Ассоциация полиморфного варианта RS 6746030 гена SCN9A с болевой чувствительностью у лиц с аддиктивными расстройствами
Автор: Полтавская Евгения Григорьевна, Савочкина Дарья Николаевна
Журнал: Сибирский вестник психиатрии и наркологии @svpin
Рубрика: Биологические исследования
Статья в выпуске: 4 (97), 2017 года.
Бесплатный доступ
Исследование посвящено изучению взаимосвязи полиморфного варианта гена SCN9A (rs 6746030) с параметрами ноцицепции при формировании аддиктивных расстройств. Материалы и методы. Обследовано 129 лиц: 50 пациентов с зависимостью от психоактивных веществ, 29 лиц из группы риска, 50 человек из контрольной группы. Пороги болевой чувствительности и переносимость боли определялись с помощью запатентованного нами метода тензоалгометрии. Генотипирование полиморфного варианта rs 6746030 гена SCN9A проводили методом ПЦР в реальном времени с использованием конкурирующих TaqMan-зондов. Результаты. Было показано, что в группе женщин, зависимых от ПАВ, с генотипом AG rs 6746030 гена SCN9A обнаружена тенденция к возрастанию эмоционального восприятия верхнего болевого порога по сравнению с носителями генотипа GG (5,5 (4,5-6,5) и 6,0 (4,0-7,0), усл. ед., приведены Ме (25%Q-75%Q); р=0,086). Генотип AG rs 6746030 гена SCN9A и мутантный вариант аллеля A вносят вклад в формирование аддиктивной патологии на этапах формирования зависимости от ПАВ среди лиц женского пола. Заключение. Полученные результаты позволяют предположить, что полиморфный вариант rs 6746030 гена SCN9A может вносить вклад в субъективное восприятие болевых ощущений на разных этапах формирования аддиктивной патологии, связанных с изменением показателей болевой чувствительности
Ген scn9a, ноцицепция, аддиктивные расстройства
Короткий адрес: https://sciup.org/142212896
IDR: 142212896 | DOI: 10.26617/1810-3111-2017-4(97)-5-9
Текст научной статьи Ассоциация полиморфного варианта RS 6746030 гена SCN9A с болевой чувствительностью у лиц с аддиктивными расстройствами
ВВЕДЕНИЕ. В настоящее время установленным фактом является наличие генетически детерминированных механизмов биологической предрасположенности к употреблению психоактивных веществ (ПАВ) и развитию синдрома зависимости [1, 2, 3, 4]. В клинической практике измерение болевой чувствительности актуально для оценки алгических синдромов разного генеза и могут быть использованы для оценки течения психических расстройств. Индивидуальные различия болевого ответа используются в качестве инструмента исследования ноцицептивных механизмов и рассматриваются как основа для персонализированного подхода к боли [5, 6]. Особого внимания заслуживают изменения болевой чувствительности при формировании аддиктивного поведения. Длительное употребление опиоидов приводит к повышению болевой чувствительности – возникновению опиоидно-индуцированной гипералгезии [7].
Все больше данных свидетельствует о том, что генетические факторы вносят значительный вклад в индивидуальные различия болевой чувствительности [8]. Натриевый канал NaV1.7, кодируемый геном SCN9A, преимущественно экспрессируется в ноцицептивных первичных сенсорных нейронах, где он усиливает деполяризацию [9, 10]. Было показано, что полиморфизм rs 6746030 гена SCN9A, который характеризуется аминокислотной заменой R1150W, может влиять на болевую чувствительность, изменяя потенциал покоя в NaV1.7 [11]. Мутации в гене SCN9A связывали с синдромами как сниженного, так и повышенного восприятия боли [12]. Генотипирование SCN9A в нескольких исследованиях при хронических болевых состояниях, показало, что при рассмотрении групп с аналогичными клиническими проявлениями, но с различным уровнем боли, выявляется связь между полиморфизмом rs 6746030 и восприятием боли [13, 14]. С изменением болевого порога была выявлена ассоциация аллеля А полиморфизма rs 6746030 [13]. Таким образом, актуальным является поиск предикторов аддиктивных расстройств, включающих молекулярно-генетические и ноцицептивые характеристики.
Цель исследования – изучение ассоциации полиморфизма rs 6746030 гена SCN9A с параметрами болевой чувствительности и его роли при формировании психических и поведенческих расстройств, вызванных употреблением психоактивных веществ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Обследование проведено у 129 испытуемых обоего пола (средний возраст 23,4±6,4 года). Обследованные были разделены на группы: 1) лица с психическими и поведенческими расстройствами, вызванными употреблением психоактивных веществ (наркологические пациенты) (n=50) (26 мужчин и 24 женщины), 2) условно здоровые лица (контрольная группа) (n=50) (32 мужчины и 18 женщин), 3) лица, эпизодически и случайно употребляющие психоактивные вещества, согласно классификации Э.Е. Бехтеля (группа риска) (n=29) (14 мужчин и 15 женщин).
Исследование проводилось на базе отделения аддиктивных состояний клиники, лабораторий клинической психонейроиммунологии и нейробиологии, молекулярной генетики и биохимии НИИ психического здоровья г. Томска.
Контрольную группу составили студенты средних специальных и высших учебных заведений.
При проведении исследования были соблюдены принципы информированного согласия Хельсинкской декларации ВМА.
Клиническая верификация осуществлялась психиатрами-наркологами в соответствии с МКБ-10, диагноз квалифицировался как «Психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением психоактивных веществ» (шифр F1): употребление с вредными последствиями (F1х.1) и синдром зависимости (F1х.2). Среди диагнозов, выставленных по МКБ-10, у 80% пациентов наблюдались психические и поведенческие расстройства, связанные с употреблением опиоидов (F11.1, F11.2).
Критериями включения больных в группу обследованных явились верифицированный диагноз, письменное информированное согласие пациента на участие в исследовании, возраст 14–29 лет.
Критериями исключения явились эндогенные психические расстройства и умственная отсталость, неврологическая патология, соматические расстройства в стадии обострения.
Для группы риска и контрольной группы критериями включения были письменное информированное согласие добровольца на участие в исследовании, возраст, сопоставимый с возрастом в группе пациентов. Критериями исключения были наличие психических расстройств, неврологической патологии, соматических расстройств в стадии обострения.
Пороги болевой чувствительности и переносимость боли определялись с помощью запатентованного нами метода тензоалгометрии (ТАМ), который позволяет оценить пороги болевой чувствительности – минимальное болевое ощущение, которое субъект в состоянии распознать (нижний болевой порог) (БН), а также порог переносимости боли (верхний болевой порог) (БВ) [15]. Результаты тен-зоалгометрии оценивались в условных единицах (усл. ед.). Для оценки эмоционального отношения к боли использована визуально-аналоговая шкала [16]. Генотипирование полиморфного варианта гена SCN9A (rs 6746030) проводили методом ПЦР в реальном времени на амплификаторе Step One Plus TM Real-Time PCR System (Applied Biosystems, США) с использованием наборов TaqMan Validated SNP Genotyping Assay (Applied Biosystems, США).
Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы SPSS 21.0 с использованием непараметрических методов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В ходе исследования были получены данные о распределении частот генотипов и аллелей rs 6746030 гена SCN9A в сравниваемых группах (табл. 1).
Таблица 1
Распределение частот генотипов и аллелей rs 6746030 гена SCN9A в группах сравнения
Группа |
Генотип |
Аллель |
Критерий Фишера р-value |
|||
GG (n=99) |
AG (n=28) |
АА (n=2) |
G |
А |
||
Контрольная |
39 78,0% |
10 20,0% |
1 2,0% |
88 88,0% |
12 12,0% |
5,114 р=0,210 |
Группа риска |
26 89,7% |
3 10,3% |
0 0% |
55 94,8% |
3 5,2% |
|
Наркологические пациенты |
34 68,0% |
15 30,0% |
1 2,0% |
83 83,0% |
17 17,0% |
По данным международного проекта HapMap, частоты аллелей А и G полиморфного варианта rs 6746030 в европейских популяциях составляют 13% и 87% соответственно и не отличаются от полученных в проведенном исследовании частот аллелей в группе здоровых лиц.
При анализе частот генотипов и аллелей гена SCN9A (rs 6746030) в сравниваемых группах не было обнаружено статистически значимых различий (р=0,210).
Следующим этапом исследования было сравнение частот генотипов и аллелей исследуемого локуса в выборке с учетом половой принадлежности обследуемых – в группах мужчин и женщин, разделенных на подгруппы по тому же принципу: 1) группа лиц, зависимых от ПАВ, 2) группа лиц, эпизодически употребляющих ПАВ, 3) условно здоровые лица. В группе мужчин распределение частот генотипов и аллелей rs 6746030 гена SCN9A статистически значимо не различалось (р=0,898).
Среди обследованных женщин не оказалось лиц с генотипом АА по локусу rs 6746030, поэтому сравнение проводилось с изучением только двух аллельных вариантов: гомозиготный генотип GG и гетерозиготный генотип GА. При сравнении частот генотипов и аллелей полиморфного варианта rs 6746030 гена SCN9A в группе женщин обнаружены достоверные различия на уровне значимости р=0,034 (табл. 2).
Таблица 2 Распределение частот генотипов и аллелей rs 6746030 гена SCN9A среди женщин в сравниваемых группах
Группа |
Генотип |
Аллель |
Критерий Фишера р-value |
||
GG |
AG |
G |
А |
||
Контрольная |
20 |
4 |
44 |
4 |
6,786 |
83,3% |
16,7% |
91,7% |
8,3% |
р=0,034* |
|
Группа риска |
14 |
1 |
29 |
1 |
р 1-2 =0,631 |
93,3% |
6,7% |
96,7% |
3,3% |
р 1-3 =0,858 |
|
Наркологические |
10 |
8 |
28 |
8 |
р 2-3 =0,063 |
пациенты |
55,6% |
44,4% |
77,8% |
22,2% |
П р и м е ч а н и е. * – Уровень значимости р-value < 0,05; р 1-2 , р 1-3 , р 2-3 – уровни значимости р-value при попарных сравнениях с поправкой Бенджамина–Хочберга.
При дальнейшем попарном сравнении генотипов выявлены различия на уровне статистической тенденции (р=0,063) между женщинами, эпизодически употребляющими ПАВ, и зависимых от них. Так, в группе зависимых от ПАВ женщин выявлено 44,4% носителей гетерозиготного генотипа АG и 55,6% гомозиготного генотипа GG. В группе лиц с эпизодическим употреблением ПАВ эти частоты составляли 6,7% и 93,3% соответственно.
При попарном сравнении частот аллелей исследуемого локуса с применением поправки Бенджа-мина–Хочберга выявлено различие на уровне статистической тенденции (р=0,09) между группой женщин, зависимых от ПАВ, и группой женщин, эпизодически употребляющих ПАВ. В группе зависимых от ПАВ аллель А встречается чаще, чем в группе лиц с эпизодическим употреблением.
Необходимо отметить, что частота минорного аллеля А в группе зависимых от ПАВ женщин составляет 22,2%, что почти в 2 раза выше популяционной частоты для европейских популяций. В то же время в группах здоровых лиц и лиц с эпизодическим употреблением ПАВ частота аллеля А rs 6746030 гена SCN9A ниже популяционной.
Следующим этапом исследования было изучение ассоциации полиморфизма rs 6746030 гена SCN9A с параметрами болевой чувствительности при формировании аддиктивной патологии. Показатели болевой чувствительности оценивались среди мужчин и женщин в сравниваемых группах в зависимости от носительства различных генотипов по полиморфному варианту rs 6746030 гена SCN9A.
На данном этапе исследования влияния различных генотипов полиморфного варианта rs 6746030 гена SCN9A на эмоциональное восприятие болевых порогов у лиц мужского пола в сравниваемых группах не выявлено.
Было показано, что именно носители генотипа АG rs 6746030 гена SCN9A женского пола, зависимые от ПАВ, характеризуются повышением верхнего болевого порога (сниженная чувствительность), сочетающимся с положительной эмоциональной оценкой восприятия болевых ощущений.
Так, для носителей гетерозиготного аллеля АG rs 6746030 гена SCN9A эмоциональная оценка верхнего болевого порога составила 5,5 (4,5–6,5) усл. ед., а для носителей гомозиготного аллеля GG – 6,0 (4,0– 7,0) усл. ед. (χ2=2,946, р=0,086). Значение верхнего болевого порога у носителей гетерозиготного аллеля AG cоставило 15,0 (10,5–16,0) усл. ед. и для носителей гомозиготного аллеля GG 11,5 (7,5–15,0) усл. ед. соответственно (χ2=1,572, р=0,210). Приведены значения Ме (25%Q–75%Q).
Исходя из полученных данных, можно предположить, что минорный аллель А, по литературным данным связанный с нечувствительностью к боли [17, 18] и представленный в гетерозиготном генотипе AG, может вносить вклад в субъективное восприятие болевых ощущений у женщин с зависимостью от ПАВ, снижая чувствительность к боли.
В группе здоровых женщин с генотипом АG rs 6746030 гена SCN9A, напротив, были получены достоверные различия эмоционального восприятии боли, сочетающиеся с повышенной чувствительностью (снижение нижнего болевого порога). Так, для носителей гетерозиготного аллеля АG rs 6746030 гена SCN9A эмоциональная оценка нижнего болевого порога составила 1,0 (1,0–1,5) усл. ед., а для носителей гомозиготного аллеля GG – 2,0 (2,0–3,75) усл. ед. (χ2=4,537, р=0,033). Значение нижнего болевого порога у носителей гетерозиготного аллеля AG cоставило 3,5 (1,5–8,0) усл. ед. и для носителей гомозиготного аллеля GG – 6,5 (4,5–9,0) усл. ед. соответственно (χ2=1,454, р=0,228). Приведены значения Ме (25%Q–75%Q).
Ген SCN9A принадлежит к семейству генов, модулирующих работу натриевых каналов, которые переносят положительно заряженные атомы натрия (ионы натрия) в клетки и играют ключевую роль в способности клетки генерировать и передавать электрические сигналы. Ген SCN9A регулирует работу альфа-субъединицы натриевого канала NaV1.7. Натриевые NaV1.7 каналы находятся в нервных клетках – ноцицепторах, которые передают болевые сигналы. Полиморфный вариант rs 6746030 гена SCN9A представляет из себя несинонимичную мутацию в кодирующей части гена. Вероятно, наличие мутантного аллеля А по данному локусу в генотипе может приводить к нарушению работы натриевых каналов NaV1.7 и, как следствие, изменять болевую чувствительность [18, 13].
Полученные результаты позволяют предположить, что полиморфный вариант rs 6746030 гена SCN9A может вносить вклад в субъективное восприятие как нижнего болевого порога, так и верхнего, что делает данный локус более интересным и актуальным для исследования показателей ноцицепции на разных этапах формирования аддиктив-ной патологии, связанных с изменением показателей болевой чувствительности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам исследования было показано, что в группе женщин, зависимых от ПАВ, с генотипом AG rs 6746030 гена SCN9A выявлена тенденция к более положительному эмоциональному восприятию повышенного верхнего болевого порога по сравнению с носителями генотипа GG (5,5 (4,5–6,5) и 6,0 (4,0–7,0), усл. ед. Приведены значения Ме (25%Q–75%Q); р=0,086). Генотип AG rs 6746030 гена SCN9A и мутантный вариант аллеля A вносят вклад в формирование аддиктивной патологии на этапах формирования зависимости от ПАВ среди лиц женского пола.
Список литературы Ассоциация полиморфного варианта RS 6746030 гена SCN9A с болевой чувствительностью у лиц с аддиктивными расстройствами
- Анохина И.П., Кибитов А.О., Шамакина И.Ю. Генетика зависимости от психоактивных веществ. Наркология. Национальное руководство. М.: Гэотар-Медиа, 2008: 52-84.
- Бохан Н.А., Семке В.Я. Коморбидность в наркологии. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2009: 510.
- Иванова С.А., Ветлугина Т.П., Бохан Н.А., Эпштейн О.И. Иммунобиология аддиктивных расстройств: механизмы психонейроиммуномодуляции. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2002; 1: 50-57.
- Семке В.Я., Мельникова Т.Н., Бохан Н.А. Нейробиологиче-ские механизмы алкоголизма. Журнал неврологии и психиатрии им. C.С. Корсакова. 2002; 102 (8): 61-66.
- Fillingim R.B. Individual differences in pain responses. Curr Rheumatol Rep. 2005; 7 (5): 342-347.
- Fillingim R.B. Individual differences in Pain: understanding the mosaic that makes Pain personal. Pain. 2017; 158 (1): 11-18.
- Савочкина Д.Н., Невидимова Т.И., Батухтина Е.И., Бохан Н.А. Сравнительная характеристика болевой и обонятельной чувствительности у лиц с аффективными и аддиктивными расстройствами. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2015; 2 (87): 5-9.
- Fillingim R.B., Wallace M.R., Herbstman D.M., Ribeiro-Dasilva M., Staud R. Genetic contributions to pain: a review of findings in humans. Oral Dis. 2008; 14 (8): 673-682.
- Toledo-Aral J.J., Moss B.L., He Z.J., Koszowski A.G., Whisenand T., Levinson S.R., Wolf J.J., Silos-Santiago I., Halegoua S., Mandel G. Identification of PN1, a predominant voltage-dependent sodium channel expressed principally in peripheral neurons. Proc Natl Acad Sci USA. 1997; 94 (4): 1527-1532.
- Djouhri L., Newton R., Levinson S.R., Berry C.M., Caruthers B., Lawson S.N. Sensory and electrophysiological properties of guinea-pig sensory neurones expressing Nav 1.7 (PN1) Na+ channel alpha subunit protein. J Physiol. 2003; 546 (2): 565-576.
- Estacion M.A., Harty T.P., Choi J.S., Tyrrell L., Dib-Hajj C.D., Waxman C.G. Sodium channel gene SCN9A polymorphism that increases nociceptor excitability. Ann Neurol. 2009; 66 (6): 862-866.
- Reeder J.E., Byler T.K., Foster D.C., Landas S.K., Okafor H., Stearns G., Wood R.W., Zhang Y., Mayer R.D. Polymorphism in the SCN9A voltage-gated sodium channel gene associated with interstitial cystitis/bladder pain syndrome. Urology. 2013; 81 (1): 210.
- Reimann F., Cox J.J., Belfer I., Diatchenko L., Zaykin D.V., McHale D.P., Drenth J.P., Dai F. Pain perception is altered by a nucleotide polymorphism in SCN9A. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107 (11): 5148-5153.
- Duan G., Guo S., Zhang Y., Ying Y., Huang P., Wang Q., Zhang L., Zhang X. The effect of SCN9A variation on basal Pain sensitivity in the general population: an experimental study in young women. Pain. 2015; 16 (10): 971-980.
- Невидимова Т.И., Бохан Н.А., Коконова (Савочкина) Д.Н. Способ количественной оценки индивидуальных болевых порогов. Патент № 2342063 РФ, Опубл. 27.12.2008., Бюллетень № 36.
- Collins S.L., Moore R.A., McQuay H.J. The Visual Analogue Pain Intensity Scale: What Is Moderate Pain in Millimetres? Pain. 1997; 72: 95-97.
- Cox J.J., Reimann F., Nicholas A.K., Thornton G., Roberts E., Springell K., Karbani G., Jafri H. An SCN9A channelopathy causes congenital inability to experience pain. Nature. 2006; 444(7121): 894-898.
- Cox J.J., Sheynin J., Shorer Z., Reimann F., Nicholas A.K. Zu-bovic L., Baralle M., Parvari R. Congenital insensitivity to pain: novel SCN9A missense and in-frame deletion mutations. Hum Mutat. 2010; 31 (9): 1670-1686.