ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Анализ связи полиморфных вариантов генов IL4, IL10, IL13 с развитием атопической бронхиальной астмы и ремиссией
1 Южно-Уральский государственный медицинский университет, Челябинск, Россия
2 ООО «ДНК Клиника», Челябинск, Россия
Для корреспонденции: Юлия Владимировна Жорина
ул. Воровского, д. 64, г. Челябинск, 454092; ur.liam@42tramailuj
Вклад авторов в работу: Ю. В. Жорина — общая идея и методология исследования, сбор, обработка и интерпретация данных, статистический анализ, написание и оформление статьи; О. С. Абрамовских — методика и курирование исследования, анализ и интерпретация данных, написание и оформление статьи; Г. Л. Игнатова — анализ клинической части данных, курирование исследования, интерпретация данных, написание статьи; О. Г. Площанская — сбор данных, осуществление лабораторного этапа обследования, интерпретация данных, написание статьи.
Бронхиальная астма (БА) — сложное заболевание, в патогенезе которого случайным образом сочетаются как аллергические, так и неаллергические факторы. Известно большое разнообразие фенотипов БА. По данным эпидемиологических исследований, частота атопического фенотипа БА у взрослых преобладает и колеблется от 40 до 80% в общей структуре заболевания. В российских исследованиях атопический вариант БА у взрослых диагностировали в 68–78% случаев [1].
Генетическая предрасположенность вносит значительный вклад в развитие астмы. Так, семейная агрегация астмы была продемонстрирована еще в первой половине прошлого столетия. Исследования близнецов, проведенные во второй половине XX в., показали широкий диапазон в оценках наследственности астмы (36–95%) [2]. В последние несколько лет особое внимание было уделено проведению генетических исследований БА с очень большими размерами выборки без учета конкретного фенотипа заболевания [3]. Анализ генов-кандидатов в фенотипически гомогенных выборках позволяет выделять группы со сходной молекулярно-генетической основой заболевания. Однородные небольшого размера выборки могут быть достаточными для выявления генетического эффекта у исследуемого гена [4].
Атопические расстройства считают иммунным ответом (гиперчувствительность типа I), связанным и/или опосредованным молекулами иммуноглобулина Е к антигенам окружающей среды. Реакции, связанные с атопическими расстройствами, делят на несколько основных категорий, одни из которых участвуют в функции эпидермального барьера, другие — в регуляции врожденного и адаптивного иммунного ответа, включая сенсибилизацию IgE [5].
В перечне генов, положительные ассоциации которых с аллергией и астмой доказаны различными исследователями, присутствовали гены-кандидаты, кодирующие цитокины IL4, IL10 и IL13, участвующие в регуляции персистирующего аллергического воспаления [6]. Ассоциация полиморфизмов генов перечисленных цитокинов с бронхиальной астмой определена и отечественными авторами [7, 8].
Большинство исследований по генетике БА посвящено определению предрасположенности к развитию заболевания [9]. Работ по изучению течения и прогрессирования заболевания недостаточно. Более того, имеются данные, что известные в настоящее время генетические факторы риска развития заболевания пока не позволяют точно прогнозировать возникновение и течение БА [10].
По данным зарубежных авторов, частота ремиссии астмы составляет от 5% у пациентов с поздно начавшейся астмой [11] до 65% у детей и подростков [12]. По нашим данным, частота ремиссии атопической БА у взрослых в Челябинске составляет 22,7%. Положительная связь с наступлением ремиссии отмечается у пациентов с нормальным индексом массы тела, проведением аллерген- специфичной терапии и элиминационных мероприятий. Другие клинико-анамнестические факторы (пол, возраст начала появления симптомов, длительность заболевания, отягощенный семейный анамнез, сочетание с сезонным или круглогодичным ринитом, отношение к курению) не выявили существенных различий в группах пациентов с ремиссией и без ремиссии заболевания [13].
Целью исследования было проанализировать ассоциации полиморфных локусов генов IL4 (rs2243250; C-589T), IL10 (rs1800896; G-1082A; rs1800872; C-592A), IL13 (rs20541; Arg130Gln) с развитием атопической БА и ремиссией в смешанной городской выборке жителей г. Челябинска (Южный Урал).
ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ
Проведено телефонное анкетирование 181 пациента с атопической БА, наблюдавшихся в период с 1992 по 2018 г. на базе аллергологического кабинета МБУЗ «Городская клиническая поликлиника № 7» г. Челябинска. Диагноз заболевания устанавливал (подтверждал) врач аллерголог-иммунолог на основании данных клинического, лабораторного, инструментального методов исследования и кожных аллергических проб в соответствии с критериями программных документов по диагностике, лечению и профилактике бронхиальной астмы [14]. Медиана продолжительности наблюдения составила 8 лет [5; 15 лет].
Критерии включения пациентов в исследование: пациенты обоих полов в возрасте 18–70 лет; наличие диагноза атопической БА легкой или средней степени тяжести; подтвержденная сенсибилизация к неинфекционным аллергенам; период наблюдения не менее 3 лет; согласие на участие в исследовании. Критерии исключения: сочетание БА и хронической обструктивной болезни легких; силикоз, туберкулез, саркоидоз, бронхоэктатическая болезнь, операции на легких.
Комплексное обследование прошли 53 человека в возрасте 23–70 лет: клиническое (детализация жалоб и симптомов по основному и сопутствующим заболеваниям, сбор аллергологического анамнеза, оценка физикального статуса пациента, определение уровня контроля заболевания — балльная шкала симптомов, АСТ-тест); исследование полиморфизмов генов интерлейкинов методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции, ПЦР); инструментальное (спирометрия с пробой на обратимость бронхиальной обструкции).
Молекулярно-генетическое исследование проводили на базе лаборатории «ООО ДНК» (г. Челябинск). Геномную ДНК больных и участников группы сравнения выделяли из лейкоцитов цельной крови с помощью реагента «ДНК- экспресс-кровь» (ДНК-технология; Россия). Однонуклеотидные полиморфизмы (ОНП) генов IL4 (rs2243250; C-589T), IL10 (rs1800896; G-1082A; rs1800872; C-592 A), IL13 (rs20541; Arg130Gln) идентифицировали с помощью тест-системы «SNP-экспресс» (НПФ Литех; Россия) методом аллель- специфичной ПЦР.
Спирометрические критерии нормальной функции легких: отсутствие бронхиальной обструкции, определяемой как отношение объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) к форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) менее 0,7 до применения бронхолитика. Бронходилатационный тест считали положительным, если прирост ОФВ1 составлял 12% и более после ингаляции четырех доз сальбутамола и абсолютный прирост был больше 200 мл [15].
В литературе предложены определения ремиссии астмы, основанные на ее продолжительности от 1 до 6 лет. Кроме того, существуют значительные различия в определении ремиссии в некоторых исследованиях, основанных на разрешении клинических симптомов, в то время как в других необходима объективная оценка нормальной функции легких [16].
Поскольку нет единого мнения относительно определения этого периода течения БА, клиническую ремиссию определяли как отсутствие в течение года симптомов (приступов кашля, одышки или удушья, свистящего дыхания), базисной терапии и применения β2-агонистов короткого действия при нормальной функции легких и отрицательной пробе при спирометрии. На основании критериев включения и исключения были сформированы следующие группы: пациенты с ремиссией атопической БА — 17 человек (14 мужчин и 3 женщины), пациенты без ремиссии атопической БА — 36 человек (14 мужчин и 22 женщины). Группу сравнения составили 30 человек в возрасте 23–73 лет (11 мужчин и 19 женщин), прошедших анкетирование на отсутствие респираторных жалоб, без аллергических заболеваний, с неотягощенной наследственностью по аллергическим заболеваниям.
Данные обрабатывали с помощью компьютерной программы SPSS Statistics 17.0.1 (SPSS Inc; США). Анализ вариационных рядов проводили методами описательной статистики. Качественные переменные описывали абсолютными и относительными частотами. Анализ вариационных рядов проводили методами описательной статистики: для количественных переменных определяли медиану (Me) и интерквартильный интервал [IQR, 25% : 75%].
Анализ вида распределения количественных данных проводили с использованием критерия Шапиро–Уилка. Для сравнения двух выборочных средних в независимых группах использовали критерий Манна–Уитни, при уровне значимости p менее 0,05.
Рассчитывали частоты аллелей и генотипов изученных полиморфных локусов генов-кандидатов, соответствие распределения частот генотипов равновесию Харди–Вайнберга (χ² при уровне значимости p менее 0,05), при попарном сравнении частот аллелей и генотипов в группах больных и контроля использовали двусторонний точный метод Фишера. Для анализа ассоциации рассчитывали показатель отношения шансов (ОШ) и 95%-й доверительный интервал (ДИ).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Пациенты с атопической БА (n = 53) имели следующие клинические характеристики: наличие полисенсибилизации (к бытовым, эпидермальным, растительным аллергенам) у 68% (n = 36); наследственная отягощенность — у 47% (n = 25); начало заболевания до 18 лет — у 42% (n = 22); сочетание с аллергическим ринитом — у 78% (n = 41); тяжесть заболевания (на момент постановки диагноза) легкая — у 72% (n = 38), средняя — у 28% (n = 15). В группе пациентов с ремиссией атопической БА определена нормальная функция легких и не обнаружено статистически значимых различий в результатах бронходилатационного теста относительно группы сравнения (табл. 1). У пациентов без ремиссии заболевания выявлены положительные результаты бронходилатационного теста, меньшие значения ОФВ1 % и ОФВ/ФЖЕЛ % по отношению к группе сравнения.
Частоты генотипов рассчитаны для общей группы больных атопической БА по отношению к группе сравнения, а также для групп с ремиссией и без ремиссии заболевания. Для всех исследованных локусов определено неравновесие по сцеплению в группе сравнения и соответствие соотношению Харди–Вайнберга в группе пациентов с атопической БА.
Анализ ассоциации полиморфных локусов генов интерлейкинов с развитием БА (табл. 2) показал статистически значимое различие по частоте генотипов IL10 (rs1800872): генотип АА чаще встречается в группе сравнения (23,3%), чем в группе атопической БА (5,7%) (ОШ = 0,197; 95% ДИ [0,047–0,832]; р = 0,031), и, вероятно, имеет протективное значение. Для остальных исследованных ОНП различий в частотах генотипов между больными атопической БА и группой сравнения не обнаружено.
Межгрупповой сравнительный анализ показал различие по частоте генотипов IL10 (rs1800872) у пациентов без ремиссии атопической БА по отношению к группе сравнения: частота генотипа АА составила 2,8% против 23,3% (ОШ = 0,094; 95% ДИ [0,011–0,814]; р = 0,019). При совокупной оценке данных клинического и молекулярно- генетического обследований не выявлено статистически значимых ассоциаций с развитием ремиссии (табл. 3).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результаты предыдущих исследований полиморфного локуса C-592A гена IL10 противоречивы, так в одних исследованиях показано, что нет связи с предрасположенностью к астме [17], в других выявлены значительные корреляции [18, 19]. Ранее проведенные метаанализы показали ассоциацию полиморфизма C-589T в гене IL4 с риском развития БА у индивидов европейского происхождения [20], полиморфизма Arg130Gln в гене IL13 — с увеличением риска развития БА у детей и взрослых [21–23]. По данным литературы, полиморфный вариант G-1082A гена IL10 предрасполагает к развитию астмы [24].
Предполагается, что факторы, способствующие развитию заболевания, могут отличаться от тех, которые влияют на его прогрессирование [25]. Возможно, что наличие изучаемых ОНП генов интерлейкинов не связано с прогнозом течения заболевания, для выяснения этого необходимо исследование на больших группах.
ВЫВОДЫ
Впервые получены данные о распределении генотипов полиморфных локусов C-589T в гене IL4, G-1082A и C-592A в гене IL10, Arg130Gln в гене IL13 при атопической БА в смешанной городской выборке жителей Южного Урала. Учитывая, небольшое число пациентов, участвующих в исследовании, результаты следует интерпретировать с осторожностью. В настоящее время изучены многие генетические аспекты БА, которые вносят вклад в понимание патогенеза этого многофакторного заболевания. Дальнейшие исследования в этом направлении необходимы, в том числе с целью большей адаптации генетических методов диагностики в реальной клинической практике. Исследование полиморфных локусов генов интерлейкинов может стать дополнительным инструментом для определения прогноза заболевания при консультировании пациентов, что будет способствовать повышению их приверженности к лечению.