Межпопуляционный подход в установлении ассоциированной с HLA генетической предрасположенности к инсулинзависимому сахарному диабету

и Межпопуляционный подход в установлении ассоциированной с HLA генетической предрасположенности к инсулинзависимому сахарному диабету

Л.П. Алексеев, И.И. Дедов*, A.B. Зилов*, М.Н. Болдырева, И.Ю. Демидова*, Д.Ю. Трофимов, P.M. Хаитов

ГНЦ “Институт иммунологии” М3 РФ (дир.-акад. РАМН P.M. Хаитов), Москва

*Кафедра эндокринологии (зав.-акад. РАМН И.И. Дедов) Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова

Выявление генетических маркеров (вариантов генов или их комбинаций) предрасположенности к различным заболеваниям является одним из наиболее быстро развивающихся направлений медицинской науки.

Перспективной областью генома человека для поиска таких генетических маркеров является главный комплекс тканевой совместимости (НЬА).

Система НЬА, помимо участия в отторжении трансплантата, выполняет в организме ряд других функций, важнейшими из которых являются генетический контроль иммунного ответа и поддержание “нормального" иммунного гомеостаза. Так. в частности. реализуемое через систему НЬА нарушение иммунологического гомеостаза лежит в основе целого ряда патологических процессов, включая аутоиммунные заболевания и развитие опухолей [1,2].

Гены ВШ31. В(ЗА1 и В<ЗВ1, относящиеся к II классу системы НЬА. отличаются крайне выраженным полиморфизмом. т.е. разнообразием аллельных вариантов. Так, например, к настоящему времени известно уже 198 аллелей гена Б11В1, 19 аллелей гена В(ЭА1, 35 аллелей гена Б(ЗВ1 [1.4].

Несмотря на то. что впервые ассоциация между НЬА и инсулинзависимым сахарным диабетом (ИЗСД) была установлена более 20 лет назад, однако именно в последние 3-5 лет появилась возможность использования полученных данных в клинической практике. Это связано в первую очередь с возможностями молекулярно-генетических методов выявления НЬА-специфичностей (генотипирование).

Для проведения настоящего исследования были выбраны 3 этнические группы: русские, буряты и уз-

беки. Выбор данных этнических групп был обусловлен следующими обстоятельствами. Русские и буряты относятся к двум основным расам, характерным для населения России и бывшего СССР. - соответственно к европеоидной и монголоидной. Узбекская этническая группа сформировалась около тысячи лет назад как монголоидная популяция с привнесением "европеоидного" генотипа. Кроме того, имелись сведения о том, что заболеваемость ИЗСД в этих трех этнических группах имеет значительные особенности. Так, если заболеваемость ИЗСД среди русских довольно высока (составляет от 1.5 до 5 на 1000 по разным данным) и практически не отличается от таковой среди большинства других европейских народов, то заболеваемость ИЗСД среди бурят, как и заболеваемость среди большинства других изученных групп монголоидов, чрезвычайно низка (у бурят она в 10 раз ниже, чем у русских). Заболеваемость ИЗСД среди узбеков так же высока, как и у европеоидов.

К моменту начала работы, благодаря проведенным ранее в рамках международных программ исследованиям [2], мы располагали данными о существенных различиях в распределении НЬА-специфичностей (НЬА профилю) среди здоровых представителей трех указанных этнических групп.

Типирование генов Б11В1. ВСЗА1 и БС5В1 проводили с помощью одного из вариантов метода сиквенс-специфических праймеров на основе полимеразной цепной реакции [3]. Для типирования использовали наборы НЬА генотипирующих реагентов фирмы “ДНК-Технология” (Россия), выявляющие 14 специфичностей гена ВИВ1 на уровне групп аллелей, 8 аллелей гена БС^А! и 10 аллелей и групп аллелей гена

Сахарный лиабет

Б<ЗВ1 (наборы прошли контроль качества в рамках XII Международного рабочего совещания по НЬА).

В контрольные группы вошли 145 здоровых русских жителей Москвы. 139 здоровых узбеков - жителей Ташкента. 100 здоровых бурят - жителей Бурятии.

Группы больных ИЗСД составили 85 русских - жителей Москвы. 47 узбеков - жителей Ташкента и 22 бурята (все больные ИЗСД. зарегистрированные и вновь выявленные в Бурятии в 1996 г.) - жители Бурятии.

Данные о частотах НЬА аллелей в обследованных группах, для которых установлен тот или иной уровень ассоциаций (как положительных, так и отрицательных). приведены в табл. 1. где представлены данные об относительном риске развития ИЗСД при наличии этих аллелей. Степень предрасположенности к болезни выражается таким показателем, как относительный риск (ОР). который показывает, во сколько раз выше вероятность заболевания у человека, имеющего конкретный аллель в генотипе, по сравнению с человеком, у которого нет этого аллеля. Значимыми положительными ассоциациями являются такие. ОР которых равен или выше 2.0. При значениях ОР ниже 1.0 ассоциированные с патологией аллели рассматриваются как протекторы заболевания.

Для более наглядного представления материала мы приводим данные об аллелях - генетических маркерах ИЗСД. полученные в наших исследованиях (табл. 2, 3).

При анализе ассоциации между ИЗСД и НЬА БВВ1 специфичностями обратил на себя внимание следующий факт. Если у русских выраженные ассо-

циации имеются со специфичностями, характерными для их расы в целом (НЬА DRB1* 04 и НЬА DRB1* 17 (03). то у бурят и особенно у узбеков установлена ассоциация с НЬА DRB1::' 17 (03). ранее не считавшаяся характерной для монголоидов.

При анализе полученных результатов (см. табл. 1, 2) обращает на себя внимание обнаружение “новых" положительных ассоциаций у бурят, ранее не описанных ни в монголоидной, ни в европеоидной популяции. Это ассоциации с аллелем НЬА DRBI - 0401/2 (ОР=2.57) и аллелем НЬА DQA1 - 0201/2 (ОР=2.42). В то же время отсутствуют ассоциации с аллелем DQA1 0501 (ОР=0.85) и DRB1 - 0201/2 (ОР=1.69). Значительно реже, чем в остальных монголоидных группах, отмечается ассоциация больных ИЗСД бурят с аллелями DQA1:;' 0301 и DQBl* 0302.

Таким образом, можно констатировать, что у бурят в отличие от других ранее обследованных, в том числе в рамках международных исследований монголоидных популяций, наиболее выраженные ассоциации с ИЗСД относятся к "новым" НЬА генетическим маркерам - генам НЬА DQA1 и DQB1. Возможно, эти "новые" маркеры выполняют "функцию" классических аллелей - маркеров, ассоциации с которыми у бурят значительно ниже, чем в других этнических группах.

Нами выявлены особенности в распределении маркеров резистентности к ИЗСД у бурят. Оказалось, что в отличие от других ранее обследованных монголоидных групп у бурят среди аллелей-протекторов находятся НЬА DRB1 *11 и НЬА DQB1 301.

Таблица 1

Частоты аллелем DRBt, DQA1 и DQB1 в трех исследованных группах больных ИЗСД

Исследуемый аллель Р у с с к и е % Узбеки, % Б р я т ы , %

боль- ные конт- роль ОР боль- ные конт- роль ОР боль- ные конт- роль ОР

DRB1 *01 6,56 8,60 0,75 2,63 10,28 0,23 0 2 0,62

DRBT04 45,90 15,59 4,59 31,58 18,22 2,07 59 21 5,26

DRB1 *07 3,28 16,13 0,18 11,84 9,81 1,24 1,96 9 0,23

DRB1* 1 1 1,64 13,44 0,11 3,95 1,21 1,24 1,89 11 0,19

DRB 1*13 7,38 1,83 0,59 1,32 13,08 0,09 0 7 0,08

DRB 1*15 0,82 11,83 0,06 3,95 16,36 0,15 0 8 0,15

DRB1 * 17 31,15 8,06 5,16 38,16 7,01 89 9 2 4,85

DQAT0101 6,56 13,44 0,45 3,95 17,29 0,20 5 10,61 0,44

DQA1 *0102 4,92 16,13 0,27 1,32 19,63 0,05 5 9,09 0,52

DQA1*0103 4,10 8,06 0,49 2,63 9,81 0,25 5 9,60 0,50

DQA 1*0201 4,10 16,67 0,21 13,16 11,21 0,57 25 12,12 2,42

DQA1 *0301 44,26 15,59 4,30 34,21 21,03 1,95 37,5 25,76 1,73

DQA 1 *0501 36,07 29,57 1,34 43,42 20,09 3,05 20 22,73 0,85

DQB1 *0201 35 23,12 1,79 53,95 18,69 5,10 23 13 1,69

DQB1 *0301 3,98 24,19 0,14 6,58 17,29 0,34 23 34 0,58

DQB1 *0302 42,86 8,60 7,85 28,95 11,21 1,59 6,86 7 0,96

DQB 1*0402 0 0 - 1,32 0 - 20 9 2,57

DQB1 *0602-8 7,91 17,20 0,35 2,63 20,56 0,10 2,24 13 0,15

Таблица 2

Аллели предрасположенности к ИЗСД в различных этнических группах

[Популяционная ¡группа Аллели

DRB1 DQA1 DQB1

|Европеоиды *-04 *-17(03) *-0301 *0501 *-0201 *-0302

Русские *-04 *-17(03) *-0301 ’-0302

Монголоиды *-04 *-0301 *-0302 *-04

.Буряты *-04 *-0201 *-0301 *-0402

Смешанная *-04 *-17(03) *-0501 *-0201

Таблица 3

Аллели резистентности к ИЗСД в различных этнических группах

Популяционная А л л е л и

группа DRB1 DQA1 DQB1

.Европеоиды *-07 *-11 *15 *-0102 *-0103 *-0301 *-0602-8

Русские *-07 *-11 *15 *-0102 *-0103 *-0301 *-0602-8

Монголоиды *15 *-0102 *-0103 *-0601 *-0602-8

Буряты *-13 *15 *-0102 *-0103 *-0602-8

Смешанная *-13 *15 *-0102 *-0103 *-0602-8

У узбеков в отличие от бурят в отношении аллелей НЬА Б<3 локуса, имеющих ассоциации с ИЗСД (как положительные, так и отрицательные), установлено, что все они относятся к "классическим" аллелям-маркерам НЬА БО локуса (см. табл. 2). Однако и в этом случае "нестандартным" является то. что оба аллеля, с которыми выявлены выраженные ассоциации у узбеков. а именно НЬА БОА1 *0501 (ОР=3.05) и НЬА Б<ЭВ1*0201 (ОР=5,1) являются маркерами ИЗСД только в европеоидных, но не в монголоидных популяциях. При этом следует отметить, что и из числа НЬА В11В1 специфичностей одним из маркеров ИЗСД у узбеков является специфичность НЬА БЕВГ5 17 (03) (см. табл. 2), также характерная для европеоидов.

Анализ аллелей-протекторов показал, что они не отличаются друг от друга и от классических, установленных для ИЗСД.

Проведенный вслед за установлением отдельных аллелей НЬА маркеров ИЗСД анализ ассоциаций между ИЗСД и НЬА БОА1, БОВ1 генотипов (сочетаний) у бурят и узбеков показал, что у первых наиболее выраженная ассоциация между НЬА БОА 1-БОВ 1 генотипом и ИЗСД отмечена для генотипа НЬА БОА! 0301 - БОВ1*0201 (ОР=35,5), при р<0,005. Частота данного генотипа у больных составила 13.8Г<. тогда как у здоровых он обнаружен не был.

При анализе НЬА БОА1-БОВ1 генотипов у больных Р13СД узбеков наиболее выраженная ассоциация была установлена с "нестандартным” для монголоидов генотипом НЬА БОА1 0501 - БОВГ:'0201, частота которого достигла у больных 51,29( при полном отсутствии у здоровых узбеков. В результате этого ОР составил 21,6 (р<2,58). Столь высокая ассоциация несомнен-

но позволяет использовать НЬА генотиппрование не только при семейном, но и индивидуальном анализе.

Важным выводом, вытекающим из результатов работы, является то. что для использования НЬА гено-типирования в клинической практике для прогнозирования развития ИЗСД необходимо учитывать особенности НЬА аллелей и генотипов-маркеров ИЗСД, характерные для каждой популяции, хотя, конечно, в большинстве случаев маркеры могут быть идентичны.

Таким образом, в результате наших исследований выявлен полиморфизм в отношении НЬА аллей и генотипов. ассоциированных с ИЗСД в изученных этнических группах. Установлены как меж-, так и внутри-расовые. ассоциированные с НЬА БИ и SQ генотипами, различия в заболеваемости ИЗСД.

Использование межпопуляционного подхода при изучении ассоциаций генов и заболеваний является одним из наиболее перспективных для установления генетических основ заболеваний.

Литература

1. Хаитов P.M., Алексеев JI.IL//Intern. of Immunol. -1998. - N. 10. P. 30-38.

2. March B„ Steimle V., Martinez-Soria E. et al.//

Ann.Rev.Immunol.-1996.-Vol.14,- P.302-310.

3. Bodmer J., Mersh S., Albert E. et al.//Tissue Antigens-1997.- Vol.49.- P. 297-321.

4. Alexeev L. et al.//Genetic diversity of HLA. Proc. of the 12th Intern. Histocompatibility Workshop and СопЬ-1997.-ЕБК. Paris. France.- P. 364-374.

5. Alexeev L., Boldyreva М., Trofimov D. et al.//Eur. J. of Immunogen.-1995.-V.22.- N. 1.- P. 87.