Molecular Genetic Factors in Prediction of the Risk of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
Authors: Хотько Е.А. , Таганович А.Д. 
Published: February 2022

Введение. Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является мультифакторным заболеванием, в развитии которого определенная роль отводится полиморфизмам в структуре генов, кодирующих патогенетически значимые белковые молекулы.Цель. Изучение ассоциации полиморфизмов генов белков, участвующих в патогенезе заболевания, с риском развития ХОБЛ в белорусской популяции.Материалы и методы. Методом полимеразной цепной реакции проведено генотипирование полиморфных локусов генов rs4508917 (CXCL10), rs2280788 (CCL5), rs2228014 (CXCR4), rs333 (CCR5), rs1801275 (IL4R), rs2243250 (IL4), rs1800795 (IL6), rs1800896 (IL10), rs1800629 (TNF-α),rs2234693 (ESR1) и rs731236 (VDR) у 95 человек, страдающих ХОБЛ, и 95 здоровых добровольцев. Сравнительный анализ распределения частот генотипов между группами пациентов с ХОБЛ и здоровых лиц проведен с помощью программы SPSS на основании оценки критерия χ2 и точного критерия Фишера. Для определения вклада генотипов, ассоциированных с развитием ХОБЛ, в формировании предрасположенности к заболеванию рассчитаны показатели отношения шансов. Анализ межгенного взаимодействия выполнен с использованием программы MDR.Результаты. Установлено, что носительство гомозиготного генотипа, содержащего аллель А, полиморфного варианта rs1800896 (IL10) связано с повышенным риском формирования ХОБЛ. В отношении исследуемых групп определена ассоциация гетерозиготных генотипов полиморфизмов rs2280788 (CCL5) и rs2234693 (ESR1) с увеличением вероятности развития заболевания. Генотипы полиморфных локусов rs1800795 (IL6) и rs1801275 (IL4R), имеющие минорные аллели, связаны с пониженной восприимчивостью к ХОБЛ по доминантному типу наследования. Анализ межгенных взаимодействий выявил рисковые и протективные сочетания генотипов исследуемых генов в отношении возникновения ХОБЛ. Проведенное исследование установило значимость сочетанного влияния полиморфных локусов генов rs1800795 (IL6), rs1800896 (IL10), rs2234693 (ESR1) и rs1801275 (IL4R) для прогнозирования риска развития ХОБЛ.Выводы. Полученные в ходе настоящего исследования данные могут помочь в понимании наследственной предрасположенности к ХОБЛ и прогнозировании развития этого заболевания на основе анализа полиморфизма генов и их межгенных взаимодействий.

Introduction. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a multifactorial disease, which is characterized by the development on the base of single nucleotide polymorphisms in the structure of the genes encoding pathogenetically significant protein molecules.Purpose. To study the association of gene polymorphisms of proteins involved in the pathogenesis of the disease with the risk of COPD development in the Belarusian population.Materials and methods. The polymerase chain reaction method was used to genotype polymorphic loci of the genes rs4508917 (CXCL10), rs2280788 (CCL5), rs2228014 (CXCR4), rs333 (CCR5), rs1801275 (IL4R), rs2243250 (IL4956), IL68900s (TNF-α), rs2234693 (ESR1), and rs731236 (VDR) in 95 people withCOPD and 95 healthy volunteers. The comparative analysis of the genotype frequency distribution between the groups of patients with COPD and healthy individuals was carried out using the SPSS program based on the assessment of the χ2 and Fisher’s exact test. The odds ratios were calculated to determine the contribution of genotypes associated with the development of COPD in creating a predisposition to the disease. The analysis of gene-gene interactions was performed using the MDR program.Results. It was found that the carriage of the homozygous genotype containing the A allele of the rs1800896 (IL10) polymorphic variant is associated with the increased risk of COPD. In relation to the studied groups, the association of heterozygous genotypes of the rs2280788 (CCL5) and rs2234693 (ESR1) polymorphisms was determined with the increased risk of the disease development. The genotypes of polymorphic loci rs1800795 (IL6) and rs1801275 (IL4R) with minor alleles are associated with reduced susceptibility to COPD by the dominant genetic model. Analysis of gene- gene interactions revealed the risk and protective combinations of genotypes of the studied genes in relation to the COPD. The study revealed the significance of the combined effect of rs1800795 (IL6), rs1800896 (IL10), rs2234693 (ESR1). and rs1801275 (IL4R) polymorphism genes to predict the risk of COPD development.Conclusions. The obtained data can help in understanding the hereditary predisposition to COPD and predicting the development of this disease on the base of analysis of genetic polymorphisms and their gene-gene interactions.