Ассоциации полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 с остеопорозом в зависимости от длительности постменопаузы
Автор: Майлян Эдуард Апетнакович
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Клиническая медицина
Статья в выпуске: 3, 2017 года.
Бесплатный доступ
Цель - изучить ассоциации генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 с остеопоротическими изменениями поясничных позвонков L1-L4 у женщин в зависимости от длительности постменопаузы. Материалы и методы. Обследовано 483 женщины в постменопаузу. Остеоденситометрия поясничных позвонков L1-L4 выполнялась методом двухэнергетической рентгеновской абсорбцио-метрии. Полиморфизм rs9594738 гена TNFSF11 изучался методом ПЦР в режиме реального времени. Результаты. Установлено наличие достоверных различий в частотах обнаружения генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 гена TNFSF11 между здоровыми женщинами, пациентами с остеопорозом и остеопенией поясничных позвонков L1-L4 как в общей группе обследованных лиц (p=0,003 и p0,05). Заключение. Полученные данные целесообразно использовать при разработке критериев для выявления предрасположенности к постменопаузальному остеопорозу и повышения эффективности лечебно-профилактических мероприятий.
Ген tnfsf11, полиморфизм rs9594738, остеопороз, женщины, постменопауза
Короткий адрес: https://sciup.org/14113299
IDR: 14113299 | DOI: 10.23648/UMBJ.2017.27.7076
Текст научной статьи Ассоциации полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 с остеопорозом в зависимости от длительности постменопаузы
Введение. Остеопороз относится к широко распространенным заболеваниям человека и в структуре заболеваемости занимает одно из ведущих мест наряду с болезнями сердечно-сосудистой системы, злокачественными опухолями и травмами [1]. Среди известных видов заболевания наибольшую медицинскую и социально-экономическую значимость имеет постменопаузальный остеопороз. Постменопаузальный остеопороз в России, как и в других регионах мира, представляет одну из важнейших проблем здравоохранения. Подтверждением этому являются данные, свидетельствующие о том, что в России остеопороз выявляется у каждой третьей женщины старше 50 лет [2]. Следствием остеопороза являются низкоэнергетические переломы, среди которых вертебральные ком- прессионные переломы составляют около 50 % [1]. В силу указанных обстоятельств основными задачами системы здравоохранения должны стать ранняя диагностика остеопороза на этапе отсутствия осложнений и назначение патогенетической терапии пациентам с высоким риском переломов [1, 2].
Остеопороз является мультифакторным заболеванием, а доля генетической составляющей в его этиопатогенезе достигает 60-80 % [3, 4]. Поэтому одним из путей реализации программы борьбы с остеопорозом является поиск генетических предикторов заболевания, разработка и внедрение в медицинскую практику критериев выявления женщин с высоким риском развития патологии. Одним из генов-кандидатов остеопороза является ген TNFSF11, кодирующий белок
RANKL. Молекулы RANKL – важный компонент системы RANKL-RANK-OPG-сиг-нализации, которая играет ключевую роль в обеспечении баланса между образованием и резорбцией костной ткани [5]. Выявлено несколько мутаций гена TNFSF11, одной из которых является полиморфизм rs9594738 (C>T). К настоящему времени выполнен ряд исследований, направленных на изучение роли данного полиморфизма в формировании остеопороза и возникновении переломов [6–9]. Однако полученные результаты имеют определенные противоречия. Одной из причин данных противоречий могут быть возрастные особенности обследованных лиц, в т.ч. несоответствие в различных работах групп женщин по длительности постменопаузального периода. Необходимо отметить, что влияние сроков после наступления менопаузы на ассоциации полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 с остеопорозом не изучалось.
Цель исследования. Изучить ассоциации генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 с остеопенией и остеопорозом на уровне поясничных позвонков L1–L4 у женщин в зависимости от длительности постменопаузы.
Материалы и методы. При выполнении работы было обследовано 483 женщины в постменопаузальный период. Возраст женщин определялся в пределах от 38 до 87 лет (61,0±0,5 года), а длительность постменопаузы – от 1 до 40 лет (12,00±0,49 года). Критериями исключения при отборе женщин на обследование являлись получение заместительной гормональной и антиостеопоротиче-ской терапии, применение глюкокортикостероидных препаратов. Также исключались пациенты с наличием овариоэктомии, эндокринных и метаболических расстройств, гематологических заболеваний, неопластических состояний, хронических заболеваний почек и печени, аутоиммунной патологии, системных заболеваний соединительной ткани, хронических воспалительных заболеваний.
Денситометрия костной ткани в зоне поясничных позвонков L1–L4 выполнялась методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Для этого использовались денситометры Discovery W QDR Series X-Ray Bone Densitometer (HOLOGIC Inc., США) и Prodigy (GE Medical Systems LUNAR, США). Диагноз устанавливался на основании значений Т-критерия. Его показатели до -1,0 стандартного отклонения от пиковой костной массы считались нормальными. Более низкие значения Т-критерия соответствовали остеопении (от -2,5 до -1,0 стандартного отклонения) и остеопорозу (-2,5 стандартного отклонения и ниже).
Выделение ДНК из лейкоцитов крови и детекция полиморфизма rs9594738 гена TNFSF11 осуществлялись с помощью соответствующих наборов производства «ДНК-Технология» (Москва, РФ) методом ПЦР в режиме реального времени. Учет реакции производился на амплификаторе детектирующем ДТ-96 («ДНК-Технология», Москва, РФ).
Статистическая обработка полученных данных выполнялась при помощи программ MedStat и STATISTICA for Windows 6.0 (StatSoft, Inc.). Достоверность различий в распределении генотипов и аллелей между группами оценивалась при помощи χ2 (таблицы сопряженности kXm) и методом углового преобразования Фишера с учетом поправки Йейтса. Соответствие распределения данных закону Hardy–Weinberg [10] оценивалось с помощью критерия χ2. Степень ассоциации генотипа и аллелей с остеопенией и остеопорозом рассчитывалась по величине отношения шансов (OR) с учетом 95 % доверительного интервала (95 % CI). Отличия считались статистически значимыми при p<0,05.
Результаты. Изучение ассоциаций полиморфизма rs9594738 гена TNFSF11 с развитием остеопороза и остеопении выполнялось как в общей группе женщин, так и в выделенных подгруппах лиц с различной длительностью постменопаузы (до 6 лет, 6–10 лет, 11–15 лет, более 15 лет). Необходимо отметить, что распределение генотипов вышеуказанного полиморфизма как в общей группе, так и среди женщин всех подгрупп соответствовало закону Hardy–Weinberg (табл. 1). Причем удельный вес обладателей генотипов СС (от 23,5 до 41,8 %), СТ (от 43,6 до 54,2 %) и ТТ (от 14,6 до 27,0 %) между подгруппами существенно не изменялся (p>0,05).
Таблица 1
Соответствие закону Hardy–Weinberg распределения генотипов полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11
у обследованных женщин c различной длительностью постменопаузы
Генотипы полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 |
Установленные частоты генотипов |
Ожидаемые частоты генотипов |
p |
||
абс. |
% |
абс. |
% |
||
В общей группе женщин в постменопаузу (n=483) |
|||||
СС |
139 |
28,8 |
138,9 |
28,8 |
0,983 |
СT |
240 |
49,7 |
240,2 |
49,7 |
|
TT |
104 |
21,5 |
103,9 |
21,5 |
|
В подгруппе женщин с длительностью постменопаузы до 6 лет (n=107) |
|||||
СС |
27 |
25,2 |
28,3 |
26,4 |
0,623 |
СT |
56 |
52,3 |
53,4 |
50,0 |
|
TT |
24 |
22,5 |
25,3 |
23,6 |
|
В подгруппе женщин с длительностью постменопаузы 6–10 лет (n=110) |
|||||
СС |
46 |
41,8 |
44,6 |
40,5 |
0,549 |
СT |
48 |
43,6 |
50,9 |
46,3 |
|
TT |
16 |
14,6 |
14,5 |
13,2 |
|
В подгруппе женщин с длительностью постменопаузы 11–15 лет (n=100) |
|||||
СС |
27 |
27,0 |
25,0 |
25,0 |
0,424 |
СT |
46 |
46,0 |
50,0 |
50,0 |
|
TT |
27 |
27,0 |
25,0 |
25,0 |
|
В подгруппе женщин с длительностью постменопаузы более 15 лет (n=166) |
|||||
СС |
39 |
23,5 |
42,5 |
25,6 |
0,276 |
СT |
90 |
54,2 |
83,0 |
50,0 |
|
TT |
37 |
22,3 |
40,5 |
24,4 |
Анализ распределения генетических маркеров в общей группе женщин показал наличие достоверных различий в частотах обнаружения генотипов (p=0,003) и аллелей (p<0,001) полиморфизма rs9594738 гена TNFSF11 между здоровыми женщинами, пациентами с остеопорозом и остеопенией поясничных позвонков L1–L4 (табл. 2). Выявленные различия были обусловлены генетическими особенностями женщин, имеющих остеопороз. Так, среди лиц с остеопорозом поясничных позвонков отмечено существенное снижение носителей генотипа СС по сравнению со здоровыми женщинами (OR=0,40; 95 % CI (0,23–0,69); p=0,001) и увеличение числа обладателей генотипа ТТ по сравнению как с пациентами, имеющими остеопению (OR=1,78; 95 % CI (1,05–3,02); p=0,048), так и с обследуемыми контрольной группы (OR=2,36; 95 % CI (1,37–4,06); p=0,003). Изучение частот аллелей показало, что при остеопорозе реже выявлялся аллель
С и чаще – аллель Т, чем при остеопении (OR=0,66; 95 % CI (0,47–0,91); p=0,015 и OR=1,52; 95 % CI (1,10–2,11); p=0,015 соот- ветственно) и у здоровых женщин (OR=0,52; 95 % CI (0,37–0,72); p<0,001 и OR=1,94; 95 % CI (1,40–2,68); p<0,001 соответственно).
Таблица 2
Частота генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 в постменопаузальный период у здоровых женщин и у женщин с остеопенией и остеопорозом на уровне поясничных позвонков L1–L4
Генотипы и аллели |
Частота генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 среди женщин |
p |
|||||
с остеопорозом |
с остеопенией |
здоровых |
|||||
абс. |
% |
абс. |
% |
абс. |
% |
||
СС |
23 |
18,4 |
49 |
28,5 |
67 |
36,0 |
0,003 |
СТ |
63 |
50,4 |
88 |
51,2 |
89 |
47,9 |
|
ТТ |
39 |
31,2 |
35 |
20,3 |
30 |
16,1 |
|
С |
109 |
43,6 |
186 |
54,1 |
223 |
59,9 |
<0,001 |
Т |
141 |
56,4 |
158 |
45,9 |
149 |
40,1 |
На следующем этапе статистической обработки полученных данных был произведен анализ связей полиморфных вариантов гена TNFSF11 с остеопоротическими изменениями поясничных позвонков L1–L4 в зависимости от длительности у обследованных женщин постменопаузального периода. В результате было установлено, что в группах женщин, имеющих срок после последней менструации до 6 лет и более 15 лет, частота регистрации генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 гена TNFSF11 не имела ассоциаций (p>0,05) с остеопоротическими изменениями поясничных позвонков (табл. 3, 4). Различия в распределении генетических маркеров между здоровыми женщинами и пациентами с остеопорозом и остеопенией были выявлены (p<0,05) только в подгруппах лиц с длительностью постменопаузы 6–10 и 11– 15 лет. Причем эти ассоциации были обусловлены, как и в общей группе, особенностями генетического профиля пациентов с остеопорозом. Так, женщины с остеопорозом, которые были обследованы спустя 6–10 лет после последней менструации, по сравнению с контрольной группой имели более редкую регистрацию генотипа СС (OR=0,19; 95 % CI (0,06–0,57); p=0,005) и аллеля
С (OR=0,30; 95 % CI (0,15–0,61); p=0,002) при повышенной встречаемости аллеля Т (OR=3,13; 95 % CI (1,63–6,74); p=0,002). Аналогичные связи были характерны и для женщин с длительностью постменопаузы 11–15 лет. Как и в предыдущей группе, генетическим фактором риска развития остеопороза явилось наличие аллеля Т (OR=3,16; 95 % CI (1,53–6,51); p=0,003), а защитным – генотипа СС (OR=0,19; 95 % CI (0,06–0,60); p=0,009) и аллеля С (OR=0,32;
95 % CI (0,15–0,65); p=0,003). Причем в обеих группах женщин (с длительностью постменопаузы 6–10 и 11–15 лет) частота обнаружения генотипа ТТ имела близкую к статистической значимости тенденцию к увеличению при остеопорозе (р=0,086 и р=0,081 соответственно).
Таблица 3
Частота генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 у здоровых женщин и у женщин с остеопенией и остеопорозом на уровне поясничных позвонков L1–L4 с длительностью постменопаузы до 6 лет и 6–10 лет
Генотипы и аллели |
Частота генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 среди женщин |
p |
|||||
с остеопорозом |
с остеопенией |
здоровых |
|||||
абс. |
% |
абс. |
% |
абс. |
% |
||
с длительностью постменопаузы до 6 лет (n=107) |
|||||||
СС |
4 |
23,5 |
10 |
26,3 |
13 |
25,0 |
0,980 |
СТ |
10 |
58,8 |
19 |
50,0 |
27 |
51,9 |
|
ТТ |
3 |
17,7 |
9 |
23,7 |
12 |
23,1 |
|
С |
18 |
52,9 |
39 |
51,3 |
53 |
51,0 |
0,980 |
Т |
16 |
47,1 |
37 |
48,7 |
51 |
49,0 |
|
с длительностью постменопаузы 6–10 лет (n=110) |
|||||||
СС |
5 |
19,2 |
14 |
38,9 |
27 |
56,3 |
0,025 |
СТ |
14 |
53,9 |
17 |
47,2 |
17 |
35,4 |
|
ТТ |
7 |
26,9 |
5 |
13,9 |
4 |
8,3 |
|
С |
24 |
46,2 |
45 |
62,5 |
71 |
74,0 |
0,003 |
Т |
28 |
53,8 |
27 |
37,5 |
25 |
26,0 |
Таблица 4
Частота генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 у здоровых женщин и у женщин с остеопенией и остеопорозом на уровне поясничных позвонков L1–L4 с длительностью постменопаузы 11–15 лет и более 15 лет
Генотипы и аллели |
Частота генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 среди женщин |
p |
|||||
с остеопорозом |
с остеопенией |
здоровых |
|||||
абс. |
% |
абс. |
% |
абс. |
% |
||
с длительностью постменопаузы 11–15 лет (n=100) |
|||||||
СС |
6 |
15,0 |
8 |
24,2 |
13 |
48,2 |
0,031 |
СТ |
19 |
47,5 |
17 |
51,6 |
10 |
37,0 |
|
ТТ |
15 |
37,5 |
8 |
24,2 |
4 |
14,8 |
|
С |
31 |
38,8 |
33 |
50,0 |
36 |
66,7 |
0,007 |
Т |
49 |
61,2 |
33 |
50,0 |
18 |
33,3 |
|
с длительностью постменопаузы более 15 лет (n=166) |
|||||||
СС |
8 |
19,1 |
17 |
26,2 |
14 |
23,7 |
0,357 |
СТ |
20 |
47,6 |
35 |
53,8 |
35 |
59,3 |
|
ТТ |
14 |
33,3 |
13 |
20,0 |
10 |
17,0 |
|
С |
36 |
42,9 |
69 |
53,1 |
63 |
53,4 |
0,259 |
Т |
48 |
57,1 |
61 |
46,9 |
55 |
46,6 |
Обсуждение. В структуре заболеваемости по показателям социально-экономической и медицинской значимости остеопороз является ведущей патологией костно-мышечной системы. Причем подавляющее большинство случаев заболевания и связанных с ними низкоэнергетических переломов приходится на женщин в постменопаузальный период. В решении проблемы постменопаузального остеопороза важное место отводится предупреждению и ранней диагностике заболевания [1, 2], а в достижении вышеуказанных целей приобретают научную и практическую значимость молекулярно-генетические методы исследования [11].
Одним из известных к настоящему времени генов-кандидатов остеопороза является ген TNFSF11. Выполненный нами анализ результатов, полученных в общей группе обследованных женщин (n=483), показал, что генетическими предикторами постменопаузального остеопороза являются генотип ТТ и аллель Т полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11, а защитным эффектом обладают генотип СС и аллель С. Эти данные согласуются с выводами, сделанными рядом других исследователей, которые также обнаружили аналогичные ассоциации и подтвердили роль вышеуказанного полиморфизма в формировании остеопороза поясничных позвонков [6, 7]. В других же работах влияния полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 на минеральную плотность костной ткани обнаружено не было [9].
Причинами данных противоречий могут быть недостаточное количество наблюдений в отдельных работах, различия характеристик обследованных лиц: расовые, возрастные, по условиям географического проживания, уровню потребления витамина D и кальция и т.д. Несоответствие результатов может быть обусловлено и влиянием такого фактора, как длительность постменопаузы. Известно, что с увеличением срока после наступления менопаузы повышается риск развития остеопороза [12]. Поэтому длительность постменопаузы может влиять на фенотипические проявления генетической предрасположенности, усиливая или, наоборот, ослабляя эффекты полиморфизмов того или иного гена-кандидата постменопаузального остеопороза. Это нашло подтверждение и в нашей работе. Несмотря на выявленные ассоциации генотипов и аллелей полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 в общей группе женщин, не были обнаружены связи вышеуказанного полиморфизма с формированием остеопороза поясничных позвонков L1–L4 у женщин в течение первых 5 лет после последней менструации и спустя 16 лет и более. Возможно, что ранние сроки постменопаузы являются еще недостаточными для реализации влияния полиморфных вариантов гена TNFSF11 на состояние костной ткани, а уже в поздние сроки роль изученной мутации может быть нивелирована другими генетическими или внешними факторами. Поэтому при использовании полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 в качестве прогностического маркера развития постменопаузального остеопороза необходимо результаты генетического тестирования оценивать дифференцированно в зависимости от длительности постменопаузального периода.
Заключение. Таким образом, в общей группе обследованных наличие у женщин генотипа ТТ и аллеля Т полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 сочетается с повышенным риском развития постменопаузального остеопороза поясничных позвонков L1–L4, а генотип СС и аллель С обладают защитным эффектом (p<0,05). При этом ассоциаций полиморфных вариантов вышеуказанного гена TNFSF11 с остеопоротическими изменениями не установлено (p>0,05) в подгруппах женщин с длительностью постменопаузы менее 6 лет и более 15 лет. Полученные данные целесообразно использовать при разработке критериев для выявления предрасположенности к постменопаузальному остеопорозу и повышения эффективности лечебно-профилактических мероприятий.
Список литературы Ассоциации полиморфизма rs9594738 (C>T) гена TNFSF11 с остеопорозом в зависимости от длительности постменопаузы
- Зоткин Е.Г., Серпов В.Ю. Проблемы и перспективы в оказании медицинской помощи пациентам с остеопорозом. Вестник Росздравнадзора. 2016; 4: 53-57.
- Лесняк О.М. Международные научные проекты в области остеопороза: общие усилия, одна цель. Российский семейный врач. 2016; 20 (2): 43-46 DOI: 10.17816/RFD2016243-46
- Хусаинова Р.И., Хуснутдинова Э.К. Молекулярно-генетические основы остеопороза. Биомика. 2014; 6 (1): 24-51.
- Urano T., Inoue S. Genetics of osteoporosis. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2014; 452 (2): 287-293 DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.07.141
- Поворознюк В.В., Резниченко Н.А., Майлян Э.А. Иммунологические аспекты постменопаузального остеопороза. Боль. Суставы. Позвоночник. 2013; 3: 21-26.
- Юренева С.В., Донников A.Е., Бордакова Е.В., Якушевская О.В., Сметник А.А., Трофимов Д.Ю. Клинико-прогностическое значение молекулярно-генетических факторов при постменопаузальном остеопорозе. Остеопороз и остеопатии. 2015; 1: 3-6.
- Dastgheib S.A., Gartland A., Tabei S.M., Omrani G.R., Teare M.D. A Candidate Gene Association Study of Bone Mineral Density in an Iranian Population. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2016; 7: 141 DOI: 10.3389/fendo.2016.00141
- Guo Y., Wang J.T., Liu H., Li M., Yang T.L., Zhang X.W., Liu Y.Z., Tian Q., Deng H.W. Are bone mineral density loci associated with hip osteoporotic fractures? A validation study on previously reported genome-wide association loci in a Chinese population. Genet. Mol. Res. 2012; 11 (1): 202-210 DOI: 10.4238/2012.January.31.1
- Tu P., Duan P., Zhang R.S., Xu D.B., Wang Y., Wu H.P., Liu Y.H., Si L. Polymorphisms in genes in the RANKL/RANK/OPG pathway are associated with bone mineral density at different skeletal sites in post-menopausal women. Osteoporos. Int. 2015; 26 (1): 179-185 DOI: 10.1007/s00198-014-2854-7
- Rodriguez S., Gaunt T.R., Day I.N. Hardy-Weinberg equilibrium testing of biological ascertainment for Mendelian randomization studies. Am. J. Epidemiol. 2009; 169 (4): 505-514 DOI: 10.1093/aje/kwn359
- Майлян Э.А., Майлян Д.Э. Основы молекулярной генетики и генетические факторы риска заболеваний женщин. Медицинский вестник Юга России. 2016; 1: 33-40.
- Фомина Л.А., Зябрева И.А. Эпидемиологические аспекты остеопороза и остеопении. Верхневолжский медицинский журнал. 2014; 12 (4): 21-25.