СПОСОБ ОЦЕНКИ РИСКА РАЗВИТИЯ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ У ХАКАСОВ НА ОСНОВЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
METHOD FOR EVALUATING RISK OF DUODENAL ULCER IN KHAKASS BY GENETIC ANALYSIS

Изобретение относится к области медицины, а именно к иммунологии и гастроэнтерологии, касается способа оценки риска развития язвенной болезни у хакасов (коренного населения Республики Хакасия) на основе генетического анализа. Изобретение может быть использовано для выявления генетической предрасположенности к язвенной болезни двенадцатиперстной кишки на стадии доклинических проявлений.
Язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки относится к мультифакториальным заболеваниям и характеризуется как патогенетически неоднородное заболевание. В настоящее время доказано три этиологических фактора язвенной болезни: гиперсекреция соляной кислоты, имеющая генетическую детерминанту, прием нестероидных противовоспалительных препаратов, обладающих прямым повреждающим действием на слизистую оболочку, и инфекция Helicobacter pylori. Этиологическая роль Helicobacter pylori определяется цитопатическими эффектами, модулирующим действием бактерии на иммунный ответ макроорганизма. Выраженность эффектов зависит от генотипа возбудителя [2, 3, 4].
Конвенционными факторами риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки принято считать мужской пол, курение, пубертатный возраст, наличие сопутствующих заболеваний.
Известен способ прогнозирования риска развития язвенной болезни (патент RU 2231794 С2), включающий исследования желудочных проб, основанный на измерении скорости диффузии ионов водорода через слой слизи, покрывающей слизистую оболочку желудка, путем введения в желудок тестового 0,1 н. раствора соляной кислоты и исследования динамики проникновения ионов водорода в слизистую оболочку путем эвакуации содержимого желудка, тем самым определяют риск развития язвенной болезни.
Недостатком этого способа является сложность выполнения, которая заключается в многократной эвакуации содержимого желудка и введении в желудок большого количества соляной кислоты.
Известен способ «Способ прогнозирования тяжести течения кислотозависимых заболеваний ЖКТ у детей» (патент RU 2231068 С1), где прогноз течения язвенной болезни осущетвляется по коэффициенту относительной гомозиготности, рассчитываемому по числу выявленных рецессивных фенотипов изучаемых менделирующих признаков. В способ включен перечень, состоящий из 41 признака (ямочки на щеках, щель между зубами, способность свертывать язык трубочкой, группа крови и др.).
Этот способ дает возможность прогнозировать развитие язвенной болезни на основе расчета коэффициента относительной гомозиготности. Способ, по мнению авторов, может использоваться в условиях поликлиники в качестве маркера для отбора детей в группу риска по кислотозависимым заболеваниям органов пищеварения.
Недостатками метода является то, что он используется для прогнозирования тяжести течения часто встречающихся заболеваний ЖКТ, риска развития осложнений и рецидивов у больных с уже имеющейся кислотозависимой патологией, а также ограниченность группы детским возрастом.
Наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ прогнозирования вероятности возникновения язвенной болезни двенадцатиперстной кишки» (патент RU 2143684 С1), учитывающий генетическую составляющую риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (антигены системы АВО, типы гаптоглобулина, трансферрина, кислой фосфатазы и т.д.). Определяют тип ушной серы. Для каждого маркера определяют прогностический коэффициент. В данном способе точность прогнозирования вероятности развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки достигается путем увеличения количества анализируемых генетических маркеров, где кроме маркеров группы крови АВО определяются маркеры систем MN, Р, Льюис, Gm 1, Hp, Tf, 1 - AT, ACP, PGM, EsD.
Недостатком данного метода является игнорирование генетических особенностей развития воспалительной реакции при Helicobacter pylori-инфекции, так как генетическая детерминированность иммунного ответа патогенетически значима в развитии язвенной болезни двенадцатиперстной кишки и соответствует концепции воспалительной теории ульцерогенеза [1].
Кроме того, все перечисленные способы не являются превентивными и не учитывают этно-популяционные характеристики населения, включая адаптационно-генетические аспекты взаимодействия человека с микроорганизмом и внешней средой, которые необходимы для формирования предпосылок персонализированной медицины.
Новая техническая задача - повышение точности и информативности оценки риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки у хакасов (коренного населения Республики Хакасия).
Новый технический результат заявляемого способа состоит в повышении точности оценки риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки на основании выявления генетических факторов риска.
Для решения поставленной задачи в способе оценки риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки у хакасов определяют полиморфизм -251 Т>А гена интерлейкина IL-8 и наличие гена cagA Helicobacter pylori, а установленным генатипам присваивают градации (А1-А2) и числовые значения,
где А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori: cagA-положительные - 2, cagA-отрицательные - 1;
А2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8: АА=3,15, ТА=0,40, ТТ=1,08.
После чего определяют прогностические коэффициенты PI, Р2 по формулам:
Р1=-17,26+20,9*А1+5,35*А2,
где Р1 - вероятность отнесения к группе с низким риском развития ЯБ;
А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori;
А2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8;
20,9, 5,35 - численные значения, являются коэффициентами в прогностической модели;
-17,26 - константа для пациентов с низким риском развития ЯБ;
Р2=-40,89+6,05*А1+36,25*А2,
где Р2 - вероятность отнесения к группе с высоким риском развития ЯБ;
А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori;
А2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8;
6,05, 36,25 - численные значения, являются коэффициентами в прогностической модели;
-40,89 - константа для пациентов с высоким риском развития ЯБ.
При Р1>Р2 прогнозируют низкий риск, а при Р1<Р2 прогнозируют высокий риск развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.
Данные формулы были получены на основании исследования 44 пациентов, относящихся к коренным жителям Республики Хакасии -хакасам, страдающих язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки. Отбор пациентов язвенной болезнью делали на основании клинических, эндоскопических и морфологических данных, после получения информированного согласия на участие в исследовании. Диагноз язвенной болезни двенадцатиперстной кишки верифицировался на основании данных эндоскопического исследования. В исследование не включались пациенты с сочетанной патологией. Пациентам, включенным в исследование, в предшествующие шесть месяцев не проводилось лечение антибактериальными и нестероидными противовоспалительными препаратами, ингибиторами протонной помпы, глюкокортикоидами, а также эрадикационная терапия.
Обязательным критерием включения в группу исследования было наличие у пациентов Helicobacter pylori. Присутствие бактерий подтверждалось одним из четырех методов: быстрый уреазный тест, серологический, гистобактериоскопическое исследование биоптатов слизистой оболочки желудка. Всем пациентам методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) осуществлялось определение vacA и/или cagA генов Helicobacter pylori. Дополнительно методом ПЦР определяли полиморфизм -251 Т>А гена интерлейкина IL-8. В зависимости от полиморфизма -251 Т>А гена интерлейкина IL-8 и наличия носительства генотипа cagA Helicobacter pylori присваивали градации (А1-А2) и числовые значения: (1) А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori: cagA-положительные - 2, cagA-отрицательные - 1; (2) A2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8. Далее проводился дискриминантный анализ с целью получения коэффициентов математической модели для классификации пациентов с высоким и низким уровнем риска по развитию язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.
Новым является то, что для осуществления способа рассчитывают прогностические индексы, учитывающие генетические факторы микро- и макроорганизма, а также этническую принадлежность - хакасы.
Данные отличительные признаки не известны в научно-медицинской и патентной литературе. Таким образом, предложенный способ соответствует критерию «новизна».
Совокупность отличительных признаков не вытекает явным образом для специалиста из уровня техники. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».
Способ прошел клинические испытания на клинической базе Хакасского государственного университета им. Η.Ф. Катанова - Республиканской клинической больнице им. Г.Я. Ремишевской. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию изобретения «промышленно применимо».
Способ осуществляют следующим образом:
Для определения мутации в гене интерлейкина 8 у пациента забирают венозную кровь, а для определения генотипа Helicobacter pylori при эндоскопическом исследовании - биоптат слизистой оболочки желудка. Определяют полиморфизм в гене интерлейкина 8 в положении -251 Т>А и генотип микроорганизма методом ПЦР у пациентов, относящихся к коренному населению Республики Хакасия, прогнозируют риск развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.
Установленным генотипам присваивают градации (А1-А2) и числовые значения: (1) А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori: cagA-положительные - 2, cagA-отрицательные - 1; (2) A2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8: АА=3,15, ТА=0,40, ТТ=1,08. После чего определяют прогностические коэффициенты Р1 и Р2 по формулам:
Р1=-17,26+20,9*А1+5,35*А2,
где Р1 - вероятность отнесения к группе с низким риском развития ЯБ;
А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori;
А2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8;
20,9, 5,35 - численные значения, являются коэффициентами в прогностической модели;
-17,26 - константа для пациентов с низким риском развития ЯБ;
Р2=- 40,89+6,05*А1+36,25*А2,
где Р2 - вероятность отнесения к группе с высоким риском развития ЯБ;
А1 - носительство гена cagA Helicobacter pylori;
А2 - генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8;
6,05, 36,25 - численные значения, являются коэффициентами в прогностической модели;
-40,89 - константа для пациентов с высоким риском развития ЯБ,
сравнивают их числовые характеристики между собой и оценивают риск развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. При Р1>Р2 прогнозируют низкий риск, а при Р1<Р2 прогнозируют высокий риск развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.
Предложенный способ оценки риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки на основе генетического анализа поясняется примерами конкретного выполнения.
Пример 1
Пациент Α., хакас, 41 год, синдром эпигастральной боли (Римские критерии III, 2006 г). В семейном анамнезе - язвенная болезнь у отца. Методом ПЦР биоптата слизистой оболочки желудка выявлен генотип возбудителя - vacA-позитивный (s1m1), cagA-позитивный Helicobacter pylori, а методом рестрикционного анализа определен генотип АА -251 Т>А гена IL-8.
Интерпретация результатов:
Р1=-17,26+20,9*2+5,35*3,15=-17,26+41,8+16,85=41,39
Р2=-40,89+36,25*2+6,05*3,15=-40,89+72,5+19,05=50,66
Р1 меньше Р2 (41,39<50,66). Следовательно, у данного пациента определен высокий риск развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. При повторном обследовании в 2012 г. диагностирована язвенная болезнь - прогноз подтвердился.
Пример 2
Пациент Б., хакас, 34 года, жалобы можно классифицировать как постпрандиальный дистресс-синдром (Римские критерии III, 2006 г). При серологическом анализе был определен высокий титр специфических IgG к Helicobacter pylori. Затем методом ПЦР биоптата слизистой оболочки желудка выявлен - s1s2/m1 vacA-позитивный и cagA-позитивный Helicobacter pylori, методом рестрикционного анализа определен генотип ТА -251 Т>А гена IL-8.
Интерпретация результатов:
Р1=-17,26+20,9*2+5,35*0,40=-17,26+41,8+2,14=26,68
Р2=-40,89+36,25*2+6,05*0,40=-40,89+72,5+2,42=34,03
Р1 меньше Р2 (26,68<34,03). У данного пациента определен высокий уровень риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. При динамическом обследовании в 2013 г. методом ФГС выявлена язвенная болезнь, что подтвердило прогноз риска ульцерогенеза.
Оценка эффективности предлагаемого способа оценки риска развития язвенной болезни проводилась в экспериментальной группе (30 пациентов с язвенной диспепсией) в период с 2009 по 2014 годы. На первом этапе пациентам были определены генотип полиморфизма -251 Т>А гена IL-8 и титр специфических IgG к Helicobacter pylori в сыворотке крови. Затем было проведено инструментальное исследование, в результате которого верифицировали диагноз: язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки. Одномоментно произвели забор биоптатов слизистой оболочки желудка для определения генотипа Helicobacter pylori.
В данной группе генотип, увеличивающий риск развития язвенной болезни двенадцатиперсной кишки, АА -251 Т>А гена IL-8 был выявлен у 12 пациентов, ген cagA Helicobacter pylori был выявлен у 22 пациентов, язвенная болезнь была диагностирована у 26 больных. Прогностическая значимость положительного результата составила 89,7%.
Таким образом, новый способ обладает достаточно высокой прогностической значимостью положительного результата в оценке риска развития язвенной болезни двенадцатиперстной кишки у хакасов на основе генетического анализа, что позволит проводить целенаправленные и ранние профилактические мероприятия распространенного заболевания.
Источники информации
1. Особенности цитокинового профиля у пациентов с хроническим Н. pylori-ассоциированным гастритом и язвенной болезнью [Текст] / Э.А. Кондрашина, Η.М. Калининина, Н.И. Давыдова [и др.] // Цитокины и воспаление. - 2002. - Т. 1, №4. - С. 3-11.
2. Штыгашева О.В. Распространенность инфекции Helicobacter pylori и частота диспептических жалоб у населения Хакасии [Текст] / О.В. Штыгашева, В.В. Цуканов // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. - 2004. - №2. - С. 33-36.
3. Ющук Н.Д. Иммунный ответ при инфекции, вызванной Helicobacter pylori [Текст] / Η.Д. Ющук, И.В. Маев, К.Г. Гуревич // Журнал Микробиологии. - 2003. - №6. - С. 86-91.
4. Ethnic difference of Helicobacter pylori gastritis: Korean and Japanese gastritis is characterized by male- and antrum-predominant acute foveolitis in comparison with American gastritis [Text] / I. Lee, H. Lee, M. Kim [et al.] // World Journal of Gastroenterology. - 2005. - Vol. 11 (1). - P. 94-98.