Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование роли генетических полиморфизмов цитокинов в развитии преэклампсии

ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Исследование роли генетических полиморфизмов цитокинов в развитии преэклампсии"

На правах рукописи

Каганович Евгения Николаевна

ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ЦИТОКИНОВ В РАЗВИТИИ ПРЕЭКЛАМПСИИ

03.02.07 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Белгород-2014

005559039

005559039

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Белгородский государственный национальный исследовательский университет» Министерства образования и науки Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Чурносов Михаил Иванович

Официальные оппоненты:

Солодилова Мария Андреевна, доктор биологических наук, доцент, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, профессор кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Трубникова Елена Владимировна, доктор биологических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курский государственный университет» Министерства образования и науки Российской Федерации, заведующая научно-исследовательской лабораторией «Генетика» Ведущая организация:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет дружбы народов»

Защита диссертации состоится 2015 года ^

часов на заседании совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.015.13 при ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», по адресу: 308015 г. Белгород, ул. Победы, 85.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» Минобрнауки России и на сайте www.bsu.edu.ru

и. о. Ученого секретаря совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.015.13

доктор медицинских наук

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Преэклампсия (ПЭ) - это патологическое состояние которое встречается у беременных женщин, характеризующееся высоким уровнем артериального давления, наличием белка в моче, отеками, а также значительными расстройствами сосудистой системы, иммунитета, гемостаза, нарушением гемодинамики и микроциркуляции, эндотелиальной дисфункцией, сопровождающее плацентарной недостаточностью, нарушением функции почек, печени, легких [Thangaratinam S., et al, 2011, Hartgill, T. W. et al, 2013; Сидорова И.С., 2008; Иванов И. И. 2010, Савельева И.В., и др., 2012;]. В Российской Федерации по данным статистики частота ПЭ у беременных за последние годы выросла и колеблется по данным разных авторов от 7% до 20%. В структуре причин материнской смертности ПЭ стабильно занимает третье место и составляет от 11,8% до 14,8%. Большинство исследователей отмечают, что у женщин, перенесших ПЭ, может формироваться хроническая патология почек и гипертоническая болезнь [Kalkunte S. et. al., 2009; Williams PJ. et al., 2011; Вихляева E.M., 2009; Качалина Т.С.и др., 2010; Радзинский В.Е., 2012]. ПЭ развивается у 612% здоровых беременных и у 20-40% беременных, имеющих эктрагенитальную патологию [Roten L.T. et al., 2011; Вихляева Е.М., 2009; Сидельникова В.М. и др., 2010]. Среди причин материнской смертности 20-25% случаев приходится на долю ПЭ [Lain K.Y., 2008; Direkvand-Moghadam A. et al., 2012; Тимохина E.B., 2009; Кузнецов В.П. и др., 2010; Торчинов A.M. и др., 2010; Садекова О.Н.и др., 2012]. Перинатальная смертность при тяжелом течении ПЭ достигает 19-27 % [Kalkunte S., et al., 2009; Трунова JI.A. и др., 2011]. ПЭ является наиболее тяжелым осложнением беременности, приводящее к плацентарной недостаточности, преждевременной отслойке нормально расположенной плаценты, наступлению преждевременных родов, рождению детей с низкой массой тела [Савельева И.В. и др., 2012].

Согласно данным литературы в этиопатогенезе и прогрессирование ПЭ важное значение играет синдром системного воспалительного ответа [Савельева Г.М., и др., 2009; Сидорова И.С., и др., 2010]. Повышенные количества провоспалительных цитокинов, хемокинов и молекул адгезии в материнском кровотоке играет центральную роль в чрезмерной системной воспалительной реакции [Young, В. С., et al., 2010; Сидорова И.С., и др., 2010; Садекова О.Н. и др., 2012; Рзаева А.А., 2014]. ПЭ является мультифакториальным заболеванием [Баранов B.C. и др., 2009]. Все это дает основание предполагать, что генная сеть этого многофакторного состояния весьма разнообразна, а число генов-кандидатов значительно. В настоящее время известно более 100 генов-кандидатов ПЭ (HuGENet.org) - это гены, ответственные за формирование сосудистых реакций, тромбофилических состояний, эндотелиальной дисфункции, гены цитокины эндокринной системы, главного комплекса гистосовместимости и другие гены [Gilbert J.S., et al., 2008; Seremak-Mrozikiewicz A., et al., 2010; Roten L.T. et al., 2011;

Williams, P. J., et al., 2011; Павлова K.K., 2011]. Генетическая компонента заболевания может составлять до 50%. Однако, следует отметить, что подавляющее число генетических исследований ПЭ проведено за рубежом и характеризуется противоречивостью полученных данных [Young ВС., 2010; Seremak-Mrozikiewicz A. et al., 2011; Roten L.T. et al., 2011; Chen H. et al., 2012; Song G.G. et al., 2013]. Клинико-генетические работы, посвящённые молекулярно-генетическим аспектам ПЭ в России немногочисленны [Демин Г.С., 2008; Решетников Е.А., 2011; Павлова К.К., 2011; Галина Т.В., 2011; Цахилова С.Г., 2012; Добродомова И.С., 2012, Елыкова А.В., 2013; Ворожищева А.Ю., 2014], что диктует необходимость проведения данных исследований в Российской Федерации.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки РФ «Изучение генетических факторов риска развития мультифакториальных заболеваний человека» (№ 511/2014). Цель исследования:

Изучить генетические полиморфизмы цитокинов и оценить их патогенетическую значимость при ПЭ у населения Центрального Черноземья России.

Задачи исследования:

1. Исследовать роль полиморфных вариантов генов цитокинов (-308 G/A TNFa (rs1800629), +250 A/G Lía (rs909253), +36 A/G TNFR1 (rs767455), -403 G/A RANTES (rs2107538), A/G I- TAC (rs 4512021), -801 G/A SDF l(rsl801157), C/G MCP-1 (rs 285765), +1931 A/TMIPlfi (rsl 719153) в формировании ПЭ.

2. Рассмотреть вклад комбинаций генов - кандидатов в генетическую предрасположенность к ПЭ.

3. Выявить ассоциации генетических вариантов со степенью тяжести

ПЭ.

4. Изучить сочетанное влияние полиморфных вариантов генов цитокинов и сосудистых реакций на развитие ПЭ II - III степеней тяжести.

5. Провести математическое моделирование предикторов формирования ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения и разработать способ прогнозирования риска её развития.

Научная новизна.

Впервые установлены ассоциации генетических полиморфизмов цитокинов с предрасположенностью к развитию ПЭ у женщин русской национальности, являющихся уроженками Центрально-Черноземного региона России. Определены молекулярно-генетические факторы риска развития преэклампсии различных степеней тяжести. Выявлена вовлеченность генетических полиморфизмов цитокинов в формировании подверженности к ПЭ у женщин без наследственного семейного анамнеза. Установлены комбинации генетических вариантов цитокинов и генов сосудистых реакций, являющиеся своеобразными для беременных с ПЭ II и III степеней тяжести. Определены прогностические значимые факторы развития ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения

Поданы заявки на патенты «Способ прогнозирования риска развития

преэклампсии у женщин с неотягощенной наследственностью» (№2014135901), «Способ прогнозирования риска развития преэклампсии тяжелого течения» (№201413186), «Способ прогнозирования риска развития преэклампсии на основе комбинаций генов цитокинов» (№ 2014135181).

Научно-практическое значение. Результаты проведенного исследования расширяют представления о молекулярно-генетических детерминантах развития ПЭ. Разработанные модели индивидуального прогнозирования риска развития ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения могут быть использованы в работе женских консультаций и акушерско-гинекологических стационаров для выявления среди женщин при прегравидарной подготовке и на ранних сроках беременности индивидуумов с повышенным риском развития ПЭ. Результаты работы используются в учебном процессе в ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» и в практической деятельности врачей женской консультации МБУЗ «Городская поликлиника № 2» г. Белгорода и перинатального центра Белгородской областной клинической больницы Святителя Иоасафа.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на: XIV Всероссийской конференции с международным участием «Фундаментальная наука и клиническая медицина - Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург,2011), 2-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск, 2011), Международной научно-практической конференции «Современный взгляд на болезни внутренних органов и полиморбидность» (Белгород, 2011), 76-ой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежная наука и современность» (Курск, 2011)V Съезде Межрегиональной общественной организации «Федерация представителей молодежных научных обществ медицинских вузов» (Смоленск, 2012), XIII научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международном участием «Молодежь и медицинская наука в XXI веке» (Киров, 2012), 77-й Российской научной конференции студентов и молодых ученых, посвященной 80-летию БГМУ (Уфа, 2012), IV международной научной конференции «SCIENCE4HELTH 2012» РУДН (Москва, 2012), VII (XVI Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых (Москва, 2012), III Международной научно-практической конференции «Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине» (Казань,2012), XVI Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей (с международным участием) «Фундаментальная наука и клиническая медицина - Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург,2013), VI Международной конференции молодых ученых «Современные вопросы акушерства, гинекологии и перинатологии» (Москва, 2013), VI Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием для врачей акушеров-гинекологов «Здоровье женщины-здоровье

нации» (Белгород, 2013), Конференции «Генетика человека и патология. Проблемы эволюционной медицины» (Томск, 20014).

Личный вклад автора. Автор принимал участие в выполнении всех подготовительных и основных этапов работы, включая анализ и обобщение сведений литературы по изучаемой проблеме, постановку цели и задач исследования, разработку методических подходов для их решения, выполнение молекулярно-генетического исследования, обработку, анализ и обобщение полученных результатов. Автор принимал личное участие в апробации полученных результатов исследования. Соискателем самостоятельно проведена подготовка основных публикаций по выполненной работе, написана и оформлена рукопись.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 2 в журналах из перечня ВАК Минобрнауки РФ. Положения, выносимые на защиту:

1. Полиморфные варианты локусов +250 A/G Lta, A/G I-TAC +36 A/G TNFR1, определяют подверженность к ПЭ у женщин Центрального Черноземья России.

2. Генетические полиморфизмы -308 G/A TNFa, A/G I-TAC, -403 G/A RANTES, -801 G/A SDF 1, C/G MCP-1, +1931 A/T MlPlß вовлечены в формирование ПЭ у женщин без отягощенного семейного анамнеза.

3. Беременные с ПЭ II - III степеней тяжести отличаются распространенностью комбинаций генетических вариантов цитокинов и генов сосудистых реакций.

4. Прогностически значимыми факторами развития ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения являются генетические варианты +1931 А/Т MlPlß и C/G МСР-1, возраст, место проживания, наличие патологии сердечно-сосудистой системы, показатель диастолического АД до беременности, уровень фибриногена, креатинина и мочевины в крови.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает в себя следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты исследования и их обсуждение, а также выводы, список литературы и приложения. Материалы диссертации изложены на 140 страницах машинописного текста и содержат 15 таблиц и 28 рисунков. Библиографический указатель включает 278 наименования, из которых 155 -ссылки на работы иностранных авторов.

Материалы и методы исследования

Характеристика исследованных групп

Для решения поставленной цели и задач исследования была сформирована выборка из 495 женщин, в которую вошли 250 пациенток с ПЭ и 245 женщин контрольной группы. В выборки беременных с ПЭ и контроля включались индивидуумы русской национальности, являющиеся уроженками Центрально-Черноземного региона РФ и не состоящие в родстве между собой. Средний возраст пациенток с ПЭ равен 31,2±7,5 лет (варьирует

от 18 лет до 42 лет), контрольной группы - 30,2±6,3 лет (варьирует от 16 до 42 лет, р>0,05). В группу пациенток с ПЭ включались индивидуумы с подтвержденным клиническими и клинико-лабораторными методами обследования диагнозом ПЭ. Контрольная группа формировалась из женщин с физиологическим течением беременности. Обследование беременных проводилось в Перинатальном центре Белгородской областной клинической больницы Святителя Иоасафа.

Всем пациенткам с ПЭ и индивидуумам контрольной группы проводилось типирование восьми генетических полиморфизмов цитокинов: фактор некроза опухоли а (-308 G/A TNFa, rsl800629), лимфотоксин а (+250 A/GLta, rs909253), рецептор фактора некроза опухоли первого типа (+36 A/G TNFR1, rs767455), регулятор активности нормальной экспрессии и секреции Т-клеток (-403 G/A RANTES, rs2107538), интерферон индуцибельный а-хемоаттрактант Т-клеток (А/GI- TAC, rs 4512021), фактор стимулятор роста предшественников ß -клеток (-801 G/A SDF1, rsl801157), моноцитарный хемоаттрактантный протеин-1 (C/G МСР-1, rs 285765), макрофагальный воспалительный протеин-1 (+193 А/ТMlPlß, rsl719153).

Молекулярно-генетические методы.

Выделение геномной ДНК из периферической крови проведено стандартным методом фенол-хлороформной экстракции из замороженной венозной крови [Mathew, 1984].

Анализ всех локусов осуществлялся методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК с использованием ДНК-полимеразы Thermus aquaticus («Силекс-М»), стандартных олигонуклеотидных праймеров и зондов («Синтол»),

Генотипирование ДНК-маркеров проведено методом детекции TaqMan зондов по данным величин RFU (уровень относительной флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе «IQ5» с детектирующей системой в режиме реального времени. Для дискриминации аллелей использовали программу «Bio-Rad IQ5-Standart Edition».

Статистические методы.

Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием пакетов прикладных программ «STATISTICA for Windows 6.0» и «Microsoft Excel 2007». Определение фенотипических и генных частот проводили стандартными методами [Животовский JI.A., 1983]. Для проверки соответствия наблюдаемого распределения генотипов ожидаемому, исходя из равновесия Харди-Вайнберга, использован критерий [Вейр Б. и др., 1995]. Ассоциации аллелей и генотипов изученных ДНК-маркеров с формированием преэклампсии оценивали с помощью анализа таблиц сопряженности 2x2 с расчетом критерия с поправкой Йетса на непрерывность и отношения шансов (OR) с 95% доверительным интервалом [Schlesselman J., 1982]. Анализ роли комбинаций генетических вариантов

цитокинов в возникновении преэклампеии проведен с помощью программного обеспечения APSampler, использующего метод Монте-Карло марковскими цепями и байесовскую непараметрическую статистику [Favorov A.V. et al., 2011].

При изучении связей молекулярно - генетических маркеров с количественными признаками, характеризующими клинические и клинико-лабораторные показатели беременных (уровень артериального давления, протеинурии, протеинемии, содержание фибриногена, показатель активированного частичного тромбинового времени и др.) использовались подходы непараметрической статистики [Реброва О.Ю., 2006].

С целью прогнозирования риска развития ПЭ тяжелых степеней и повышенного уровня артериального давления у женщин в конце беременности в работе использовались методы математического моделирования (дискриминантный анализ, метод множественной регрессии) [Реброва О.Ю., 2006].

Статистические расчеты выполнялись с применением пакета прикладных программ «Statistica 6.0» [Реброва О. Ю., 2006].

Результаты исследования и их обсуждения 1. Изучение роли генетических полиморфизмов в формировании ПЭ

С помощью биоинформатических подходов установлено, что сочетание аллелей +250 A Lía и G I-TAC с генотипом +36 GG TNFR1 наблюдается у 13,38% беременных с ПЭ, тогда как в контрольной группе оно выявлено у 20,00% (р=0,03). Данное сочетание имеет протективное значение для развития ПЭ (OR=0,62, 95% CI 0,38-1,00).

Установлена вовлеченность генетических полиморфизмов исследуемых цитокинов в формирование ПЭ у женщин без отягощенного семейного анамнеза. Среди беременных с ПЭ без наследственной отягощенности наблюдалась наиболыцая частота аллеля - 403 G RANTES (89,53%), генотипа- 403 GG RANTES (80,23%) и наименыцая распространенность генотипа -403 GA RANTES (19,60%) по сравнению с беременными с ПЭ с наследственной отягощенностью (80,45,%, ^-5,39, р=0,02, 62,73%, X =6,28, р=0,01 и 35,45%, х =5,98, р=0,02 соответственно) и контрольной группой (81,73%, р=0,02, 66,26%, ^=5,27, р=0,02 и

31,92%, х2=4,24, р=0,04, соответственно).

Выявлено, что в формировании значимых комбинаций, отличающих группу беременных с ПЭ без наследственной отягощенности от контрольной группы принимают участие семь из восьми изученных полиморфных маркеров: -308 G/A TNFa (rsl800629), +250 A/G Lía (rs909253), -403 G/A RANTES (rs2107538), I- TAC (rs 4512021), -801 G/A SDF1 (rsl801157), C/G MCP-1 (rs 285765), +1931 A/TMPip (rsl719153) (рис. 1).

реэклампсия ...................................> GI-TAC -S01GSVF W"" ) ' -308 GG I TNFa I

OR=0.59

OR=0.59

OR=0.54

OR=0.49

■403 A ]

LZ OR=0.46

*""""**"...... * —* 1 :v, ¡ ii i J

OR=Q,45

..................... .■<;,' MW! j

Рис. 1. Вклад генов цитокинов в генетическую предрасположенность к преэклампсии у индивидуумов без отягощенного семейного анамнеза

Все комбинации имеют протективное значение при формировании ПЭ. Выявлено, что комбинации генетических вариантов цитокинов, являющиеся «своеобразными» для беременных с ПЭ без наследственной отягощенности и включающие по три молекулярно-генетических маркера сформированы следующими полиморфными вариантами: +1931 A MPlfi+250 A Lta, -403 А RANTES; -801 G SDF1, G МСР-1, +250 A Lta; -801 G SDF1, +250 A Lta, G 1-ТАС; +250 A Lta, G 1-ТАС, -308 GG TNFa. Эти сочетания генетических вариантов встречаются у 14,46%, 17,78%, 51,11% и 41,57% беременных с ПЭ без отягощенного семейного анамнеза, соответственно, тогда как в контрольной группе их распространенность равна 27,35% (OR=0,45 95% CI 0,22-0,88, р=0,01); 30,61% (OR=0,49 95% CI 0,27-0,90, р=0,01); 64,08% (OR=0,59 95% CI 0,36-0,96, р=0,02); 54,69% (OR=0,59 95% CI 0,36-0,96, р=0,02, соответственно). Следующие два сочетания полиморфных маркеров цитокинов представлены двумя генетическими вариантами каждое. Эти комбинации зарегистрированы у 15,66% (+1931 A MlPlfí, -403А RANTES) и 20,00% (-801 G SDF1, G МСР-1) беременных с ПЭ без наследственной отягощенности, что более чем в 1,5 раза меньше аналогичных показателей контрольной группы, где они составляют 28,57% (OR=0,46 95% CI 0,24-0,89, р=0,01), 31,43% (OR=0,54 95% CI 0,30-0,98, р=0,02), соответственно. Согласно литературным данным TNFa, Lta, RANTES, I- TAC, SDF1, MCP-1, MlPlfí играют важную роль в ангиогенезе, острых воспалительных

состояниях и процессах апоптоза [Chazov E.I. et. al., 2007; Ukkonen M. et. al., 2007; Stasikowska O. et. al., 2007; Кетлинский C.C. и др. 2008], a эти патогенетические механизмы имеют важное значение при формировании ПЭ [Direkvand-Moghadam А., 2012; Садекова О.Н., 2012].

2. Исследование распределения генетических вариантов цитокинов среди беременных в зависимости от степени тяжести преэклампсии

Выявлены особенности «генетической конституции» беременных с ПЭ различных степеней тяжести. Среди беременных с ПЭ, 1-я степень тяжести наблюдалась у 95 женщин (38%), 2-я степень тяжести - у 100 индивидуумов (40%), а 3-я степень тяжести - у 55 беременных (22%).

Установлено, что в формировании значимых комбинаций, отличающих беременных с ПЭ I степени тяжести от контрольной группы участвуют пять из восьми изученных генетических полиморфизмов: -308 G/A TNFa (rs1800629), +250 A/G Lta (rs909253), -403 G/A RANTES (rs2107538), -801 G/A SDF1 (rsl801157), +1931 A/TMIP1/3 (rsl719153) (рис. 2).

OR=0,46

OR=0.43

OR=0,43

OR=0.44

Sûj G SU '

-.mOTNF.«.

-Ю-С, лмл/v.s

+ /9.?/ A Ml PI

>2Ï'U lin

Рис. 2. Ассоциации генетических вариантов цитокинов с развитием преэклампсии I степени тяжести

Получено, что сочетание аллелей+/<Ш A MIPlp, +250 A Lta, -403 G RANTES и -308 G TNFa встречается y 73,03% беременных с ПЭ I степени тяжести, что меньше показателя контрольной группы (86,53%, р=0,004). Также выявлено, что среди беременных с ПЭ I степени тяжести комбинация генетических маркеров +1931 A MIP1/3, -801 G SDF1, +250 A Lta и -308 G TNFa (73,63%) регистрируется в 1,17 раза реже, чем в контрольной группе, (86,53%, р=0,005). Данные сочетания имеют протективный характер (OR=0,42, 95% CI 0,23-0,76 и QR=0,43, 95% CI 0,24-0,78, соответственно).

В формировании трех других значимых комбинаций участвуют по три генетических варианта изучаемых полиморфных локусов. При этом все эти сочетания оказывают протективное действие на развитие ПЭ I степени тяжести (OR=0,43-0,46). Установлено, что в контрольной группе распространенность комбинаций генетических вариантов +1931 A MlPlß, +250 A Lta и -403 G RANTES (86,94%), +1931 A MlPlß ,+250 A Lta и -308 G TNFa (88,57%) и +1931 A MlPlß, -801 G SDF1, +250 A Lta (86,94%) превышает аналогичные показатели беременных с ПЭ I степени тяжести (74,73%, р=0,007, 76,92%, р=0,007, 75,27%, р=0,01, соответственно).

Выявлены особенности «генетической конституции» беременных с ПЭ II - III степеней тяжести по исследуемым генам цитокинам (рис. 3). Комбинация генетических вариантов -801 A SDFl,+36 GG TNFR1 и -308 А TNFa, встречается у 4,66% беременных с ПЭ с II — III степеней тяжести, что в 3,8 раза выше аналогичного показателя контрольной группы - 1,22%. Эта комбинация является фактором риска развития ПЭ II - III степеней тяжести (р=0,04, OR=3,95, 95% CI 1,01-15,51).

-801A SDFI

36 GG

1 OR=3,95 f................. 1 x ¡E

"x 1

1

®

5

i m 8.

L Г

OR=0,59

1

Рис. 3. Вовлеченность генов цитокинов в генетическую предрасположенность к преэклампсии II и III степеней тяжести

Наоборот, сочетание аллелей -801 G SDF1 и G MCP имеет протективное значение при формировании ПЭ II - III степеней тяжести (р=0,02, OR=0,59, 95% CI 0,36-0,98). Данная комбинация генетических вариантов зарегистрирована у 21,43% беременных с ПЭ II - III степеней тяжести и у 31,43% женщин контрольной группы (р=0,02).

Материалы данного диссертационного исследования свидетельствуют, что фактором риска развития ПЭ II — III степеней тяжести является генетический вариант -308 A TNFa, а протективное значение при ПЭ I степени тяжести имеют генетические варианты -308 G TNFa и +250 A Lta. В соответствии с литературными данными [Fernandez H. et. al., 2003; Sallakci N.

et. al., 2005; Gogacz M. et. al., 2008], аллельные варианты -308 G TNFa и + 250 A Lta являются низкопродуктивными, тогда как генетический вариант -308 A TNFa отвечает за повышенную продукцию фактора некроза опухоли а. При этом у беременных с повышенной продукцией TNFa можно ожидать и более выраженные его медико-биологические эффекты, среди которых важное место занимают провоспалительное действие и участие в апоптозе [Carregaro V., 2008; Ebert Е., 2009], что может обуславливать развитие ПЭ. Эти фенотипические эффекты мы и зарегистрировали в данном исследовании.

3. Анализ вклада сочетаний генов цитокинов и генов сосудистых реакций в генетическую предрасположенность к преэклампсии II и III степеней тяжести

На следующем этапе нашей работы мы проанализировали ассоциации сочетаний генов цитокинов и генов сосудистых реакции с развитием ПЭ среднего и тяжелого течения. Данные по распределению полиморфных вариантов генов сосудистого гомеостаза в исследуемой группе беременных с ПЭ были получены нашим коллективом исследователей ранее и представлены в работах Добродомовой И.С. (2012) и Елыковой А.В.(2013). Выявлены сочетания генетических вариантов, отличающие беременных с ПЭ II и III степеней тяжести от группы беременных с ПЭ I степени тяжести. В их формировании участвуют тринадцать из двадцати двух проанализированных генетических полиморфизмов: -308 G/A TNFa, -403 G/A RANTES, A/G I- TAC, -801 G/A SDF 1, C/G MCP-1; +6986G/A CYP3A5, S311C PON2, 4a/4b eNOS, -344C/T CYP11B2, +46G/A ADRB2; I/D АСЕ, -4063C/TREN, -1166 A/C ATIIR1 (рис. 4).

Установлено, что сочетания аллелей -403 G RANTES и D АСЕ (OR=3,87); MCP-1, -308 G TNFa, D ACE, -4063C REN, -344 T CYP11B2 (OR=2,80); -403 G RANTES, D ACE, +6986G CYP3A5 (OR=3,85) являются факторами риска развития ПЭ II и III степеней тяжести. Комбинации генетических вариантов -801G SDF1, G МСР1, S311 PON2, +46 А ADRB2(ÍDR=0,36); G MCP1, I ACE, 4b eNOS, -1166 А Л71Ш((Ж=0,35); А I-TAC, -344C CYP11B, -1166 С ATIIR1 (OR=0,42); A I-TAC, 4a4b eNOS (OR=0,43) имеют протективное значение при развитии ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения. Наши результаты согласуются с литературными данными [Serrano N.C. et. al., 2006; Urna R. et. al., 2010; Salimi S. et. al., 2011]. Исследователями в латино-американской популяции показано, что при незначительном повышении концентрации аллеля D АСЕ повышается риск развития ПЭ [Serrano N.C. et al., 2006]. Согласно литературным данным -344Т аллель гена CYP11B2 ассоциирован с повышением альдостерон-рениновой активности в плазме и с риском развития гипертензии (Lovati Е., 2001), что может привести к формированию ПЭ.

Рис. 4. Вовлеченность генов цитокинов и генов сосудистого гомеостаза в развитие преэклампсии II и III степеней тяжести

По литературным данным у женщин с ПЭ маркерами более выраженного изменения АД к концу беременности являются генотипы +6986 БС и +6986 СА СУРЗА5 (Решетников Е.А., 2011), что согласуется с полученными нами данными о вовлеченности генетического варианта +6986 б СУРЗА5 в развитие ПЭ 2-ой и 3-ей степеней тяжести.

4. Прогнозирование риска развития преэклампсии II - III степеней тяжести с использованием генетических данных

С использованием методов математического моделирования (дискриминантный анализ) нами построена статистическая модель индивидуального прогнозирования риска развития ПЭ тяжелого течения. Согласно этой модели, наиболее прогностически ценными в отношении риска развития ПЭ II и III степеней тяжести были следующие факторы: наличие патологии сердечно-сосудистой системы, возраст, место проживания, уровень диастолического АД до беременности, уровень фибриногена, креатинина и мочевины в крови, генетические варианты по локусам СЮ МСР-1 и +1931 А/Т М1Р1/3 (табл. 1). Точность распознавания индивидуумов с ПЭ тяжелого течения составляет 85,60%.

С целью проверки работоспособности модели нами в исследование были включены дополнительно еще две женщины. У беременной Ю., имеющей ПЭ легкой степени, выявлены следующие показатели: уровень фибриногена - 5,2 г/л, наличие патологии сердечно-сосудистой системы - да, возраст - 32 года, уровень диастолического артериального давления до беременности — 60 мм.рт.ст, место проживания -город-1, уровень креатинина-90 ммоль/л, уровень мочевины -6,8 ммоль/л, генетический вариант по локусу СЮ МСР-1 (гэ 285765) -СС, генетический вариант по локусу +1931 А/Т М1Р1Р (гй1719153) - АА. Подставляем эти значения признаков в два вышеуказанных уравнения ЛДФ и находим в каждом уравнении новый признак у.

у (группа беременных с ПЭ I степени тяжести) = -168,389+9,47*5,2+14,489*0+1,095*32+1,406*60+5,338*1+0,71*90+ 0,223*6,8+12,519*0+35,017*1=42,12;

у (группа беременных с ПЭ II и III степеней тяжести) = -175,272+10,665*5,2+15,960*0+1,189*32+1,479*60+4,478*1+0,654*90+

+0,562*6,8+11,598*0+33,703*1=104,83 Наибольший показатель нового признака у для этой беременной выявлен при расчётах в уравнении ЛДФ для беременных с ПЭ II и III степеней тяжести, что позволяет отнести данную женщину в группу риска развития ПЭ II и III степеней тяжести.

Для беременной Л., имеющей ПЭ легкой степени тяжести, были определены следующие показатели: уровень фибриногена - 2,5 г/л, наличие патологии сердечно-сосудистой системы - нет, возраст - 18 лет, уровень диастолического артериального давления до беременности - 77 мм.рт.ст, место проживания —село-0, уровень креатинина-100 ммоль/л, уровень мочевины -3,5 ммоль/л, генетический вариант по локусу СЮ МСР-1 (гя 285765) - ОС, генетический вариант по локусу +1931 А/Т М1Р1/1 (к¡719153) — ТТ. Подставляя эти значения признаков в два вышеуказанных уравнения ЛДФ, при расчетах мы выявили максимальное значение у для беременных с ПЭ I степени тяжести:

у (для беременных с ПЭ I степени тяжести) = -168,389+9,47*2,5+14,489*1+1,095*18+1,406*77+5,338*0+0,71*100+ +0,223*3,5+12,519*1+35,017*0=82,06;

у (для беременных с ПЭ II и III степеней тяжести) = -175,272+10,665*2,5+15,960* 1+1,189* 18+1,479*77+4,478*0+0,654* 100+ +0,562*3,5+11,598*1+33,703*0=81,61

Таким образом, данная модель прогнозирования риска развития ПЭ II и III степеней тяжести работоспособна и позволяет формировать среди женщин при прегравидарной подготовке и на ранних сроках беременности группы риска по развитию этого осложнения беременности. Использование данной модели в практическом здравоохранении будет способствовать более эффективному осуществлению лечебно-профилактических мероприятий по предупреждению развития ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения.

Таблица 1

Коэффициенты линейных дискриминантных функций для исследуемых групп беременных с преэклампсией

Признаки Беременные с ПЭ I степени тяжести Беременные с ПЭ II и III степеней тяжести

Уровень фибриногена, г/л 9,476 10,665

Наличие патологии сердечнососудистой системы (да-0;иет-1) 14,489 15,960

Возраст, лет 1,095 1,189

Уровень диастолического артериального давления до беремености, мм.рт.сг. 1,406 1,479

Место проживания (город-1; село-О) 5.338 4,478

Уровент креатинина, ммоль/л 0,710 0,654

Уровень мочевины, ммоль/л 0,223 0,562

Генетический вариант по локусу С/в МСР-1 ((СС+СО)-1; СС-О) 12,519 11,598

Генетический вариант по лику су +1931 А/ТМ1Р1Р (АА+АТ) -1;ТТ-0) 35,017 33,703

Константа -168,389 -175,272

Методом математического моделирования (множественная регрессия) установлено значимое влияние ряда факторов (генетические, медико-биологические и др.) на уровень АД у беременных с ПЭ. К статистически значимым (р<0,05) факторам, влияющим на уровень АД у женщин на сроке родоразрешения относятся: для систолического АД - возраст (р=0,004), вес женщины до беременности (р=0,015), генетический вариант по локусу +1931 А/Т MIPIfi (р=0,01), генетический вариант по локусу -403 G/A RANTES (р=0,03); для диастолического АД - возраст (р=0,003), наличие ПЭ у родственников (р=0,002), генетический вариант по локусу +1931 А/Т MPI/} (р=0,004). Данные факторы детерминируют 15,52% изменчивости уровня систолического АД и 7,71% изменчивости уровня диастолического АД у женщин с ПЭ в конце беременности.

Выводы

1. Генетические варианты цитокинов -308 G/A TNFa (rs1800629), +250 A/GLta (rs909253), +36 A/G TNFR1 (rs767455), -403 G/A RANTES (rs2107538), A/G I- TAC (.rs 4512021), -801 G/A SDF l(rsl801157), C/G MCP-1 (rs 285765), +1931 A/T MIPip (rsl719153) определяют подверженность к развитию преэклампсии у женщин Центрального Черноземья России.

2. Комбинация генетических вариантов +250 A Lta, G I-TAC, +36 GG TNFR1 оказывает протективное влияние на развитие ПЭ (OR=0,62).

3. Генетические варианты -403 GG RANTES (OR=2,07) и -403 G RANTES (OR=l,91) повышают риск развития ПЭ, а генотип - 403 GA RANTES имеет протективное значение при формировании ПЭ (OR=0,95) у беременных без отягощенного семейного анамнеза. Комбинации генетических вариантов полиморфных локусов -308 G/A TNFa, +250 A/G Lta, -408 G/A RANTES, A/G I- TAC, -801 G/A SDF1, C/G MCP-1, +1931 A/T MIPIß определяют низкий риск развития «ПЭ у женщин с неотягощенной наследственностью (OR=0,41-0,59).

4. Предрасположенность к формированию ПЭ I степени тяжести, связана с сочетаниями +1931 A MPlß, +250 A Lta, -403 G RANTES и -308 G TNFa (OR=0,42), +1931 A MPlß, -801 G SDF1, +250 A Lta, -308 G TNFa (OR=0,43) и +1931 A MIP lß,+250 A Lta, -308 G TNFa (OR=0,43), +1931 A MIP lß, +250 A Lta и -403 G RANTES (OR=0,44), +1931 A MPlß, -801 G SDF1, +250 A Lta (OR=0,46). Комбинации генетических вариантов -308 A TNFa, +36 GG TNFR1 и -801 A SDF1 (OR=3,95), -801 G SDF1, G MCP (OR=0,59) вовлечены в формирование ПЭ II - III степеней тяжести.

5. Комбинации полиморфных вариантов цитокинов (-308 G/A TNFa, -403 G/A RANTES, A/G I- TAC, -801 G/A SDF 1, C/G MCP-1) и генов сосудистых реакций (+6986G/A CYP3A5, S311C PON2, 4a/4b eNOS, -344C/T CYP11B2, +46G/A ADRB2; I/D АСЕ, -4063C/T REN, -1166 А/С ATIIR1) определяют генетическое «своеобразие» беременных с ПЭ II и Ш степеней тяжести.

6. Прогностически значимыми факторами развития ПЭ среднетяжелого и тяжелого течения являются генетические варианты +1931 A/TMIPlß и C/G МСР-1, возраст, место проживания, наличие патологии сердечно-сосудистой системы, показатель диастолического АД до беременности, уровень фибриногена, креатинина и мочевины в крови. Генетические варианты локусов +1931 А/Т MPlß, -408 G/A RANTES, возраст, вес женщины до беременности, наличие ПЭ у родственников определяют 7,71-15,52% изменчивости уровня артериального давления у женщин с ПЭ в конце беременности.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Каганович, Е. Н. Исследование частоты генотипов +36 G/A TNRF1 среди женщин с преэклампсией / Е. Н. Каганович // Фундаментальная наука и— клиническая медицина - человек и его здоровье : тез. XIV всерос. медико-биол. конф. молодых исследователей (с междунар. участием), Санкт-Петербург, 16 апр. 2011 г. / С.-Петерб. гос. ун-т, Рос. физиол. о-во им. И. П. Павлова, С.-Петерб. отд-ние о-ва патофизиологов (ISP) [и др.] ; [гл. ред. П. К. Яблонский]. - Санкт-Петербург, 2011. - С. 103-104.

2. Каганович, Е. Н. Генетиский полиморфизм +250 A/G Lta и развитие преэклампсии / Е. Н. Каганович // Молодежная наука и современность :

материалы 76-й Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых с междунар. участием, Курск, 19-20 апр. 2011 г. : в 3 ч. / Курск, гос. мед. ун-т М-ва здравоохранения и соц. развития РФ, Центр.-Цернозем. науч. центр РАМН, Рос. акад. естеств. наук. - Курск, 2011. -Ч, 1. - С. 67-68.

3. Каганович, Е. Н. Генотипическое разнообразие цитокинов при преэклампсии / Е. Н. Каганович II Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии : II всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Курск, 17-19 мая, 2011 : сб. материалов / Курск, гос. мед. ун-т Минздравсоцразвития России, Адм. Курск, обл., Рос. акад. естеств. наук [и др.]; [отв. ред. В. П. Иванов]. - Курск, 2011. - С. 58-59.

4. Каганович, Е. Н. Результаты генотипирования локуса -408 G/A RANTES / Е. Н. Каганович, И.С. Добродомова // Современный взгляд на болезни внутренних органов и полиморбидность : материалы междун. науч.-практ. конф., Белгород, 19-20 мая 2011 г. / Белгор. гос. нац. исслед. ун-т ; под ред. О. А. Ефремовой. - Белгород, 2011. - С. 116-117.

5. Каганович, Е. Н. Изучение генетических детерменант преэклампсии / Е. Н. Каганович // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. - 2012. - Спец. вып. - С. 19. - (Материалы 40-й конференции молодых ученых и 64-й студенческой научной конференции Смоленской государственной медицинской академии (с международным участием). Материалы V Съезда Межрегиональной общественной организации «Федерация представителей молодежных научных обществ медицинских вузов» / гл. ред. И. В. Отвагин.).

6. Каганович, Е. Н. Определение роли генетического маркера +764 GC МСР-1 в формировании преэклампсии / Е. Н. Каганович // Молодежь и медицинская наука в XXI веке : сб. тр. XIII науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых с междунар. участием, посвящ. 25-летию Киров, гос. мед. акад., 2-3 апр. 2012 г. / Киров, гос. мед. акад. М-ва здравоохранения и соц. развития Рос. Федерации [и др.] ; [отв. ред. Е. В. Новичков]. - Киров, 2012.-С. 39.

■ 7. Каганович, Е. Н. Оценка ассоциаций генетических вариантов хемокинов с формированием преэклампсии / Е. Н. Каганович // Вопросы теоретической и практической медицины : материалы 77-й Рос. науч. конф. студентов и молодых ученых, посвящ. 80-летию БГМУ : в 2 т. / редкол.: В. Н. Павлов [и др.] ; Башкир, гос. мед. ун-т М-ва здравоохранения и соц. развития Рос. Федерации, Российский союз молодых ученых. — Уфа, 2012. — Т. 1.-С. 265-266.

8. Каганович, Е. Н. К вопросу о роли полиморфизма локуса — 322VNTR TNRF2 в развитии преэклампсии / Е. Н. Каганович // Клинические и теоретические аспекты современной медицины : IV междунар. науч. конф. Science4health 2012, Москва, 18-21 апр. 2012 г. : [материалы конф. / РУДН, Ун-т Семмелвейс, Будапешт, Венгрия. - Москва, 2012. - С. 62.

9. Каганович, Е. Н. Анализ распределения генетического маркера — 308 G/A фактора некроза опухоли -А среди женщин с преэклампсией /

Е. Н. Каганович // Вестник Российского государственного медицинского университета, 2012. - Спец. вып. № 1. - С. 257-258.

10. Каганович, Е. Н. Оценка роли генетических вариантов локуса I-ТАС в развитии преэклампсии / Е. Н. Каганович // Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине : III междунар. науч.-практ. конф., Казань, 22-24 нояб. : сб. тез. / Казан. (Приволж.) федер. ун-т, НИИ физико-хим. медицины ФМБА России. - Казань, 2012. -С. 324-326.

11. Каганович, Е. Н. Исследование генетических полиморфизмов генов-кандидатов в формировании преэклампсии / Е. Н. Каганович / Е. Н. Каганович // Фундаментальная наука и клиническая медицина - человек и его здоровье : XVI Всероссийская медико-биологическая конференция молодых исследователей (с междунар. участием) : [тез. докл.], Санкт-Петербург, 20 апр. 2013 г. / С.-Петерб. гос. ун-т, Рос. физиол. о-во им. И. П. Павлова, С.-Петерб. отд-ние междунар. о-ва патофизиологов (ISP) [и др.] ; [гл. ред. П. К. Яблонский]. - Санкт-Петербург, 2013. - С. 176-177.

12. Каганович, Е. Н. Взаимосвязь полиморфизма +36 A/G TNRF1 с формированием преэклампсии / Е. Н. Каганович, И. С. Добродомова // Вестник Российского государственного медицинского университета, -2013. -Спец. вып. № 2. - С. 184.

13. Каганович, Е. Н. Изучение ассоциаций генетических полиморфизмов цитокинов семейства факторов некроза опухоли с формированием преэклампсии / Е. Н. Каганович // Здоровье женщины -здоровье нации : материалы VI межрегион, науч.-практ. конф. с междунар. участием для врачей акушеров-гинекологов, Белгород, 21-22 марта 2013 г. / НИУ «БелГУ», Деп. здравоохранения и соц. защиты населения Белгор. обл., Белгор. обл. клин, больница Свт. Иоасафа. - Белгород, 2013. - С. 12-14.

14. Каганович, Е. Н. Биоинформатический анализ генетических факторов риска развития преэклампсии / Е. Н. Каганович // Генетика человека и патология. Проблемы эволюционной медицины : сб. науч. тр. / РАМН, Сиб. от-ние, НИИ мед. генетики - Томск, 2014, вып. 10. - С. 175-176.

Подписано в печать .12.2014. Гарнитура Times New Roman Формат 60x84/16. Усл. п. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 327. Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в ИД «Белгород» НИУ «БелГУ» 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85