Генетический полиморфизм ACE I/D как фактор риска развития эссенциальной гипертензии

Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной нарушений здоровья и смертности в настоящее время, при этом этиология этих расстройств включает как генетические особенности, так и факторы окружающей среды. Предполагается, что SNP-варианты компонентов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), которая также действует как ключевой регулятор электролитного баланса, оказывают существенное влияние на сердечно-сосудистый гомеостаз [1, 2]. Результаты изучения генов и трансгенных исследований на мышах выявили критическую роль гена ACE ангиотензин- превращающего фермента (АПФ) в регуляции артериального давления. Это привело к гипотезе о том, что ACE является возможным геном-кандидатом при эссенциальной гипертензии у человека [3].

За последние десятилетия полиморфизмы гена ACE , расположенного в хромосоме 17q23, активно изучались в связи с развитием сердечно-сосудистых осложнений. Инсерционно-делеционный ( I/D ) полиморфизм Alu-элемента размером 287 п.н. в интроне 16 гена ACE привлек значительное внимание в спектре сердечно-сосудистых фенотипов из-за его корреляции с активностью АПФ в сыворотке, одна-

Старкова Ксения Геннадьевна – кандидат биологических наук, заведующий лабораторией иммунологии и аллергологии (e-mail: ; тел.: 8 (342) 236-39-30; ORCID: .

Долгих Олег Владимирович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом иммунобиологических методов диагностики (e-mail: ; тел.: 8 (342) 236-39-30; ORCID: .

Казакова Ольга Алексеевна – младший научный сотрудник лаборатории иммуногенетики (e-mail: ; тел.: 8 (342) 236-39-30; ORCID: .

Легостаева Татьяна Андреевна – врач клинической лабораторной диагностики (e-mail: ; тел.: 8 (342) 236-39-30; ORCID: .

ко связь между ACE I/D и артериальной гипертензией до сих пор остается спорной. Поскольку ассоциации, как правило, различаются в зависимости от пола или этнической группы или в разных социально-экологических условиях, важно учитывать потенциальные генные и генно-средовые взаимодействия [4, 5].

Цель исследования – проанализировать особенности полиморфизма гена ангиотензинпревра-щающего фермента ACE I/D (rs4646994) как фактора риска развития эссенциальной гипертензии.

Материалы и методы. Выполнено обследование взрослого населения Пермского края с диагнозом в соответствии с МКБ-10 I10 «Эссенциальная [первичная] гипертензия», группу наблюдения составили 35 человек, средний возраст – 50,31 ± 1,39 г. Группу сравнения составили 34 человека, относительно здоровые, средний возраст – 48,5 ± 1,36 г. Группы были сопоставимы по полу, возрасту, образу жизни ( р > 0,05).

Все обследованные подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (пересмотр 2013 г.) и одобрено этическим комитетом ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения».

Рассчитывали индекс массы тела по формуле: ИМТ = масса (кг) / рост (м)2. Измеряли систолическое и диастолическое артериальное давление (САД и ДАД) методом сфигмоманометрии.

Исследование биохимических показателей липидного спектра (липопротеины высокой плотности ЛПВП, липопротеины низкой плотности ЛПНП, триглицериды) выполнено с помощью автоматического и полуавтоматического биохимических анализаторов Keylab (BPC+Biosed, Италия) и Humalyzer 2000 (Human GmbH, ФРГ). Показатель липопротеинов очень низкой плотности рассчитывали по формуле ЛПОНП = триглицериды (ммоль/дм3) / 2,2. Инсулин исследовали методом иммуноферментного анализа в соответствии с методикой производителя тест-систем на анализаторе Infinite F50 (Tecan, Австрия). Индекс инсулинорезистентности рассчитывали по формуле HOMA-IR = инсулин (мкМЕ/см3) · глюкоза (ммоль/дм3) / 22,5. Маркеры иммунного механизма регуляции – интерлейкины (IL-1beta, IL-6, TNFalfa), васкулярный эндотелиальный фактор роста (VEGF) – определяли с помощью иммуноферментного анализа на анализаторе ELx808 (BioTek, США).

Полученные результаты анализировали с использованием программного обеспечения Statistica 6.0 (StatSoft, США). Данные представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки среднего (M ± m). В случае отсутствия нормального распределения использовали нормализующую log-трансформацию. Достоверность различий оценивали при сравнении межгрупповых средних значений по t-критерию Стьюдента, различия считали значимыми при уровне р < 0,05. Использовали логистический регрессионный анализ и метод максимального правдоподобия для оценки факторов риска эссенциальной гипертензии, рассчитывали отношение шансов OR (odds ratio) и 95%-ный доверительный интервал (95 % CI), а также относительный риск RR (relative risk) и 95%-ный доверительный интервал (95 % CI).

Для проведения генетического анализа использовали биоматериал со слизистой оболочки ротоглотки, ДНК выделяли сорбентным методом. Полиморфизм ACE I/D (rs4646994) определяли с использованием наборов «SNP-скрин» («Синтол», Россия). Использовали метод полимеразной цепной реакции в режиме реального времени на термоциклере CFX96 (Bio-Rad, США). Обработку данных проводили с помощью программы «Ген Эксперт», использовали логистический регрессионный анализ с построением кодоминантной, доминантной и рецессивной моделей наследования, частоты аллелей и генотипов рассчитывали в соответствии с равновесием Харди – Вайнберга на основе диагностики однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Достоверность различий между группами определяли по точному критерию Фишера, данные по частотам генотипов и аллелей анализировали с расчетом отношения шансов OR (odds ratio) и 95%-ного доверительного интервала (95 % CI ). Различия между группами считали достоверными при р < 0,05.

Все проведенные исследования осуществлялись в аккредитованных лабораториях по стандартным методикам на сертифицированном оборудовании.

Результаты и их обсуждение. Результаты проведенного обследования пациентов с эссенциальной гипертензией показали достоверные различия ( р = 0,000) с группой сравнения по ИМТ, уровню САД и ДАД (табл. 1). Показатели липидного спектра также достоверно изменялись по отношению к данным группы сравнения с повышением уровня ЛПОНП в 1,3 раза при одновременном снижении ЛПВП на 13 % ( р = 0,032–0,037). Содержание триглицеридов было выше в 1,3 раза ( р = 0,036). Показано возрастание уровня инсулина в 1,9 раза относительно данных группы сравнения и, соответственно, повышение индекса HOMA-IR ( р = 0,022–0,035).

Исследование особенностей иммунных механизмов регуляции показало изменение показателей «цитокинового шторма» с повышением IL-6 в 2,2 раза и VEGF в 1,4 раза относительно данных группы сравнения ( р = 0,005–0,018).

Генетическое исследование выявило повышенную в 1,3 раза распространенность D-аллеля гена ACE I/D в группе с эссенциальной гипертензией (табл. 2), носительство которого ассоциировалось с развитием заболевания (OR = 3,16; 95 % CI = 1,08–9,20). Показана адекватность доминантной модели наследования (P = 0,041), при этом доля гетерозигот ID и вариантных гомозигот DD в группе наблюдения составила 80 % против 55,9 % в группе сравнения. Особенности соотношения частот генотипов и алле- лей у обследованных групп соответствовали равновесию Харди – Вайнберга (χ2 = 0,01–2,32; р = 0,13–0,91).

Результаты логистического регрессионного анализа выявили факторы риска, независимо ассоциированные с развитием эссенциальной гипертензии в обследованной группе населения (табл. 3), среди которых высокий уровень значимости межгрупповых различий связан с ЛПОНП – в 6,4 раза, носительством аллеля D ACE I/D – в 3,16 раза, уровнем IL-6 – в 2,37 раза, триглицеридов – в 2,35 раза (p = 0,007–0,030). В то же время проведенная оценка риска формирования эссенциальной гипертензии в группе, ассоциированной с аллелем D ACE I/D, показала достоверную вероятность возникновения заболевания по критерию относительного риска: RR = 1,87; 95 % CI =1,07–3,61.

Таблица 1

Базовые, биохимические и иммунные показатели у обследованных пациентов с эссенциальной гипертензией

Показатель	Референтный уровень	Группа наблюдения	Группа сравнения	p
Возраст, лет	-	50,31 ± 1,39	46,5 ± 1,36	0,060
Пол, мужчины/женщины	-	7/28	4/30	0,513
ИМТ, кг/м2	18,5–24,9	33,34 ± 1,59	24,84 ± 1,04	0,000
САД, мм рт. ст.	120–130	139,41 ± 4,77	119,57 ± 4,06	0,000
ДАД, мм рт. ст.	80–85	87,79 ± 3,10	75,86 ± 2,48	0,000
Инсулин, мкМЕ/см3	2–25	9,61 ± 3,90	5,27 ± 0,80	0,028
Индекс HOMA-IR	0–2,7	2,23 ± 0,99	1,20 ± 0,19	0,041
ЛПВП, ммоль/дм3	1,42–10	1,63 ± 0,12	1,86 ± 0,15	0,024
ЛПНП, ммоль/дм3	0–3,9	3,17 ± 0,23	3,12 ± 0,31	0,783
ЛПОНП, ммоль/дм3	0,26–1,04	0,79 ± 0,14	0,57 ± 0,11	0,014
Тригрицериды, ммоль/дм3	0,3–1,7	1,73 ± 0,30	1,24 ± 0,24	0,014
VEGF, пг/см3	10–700	327,74 ± 62,39	245,61 ± 45,66	0,039
IL-1beta, пг/см3	0–11	1,39 ± 0,31	1,41 ± 0,33	0,917
IL-6, пг/см3	0–10	2,56 ± 0,76	1,21 ± 0,56	0,006
TNFalfa, пг/см3	0–6	3,14 ± 1,29	3,70 ± 1,09	0,509

П р и м е ч а н и е : p – уровень значимости различий группы наблюдения относительно группы сравнения.

Таблица 2

Особенности генетического полиморфизма ACE I/D у обследованных пациентов с эссенциальной гипертензией

Генотип, аллель	Группа наблюдения, %	Группа сравнения, %	P	OR (95 % CI )
Кодоминантная модель
II	20	44,1	0,076	0,32 (0,11–0,92)
ID	51,4	29,4		2,54 (0,94–6,85)
DD	28,6	26,5		1,11 (0,39–3,20)
Частоты аллелей
I	45,7	58,8	0,416	0,59 (0,30–1,16)
D	54,3	41,2		1,70 (0,86–3,33)
Доминантная модель
II	20	44,1	0,041	0,32 (0,11–0,92)
ID+DD	80	55,9		3,16 (1,08–9,20)
Рецессивная модель
II+ID	71,4	73,5	1,0	0,90 (0,31–2,59)
DD	28,6	26,5		1,11 (0,39–3,20)

П р и м е ч а н и е : P – точный критерий Фишера.

Таблица 3

Логистический анализ факторов риска эссенциальной гипертензии у обследованных пациентов

Показатель	OR (95 % CI )	χ2	p
Аллель D ACE I/D	3,16 (1,06–9,39)	4,70	0,030
ИМТ	1,29 (1,13–1,47)	28,93	0,000
ЛПВП	0,24 (0,07–0,85)	5,51	0,019
ЛПОНП	6,40 (1,27–32,33)	6,62	0,010
Тригрицериды	2,35 (1,12–4,95)	6,60	0,010
IL-6	2,51 (1,17–5,39)	8,50	0,004

П р и м е ч а н и е : p – уровень значимости межгрупповых различий; χ² – критерий хи-квадрат с поправкой на правдоподобие.

Выполненное исследование показало, что носительство D -аллеля полиморфизма ACE I/D в обследованной группе населения ассоциировалось с эссенциальной гипертензией на фоне развития дислипидемии и «цитокинового шторма» как факторов риска формирования гипертонии. Полиморфизм ACE I/D связан с возрастанием уровня АПФ в плазме, что повышает концентрацию ангиотензина II, ключевого фактора регуляции периферического сопротивления сосудов, и снижает уровень брадикинина и может являться фактором риска развития сердечно-сосудистой патологии [2, 6].

АПФ является важнейшим ферментом РААС, который вместе с калликреин-кининовой системой обеспечивает поддержание физиологических функций сердца, сосудов и почек посредством регуляции артериального давления, кровотока, гомеостаза и вазомоторной системы. Ангиотензин II является мощным сосудосуживающим средством, который образуется из ангиотензина I с помощью АПФ, влияет на структуры артериальной стенки и потенцирует атеросклероз, стимулируя пролиферацию гладкомышечных клеток и синтез внеклеточного матрикса. Средний уровень АПФ в плазме у носителей DD -генотипа примерно в два раза выше, чем у носителей I -генотипа. Таким образом, присутствие аллеля D указывает на высокую активность АПФ и наоборот. Хотя активность АПФ сильно различается у разных людей, в целом она остается постоянной в разных тканях / органах одного и того же человека, поскольку на нее практически не влияют внешние факторы [7, 8].

Накоплены доказательства ассоциации полиморфизма гена ACE I/D с развитием различных сердечно-сосудистых заболеваний: инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, артериальной гипертензии, атеросклероза, эндотелиальной дисфункции [1, 9]. Показано, что носительство D -аллеля ассоциировалось с более высокими уровнями артериального давления у пациентов, склонностью к кризовому течению гипертонической болезни и достоверно большей выраженностью гипертрофии миокарда левого желудочка, а генотип DD чаще встречался у пациентов с артериальной гипертензией, ишемической болезнью сердца, сахарным диабетом и их осложнениями и наличием таких факторов риска, как гиперлипидемия, курение или семейный анамнез [10, 11].

Гены, ассоциированные с гипертензией, сгруппированы вместе с генами, определяющими ожирение, дислипидемию и инсулинорезистентность, однако механизм влияния РААС на липидный метаболизм недостаточность ясен. Исследования показывают, что адипоциты способны секретировать АПФ, повышение уровня которого стимулирует продукцию ангиотензина II, выработку молекул адгезии и хемокинов, окисление ЛПНП и образование пенистых клеток из макрофагов. Существует связь между ACE DD- генотипом, развитием абдоминального ожирения и повышением риска атеросклероза [6, 12, 13]. Повышенная активность системных и жировых компонентов

РААС рассматривается как потенциальный путь, по которому ожирение может привести к гипертензии и резистентности к инсулину, и посредством которого полиморфизм ACE I/D может быть связан с этими расстройствами [14, 15].

Участие цитокинов в патогенезе артериальной гипертензии связано, прежде всего, с их функцией медиаторов воспаления. Исследования показывают повышение уровней IL-6, IL-1 и TNFalfa в плазме крови больных с артериальной гипертензией по сравнению с нормотензивными пациентами. Существует связь провоспалительных маркеров с регуляторными системами артериального давления, в том числе с РААС. Ангиотензин II способен усиливать синтез TNFalfa и IL-6 через активацию ядерного фактора NF-κB. Показано, что IL-6 принадлежит важная роль в развитии артериальной гипертензии, вызванной хроническим повышением ангиотензина II, в том числе и через индукцию экспрессии его рецепторов [16, 17]. IL-6 способен стимулировать продукцию белков острой фазы воспаления, увеличивать адгезию клеток эндотелия сосудов и концентрацию активных форм кислорода, способствовать атерогенезу через нарушение метаболизма липопротеинов [18].

Одними из механизмов участия воспаления в развитии артериальной гипертензии также считаются эндотелиальная дисфункция и повышение сосудистой реактивности. Воспаление может приводить к нарушению эндотелийзависимой вазодилатации через ослабление экспрессии NO-синтаз и снижение продукции NO посредством таких медиаторов, как TNFalfa и С-реактивный белок. Кроме того, активированные звенья иммунной системы могут повреждать эндотелиальные клетки, запускать процессы ремоделирования в сосудистой стенке, ускоряя развитие атеросклероза и ишемического поражения при артериальной гипертензии [17, 19]. Процессы патологического ангиогенеза реализуются в том числе и при участии VEGF, который рассматривают как потенциальный маркер нарушений, опосредованных гипертонией. Его продукция инициируется ангиотензином II и коррелирует с величиной артериального давления, сердечно-сосудистым риском и ранними микрососудистыми поражениями. Однако повышение уровня VEGF у пациентов с артериальной гипертензией является, скорее, защитным механизмом снижения артериального давления и ассоциировано с эндотелиальной дисфункцией и стимуляцией процессов ангиогенеза при повреждении сосудистой стенки [20].

Следует отметить, что накопленные данные о связи полиморфизма гена ACE I/D с развитием артериальной гипертензии достаточно неоднозначны. Многие исследования показывают существенные различия в распределении полиморфизма гена ACE D/I между разными этническими группами и даже внутри одной этнической группы. В то же время необходимо также учитывать возможность генных взаимодействий и роль эпигенетической изменчиво- сти, в том числе в условиях влияния факторов среды обитания, в формировании наследственной предрасположенности [3, 7, 21–25].

Выводы. Результаты проведенного обследования пациентов с эссенциальной гипертензией позволили установить, что инсерционно-делеционный полиморфизм гена ACE I/D ассоциирован с риском развития эссенциальной гипертензии в обследованной группе (RR = 1,87; 95 % CI =1,07–3,61), при этом показана высокая значимость факторов, сопряженных с развитием дислипидемии и иммунного воспаления (в частности ИМП: OR = 1,29, 95 % CI = 1,13–1,47; IL-6: OR = 2,51, 95 % CI = 1,17–5,39; аллель D гена ACE I/D: OR = 3,16, 95 % CI = 1,09–9,39). Таким об- разом, носительство аллеля D гена ACE может рассматриваться в качестве генетического предиктора эссенциальной гипертензии, однако небольшой размер выборки определяет необходимость дополнительных исследований и, возможно, изучение роли других полиморфизмов РААС и их взаимодействий, которые могут использоваться для решения задач профилактики и мониторинга формирования эссенциальной гипертензии.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.