Ассоциация полиморфных аллелей генов HLA класса II с болезнью Грейвса в тувинской популяции

Оригинальные работы

АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ HLA КЛАССА II С БОЛЕЗНЬЮ ГРЕЙВСА В ТУВИНСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

И.В. Осокина1, М.Н. Болдырева2, В.Т. Манчук1, И.А. Гуськова2, О.В. Богатова2, Е.Г. Грудакова2, Д.О. Кабдулова2, Л.П. Алексеев2

1 ФГБУ“Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера ” СО РАМН, г. Красноярск

2 Институт иммунологии МЗ РФ, г. Москва

Цель: изучить ассоциации генов HLA — DRB1, DQA1 и DQB1 — с болезнью Грейвса (БГ) в тувинской популяции. Материал и методы. Проведено HLA-генотипирование 40 больных с БГ и 164 здоровых тувинцев. Генотипирование выполнялось по трем генам HLA: DRB1 (13 аллелей); DQA1 (В аллелей) и DQB1 (12 аллелей) — методом мультипраймерной полимеразной цепной реакции. Для типирования использовали наборы фирмы “ДНК-Технология” ^осотя). Результаты. Выраженность ассоциации HLA-аллелей с развитием БГ в тувинской популяции определялась по значению относительного риска (OP). Наибольшая положительная ассоциация обнаружена для аллелей HLA DQA1*0501 (OP = 1,76; p < 0,05); DQB1*0301 (OP = 1,44; p < 0,05) и гаплотипа DRB1*13-DQA1*0501-DQB1*0301 (OP = 3,53). Oтри-цательно ассоциированы DRB1*0302 (OP = 0,19) и гаплотип DRB1*04-DQA1*0301-DQB1*0302 (OP = 0,02).

Выводы. Установлены HLA-маркеры предрасположенности к БГ в тувинской популяции: DQA1*0501; DQB1*0301 и гаплотип DRB1*13-DQA1*0501-DQB1*0301.

Ключевые слова: гены HLA-DRB1, DQA1, DQB1, болезнь Грейвса, тувинская популяция.

Association of polymorphous alleles of class II HLA genes with Graves' disease (GD) in Tuvinian population

I.V. Osokina1, M.N. Boldyreva2, V.T. Manchouk1, I.A. Guskova2, O.V Bogatova2, E.G. Grudakova2, D.O. Kabdulova2, L.P. Alexeev2

1 Institute for Medical Studies of the North, Krasnoyarsk

2 Institute of Immunology, Moscow

Aim: to consider association of polymorphous alleles of class II HLA genes with Graves’ disease (GD) in Tuvinian population.

Methods. HLA-genotyping was accomplished in 40 GD patients and 164 volunteers randomly selected in Tuvinian population (native Siberian population, Mongoloids). GD was diagnosed accordind to the clinical and laboratory criteria. HLA-genotyping for 14 DRB1 alleles, В DQA1 alleles and 13 DQB1 alleles was performed by polymerase chain reaction sequence-specific primers (DNA-Technology, Russia). Statistical analysis was performed using the Excoffer, Schneider and Kuffer package. RR have been calculated using Woolf method.

Results. We found the HLA-markers of predisposition to GD in Tuvinians: HLA DQA1*0501( RR = 1.76; p < 0.05) and DQB1*0301 (RR = 1.44; p < 0.05). Analysis of the HLA haplotypes showed, that DRB1*13-DQA1*0501-DQB1*0301 was associated with an increased risk of GD (RR = 3.53). The protective were DRB1*0302 (RR = 0.19) and haplotype DRB1*04-DQA1*0301-DQB1*0302 (RR = 0.02).

Conclusions. This molecular genetic study has been shown that HLA DQA1*0501, DQB1*0301 and haplotype DRB1*13-DQA1*0501-DQB1*0301 associated with Graves’ disease in Tuvinian population.

Key words: Graves’ disease, HLA-DRB1, DQA1, DQB1 genes, Tuvinian population.

Для корреспонденции: Осокина И.В. — 660022 Россия, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3г. НИИ медицинских проблем Севера. E-mail: impn@impn.ru

Введение

Болезнь Грейвса (БГ, диффузный токсический зоб) — аутоиммунное заболевание, характеризующееся стойкой патологической гиперсекрецией ти-реоидных гормонов. В основе патогенеза БГ лежит выработка стимулирующих аутоантител к рецепторам тиреотропного гормона (ТТГ). БГ нередко сочетается с другими аутоиммунными заболеваниями, включая болезнь Аддисона, сахарный диабет 1 типа, хронический гепатит, целиакию, рассеянный склероз, миастению Гравис, идиопатическую тромбоцито-пеническую пурпуру, пернициозную анемию, ревматоидный артрит, системную склеродермию, витили-го, алопецию [1, 2, 3]. Увеличение заболеваемости БГ в семьях и у монозиготных близнецов свидетельствует о выраженном влиянии генетических факторов: на 79% риск развития БГ связан с генетическими эффектами [2—3].

Многочисленными исследованиями установлено, что БГ является многофакторным, полигенным заболеванием. Важная роль в его возникновении отводится наследованию определенных ЫЬЛ-генов и других генов, связанных с иммунным ответом. На 20% риск развития БГ ассоциирован с генами ЫЬЛ класса II; на 30% — с геном СТЬЛ-4; на 20-30% - с генами СБ 40 и РТРШ2 [4-7].

Установлено, что лица, которые имеют ЫЬЛ БЯ3 антиген или гаплотип БЯВ1*0304 — БдВ1*02 — БдЛ1*0501, предрасположены к развитию БГ. Взаимосвязь между наследованием ЫЬЛ-генов и БГ такова, что показатель относительного риска может составлять от 2 до 5. Этого недостаточно, чтобы объяснить увеличение риска БГ, наблюдаемое во многих семьях [3].

О связи между генами ЫЬЛ и БГ свидетельствуют результаты популяционных исследований. У кавказоидов с развитием БГ ассоциированы гены ЫЬЛ БЯБ1*0301, БЯБ3*0101 и БдЛ1*0501, гапло-типы ЫЬЛ-БКВ1*0304-БдВ1*02-БдЛ1*0501 и БКВ1*0301-БдЛ1*0501-БдВ1*0201 (или В8/БЯ3). Протективными генами у европеоидов являются ЫЬЛ БдВ1*0602 и БЯВ1*0701, а также гаплотип БЯВ1*0701-БдЛ1*0201 [2-7].

ЫЬЛ-маркеры БГ, выявленные у кавказоидов, не характерны для афроамериканцев. У них предрасположенность к БГ связана с ЫЬЛ-гаплотипом БЯВ3*0202-БдЛ1*0501 [5].

Другие ЫЬЛ-ассоциации с БГ найдены для монголоидных популяций. У китайцев и японцев отмечается отсутствие связи БГ с БдЛ1*050. Маркерами предрасположенности к БГ в китайской популяции являются БЯВ1*1602, *0301, *1405, БЯВ5*02, БдВ1*0502, БдВ1*0303. Отрицательно ассоциированные с БГ гены у китайцев (ЫЬЛ БЯВ1*0301,

DRB1*1501, DQB1*0301) также отличаются от про-тективных генов у европеоидов. Маркерами резистентности к развитию БГ в японской популяции являются DQA1*0102 и DQB1*0602 [6, 7].

Настоящая работа посвящена изучению ассоциации полиморфных аллелей генов HLA класса II с БГ в тувинской популяции.

Материал и методы

По данным медицинской статистики, в Pеспуб-лике Тыва отмечается высокая заболеваемость БГ -112,6 на 100 тыс. взрослого населения [В-10].

Проведено HLA-генотипирование 40 больных с БГ и 164 здоровых представителей тувинской национальности без аутоиммунных заболеваний и отягощенной по ним наследственности.

В группе больных БГ было 35 женщин и 5 мужчин в возрасте от 16 до 56 лет. Средний возраст обследованных составил 34 ± 11 лет. Диагноз БГ был установлен на основании анамнеза, клинических данных, результатов функционального, лабораторного и гормонального обследования. Аутоиммунные заболевания (сахарный диабет I типа, пернициозная анемия, алопеция, витилиго, атопический дерматит, бронхиальная астма) отмечались у 11 (27,5%) больных БГ.

HLA-типирование выполнялось по трем генам: DRB1 (13 специфичностей на уровне “низкого разрешения” - 01, 03, 04, 07, 0В, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16), DQA1 (В аллелей - 0101, 0102, 0103, 0201, 0301, 0401, 0501, 0601) и DQB1 (13 аллелей - 0201, 0301, 0302, 0303, 0304, 0305, 04, 0501, 0502/4, 0503, 0601, 0602-В) - методом мультипраймерной полимеразной цепной реакции.

Идентификацию продуктов амплификации проводили после электрофореза в 3% агарозном геле и окрашивания продуктов амплификации бромистым этидием.

Частоту аллелей и расчет трех локусных гапло-типов выполняли при помощи компьютерной программы “Арлекин” (Excoffer, Schneider and Kuffer). йтносительный риск (OP) заболеваемости вычисляли по методу Woolf. Статистическую достоверность отличия OP от 1 (р) определяли по точному двустороннему критерию Фишера с поправкой Бонферро-ни на количество исследованных аллелей [В-11].

Результаты и обсуждение

1. Исследование HLA-аллелей DRB1, DQA1,

DQB1. В результате HLA-генотипирования были установлены HLA-генотипы для всех обследованных. Проведен расчет частот выявленных HLA-аллелей и генотипов у больных БГ и в здоровом контроле. В тувинской популяции встречались не все исследо-

Таблица 1. Анализ ассоциации аллелей НЬА-БЯВ1 с развитием болезни Грейвса в тувинской популяции

ЫЬЛ Больные, % Контроль, % ОР P

БЯВ1*01 2(2,5) 3 (1,52) 1,66 0,29

БЯВ1*04 9(11,3) 26 (15,9) 0,69 0,09

БЯВ1*07 5 (6,3) 14 (8,8) 0,64 0,13

БЯВ1*08 5 (6,3) 9 (5,5) 1,15 0,20

БЯВ1*09 5 (6,3) 8 (5,2) 1,22 0,20

БЯВ1*11 8 (10,0) 11 (6,7) 1,55 0,11

БЯВ1*13 18 (22,5) 25 (15,5) 0,50 0,19

БЯВ1*14 9(11,3) 20 (12,5) 0,89 0,15

БЯВ1*15 9(11,3) 23 (13,7) 0,80 0,13

БЯВ1*17 8 (10,0) 11 (6,1) 1,71 0,09

Примечание. ОР - относительный риск. Таблица 2. Анализ ассоциации аллелей НЬА-Б9Л1 с развитием болезни Грейвса в тувинской популяции

ЫЬЛ Больные, % Контроль, % ОР P

БдЛ1*0101 7(8,8) 22 (13,1) 0,64 0,09

БдЛ1*0102 14 (17,5) 24 (14,9) 1,21 0,11

БдЛ1*0103 7 (8,8) 20 (12,5) 0,67 0,11

БдЛ1*0201 5 (6,3) 15 (9,1) 0,66 0,14

БдЛ1*0301 14 (17,5) 35 (21,63) 0,77 0,09

БдЛ1*0501* 29 (36,3) 41 (24,3) 1,76 0,01

Примечание. ОР - относительный риск. Таблица 3. Анализ ассоциации аллелей НЬА-Б9В1 с развитием болезни Грейвса в тувинской популяции

ЫЬЛ Больные, % Контроль, % ОР P

БдВ1*0201 12 (15,0) 22 (13,7) 1,11 0,13

БдВ1*0301* 26 (32,5) 41 (25,0) 1,44 0,04

БдВ1*0303 6 (7,5) 12 (7,6) 0,98 0,19

БдВ1*0302 1(1,3) 20 (6,1) 0,19 0,05

БдВ1*0401 7 (8,8) 11 (7,0) 1,27 0,16

БдВ1*0501 3 (3,8) 9 (5,2) 0,71 0,22

БдВ1*0503 4 (5,0) 7 (4,3) 1,18 0,22

БдВ1*0б01 2 (2,5) 7 (4,3) 0,58 0,23

БдВ1*0602-8 18 (22,5) 37 (22,6) 1,00 0,12

Примечание. ОР - относительный риск.

ванные НЬЛ-аллели: не выявлены БИВ 1*10, БЯВ1*12, БЯВ1*16; БрЛ1*0601; БрЛ1*0401;

БрВ1*0304; БрВ1*0305.

При сравнении частот НЬЛ-генов у больных БГ установлено достоверное повышение частот аллелей БОЛ1*0501 (36,3% против 24,3%, p < 0,05) и БрВ1* 0301 (32,5% против 25%; p < 0,05). С меньшей частотой в группе больных встречался НЬЛ-аллель БЯВ1*0302 (1,3% против 6,1%, p = 0,05).

Выраженность ассоциации НЬЛ-аллелей с развитием БГ в тувинской популяции определялась по значению относительного риска (ОР), величина которого показывает, во сколько раз больше риск развития болезни при наличии конкретного гена, чем при его отсутствии. Установлены положительные

(ОР > 1) и отрицательные (ОР < 1) ассоциации генов НЬЛ с развитием заболевания. Положительно ассоциированы с развитием БГ у тувинцев НЬЛ-аллели БОЛ1*0501 (ОР = 1,76; p < 0,05) и БрВ1*0301 (ОР = 1,44; p < 0,05). Отрицательно ассоциирован НЬЛ-БЯВ1*0302 (ОР = 0,19).

При анализе аллелей НЬЛ-БИВ 1 установлена положительная связь с НЬЛ-БЯВ1*17 (ОР = 1,71), однако различия частот у больных БГ и здоровых тувинцев оказались недостоверны (табл. 1).

Выявлены достоверные отличия в частоте БОЛ1*0501 в контрольной группе и в группе больных БГ (ОР = 1,76; p < 0,05), т.е. данный ген может рассматриваться как маркер предрасположенности к болезни Грейвса в тувинской популяции (табл. 2).

Таблица 4. Маркерные гаплотипы и генотипы болезни Грейвса в тувинской популяции

DRB1-DQA1-DQB1 гаплотипы БГ, % Контроль, % OP р

13-0501-0301 В(10,0) 10 (3,0) 3,53 0,01

04-0301-0302 0,0 17 (5,2) 0,02 0,04

Примечание. OP - относительный риск.

При изучении распределения DQB1-аллелей наиболее ассоциированным с БГ оказался DQB1*0301 (32,5% при БГ против 25,0% в контроле, ОР = 1,44; p < 0,05). Этот аллель является маркером предрасположенности к БГ в тувинской популяции (табл. 3).

2. Исследование HLA гаплотипов и генотипов. Проведенный анализ HLA DRB1-DQA1-DQB1 гаплотипов и генотипов у больных БГ и здоровых тувинцев показал, что маркерным гаплотипом является DRB1*13-DQA1*0501-DQB1*0301 (ОР = 3,53). Отрицательная ассоциация установлена для гапло-типа DRB1*04-DQA1*0301-DQB1*0302 (ОР = 0,02) (табл. 4).

Вывод

В результате генотипирования аллелей HLA-DRB1, HLA-DQA1 и HLA-DQB1 установлены маркеры предрасположенности к болезни Грейвса в тувинской популяции: DQA1*0501; DQB1*0301, а также гаплотип DRB1*13-DQA1*0501-DQB1*0301.

Список литературы

1. JenkinsR.C., Weetman A.P. Disease associations with autoimmune thyroid disease. Thyroid. 2002; 11: 977-988.

2. Hansen P.S., Brix T.H., Iachine I., KyvikK.O., Hegedus L. The relative importance of genetic and environmental effects for the early stages of thyroid autoimmunity: a study of healthy Danish twins. Eur. J. Endocrinol. 2006; 154: 29-38.

3. Chen Q.-Y, HuangW, She J.-X, Baxter F, Volpe R, MacLaren N.K. HLA-DRB1*08, DRB1*03/DRB3*0101, and DRB3*0202 are susceptibility genes for Graves’ disease in North American Caucasians, whereas DRB1*07 is protective. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1999; 84: 3182-3186.

4. Sawai Y, Sawai Y., DeGroot L.J. Binding of human thyrotropin receptor peptides to a Graves’ disease predisposing human leukocyte antigen Class II molecule. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000; 85: 1176-1179.

5. Inaba H, Martin W, Ardito M, De Groot A.S., De Groot L.J. The role of glutamic or aspartic acid in position four of the epitope binding motif and thyrotropin receptor-extracellular domain epitope selection in Graves’ disease. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2010; 95: 2909-2916.

6. Yanagawa T., Taniyama M., Enomoto S., Gomi K, Maruyama H, Ban Y, Saruta T. CTLA4 gene polymorphism confers susceptibility to Graves’ disease in Japanese. Thyroid. 1997; 7: 843.

7. Wong G.W., ChengS.H., Dorman J.S. et al. The HLA-DQ associations with Graves' disease in Chinese children. J. Clin. Endocrinol. (Oxf). 1999; 50 (4): 493-495.

8. Осокина И.В. Эпидемиологические и иммуногенетические особенности йоддефицитных заболеваний и сахарного диабета у коренного и пришлого населения Средней Сибири: Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. М., 2002. 39 с.

9. Осокина И.В., Манчук В.Т. Йоддефицитные заболевания в Центральной Сибири. Новосибирск: Наука, 2012. 153 с.

10. Осокина И.В., Болдырева М.Н., Алексеев Л.П. HLA-маркеры инсулинзависимого сахарного диабета в тувинской популяции. Cахарный диабет. 2001; 4: 8-9.

11. Осокина И.В. Иммуногенетические аспекты сахарного диабета 1 типа. Новосибирск: Наука, 2012. 110 с.