Влияние трех точковых мутаций в промоторе гена TNF- на клинические проявления и осложнения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки

ВЛИЯНИЕ ТРЕХ ТОЧКОВЫХ МУТАЦИЙ В ПРОМОТОРЕ ГЕНА ГШ-а НА КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ И ОСЛОЖНЕНИЯ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ ЖЕЛУДКА И ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ

Полоников А. В., Иванов В. П., Солодилова М. А., Швейнов А. И., Мануйлова О. С., Кожухов М. А, Туточкина М. П., Степченко А. А., Булгакова И. В.

Курский государственный медицинский университет Росздрава

УДК 616.33/ .34-085.28

РЕЗЮМЕ

Целью исследования было изучение связи полиморфизмов -238G/A, — 308G/A и -863C/A гена TNF-a с особенностями клинических проявлений язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки в русской популяции. Для генотипирования полиморфизмов с помощью ПЦР-ПДРФ анализа использовались образцы ДНК 381 больных язвенной болезнью и 216 здоровых индивидов. С помощью логистической регрессии установлены связи полиморфизмов: — 308G/A с размером язвенного дефекта (p=0.03) и развитием кишечной диспепсии (p=0.05), 238G/A с развитием желудочной диспепсии (p=0.04) и рефлюкс-эзофагита (p=0.05), — 863C/A с перфорацией язвенного дефекта (p=0.04). Полученные результаты свидетельствуют о влиянии исследованных полиморфизмов гена TNF-a на различные клинические особенности заболевания.

Ключевые слова: язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, фактор некроза опухоли, генетический полиморфизм, клинические проявления.

SUMMARY

The purpose of our study was to investigate whether polymorphisms -238G/A, — 308G/A, and -863C/A within the promoter of the TNF-a gene are associated with clinical features of gastric and duodenal ulcer disease in a Russian population. DNA samples of 381 unrelated patients with gastric and duodenal ulcer disease and 216 sex — and age-matched healthy controls were used to determine the TNF-a gene polymorphisms by PCR-RFLP assay. Logistic regression analysis has revealed significant associations of polymorphism -308G/A with size of ulcerous defect (p=0.03) and intestinal dyspepsia (p=0.05), polymorphism -238G/A with gastric dyspepsia (p=0.04) and reflux-esophagitis (p=0.05), polymorphism -863C/A with perforation of ulcer (p=0.04). The study results highlight impact of the TNF-a gene polymorphisms on various clinical features in patients with peptic ulcer disease.

Keywords: gastric and duodenal ulcer disease, tumour necrosis factor alpha, genetic polymorphism, clinical features

ВВЕДЕНИЕ

Хорошо известно, что цитокины играют важную роль в развитии и течении различных заболеваний пищеварительной системы, в том числе и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки [1]. Одним из таких цитокинов является фактор некроза опухоли альфа (ТЫБ-а), экспрессирующийся главным образом моноцитами и макрофагами и об-

ладающий широким спектром провоспалительных эффектов [9]. Регуляция экспрессии гена ТЫБ-а определяется наличием в нем полиморфных участков, характеризующихся однонуклеотидными заменами -2380/А, — 3080/ А и -863С /А, расположенными в промоторной (регуляторной) области гена [2, 4, 7]. Для некоторых полиморфизмов установлена их связь

Л

с развитием язвенной болезни [8, 11]. В то же время связь полиморфизма гена с особенностями клинического течения и развития осложнений при язвенной болезни (ЯБ) изучена недостаточно.

Анализ взаимосвязей полиморфных вариантов генов с особенностями клинических проявлений и течением мультифакториальных заболеваний представляет собой одну из важнейших задач генетико-эпидемиологических исследований [6]. Выявление взаимосвязей между полиморфными ДНК-маркерами и фенотипическими проявлениями болезни позволит идентифицировать ключевые звенья ее патогенеза, затрагивающие определенные физиологические функции, посредством которых формируется клиническая картина заболевания. С практической точки зрения выявление генетических маркеров, ассоциированных с клиническими особенностями и осложнениями язвенной болезни, необходимо не только для своевременной диагностики заболевания и прогнозирования характера его течения, но и для разработки мероприятий по индивидуализации и оптимизации лечения каждого конкретного больного. В рамках настоящего исследования изучены влияния трех точковых мутаций -2380/ А, — 3080/ А и -863С / А в промоторе гена ТИР-а на клинические проявления и осложнения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом для исследования послужили образцы геномной ДНК из банка ДНК кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Курского государственного медицинского университета. Образцы ДНК были выделены из цельной венозной крови 216 здоровых и 381 больного ЯБ (228 больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки и 153 больных язвенной болезнью желудка), находившихся на стационарном лечении в гастроэнтерологическом отделении областной клинической больницы Курска в период с 2003 по 2006 год. Верификация диагноза язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки

осуществлялась на основании данных клинического и эндоскопического обследования. Генотипирование полиморфных вариантов гена ТИР-а проводилось с помощью методов полимеразной цепной реакции и рестрикционного анализа с использованием праймеров и протоколов, описанных в доступной литературе [7, 12]. Для оценки влияния полиморфных вариантов гена ТИРа на клинические особенности, течение и развитие осложнений язвенной болезни использовался метод логистической регрессии. В случае влияния на дихотомические зависимые переменные использовали бинарную логистическую регрессию; если зависимая переменная имела более двух категорий, то использовали мультиномиальную логистическую регрессию [3]. Относительный вклад полиморфизмов в исследуемые клинические особенности болезни оценивали величиной статистики %2 Вальда. Статистическая обработка данных проводилась на персональном компьютере с использованием программного пакета Statistica 6.0 ^^Бор:, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Группы больных ЯБ и здоровых индивидов не отличались как по полу, так и по возрасту (р > 0,05). Частоты исследованных аллельных вариантов гена ТИР-а представлены в табл. 1. Генотипы всех исследуемых нами полиморфизмов гена ТИР-а находились в соответствии с распределением Харди — Вайнберга (р > 0,05). Как видно из табл. 1, частоты аллелей полиморфизмов гена ТИР-а в группах здоровых и больных ЯБ не отличались.

Также не было выявлено различий в частотах генотипов исследуемых ДНК-маркеров между больными ЯБ и здоровыми индивидами с учетом пола и локализации язвенного дефекта (данные не представлены).

Таблица 1

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧАСТОТ АЛЛЕЛЕЙ ДНК-МАРКЕРОВ МЕЖДУ ГРУППАМИ БОЛЬНЫХ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА И ЗДОРОВЫХ ИНДИВИДОВ

Полиморфизм гена TNFa Частоты аллелей Критерий различий, х2

Аллели больные ЯБЖ

-238G/A -238G 0,990 0,982 0,981 р > 0,05

-238A 0,010 0,018 0,019

-308G/A -308G 0,863 0,857 0,879 р > 0,05

-308A 0,137 0,143 0,121

-863C / A -863C 0,977 0,963 0,977 р > 0,05

-863A 0,023 0,037 0,023

терапевтическая гастроэнтерология

therapeutic gastroenterology

Таблица 2

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНА ТШа НА НЕКОТОРЫЕ КЛИНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ У БОЛЬНЫХ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА И ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ

№ п /п Клинические особенности Полиморфизм гена ТОТа Х2 Вальда

1 Синдром желудочной диспепсии -2380/А 4,03

2 Синдром кишечной диспепсии -3080/А 3,80

3 Размеры язвенного дефекта -3080/А 8,68

4 Перфорация язвенного дефекта -863С/А 4,43

5 Рефлюкс-эзофагит -2380/ А 3,73

6 Рефлюкс-гастрит -2380/ А 2,91

7 Поражение печени -3080/А 3,77

8 Поражение печени -863С/А 3,01

С помощью логистической регрессии было изучено влияние полиморфизма гена ТЫГ-а на интегральные клинические показатели язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки: возраст манифеста, степень тяжести и прогрессирование, продолжительность обострений и осложненный характер течения болезни, а также на размеры язвенного дефекта и наличие сопутствующей патологии желудочно-кишечного тракта. В табл. 2 представлены результаты логистического регрессионного анализа, которые показали влияния различных полиморфизмов гена TNFa на отдельные клинические показатели у больных ЯБ. В частности, установлено, что полиморфизм -2380/А ассоциировался с наличием синдрома желудочной диспепсии (р = 0,04), рефлюкс-эзофагита (р = 0,05) и в меньшей степени — рефлюкс-гастри-том (р = 0,08). Полиморфизм -3080/А гена ТОТа был ассоциирован с синдромом кишечной диспепсии (р = 0,05), определял размеры язвенного дефекта (р = 0,03), а также был ассоциирован с наличием у больных ЯБ сопутствующей патологии печени (р = 0,05), такой как жировой гепатоз и хронический гепатит. Полиморфизм -863С/А оказывал влияние на риск развития перфорация язвенного дефекта (р = 0,04) и в меньшей степени был ассоциирован с сопутствующей патологией печени (р = 0,08). Для остальных клинических особенностей язвенной болезни ассоциаций полиморфных вариантов гена ТОТа не установлено.

Несмотря на то что нами не были установлены ассоциации трех полиморфных вариантов гена ТОТа с предрасположенностью к язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, исследуемые полиморфизмы оказывали статистически значимое влияние на отдельные клинические характеристики и показатели у больных ЯБ. Данные ассоциации могут указывать на непосредственную вовлеченность гена ТОТа в патобиохимические механизмы

О

О

сч

гастродуоденального ульцерогенеза посредством модуляции активности или экспрессии фактора некроза опухоли у больных, предрасположенных к язвенной болезни. Известно, что ТОТа обладает мощным цитотоксическим и цитолитическим эффектами, которые реализуются посредством инициации некроза и апоптоза поврежденных клеток, усиления проявления окислительного стресса, дегрануляции тучных клеток и выделения гистамина [1, 5]. В этой связи иммунопатологические эффекты ТОТа могут проявляться через усиление воспалительных и иммунных реакций, характеризующихся активацией Т- и В-лимфоцитов, избыточным синтезом провоспалительных интерлейкинов и НЬА антигенов, а также повышением проницаемости кровеносных сосудов в области язвенного дефекта [1]. С учетом функциональной значимости исследованных полиморфизмов гена ТОТа (аллель -308А определяет повышенную экспрессию ТЫБ-а [2, 10], аллель -863А снижает экспрессию ТЫБ-а [7]) носительство данных аллельных вариантов может способствовать повышенной выработке цитокина в ответ на повреждающее действие известных факторов агрессии.

Интересен тот факт, что при обострениях язвенной болезни установлено выраженное увеличение содержания ТОТа как в сыворотке крови, так и в гастродуоденальной зоне и особенно в области локализации язвенного дефекта [1], что в целом согласуется с полученными нами результатами, свидетельствующими о возможных генетических причинах таких биохимических отклонений. В частности, нами была установлена связь полиморфизма -3080/А с размерами язвенного дефекта. Однако для полного понимания роли полиморфизмов гена фактора некроза опухоли в патогенезе и клинических проявлениях язвенной болезни необходимо проведение детального изучения анализа экспрессии гена ТОТа в гастродуоденальной зоне

Л

с учетом носительства его различных аллельных вариантов как при обострениях заболевания, так и во время ремиссий. С практической точки зрения для разработки стратегии и тактики генотип-спе-цифической терапии больных язвенной болезнью результаты регрессионного анализа свидетельствуют, что раннее генетическое тестирование данных полиморфизмов среди больных ЯБ может быть

информативным, поскольку позволяет выявить ДНК-маркеры с достаточно высокой предикатной значимостью в отношении предсказания развития будущих осложнений, что дает реальную возможность гастроэнтерологам своевременно провести оптимизацию лечебно-профилактических мероприятий..

ЛИТЕРАТУРА

1. Царегородцева, Т.М. Цитокины в гастроэнтерологии/Т. М. Ца-регородцева, Т. И. Серова — М.: Анахарсис, 2003. — 96 с.

2. Bouma, G. Secretion of tumour necrosis factor-а and lymphotoxin-a in relation to polymorphisms in the TNF genes and HLA-DR alleles: relevance for inflammatory bowel disease/G. Bouma, J. B. A. Crusius, P. M. Oudkerk et al.//Scand. J. Immunol. — 1996. — Vol. 43. — P. 456-463.

3. Hosmer, D. W. Applied Logistic Regression./D. W. Hosmer, S. Lemeshow. — New York: John Wiley and Sons Inc., 2000. — P. 1-175.

4. Jacob, C. O. Heritable major histocompatibility complex class Il-associated differences in production of tumor necrosis factor [alpha]: relevance to genetic predisposition to systemic lupus erythematosus / C.O.Jacob, Z.Fronek, G.D. Lewis et al./ / Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1990. — Vol. 87. — P. 1233-1237.

5. Luo, J. C. Tumor necrosis factor-alpha stimulates gastric epithelial cell proliferation / J.C. Luo, V.Y. Shin, Y. H. Yang et al./ / Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. — 2005. — Vol. 288, № 1. — P. 32-38.

6. Schork, N. J. Single nucleotide polymorphisms and the future of genetic epidemiology/ N. J. Schork, D. Fallin, S. Lanchbury/ / Clin. Genet. — 2000. — Vol. 58. — P. 250-264.

7. Skoog, T. A common functional polymorphism (C->A substitution at position -863) in the promoter region of the tumour necrosis factor-[alpha] (TNF-[alpha]) gene associated with reduced circulating levels of

TNF-[alpha]/ T. Skoog,F. M. van’tHooft,B. Kallinet al./ / Hum.

Mol. Genet. — 1999. — Vol. 8, № 8. — P. 1443-1449.

8. Sugimoto, M. Different effects of polymorphisms of tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1 beta on development of peptic ulcer and gastric cancer/M. Sugimoto, T. Furuta,

N. Shirai et al.//J. Gastroenterol. Hepatol. — 2007. — Vol.

22. — № 1. — P. 51-59.

9. Vassalli, P. The pathophysiology of tumor necrosis factors/P. Vassalli Annu. Rev. Immunol. — 1992. — Vol.

10. — P. 411-452.

10. Waterer, G. W. Septic shock and respiratory failure in community-acquired pneumonia have different TNF

polymorphism associations/G.W.Waterer, M.W.Quasney,

R. M. Cantor et al.//Am. J. Respir. Crit. Care. Med. — 2001. —

Vol. 163. — № 7. — P. 1599-1604.

11. Wilschanski, M. Combination of Helicobacter pylori strain

and tumor necrosis factor-alpha polymorphism of the host increases the risk of peptic ulcer disease in children/M. Wilschanski, Y. Schlesinger, J. Faber, et al.//J Pediatr. Gastroenterol Nutr. — 2007. — Vol. 45. — № 2. — P. 199-203.

12. Zhu, S. Polymorphism of the IL-4, TNF, and FcRI genes and the risk of allergic disorders in at-risk infants/S. Zhu, M. Chan-Yeung, A. B. Becker et al.//Am. J. Respir. Crit. Care Med. — 2000. — Vol. 161. — P. 1655-1659

терапевтическая гастроэнтерология

therapeutic gastroenterology