Изучение генетической предрасположенности к атопической бронхиальной астме с использованием полиморфных маркеров генов-кандидатов

Распределение аллелей и генотипов полиморфного маркера T(+2497)G гена CCL26 в группах с наличием (БА+) и отсутствием (БА-) атопической БА.

При сравнительном анализе распределения аллелей и генотипов маркера T(+2497)G гена CCL26 наблюдали увеличение содержания аллеля T и генотипов GT и TT в обеих группах. Минорный аллель G и гетерозиготный генотип GT встречались в группе больных БА чаще, чем в группе здорового контроля. При этом носители аллеля T и гомозиготных генотипов GG и TT встречались чаще в контрольной группе, чем в группе больных БА. Однако статистически достоверных различий в частотах аллелей и генотипов между двумя группами выявлено не было, что свидетельствует об отсутствии ассоциации данного маркера с развитием атопической БА.

Также не было выявлено ассоциации маркера T(+2497)G гена CCL26 с тяжестью атопической БА.

На данный момент известно всего две научных публикации, в которых были представлены результаты анализа ассоциации маркера T(+2497)G с развитием БА. В одной работе установлена ассоциация данного маркера с БА, количеством эозинофилов в периферической крови и уровнем общего IgE у китайцев (Gao et al, 2006), в другой работе обнаружена статистически достоверная связь маркера с БА у корейцев (Chae et al, 2004). Показано, что аллель G является фактором риска развития БА (OR=2,12), а генотип GT ассоциирован с пониженным риском развития БА (OR=0,44). Наличие генотипа TT ассоциировано с пониженным уровнем общего IgE и низким количеством эозинофилов в периферической крови, из чего было сделано предположение о ключевой роли эотаксина-3 в накоплении эозинофилов и поддержании уровня IgE (Chae et al, 2004). Если сравнить частоты генотипов и аллелей между корейцами и русскими, то можно увидеть сильную разницу в значениях частот. Так, у корейцев генотип GG не встречался в обеих группах, в русской же выборке содержание данного генотипа 8,5-10,4%. Как в группе больных, так и в группе здоровых у русских индивидов содержание генотипов GT и TT примерно одинаковое 41-49%, в корейской же популяции число лиц с генотипом TT составляет 80-90%, а с генотипом GT - 9-20%. В настоящее время не известны подобные работы по определению ассоциации маркера T(+2497)G гена CCL26 с БА у европейцев, что не дает возможности сопоставить частоты. Как мы видим, частоты встречаемости аллелей и генотипов данного полиморфного маркера широко варьируют в различных популяциях, что, возможно, говорит о различном вкладе гена CCL26 в генетическую предрасположенность к БА в зависимости от исследуемой популяции.

Есть данные, указывающие на то, что эотаксин-3 является первым хемокином у человека, который обладает широкой антагонистической активностью, вследствие чего можно предположить, что эотаксин-3 имеет больше модулирующую функцию, чем воспалительную (Petkovic et al, 2004; Abonyo et al, 2005).

2.8 Исследование ассоциации полиморфного маркера A(-403)G гена CCL5 (RANTES) с атопической БА

CCL5 (RANTES) - регулятор активности нормальной экспрессии и секреции Т-клеток. RANTES является модулятором многих аллергических и воспалительных реакций, а также медиатором ангиогенеза. RANTES участвует в миграции и накоплении клеток воспаления, таких как лимфоциты, эозинофильные гранулоциты и моноциты, в воспалительных и патологически поврежденных участках тканей и органов (Campbell et al, 1998; Bradley et al, 1999; Beyan et al, 2007; Mehrad et al, 2007). Описано значительное увеличение уровня RANTES в плазме крови человека при БА, субклиническом хроническом воспалении, опухолях, а также при СПИДе (Ardigo еt al, 2005; Nomura et al, 2007). Эпителиальные клетки дыхательных путей являются главным источником RANTES (Stellato et al, 1995).

Ген CCL5 расположен на хромосоме 17q11.2-12 (Donlon et al, 1990). Полиморфный маркер A(-403)G гена CCL5 представляет собой однонуклеотидную замену G > A в положении -403 промоторной части гена.

Распределение аллелей и генотипов полиморфного маркера A(-403)G гена CCL5 в группах с наличием (БА+) и отсутствием (БА-) атопической БА.

В обеих исследованных группах отмечено преобладание содержания аллеля G (Табл. 18). Генотип GG встречался наиболее часто как в группе больных, так и в контрольной группе (0,554 и 0,570, соответственно). При этом можно заметить снижение частоты встречаемости аллеля A и генотипов AA и GG с одновременным возрастанием в группе больных доли аллеля G и генотипа АG по сравнению с группой здорового контроля. Данные различия в частотах аллелей и генотипов между двумя группами не являются статистически достоверными, что свидетельствует об отсутствии ассоциации данного маркера с развитием атопической БА.

Анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера A(-403)G в группах различной степени тяжести БА показал отсутствие ассоциации маркера с тяжестью течения БА.

В нескольких аналогичных работах, исследующих маркер A(-403)G гена CCL5, не было обнаружено ассоциации данного маркера с БА и атопией (Yao et al, 2003; Moissidis et al, 2005; Muro et al, 2007). Так, в исследовании Yao et al было установлено отсутствие ассоциации маркера A(-403)G с БА, атопией, количеством эозинофилов в крови и бронхиальной гиперреактивностью у азиатских детей. В Великобритании были проведены два исследования, где была показана ассоциация данного маркера с атопической БА и атопией (Fryer et al, 2000; Al-Abdulhadi et al, 2005). Вполне возможно, такую разницу в результатах можно объяснить различиями в выборках, воздействиях окружающей среды и аллергенов, которые могут быть вовлечены в патогенные механизмы.

В двух исследованиях изучалась ассоциация маркера с тяжестью БА, однако такой ассоциации найдено не было (Yao et al, 2003; Muro et al, 2007).

Функциональный анализ показал, что замена -403 G>A увеличивает транскрипционную активность промотора, в результате чего повышается продукция RANTES Т-клетками, мегакариоцитами и тучными клетками (Nickel et al, 2000). Однако в этом же исследовании было установлено, что полиморфный маркер A(-403)G не влияет на экспрессию RANTES эпителиальными клетками, которые являются главным источником RANTES в дыхательных путях. Так как не все клетки продуцируют повышенное количество RANTES, возможно такое изменение количества белка не приводит к обострению воспалительных процессов, приводящих к развитию БА.

Обобщая полученные результаты, можно сделать следующие предположения о роли исследованных генов-кандидатов в развитии атопической БА у русских пациентов:

· В большинстве случаев БА является атопическим заболеванием, что обуславливает ее развитие через IgE-зависимый механизм. Активированные аллергеном T-хэлперы 2-го типа продуцируют цитокины, которые стимулируют пролиферацию B-лимфоцитов, вызывают переключение синтеза в В-клетках на IgЕ и активируют развитие воспаления в бронхах. Поэтому ассоциацию с заболеванием можно, прежде всего, ожидать от генов, связанных с дифференцировкой клеток Th2 и эффекторными функциями иммунной системы. Установленная в нашей работе ассоциация маркера C(-1055)T в промоторной области гена IL13 с тяжестью течения БА подтверждает предположение о важности ИЛ-13 в прогрессии аллергического воспаления, повышенной бронхореактивности и развитии фиброза бронхов.

· В патогенезе БА важную роль играют также продукты генов врожденного иммунитета и генов иммунорегуляции. Показанная в данной работе ассоциация полиморфного маркера M31R гена IL8RA с развитием БА подтверждает тот факт, что изменение количества мигрирующих в очаг воспаления иммунокомпетентных клеток, например, нейтрофилов и лейкоцитов, представляющих первую линию неспецифической защиты организма, может приводить к развитию воспалительного процесса, а в дальнейшем - к хроническому воспалению дыхательных путей. Дисбаланс в образовании клеток Th1 и Th2 из наивных T-хелперов может привести к смещению равновесия в сторону Th2-опосредованного иммунного ответа и развитию аллергических заболеваний. Данную теорию подтверждают полученные нами данные об ассоциации маркера Asp299Gly гена TLR4 с тяжестью атопической БА и гаплотипа T-Ala по маркерам C(-318)T и A(+49)G гена CTLA4 с атопической БА.

· В настоящей работе показана ассоциация двух маркеров в интроне гена GPRA, открытого позиционным клонированием и ассоциированного с БА, а также их гаплотипа T-C с развитием БА. На данный момент роль данного гена в патогенезе БА не ясна, однако можно предположить, что маркеры находятся в неравновесии по сцеплению с другими неизвестными функциональными маркерами.

· Эозинофилы играют важную роль в развитии аллергического воспаления при БА. Интерлейкин-5 и эотаксин-3 являются ответственными за активацию и направленную миграцию эозинофилов в очаг воспаления. Установленное в нашем исследовании отсутствие ассоциации маркеров С(-703)Т гена IL5 и A(-403)G гена CCL26 с атопической БА и ее тяжестью позволяет сделать предположение о том, что гены, ответственные за активацию и хемотаксис эозинофилов, не играют значительной роли в предрасположенности к развитию БА, и, возможно, опосредованно могут влиять на специфические процессы, имеющие место при БА.

· Нами показано, что маркеры в генах CCL26 и CCL5 не ассоциированы с развитием и тяжестью БА. Вероятно, мутации в генах, экспрессирующихся в клетках эпителия бронхов, не оказывают заметного влияния на патологические процессы, происходящие при БА.

ВЫВОДЫ

Изучено распределение аллелей и генотипов полиморфных маркеров C(-703)T гена IL5, C(-1055)T и R130Q гена IL13, M31R и R335C гена IL8RA, Asp299Gly гена TLR4, C(-318)T и A(+49)G гена CTLA4, rs324396 (С/Т) и rs740347 (G/C) гена GPRA, T(+2497)G гена CCL26 и A(-403)G гена CCL5 в группе больных атопической БА и в группе здоровых индивидов русского происхождения.

Для полиморфных маркеров генов IL5, CTLA4, CCL26 и CCL5 показано отсутствие ассоциации с развитием атопической БА и тяжестью ее течения.

Установлено, что носители минорного аллеля Arg и гетерозиготного генотипа Met/Arg полиморфного маркера M31R гена IL8RA имеют повышенный риск развития атопической БА. Наличие аллеля Met и гомозиготного генотипа Met/Met в геноме, напротив, связано с пониженным риском развития заболевания. Обнаружено, что наличие минорного аллеля Т и гетерозиготного генотипа СT полиморфного маркера rs324396 (С/Т) гена GPRA в геноме связано с повышенным риском развития БА, а носительство аллеля С и генотипа СС ассоциировано с пониженным риском.

Показана ассоциация гаплотипа T-C гена GPRA по маркерам rs324396 (С/Т) и rs740347 (G/C) с повышенным риском развитием БА. Обнаружено, что гаплотип T-Ala маркеров C(-318)T и A(+49)G гена CTLA4 ассоциирован с пониженным риском развития БА.

Для полиморфного маркера C(-1055)T гена IL13 показана ассоциация с тяжестью атопической БА. Носительство генотипа СТ связано с более тяжелым течением БА, а генотипа СС - с легким течением заболевания. Установлено, что минорный аллель Gly полиморфного маркера Asp299Gly гена TLR4 ассоциирован с тяжелым течением БА, а аллель Asp - с легким течением заболевания.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

3. С.А. Мазурина, Е.В. Зайцева (Дмитриева-Здорова), О.Е. Воронько, Н.В. Бодоев, В.А. Казначеев, Ю.В. Гервазиев. Влияние полиморфизма гена ИЛ13 на основные маркеры атопии у больных бронхиальной астмой. // Российский аллергологический журнал. 2007. 2. стр. 27-31.

4. Дмитриева-Здорова Е.В., Воронько О.Е., Аксенова М.Г., Бодоев Н.В. Ассоциация полиморфных маркеров генов интерлейкина-13 с атопической бронхиальной астмой. // Генетика. 2010. 1. том 46. №1. стр. 111-117.

5. O. Voronko, E. Zaytseva (Dmitrieva-Zdorova), S. Mazurina, Y. Gervaziev, N. Bodoev. Polymorphisms in IL5, IL8RA and IL13 genes contribute to asthma and asthma severity in Russian patients. // Abstracts of WAM' 2007, June 22-25, Istanbul, Turkey.

6. O. Voronko, E. Zaytseva (Dmitrieva-Zdorova), S. Mazurina, Y. Gervaziev, N. Bodoev. Study of association of polymorphisms in IL5, IL8RA and IL13 genes with asthma and asthma severity in Russian patients. // Abstracts of Annual ERS Congress, September 15-19, 2007, Stockholm, Sweden, P. 625s.

7. O. Voronko, E. Zaytseva (Dmitrieva-Zdorova), S. Mazurina, Yu. Gervaziev, N. Bodoev.Polymorphisms in cytokine genes are associated with asthma and asthma severity in Russian patients. // Abstracts of 6th Annual Cytokines & Inflammation Conference, January 28-29, 2008, Orlando, USA.

8. Дмитриева-Здорова Е.В., Воронько О.Е., Мазурина С.А., Гервазиев Ю.В., Бодоев Н.В. Полиморфизм в гене GPRA ассоциирован с атопической бронхиальной астмой и тяжестью ее протекания у русских пациентов г. Москвы. // Материалы IV съезда Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, 11-15 мая 2008 г., Новосибирск.

9. Olga E. Voronko, Elena V. Dmitrieva-Zdorova, Nikolai V. Bodoev, Alexander I. Archakov. Analysis of genetic susceptibility for bronchial asthma in Russians. // Abstracts of 4th international conference «Genomics, Proteomics, Bioinformatics and Nanobiotechnologies for Medicine», June 1-7, 2008, Moscow-Nizhny Novgorod-Moscow, Russia.

10. Zaytseva (Dmitrieva-Zdorova) E., Voronko O., Latysheva E., Bodoev N., Storozhakov G. I., Archakov A. I Polymorphisms in CC16 and CCL26 genes and atopic bronchial asthma in Russian patients. // Abstracts of Annual ERS Congress, October 4-9, 2008, Berlin, Germany.

11. O. Voronko, E. Zaytseva (Dmitrieva-Zdorova), S. Mazurina, Yu. Gervaziev, N. Bodoev. G-protein coupled receptor gene polymorphism is associated with asthma and asthma severity in Russian patients.// Abstracts of Annual ERS Congress, October 4-9, 2008, Berlin, Germany.

12. О.Е. Воронько, Е.В. Дмитриева-Здорова, Е.В. Латышева, С.А. Мазурина, Ю.В. Гервазиев, Н.В. Бодоев, Г.И. Сторожаков, А.И. Арчаков Анализ генетической предрасположенности к атопической бронхиальной астме у русских пациентов. // II Всемирный форум по астме и респираторной аллергии, 25-28 апреля 2009, Санкт-Петербург, Россия.

13. Olga E. Voronko, Elena V. Dmitrieva-Zdorova, Elena A. Latysheva, Marina G. Aksenova, Nikolai V. Bodoev, Gennady I. Storozhakov, Alexander I. Archakov Analysis of polymorphism of immune response genes in Russian patients with atopic asthma. // Abstracts of Annual ERS Congress, September 12-16, 2009, Vienna, Austria.

14. Elena Dmitrieva-Zdorova, Olga Voronko, Svetlana Mazurina, Marina Gabaeva, Yuri Gervaziev, Nikolai Bodoev PDCD1 PD-1.3 polymorphism is associated with total IgE and IL-4 levels in Russian patients with atopic asthma. // Abstracts of Annual ERS Congress, September 12-16, 2009, Vienna, Austria.

Размещено на Allbest.ru