Анализ полиморфных локусов генов системы протеолиза у больных с хронической обструктивной болезнью легких

ЛИТЕРАТУРА

1. Алиев,А. А. - Г. Особенности аберраций роговицы при птеригиуме: дисс. ... канд. мед.наук.М., 2008. - 24 с.

2. Балашевич, Л. И. Аберрометрия как метод оценки интраокулярной коррекции / Л. И. Балашевич, А. Б. Качанов, Ю.В. Тахтаев //

Офтальмохирургия. - 2007. - № 4. - С. 10-14.

3. Балашевич, Л. И. Оптические аберрации глаза :диагностикаи коррекция// Окулист. - 2001. - Т. 22. - № 6. - С. 12 - 14.

4. Корниловский, И.М. Патогенетическая направленность различных методов коррекции аберраций оптической системы глаза. /

И. М. Корниловский // Рефракционная хирургия и офтальмология. - 2010. - № 2. - С. 21-27.

5. Bellucci R., Morselli S., Piers P. Comparison of wavefront aberrations and optical quality of eyes implanted with five different intraocular lenses // J. Refract. Surg. 2004. -Vol. 20. -No 4. -Р. 297-306.

6. Charman W.N. Can we measure wave aberration in patients with diffractive IOLs? / W.N. Charman, R. Montes-Mico, H. Radhakrish-

nan// J. Cataract Refract. Surg. 2007. -Vol. 33. -No.11. - Р. 1997-1999.

7. Chen W. R. Comparison of higher-order aberrations and contrast sensitivity between Tecnis Z9001 and CeeOn 911A intraocular lenses: a prospective randomized study./ W. R. Chen, H.H. Ye, Y.Y. Qian, W.H. Yang, Z.H. Lin// ChinMedJ (Engl). 2006. -No 5. -Vol. 119. -P.1779-1784.

8. KurodaT. T. Wavefront analysis in eyes with nuclear or cortical cataract / T. T. Kuroda, T. T. Fujikado, N. ^. Maeda, T. T. Oshika, Y. Y. Hirohara, T. T. Mihashi // Am J Ophthalmol 2002. - Vol. 134. - Ш.1. - P.1-9

9. Xiong Y. Investigation of wavefront aberrations for patients with cataract surgery. / Y. Xiong, Y. Lu, X. Qu, F. Xue, R. Chu, J.C. He // Invest Ophthalmol Vis Sci. - 2002. - Vol. 43. - No. 12.- P. 387

10. Hida W. T. Comparison between OPD-Scan results and visual outcomes of monofocal and multifocal intraocular lenses./ W. T. Hida, A.

F. Pimenta Motta, N. K. Junior, E. Alves; M. Tadeu, L. N. Cordeiro// Arq. Bras. Oftalmol. 2009. - Vol.72. - No.4. - P.

УДК 575:599.9

© Т.В. Викторова, Г.Ф. Корытина, О.С. Целоусова, Л.З. Ахмадишина, Е.В. Викторова, Ш.З. Загидуллин, 2012

Т.В. Викторова 12, Г.Ф. Корытина2, О.С. Целоусова1,2,

Л.З. Ахмадишина2, Е.В. Викторова3, Ш.З. Загидуллин1

АНАЛИЗ ПОЛИМОРФНЫХ ЛОКУСОВ ГЕНОВ СИСТЕМЫ ПРОТЕОЛИЗА У БОЛЬНЫХ С ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ

гГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, г. Уфа;

2Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, Уфа;

3George-August University of Goettingen, Goettingen, Germany

С целью оценки взаимосвязи полиморфных вариантов генов протеолиза с развитием хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) проведен анализ распределения полиморфных вариантов генов матриксных металлопротеаз MMP1 (-1607G>GG и -519A>G), MMP2 (-735C>T), MMP3 (-1171 5А>6А), MMP9 (-1562C>T и 2660A>G), MMP12 (-82A>G) и ди-зинтегриновой металлопротеиназы ADAM33 (12418A>G и 13491C>G) у больных (ХОБЛ, 391 чел.) и здоровых индивидов (контроль, 514 чел.). Установлена статистически значимая ассоциация полиморфных локусов генов MMP3 (-1171 5А>6А), MMP9 (-1562C>T, 2660A>G) и ADAM33 (12418A>G, 13491 C>G) с развитием и прогрессированием ХОБЛ, статусом курения и формированием эмфиземы легких у больных.

Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, ассоциация, матриксные металлопротеиназы, дизинтег-риновая металлопротеиназа.

T.V. Viktorova, G.F. Korytina, O.S. Tselousova,

L.Z. Akhmadishina, Ye.V. Viktorova, Sh.Z. Zagidullin ANALYSIS OF PROTEOLYSIS GENE POLYMORPHIC LOCI IN CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE PATIENTS

In order to evaluate the interrelation between proteolysis polymorphic gene variants and the development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD), we studied the distribution of polymorphic variants of matrix metalloproteinasegenes MMP1 (-1607G>GG and -519A>G), MMP2 (-735C>T), MMP3(-1171 5А>6А), MMP9 (-1562C>T and 2660A>G), MMP12 (-82A>G) and disintegrin metalloproteinase 33gene ADAM33 (12418A>G and 13491 C>G) in chronic obstructive pulmonary disease patients (COPD, N=391) and healthy individuals (control group, N=514). We observed a statistically significant association of analyzed polymorphic loci MMP3 (-1171 5А>6А), MMP9 (-1562C>T, 2660A>G), and ADAM33 (12418A>G, 13491 C>G) with COPD development and aggravation, smoking status and emphysema risk.

Key words: chronic obstructive pulmonary disease, association, matrix metalloproteinases, disintegrin metalloproteinase.

Хроническая обструктивная болезнь патогенеза ХОБЛ является хроническое вос-

легких (ХОБЛ) - распространенное много- паление.

факторное хроническое воспалительное забо- Современные перспективы в изучении

левание респираторной системы с преимуще- природы ХОБЛ, как и многих других много-

ственным поражением дистальных отделов факторных заболеваний человека, связаны с

дыхательных путей и легочной паренхимы выявлением особенностей генетического по-

[1]. Для ХОБЛ характерно развитие эмфиземы лиморфизма, создающих предпосылки для

и частично обратимой бронхиальной об- формирования патологического фенотипа [5].

струкции с последующим прогрессированием Среди генетических систем, вовлеченных в

и нарастанием явлений дыхательной недоста- формирование ХОБЛ, первостепенное значе-

точности [1, 6]. Одним из ключевых звеньев ние имеют гены систем протеолиза и анти-

протеолиза, ферменты биотрансформации ксенобиотиков, антиоксидантной защиты и медиаторы воспаления [5]. Ранее нами были опубликованы выборочные данные, посвященные изучению ассоциации полиморфных вариантов этих генов с ХОБЛ [3, 4], а также с некоторыми другими многофакторными заболеваниями [2]. В настоящем исследовании представлены результаты изучения у больных ХОБЛ генетического полиморфизма ферментов системы протеолиза.

Целью исследования является оценка взаимосвязи полиморфных вариантов генов протеолиза (матриксных металлопротеиназ MMP1, MMP2, MMP3, MMP9, MMP12 и ди-зинтегриновой металлопротеиназы ADAM33) с развитием хронической обструктивной болезни легких у жителей Республики Башкортостан.

Материал и методы

В работе использовались образцы ДНК, выделенные из лимфоцитов периферической венозной крови у 905 неродственных индивидов, проживающих в Республике Башкортостан. Выборка больных ХОБЛ включала 391 человек (312 мужчин (79,79%) и 79 женщин (20,21%)). Диагноз ХОБЛ устанавливался согласно международной классификации болезней 10-го пересмотра (МКБ-10) и с учетом рекомендаций GOLD (2010 г.) [7]. Средний возраст больных составил 61,3±12,7 года. По этнической принадлежности больные ХОБЛ распределились следующим образом: русские

- 208 чел. (53,2%), татары - 183 чел. (46,80%). При проведении сравнительного анализа внутри общей выборки больных ХОБЛ выделяли подгруппы в зависимости от статуса курения, возраста манифестации заболевания, стадии заболевания, наличия или отсутствия эмфиземы легких, тяжести течения ХОБЛ и наличия осложнений. В контрольную группу вошли 514 практически здоровых индивидов

- жителей Республики Башкортостан - без хронической патологии дыхательной системы, отобранных с учетом возраста, пола, этнической принадлежности и статуса курения. От всех участников исследования было получено информированное добровольное согласие на использование биологического материала в планируемых исследованиях.

ДНК выделяли из 4 мл периферической венозной крови стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции. Полиморфные локусы генов MMP1 (-1607G>GG) и (-519A>G), MMP2 (-735C>T), MMP3(-11715А>6А), MMP9 (-1562C>T) и (2660A>G), MMP12 (-82A>G), ADAM33 (12418A>G) и

(13491С>0) анализировали методом полимеразной цепной реакции. Олигонуклеотидные праймеры и методы идентификации полиморфных аллелей изученных локусов взяты из литературных источников.

Оценку соответствия распределения частот генотипов равновесию Харди-Вайнберга (%2), анализ ассоциации с использованием аллельного теста и расчета показателя отношения шансов (ОЯ) для каждого анализируемого локуса, оценку статистической значимости различий между группами по частотам аллелей и генотипов (тест на гомогенность выборок) проводили в программах РЬШКу. 1,07 [11] и 8^^ [13]. Различия в частотах гаплотипов между группами рассчитывали в программе Haploview 4,2 [9]. Для выявления ассоциации полиморфных локусов и гаплотипов в различных моделях с учетом количественных и бинарных признаков (пол, возраст, возраст манифестации заболевания, этническая принадлежность, статус и индекс курения), вводимых в уравнение регрессии в качестве независимых переменных, применялись метод логистической регрессии и регрессионный анализ с использованием пакетов программ РЬШКу. 1,07 и 8№81а1.

Результаты и обсуждение

Во всех изученных выборках проведена проверка соответствия распределения частот генотипов полиморфных локусов равновесию Харди-Вайнберга. В последующем из анализа ассоциации с развитием ХОБЛ был исключен локусММР1 -519Л>0, для которого выявлены значительные отклонения от равновесия Хар-ди-Вайнберга (р=1,88*10-8).

Результаты анализа ассоциации, основанные на сравнении частот аллелей в группах больных и здоровых индивидов, представлены в таблице. Для локусов ММР3 -1171 5А>6А и ЛБЛМ33 12418Л>0 выявлена статистически значимая ассоциация с развитием ХОБЛ. Показано, что генетическим маркером, ассоциированным с повышенным риском развития ХОБЛ, является генотип 6Л6Л

(0Я=2,490). Проведенный анализ генотипов в дифференцированных по этнической принадлежности выборках выявил ассоциацию генотипа 6Л6Л локуса ММР3 -1171 5А>6А с развитием ХОБЛ как у русских (Р=0,0019; 0Я=3,260), так и у татар (Р=0,0045; 0Я=3,060). Анализ данного локуса с учетом гендерной градации обследованных выявил ассоциацию локуса ММР3 -1171 5А>6А с ХОБЛ как у мужчин (р=0,001), так и у женщин (р=0,004). Регрессионный анализ с уче-

том статуса курения показал ассоциацию ге- развитием ХОБЛ у курильщиков (р=0,0008). нотипа 6Л6Л локуса ММР3 -1171 5А>6А с

Таблица

Частота полиморфных вариантов генов системы протеолиза у больных ХОБЛ и в контроле

Полиморфныйлокус (reference sequence, rs) Аллели: редкий частый ХОБЛ абс /% Контроль абс/ % P OR CI95%

MMP1 -1607 G>GG(rs 1799750) GG 332/42.46 304/39.58 0.2504 1.126 0.919 - 1.379

G 450/57.54 464/60.42

MMP3 -1171 5A>6A(rs35068180) 5A 22/2.81 46/6.48 0.0007 0.417 0.248 - 0.701

6A 760/97.19 664/93.52 2.390 1.381 - 4.153

MMP12 -82A>G( rs2276109) G 82/10.49 85/9.75 0.6180 1.085 0.787 - 1.494

A 700/89.51 78/90.25

MMP2 -735 C>T(rs2285053) T 74/9.46 63/10.23 0.6332 0.917 0.644 - 1.307

C 708/90.54 553/89.77

MMP9 -1562 C>T(rs3918242) T 97/12.40 110/12.67 0.8693 0.975 0.728 - 1.307

C 685/87.60 758/87.33

MMP9 2660A>G (rs17576) G 250/31.97 192/34.29 0.3733 0.901 0.715 - 1.134

A 532/68.03 368/65.71

ADAM33 13491 C>G(rs2787094) С 281/35.93 207/36.44 0.8473 0.978 0.781 - 1.225

G 501/64.07 361/63.56

ADAM33 12418 A>G(rs2280091) G 112/14.32 108/18.69 0.0307 0.727 0.544 - 0.971

A 670/85.68 470/81.31 1.375 1.020 - 1.860

TIMP3 -1296T>C (rs9619311) С 180/23.02 157/26.79 0.1089 0.817 0.638 - 1.046

T 602/76.98 429/73.21

Примечание. Серым цветом выделены ячейки со статистически значимыми различиями между сравниваемыми группами.

Ранее, в 2006 г., в работе Suc соавт. показан повышенный риск развития рака легкого у некурящих носителей генотипа 6A6A [14]. Эти результаты согласуются с полученными нами данными, указывающими, что риск развития ХОБЛ связан с генотипом 6А6А и аллелем 6A локуса MMP3 -1171 5А>6А. Вместе с тем Schirmer с соавт. (2009) при изучении ассоциации полиморфного локуса MMP3 -1171 5А>6А с развитием ХОБЛ у европеоидов из Бразилии не обнаружили существенных различий [12].

При анализе полиморфного локу-са12418А>0 гена ADAM33 выявлено повышение доли гетерозиготных носителей среди здоровых индивидов (29,76% против 21,99% в группе больных, р=0,027; 0R=0,660). Вместе с тем показано возрастание риска развития ХОБЛ у гомозигот по частому аллелю (генотип AA; 0R=1,490; р=0,019). В дифференцированных по этнической принадлежности выборках генотип AA локуса ADAM33 12418A>G ассоциировал с ХОБЛ только у татар (P=0,032; 0R=1,610). С учетом половой принадлежности обследованных показано, что локусADAM33 12418A>G был связан с развитием ХОБЛ только у мужчин (р=0,021). Регрессионный анализ с учетом статуса курения показал ассоциацию генотипа АА локусаADAM33 12418A>G с развитием ХОБЛ у курильщиков (p(smoke)=0,019). Согласно литературным данным ассоциация полиморфных локусов гена ADAM33 с ХОБЛ и бронхиальной астмой была выявлена в исследованиях ряда авторов [8, 10], что подтверждается полученными нами результатами.

Ввиду того, что полиморфные локусы генов ММР9 и ЛБЛМ33 и гены ММР1, ММР3 и ММР12 тесно сцеплены, был проведен анализ ассоциации гаплотипов с развитием ХОБЛ. По распределению частот гаплоти-пов генаММР9 группа больных и группа здоровых индивидов не отличались. При анализе гена ЛБЛМ33 статистически значимые различия между больными ХОБЛ и лицами контрольной группы были получены для гапло-типа 0-0 (р=0,0008; 0Я=0,48; С195% 0,32-

0,74), который был определен как маркер устойчивости к заболеванию. В наиболее информативную модель для данного локуса вошли такие переменные, как возраст, этническая принадлежность и индекс курения. При анализе частот гаплотипов кластера генов ММР1, ММР3 и ММР12выявлены различия между группой ХОБЛ и контролем (Р=0,03). Показано, что гаплотип 00-5Л-Л является маркером устойчивости к ХОБЛ (р=0,022; 0Я=0,41; С195% 0.19-0.88). Различия между выборками сохранялись при учете таких факторов, как возраст, этническая принадлежность и статус курения.

Различий между группами больных в зависимости от возраста манифестации заболевания выявлено не было. Показано увеличение частоты редкого аллеля Т локуса ММР9 -1562С>Т до 13,85% у больных с тяжелой ХОБЛ против 7,89% у больных с заболеванием средней тяжести (р=0,041; 0Я=1,876). Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов изученных локусов с наличием или отсутствием эмфиземы легких не выявил различий между группами больных. Однако включение в уравнение регрессии поочередно и в

комбинации таких независимых переменных, наличием эмфиземы легких выявлено не бы-

как возраст манифестации ХОБЛ, возраст ло.

больного, статус курения, половая и этниче- 2. Установлена ассоциация полиморфных

ская принадлежность, позволило выявить ас- локусов генов MMP3 (-1171 5А>6А), MMP9 (-

социацию локуса ADAM33 13491C>G 1562C>T, 2660A>G), ADAM33 (12418A>G,

(р=0,043) и генотипа GG (OR=1.740) с эмфи- 13491 C>G), TIMP3 (-1296T>C) с развитием и

земой легких. Наибольшей информативно- прогрессированием ХОБЛ, статусом курения

стью характеризовались модели, учитываю- и формированием эмфиземы легких у боль-

щие возраст, пол и статус курения обследо- ных.

ванных.

Выводы Работа получила частичную финан-

1. Для полиморфных локусов генов MMP1 (- совую поддержку Российского фонда фун-

1607 G>GG), MMP2 (-735C>T), MMP12 (-82 даментальных исследований (08-04-97007-

A>G) ассоциации с развитием ХОБЛ, тяже- р_Поволжье_а).

стью, возрастом манифестации заболевания и

Сведенияобавторахстатьи:

ВиктороваТатьянаВикторовна, д.м.н., проф.,зав. каф. биологии, ГБОУВПОБГМУ Адрес: 450000, г.Уфа, ул. Ленина, 3.e-mail: t_vict@mail.ru

Корытина Гульназ Фаритовна, к.б.н., с.н.с. лаборатории физиологической генетики Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Целоусова Ольга Сергеевна, к.б.н., ассистент каф. биологии ГБОУ ВПО БГМУ

Ахмадишина Ляйсан Зиннуровна, к.б.н., н.с. лаборатории физиологической генетики, Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

ВиктороваЕленаВитальевна, аспирант отдела генетической эпидемиологии,

Department of genetic epidemiology, George-August University of Goettingen, Germany

Загидуллин Шамиль Зарифович, д.м.н., проф., зав. каф. пропедевтики внутренних болезней с курсом физиотерапии,

ГБОУ ВПО БГМУ

ЛИТЕРАТУРА

1. Азнабаева, Ю.Г. Заболеваемость хроническими бронхолегочными болезнями взрослого населения Республики Башкорто-стан/Ю.Г. Азнабаева, Ш.З. Загидуллин, Р.З.Тимашева [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2010. - Т. 5, №4. - С. 10-15.

2. Викторова, Т.В. Анализ ассоциации полиморфных маркеров генов цитокинов P450 (CYP1A1 и CYP1A2) с поверхностным и инвазивным раком мочевого пузыря /Т.В. Викторова, А.А. Измайлов, С.М. Измайлова [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2010. - Т. 5, №2. - С. 25-29.

3. Корытина, Г.Ф. Частоты полиморфных вариантов генов CYP1B1 и CYP2F1 в трех этнических группах жителей Республики Башкортостан и у больных хронической обструктивной болезнью легких/Г.Ф. Корытина, Л.З. Ахмадишина, Т.В. Викторова // Молекулярная биология. - 2010.- Т. 44, № 1.- С. 33-41.

4. Корытина, Г.Ф. Ассоциация полиморфных маркеров генов семейства цитохрома P450 и ферментов антиоксидантной защитыс развитием хронических заболеваний респираторной системы у детей/Г.Ф. Корытина, Л.З. Ахмадишина, Л.И. Бабенкова, Т.В. Викторова // Медицинская генетика. - 2007.- Т.6, №.8. - С.42-48.

5. Пузырев, В.П. Генетический взгляд на феномен сочетанных заболеваний человека/ В.П. Пузырев, М.Б.Фрейдин // ActaNaturae. - 2009, №3. - P. 57-63.

6. Шмелев, Е. И. Хроническая обструктивная болезнь легких / под ред. А.Г. Чучалина // Пульмонология: национальное руководство - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009.- C. 303-360.

7. GOLD Workshop Report: Global Strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Updated 2010.-

8. Gosman MM, Boezen HM, van Diemen CC et al. A disintegrin and metalloprotease 33 and chronic obstructive pulmonary disease pathophysiology // Thorax. - 2007; 62(3); 242-7.

9. Haploview 4.2. - science/programs/medical-and-population-genetics/ haploview/

10. Pabst S., Pizarro Touron C. ADAM33 gene polymorphisms in chronic obstructive pulmonary disease // Eur. J. Med. Res. - 2009; 14(4); 182-6.

11. PLINK v. 1.0

12. Schirmer H. Basso da Silva L.,Teixeira P.J.,Moreira J.S. et al. Matrix metalloproteinase gene polymorphisms: lack of association with chronic obstructive pulmonary disease in a Brazilian population // Genet Mol Res. - 2009; 8(3); 1028-34.

13. SNPStats

14. Su L., Zhou W., Asomaning K. et al. Genotypes and haplotypes of matrix metalloproteinase 1, 3 and 12 genes and the risk of lung cancer // Carcinogenesis. - 2006; 27(5); 1024-9.