ассоциации являются более выраженными у больных русской этнической принадлежности с аллергической формой бронхиальной астмы (х2=9,29, р=0,002, %2=11,99, р=о,002, соответственно) (табл. 3.3). Самая высокая ассоциация с аллергической формой БА была определена для генотипа IL4-590 T/T, который был выявлен с частотой 17,71% у больных и 4,10% в контроле (OR=5,04, х2=Ю,97, р-0,0009, 95%С1 1,78-14,21). Риск развития заболевания повышен и у носителей аллеля IL4-590 T (OR=l,88, 95%CI 1,25-2,83, І=9,29, р=0,002). Гомозиготный генотип IL4-590 C/C и аллель IL4-590 C являются маркерами пониженного риска развития аллергической формы БА (OR=0,57, 95%С1 0,33-0,99, х2=4,04, р=О,04 и OR=0,53, 95%С1 0,35-0,80, х2=9,29, р=0,002).

Распределение частот аллелей и генотипов данного полиморфного варианта в зависимости от степени тяжести заболевания показало, что у больных с тяжелым течением БА русской этнической принадлежности частота генотипа IL4-590 T/T (13,33%) была значительно выше, чем у здоровых индивидов (4,10%, х2==4 56, Р=0,03, OR=3,60, 95%С1 1,04-12,45) (табл. 3.3). Следует отметить, что в литературе имеются данные о взаимосвязи данного полиморфного локуса с тяжестью течения астмы, в частности, уменьшение объема форсированного экспираторного выдоха ассоциировано с аллелем IL4-590 T и генотипом IL4-590 T/ T [Burchard E.G. et al., 1999; Sandford AJ. et al., 2000].

Анализ полиморфного варианта 677С Т гена MTHFR у 155 больных бронхиальной астмой и в контрольной группе

Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного варианта 3953С Т гена IL1B в контрольных группах русских, татар, башкир и метисов представлено в табл. 3.19. Нами обнаружено, что в исследуемых группах с наибольшей частотой встречался аллель 1ЫВ 3953С, частота которого у русских составила 79,92%, у татар — 75,82%, у башкир — 80,39% и у метисов -74,60%. Последующий анализ распределения частот аллелей и генотипов 3953С Т полиморфного локуса гена IL1B не выявил достоверных отличий между сравниваемыми контрольными группами (Р 0,05) (табл. 3.20). Аллель IL1B 3953C, по литературным данным, в мировых популяциях также является самым частым: у жителей Японии он встречается с частотой 97,4% [Markova S. et al, 2007], в популяции Китая — 97% [Chou Н.-Т. et al., 2005], и значительно реже в европейских популяциях- 78% [Moos V. et al., 2000].

Сравнение распределения частот аллелей и генотипов данного полиморфного варианта между больными бронхиальной астмой и контрольной группой таюке не продемонстрировало значимых различий ни у русских, ни у татар, ни у башкир, ни в выборке индивидов. смешанной этнической принадлежности (табл. 3.20). В выборке метисов, больных БА, отмечено значительное понижение частоты встречаемости генотипа IL1B 3953C/T (25,19%) по сравнению со здоровыми индивидами (41,27%). Показатель отношения шансов для носителей данного генотипа составил 0,48 (95%С1 0,25-0,91, х2=5,20, р=0,02).

В,табл. 3.21 представлено распределение частот аллелей и генотипов 3953С Т. полиморфного варианта гена IL1B в группах индивидов;, больных БА, до и старше 18 лет, а также в контрольных выборках соответствующей этнической принадлежности. Анализ распределения частот аллелей и генотипов между исследуемыми выборками больных и здоровых индивидов статистически значимых отличий не выявил (табл. 3.20). 106

Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного локуса 3953С Т гена IL1B у больных БА и здоровых индивидов различной этнической принадлежности IL1B Русские сБА Русские контроль Татары сБА Татары контроль Башкиры сБА Башкиры контроль Метисы сБА Метисы контроль Пі Pi±sp, CI% п, Pi±sp, С1% Пі p,d=Sps CI% Пі Pi±Sp, CI% Пі Pi±Sp, CI% Пі p,±Sp, CI% Пі Pi±sp, CI% Пі Pi±sp, CI% С/С 96 62,75±3,91 (54,57-70,42) 76 62,30±4,39 (53,07-70,91) 52 60,47±5,27 (49,34-70,85 52 57,14±5,19 (46,34-67,47) 32 56,14±6,57 (42,36-69,26) 33 64,71±6,69 (50,07-77,57) 87 66,41±4,13 (57,64-74,42) 34 53,97±6,28 (40,94-66,61) С/Т 51 33,33 3,81(25,93-41,40) 43 35,25±4,33 (26,82-44,41) 28 32,56±5,05 (22,84-43,52) 34 37,36±5,07 (27,44-48,13) 21 36,84±6,39 (24,45-50,66) 16 31,37±6,50 (19,11-45,89) 33 25,19±3,79 (18,02-33,52) 26 41,27±б,20 (29,01-54,38) Т/Т 6 3,92±1,57 (1,45-8,34) 3 2,46±1,40 (0,51-7,02) 6 6,98±2,75 (2,60-14,57) 5 5,49±2,39 0,81-12,36) 4 7,02±3,38 (1,95-17,00) 2 3,92±2,72 (0,48-13,46) 11 8,40±2,42 (4,27-14,53) 3 4,76±2,68 (0,99-13,29) N 153 122 86 91 57 51 131 63 С 243 79,41±2,31 (74,44-83,80) 195 79,92±2,56 (74,33-84,76) 132 76,74±3,22 (69,71-82,84) 138 75,82±3,17 (68,94-81,85) 85 74,56±4,08 (65,55-82,25) 82 80,39±3,93 (71,35-87,59) 207 79,01±2,52 (73,57-83,78) 94 74,60±3,88 (66,08-81,93) т 63 20,59±2,31 (16,20-25,56) 49 20,08±2,56 (15,24-25,67) 40 23,26±3,22 (17,16-30,29) 44 24,18±3,17 (18,15-31,06) 29 25,44±4,08 (17,75-34,45) 20 19,61±3,93 (12,41-28,65) 55 20,99±2,52 (16,22-26,43) 32 25,40±3,88 (18,07-33,92) Анализ гетерогенности сравниваемых групп больных БА и здоровых индивидов по распределению частот аллелей и генотипов полиморфного локуса 3953С Т гена IL1B Сравниваемые группы по частотам аллелей по частотам генотипов х2 p(df) х2 p(df) контроль (русские)/контроль (татары) 1,02 0,31 (1) 1,57 0,46 (2) контроль (русские)/контроль (башкиры) 0,01 0,92 (1) 0,46 0,80 (2) контроль (русские)/контроль (метисы) 1,37 0,24 (1) 1,57 0,46 (2) контроль (татары)/ контроль (башкиры) 0,78 0,38 (1) 0,81 0,67 (2) контроль (татары)/контроль (метисы) 0,06 0,81 (1) 0,25 0,88 (2) контроль (башкиры)/контроль (метисы) 1,07 0,30 (1) 1,35 0,51 (2) русские с БА/контроль (русские) 0,02 0,88 (1) 0,52 0,77 (2) татары с БА/контроль (татары) 0,04 0,84 (1) 0,53 0,77 (2) башкиры с БА/контроль (башкиры) 1,04 0.31 (1) 1,03 0,60 (2) метисы с БА/контроль (метисы) 0,95 0,33 (1) 5,45 0,07 (2) русские с БА/контроль (русские) (до 18 лет) 0,13 0,72 (1) 0,87 0,65 (2) татары с БА/контроль (татары) (до 18 лет) 0,79 0,37 (1) 3,26 0,20 (2) русские с БА/контроль (русские) (старше 18) 0,09 0,77 (1) 0,18 0,9Г(2) татары с БА/контроль (татары) (старше 18) 0,41 0,52(1) 0,67 0,71 (2) Следует отметить, что в детской группе пациентов татарской этнической принадлежности обнаружена тенденция к уменьшению частоты гетерозиготного генотипа 1ЫВ 3953С/Т- 23,26% по сравнению с 40,82% — в контрольной группе (х =3,21, р=0,07).

источник

Опубликовано Редакция в 12/06/10 • Категории Педиатрия

Обсуждается генетический компонент развития бронхиальной астмы. Гены-кандидаты расположены на хромосомах 2, 4, 7, на кластере цитокинов, на хромосоме 5 и на хромосоме 6 в области MHC.

Authors discussed genetic component development of bronchial asthma. Candidate genes located on chromosomes 2, 4, 7, on a cluster of cytokines, on chromosome 5 and on chromosome 6 in the MHC.

Бронхиальная астма (БА) — заболевание с выраженной наследственной предрасположенностью. Дети, имеющие родственников первой линии родства с БА, имеют высокий риск развития клинических проявлений астмы [1]. Некоторые клиницисты большое внимание уделяют признакам мезенхимальной дисплазии как внешним маркерам генетических особенностей. У пациентов с БА часто встречаются множественные стигмы дисморфогенеза, патология соединительной ткани, кожные факомы. По итогам близнецовых исследований, генетический вклад в развитие БА оценивается в 30-70%.

Риск атопии у пробанда при достижении им возраста 7 лет в зависимости от наличия атопии в семейном анамнезе

Семейный анамнез Риск развития атопии (%)
Нет атопии 10
Один из родителей страдает атопией 20
Сиблинги страдают атопией 35
Оба родителя страдают атопией, но разными вариантами 42
Оба родителя страдают атопией, клиническая форма идентична 75

БА — типичное заболевание мультифакториальной природы, развитие которого определяется взаимодействием наследственных факторов (мутаций или сочетаний аллелей) и факторов среды.

В последние годы генетические исследования при астме ведутся по нескольким направлениям: выявление вариантов генов, которые могут предсказать ответ на терапию, выявление вариантов генов, которые связаны с развитием болезни и играющих решающую роль в патофизиологии заболевания.

Верифицированы несколько групп генов-кандидатов, которые важны в развитии БА.

Гены атопии или гуморального иммунного ответа локализованы в участках хромосомы 5q24-33 и содержат кластер семейства генов цитокинов (IL-4, IL-5, IL-13, IL-3, GM-CSF), ответственный за развитие реакций немедленного типа (IgE-опосредованных реакций). IL-4, IL-13 экспрессируются Th-2 лимфоцитами и способствуют переключению В-клеток на синтез IgE. IL-5 и GM-CSF — цитокины, обеспечивающие созревание, выживание и хемотаксис эозинофилов. К этой группе также относят HLA-DR (гены молекул II класса МНС) — важные молекулы, участвующие в презентации антигена. Имеющиеся сегодня данные свидетельствуют, что полиморфизм генов интерлейкинов и их рецепторов является важным генетическим фактором возникновения БА и атопии [2, 3].

Гены рецепторных молекул (IL-4Rα, FcεRI β, ADRβ2). IL-4Rα — альфа цепь рецептора IL-4. Mitsuyasu et al. [4] сообщили о полиморфном варианте гена Ile50Val IL-4Rα цепи, наличие которого повышает синтез IgE и является одним из определяющих наследственных факторов возникновения атопической формы заболевания. В 17% случаев замена одного аминокислотного остатка (изолейцина лейцином в позиции 181) в гене, кодирующем β-субъединицу высокоаффинного рецептора к IgE (FcεRI β), приводит к развитию бронхиальной астмы. Однако аналогичные исследования, проведенные в Италии и Японии, такой закономерности не выявили.

Продукт ADRβ2 (гена β2-адренергического рецептора; 11q13) контролирует лабильность бронхов. Установлен полиморфизм гена ADRβ2 (Arg16Gly и Glu27Gln), определяющий повышенную вероятность развития тяжелой бронхиальной астмы. Более того, больные гомозиготные по этим вариантам гена быстро теряют чувствительность к β2-агонистам и требуют лечения гормональными препаратами [5]. Это является одним из достижений в фармакогенетике БА. Причем ген рецептора IL-4 (IL4RA) и ген, кодирующий β-субъединицу высокоаффинного рецептора к IgE (FcεRI β), могут быть отнесены к генам атопии, а ген ADRβ2 — к генам бронхиальной гиперреактивности.

Читайте также:  Можно ли заниматься волейболом при астме

Южнокорейскими учеными [6] выявлены 2 полиморфных гена CRTH2, экспрессирующихся на поверхности эозинофилов, с однонуклеотидными заменами -466T>C и -129C>A, которые тесно связаны с инфильтрацией эозинофилами дыхательных путей у больных с аспирин-индуцированной БА. Гены факторов транскрипции — STAT6, JAK1, JAK3 [7] ассоциированы с наличием БА. Последний мета-анализ объединил результаты 11 исследований [8]. Выявлены хромосомные регионы, содержащие ведущие гены восприимчивости к БА, при использовании самых строгих статистических критериев. К ним относятся 6p22.3-p21.1 (гиперактивность бронхов), 5q11.2-q14.3 и 6pter-p22.3 (концентрация общего IgE), 3p22.1-q22.1, и 17p12-q24.3 (положительный кожный тест). Однако никакой преобладающей ассоциации среди указанных регионов не обнаружено, что объясняет гетерогенность болезни и вариабельность диагноза в разных популяциях разных стран.

Признано, что многочисленные гены взаимодействуют между собой при БА и атопии, повышая или уменьшая риск развития болезни. При наличии генов, кодирующих IL-13 и IL-4RA (обе ключевые молекулы в Th-2 сигнализации), выявлен в 2,5 раза больший риск развития БА, чем у индивидуумов с наличием одного гена. Исследование четырех генов показало, что комбинация определенного однонуклеотидного полиморфизма (SNPs) в IL-13, IL-4, IL4RА, и STAT 6 сопровождается 16,8-кратным увеличением риска БА. Эти сведения указывают на значение изучения взаимодействия генов при сложных болезнях и объясняют их роль в развитии и прогрессировании болезни.

Имеется предположение, что эндогенная БА — аутоиммунное заболевание, опосредованное аутоантителами к эпителиальному антигену. Не исключено, что появление аутоантител связано с генетически обусловленным дефицитом антиоксидантной системы. Свободные радикалы способны превращать макромолекулы в аутоантигены. На их возникновение иммунная система отвечает выработкой специфических аутоантител. В организме запускается аутоиммунный процесс, который в конечном итоге и приводит к БА. В этой связи относительно недавно обнаружена субпопуляция T-хелперов, названная Th17 [9], играющая значимую роль при аутоиммунных заболеваниях.

IL-17 является эффекторным цитокином, который продуцируют Th17 клетки, и его повышенная концентрация выявлена в слюне больных БА [10]. Однако имеются исследования [11] о варианте гена IL-17, His161Arg, который ассоциирован с протективным эффектом при астме. В 2009 году обнаружены новые гены восприимчивости к БА, не связанные с иммунной системой. Полиморфизм генов хитиназы и хитиназоподобных белков CHIT1, CHIA, CHI3L1 сочетается с риском БА.

Относительно недавно был охарактеризован первый позиционно клонированный ген астмы ADAM33 [12] на хромосоме 20p13. Анализ 135 однонуклеотидных полиморфизмов в 23 из них показал наиболее существенную ассоциацию заболевания с вариантом гена ADAM33, который кодирует металлопротеазу, играющую важную роль в функционировании гладких мышц бронхов и фибробластов легкого. Эти данные свидетельствуют о важной роли ADAM33 в ремоделировании дыхательных путей. В настоящее время роль этих генетических вариаций, связанных с восприимчивостью к астме, подтверждена в Саудовской Аравии, Китае [13]. В локусе хромосомы 1q31 в 2010 году был идентифицирован ген DENND1B, который экспрессируется натуральными киллерами и дендритными клетками, кодирует белок, взаимодействующий с рецептором фактора некроза опухоли, и связан с развитием БА [14].

Гены-модификаторы (GSTM1, GSTT1, CYP2E1, NAT2, SLC11A1). На сегодняшний день известно, что в патологии БА принимают участия белковые продукты генов системы детоксикации ксенобиотиков. Недавними исследованиями Сардарян И.С. [15] изучены фенотипические особенности БА при аллельном полиморфизме генов глутатион-S-трансферазы Т1 (GSTT1), глутатион-S-трансферазы М1 (GSTM1), ангиотензин превращающего фермента (ACE), эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS). Выявлено, что ассоциация генотипов GSTT1-\GSTM1‑ повышает в 5 раз риск развития БА у детей по сравнению с популяцией. У детей при функционально активном генотипе GSTT1+\GSTM1+ в ассоциации с полиморфизмом I\I по гену АСЕ риск развития БА снижается в 7 раз, что позволяет считать данную ассоциацию генотипов протективной.

В заключение можно указать, что к развитию астмы причастны много генов, расположенных на разных хромосомах. Прежде всего это генный комплекс HLA на 6-й хромосоме. Кроме того, с развитием БА связаны:

  • локусы 2 pter*
  • 2q6 (реакция на домашних клещей)
  • 2q33 (CD28; белок, связывающий инсулиноподобный фактор)
  • 3p24.2-p22 (С-С рецептор хемокина)*
  • 4q35 (интерферонорегулирующий фактор-2)*
  • 5q15 (ген не идентифицирован)
  • 5q23-q33 (IL-3; IL-4; IL-5; IL-9; IL-13; глюкокортикоидный рецептор)**
  • 5q31 (гены регуляции IgE). В непосредственной близости расположены гены бронхиальной гиперреактивности и адренергических b2 рецепторов
  • 6p21.1-p23 (HLA, фактор некроза опухолей α)*
  • 7р15.2 (Т-клеточный рецептор G, IL-6)*
  • 9q31.1 (тропомиозин связывающий белок)*
  • 11р15 (ген не идентифицирован)
  • 11q13 (ген b-цепи высоко аффинного IgE рецептора, триггер аллергических реакций на мастоцитах, передается по материнской линии, отцовский «импринтинг» вероятен)**
  • 12q (синтаза оксида азота)
  • 12q14-q24.33 (сигнальный кондуктор и активатор транскрипции 6; интерферон γ; фактор стволовых клеток; инсулин-подобный фактор роста 1; лейкотриен А4 гидролаза; β субъединица ядерного фактора Y; В-клеточный транслокационный ген 1)**
  • 13q14.3-qtep (трансляционно контролируемый протеин-1 опухоли)*
  • 16q22.1-q24.2 (ген не идентифицирован)
  • 17p11.1-q11.2 (хемокиновый кластер)
  • 19q13 (CD22)
  • 21q21 (ген не идентифицирован)
  • Xq28/Yq28 (рецептор IL-9)

* — общие гены с атопией; ** — общие гены с атопией и атопическим дерматитом

Данный перечень генов, ответственных за развитие БА, не полон. Не упомянуты гены, участвующие в ремоделировании дыхательных путей, гетерогенна и гиперреактивность дыхательных путей. Все это делает понятным клинический полиморфизм заболевания.

Будет ли возможно в будущем предсказать развитие БА, базируясь на генетическом тестировании? Предсказующая величина тестирования единственного гена при полигенном наследовании болезни очень ограничена как для диагностики, так и в профилактических целях. В будущем прогноз астмы, возможно, будет основываться на оценке комплекса генов, персональных факторов и факторов риска окружающей среды, вместе содействующих развитию, персистенции, прогрессированию или ремиссии БА [16, 17].

Ю.И. Будчанов, В.М. Делягин

Тверская государственная медицинская академия

Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии, г. Москва

Будчанов Юрий Иванович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры клинической иммунологии с аллергологией Тверской государственной медицинской академии.

1. Burr M., Merrett T., Dunstan F., Maguire M. The development of allergy in high-risk children // Clinical and Experimental Allergy, 1997. — v. 27. — Р. 1247-1252.

2. Фрейдин М.Б., Огородова Л.М., Пузырев В.П. Вклад полиморфизма генов интерлейкинов в изменчивость количественных факторов риска атопической бронхиальной астмы // Мед. генетика, 2003. — Т. 2. — № 3. — С. 130-135.

3. Фрейдин М.Б., Брагина Е.Ю., Огородова Л.М., Пузырев В.П. Генетика атопии: современное состояние. // Вестник ВОГиС, 2006. — Том 10. — № 3 — С. 492-503.

4. Mitsuyasu H., Izuhara K., Mao X.-Q. et al. Ile50Val variants or IL4Ra upregulates IgE synthesis and associates with atopic asthma // Nat. genet., 1998. — v. 19. — Р. 119-120.

5. Wechsler M., Lehman E., Lazarus S. et al. National Heart, Lung and Blood Institute’s Asthma Clinical Research Network. beta-Adrenergic receptor polymorphisms and response to salmeterol //American Journal Respir. Crit. Care Medicine, 2006. — v. 173. — P. 519-526.

6. Palikhe N., Kim S-H., Cho B-Y. et al. Genetic variability in CRTH2 polymorphism increases eotaxin-2 levels in patients with aspirin exacerbated respiratory disease // Allergy, 2010. — v. 65. — Р. 338-346.

7. Moller M., Gravenor M., Roberts S. et al. Genetic haplotypes of Th-2 immune signalling link allergy to enhanced protection to parasitic worms. // Human Molecular Genetics, 2007. — v. 16. — Р. 1828-1836.

8. Denham S., Koppelman G, Blakey J. et al. Meta-analysis of genome-wide linkage studies of asthma and related traits // Respir. Research, 2008. — v. 9. — р. 38.

9. Weaver C., Hatton R., Mangan P., Harrington L. IL-17 family cytokines and the expanding diversity of effector T cell lineages // Annual Revy Immunology, 2007. — 25. — Р. 821-852.

10. Bullens D., Truyen E., Coteur L. et al. IL-17 mRNA in sputum of asthmatic patients: linking T cell driven inflammation and ranulocytic influx? // Respir. Res., 2006. — v. 7. — Р. 135.

11. Kawaguchi M., Takahashi D., Hizawa N. et al. IL-17F sequence variant (His161Arg) is associated with protection against asthma and antagonizes wild-type IL-17F activity // Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2006. — v. 117. — Р. 795-801.

12. Van Eerdewegh P., Little R., Dupuis J. et al. Association of the ADAM33 gene with asthma and bronchial hyperresponsiveness // Nature, 2002. — v. 418. — Р. 426-430.

13. Bazzi M., Al-Anazi M., Al-Tassan N.A. et al. Genetic variations of ADAM33 in normal versus asthmatic Saudi patients // http://biotechcentersa.org/asthma-genetics/.

14. Sleiman P., Flory J., Imielinski M. et al. Variants of DENND1B associated with asthma in children // New England Journal of Medicine, 2010. — v. 362. — Р. 36-44.

15. Сардарян И.С. Фенотипические особенности бронхиальной астмы у детей при различных аллельных полиморфизмах генов «предрасположенности» (GSTТ1, GSTМ1, ACE, eNOS) / Автореф. дисс. к.м.н. — СПб, 2009. — 22 с.

16. Koppelman G., te Meerman G., Postma D. Genetic testing for asthma // Eur. Respir. J., 2008. — v. 32. — Р. 775-782.

17. Postma D., Koppelman G. Genetics of asthma: where are we and where do we go? // The Proceedings of the American Thoracic Society, 2009. — v. 6. — Р. 283-287.

источник

Роль генов интерлейкинов и их рецепторов в формировании предрасположенности к бронхиальной астме и атопии

Иммунный ответ при БА и/или атопии начинается с взаимодействия аллергена с дендритными клетками слизистой дыхательных путей. Взаимодействие посредством молекул класса II главного комплекса гистосовместимости CD1a+ дендроцитов с рецепторами Т-клеток стимулирует дифференциацию Th0-лимфоцитов в Th2-клетки, способные к секреции интерлейкина 10 (Ил-10) и цитокинов, чьи гены расположены на хромосоме 5q: Ил-3, -4, -5, -9, -13, GM-CSF, а функция тесно связана с гуморальным ответом. При действии антигенов микобактерий и некоторых вирусов CD4+ клетки превращаются в Th1-клетки, секретирующие Ил-2, интерферон-g (Ифн-g ) и лимфотоксин-? (фактор некроза опухолей-?). Поляризация в сторону Th2-ответа активируется Ил-4 и ингибируется Ифн-g и -a . Th1-ответ требует высвобождение Ил-12 макрофагами и дендритными клетками и супрессируется Ил-10 (цит. по: Holgate, 1997).

Th2-клетки высвобождают провоспалительные цитокины, главным образом Ил-4 и -13, которые, взаимодействуя со своими рецепторами на В-клетках, активируют транскрипцию генного локуса тяжелой цепи типа e иммуноглобулинов и вместе с сигналом, передаваемым молекулой CD40 В-клеток, индуцируют переключение изотипов с m на e (Stavnezer J., 1996).

IgE, высвобождаемый активированными В-клетками, связывается с высоко-аффинным (Fce R1) и низко-аффинным (Fce R2; CD23) рецепторами мастоцитов. Когда аллерген взаимодействует с IgE на мастоцитах, Fce R1 инициирует серию внутриклеточных событий, приводящих к высвобождению медиаторов воспаления и хемокинов: гистамина, простагландинов, лейкотриенов, фактора активации тромбоцитов, дегранулированных протеаз, эотаксина и др. (Galli S. J., 1993). Кроме того, эти медиаторы синтезируются эозинофилами, активированными Ил-3, -5, GM-CSF и др. (Gleich, Kita, 1997; Holgate, 1997). Действуя в совокупности, все эти факторы приводят к микроизменениям сосудов стенок воздухоносных путей, сокращениям гладкой мускулатуры бронхов, гиперсекреции слизи. Кроме того, цито- и хемокины, по крайней мере, частично ответственны за миграцию и активацию клеток воспаления и, таким образом, вносят вклад в сохранение патологического процесса (Ricci M. et al., 1997).

Приведенная схема развития воспаления при БА далеко не исчерпывающая. Однако она вполне приемлема с точки зрения поиска генетической основы БА, поскольку содержит все ключевые звенья патогенетического каскада заболевания. Учитывая значительное число агентов, участвующих в развитии воспаления, а также влияние негенетических факторов (наличие в среде аллергенов, возраст, климатические особенности и т.д.) на развитие БА, правомерна будет гипотеза о мультифакториальной природе заболевания. Это обстоятельство сильно осложняет генетический анализ БА. К настоящему моменту идентифицировано более 20 генов-кандидатов БА и атопии (Пузырев В. П. и др., 1998; табл.). Список этот отнюдь не полон и постоянно расширяется.

Гены-кандидаты бронхиальной астмы и атопии

(Пузырев и др., 1998; с дополнениями и изменениями)

источник

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *