Персонализированные аспекты развития идиопатического коксартроза

Коксартроз является наиболее распространенным заболеванием суставов [1, 2] и в 60 % случаев приводит к снижению работоспособности, в 11,5 % – к инвалидности и почти в 80 % – к необходимости проведения первичной артропластики сустава, что свидетельствует о высокой медицинской и социальной значимости данного заболевания, которое не только значительно ухудшает качество жизни больного, но и приводит к большим социально-экономическим затратам [3, 4].

Предвидение возможного развития данного заболевания и при необходимости проведение превентивных профилактических мер является важным аспектом современной медицины [5].

К настоящему времени многими исследователями ведутся поиски маркеров развития остеоартроза [6, 7, 8, 9, 10, 11], однако, к сожалению, «идеального» диа- гностического показателя до сих пор не выявлено.

Согласно исследованиям последних лет, ведущая роль в развитии заболеваний отводится наследственным факторам. Генетически обусловленная продукция белков оказывает значимое влияние на развитие целого ряда патологических состояний, в том числе и развитие остеоартрозов [11]. Вследствие вышесказанного, выявление ассоциации той или иной патологии с определенным генотипом, в конечном итоге, позволит создать базу данных (генетический паспорт) и своевременно осуществлять необходимые профилактические мероприятия, тем самым предотвращать развитие заболеваний и/или осложнений [12].

Цель исследования – выявить персонализированные прогностические критерии развития идиопатического остеоартроза тазобедренного сустава.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование проводилось согласно этическим принципам, предъявляемым Хельсинкской Декларацией Всемирной Медицинской Ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (1964, 2011 – поправки) и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ 19.06.2003 г. № 266.

В качестве объекта исследования использованы образцы периферической крови 100 неродственных пациентов в возрасте 61,3 ± 8,5 лет с идиопатическим остеоартрозом тазобедренного сустава III–IV стадии, русской национальности, проживающих на территории Забайкальского края и получивших высокотехнологичную медицинскую помощь (тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава) в травматологическом отделении НУЗ «Дорожная клиническая больница на ст. Чита-2». Контрольная группа была представлена 100 пациентами без патологии суставов аналогичного возраста (60 ± 8,3 года), национальности и ареала проживания. Критерии исключения – другие виды остеоартрозов (посттравматические, ревматоидные, подагрические и пр.), острые и хронические воспалительные заболевания в стадии обострения, остеопороз.

Для генетических исследований выбирали точко-вую мутацию TLR2 в позиции 753 (Arg > Gln), мутацию TLR6 в позиции 249 (Ser > Pro), мутацию FCGR2A в позиции 166 (His > Arg), мутацию DEFB1 в позиции 52 (G > A), мутацию DEFB1 в позиции 20 (G > A), мутацию TGFb1 в позиции 25 (Arg > Pro), мутацию TNFα в позиции 308 (G > А) и мутацию IL4 в позиции 589 (C > T). Амплификацию фрагмента исследуемых генов проводили в термоцикле (модель Ре «Бис» – М111 (ООО «Бис-Н», г. Новосибирск). В работе использовали стандартные наборы праймеров научно-производственной фирмы «Литех»-«SNP» (Москва). Визуализацию продуктов амплификации выполняли с помощью электрофореза в 3 % агарозном геле с добавлением бромистого этидия в проходящем ультрафиолетовом свете [12].

Исследования осуществляли при поступлении пациентов в стационар. Полученные данные обработаны с помощью пакета программ «Microsoft Office Exel 2010» и «BIOSTAT». Для описания характера распределения количественных признаков определялись средние величины (М), стандартные отклонения (SD). Для анализа групп по качественному бинарному признаку применялся критерий χ2. Для сравнения количественных показателей использовали критерий Манна-Уитни. Степень риска развития событий оценивали по величине отношения шансов (odd ratio (OR)) с расчетом для него 95 % доверительного интервала (CI). Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ДИСКУССИЯ

Распределение носительства генотипов исследуемых полиморфизмов представлено в таблице.

Зафиксировано, что не все исследуемые мутантные генотипы имели статистическую значимость различий между группой пациентов с идиопатическими коксар-трозами и группой контроля: генотип -166Arg/Arg гена FCGR2A (χ2 – 99,2, p<0,0001, OR – 255,2); генотип -52А/ А гена DEFB1 (χ2 – 58,7, p < 0,0001, OR – 11,2); генотип -20А/А гена DEFB1 (χ2 – 42,2, p < 0,0001, OR – 8,3); генотип -589Т/Т гена IL4 (χ2 – 49,7, p < 0,0001, OR – 25,2) (таблица).

При детальном персонифицированном анализе состава выявленных полиморфизмов в группе с коксартро-зами отмечено, что при одновременном носительстве 3 и 4 мутантных гомозигот исследуемых полиморфизмов отмечается более раннее развитие заболевания (до 40 лет) и его быстрое прогрессирование, в то время как у лиц контрольной группы носительство 2 и более мутантных гомозигот изучаемых SNP генов не выявлено.

Обнаружено, что FCGR2A (CD32) входит в группу рецепторов для Fc – конца иммуноглобулинов класса G. Данный рецептор локализован на моноцитах, гранулоцитах, эозинофилах, макрофагах и В-лимфоцитах и способствует взаимодействию с иммуноглобулинами и, как следствие, приводит к развитию ответной реакции в виде активации макрофагов, сопровождаемой синтезом цитокинов и других биологически активных молекул. Работ по изучению влияния полиморфизма гена FCGR2A(His166Arg) на развитие остеоартрозов нами не выявлено, однако отмечено, что сочетанное носительство генотипа -166Arg/Arg гена FCGR2A с генотипом -159С/С гена СD14 у пациентов с гриппом AH1N1 приводило к молниеносному течению и летальному исходу [13].

В последнее время большое внимание уделяется изучению факторов врожденного иммунитета, в частности противомикробным пептидам, к которым относятся дефенсины. β-дефенсины обладают широким спектром противобактериальной, противовирусной и противогрибковой активности, участвуют в хемотаксисе, в индукции адаптивного иммунитета, в созревании дендритных клеток и пр. β-дефенсин 1 кодируется геном DEFB1, который локализуется на коротком плече хромосомы 8 в локусе 8p22-23 в кластере β-дефенсинов. Полиморфизм гена DEFB1 может быть ассоциирован с выраженностью продукции ß-дефенсина 1 на уровне слизистых оболочек, поэтому данным полиморфизмом можно объяснить различную восприимчивость к заболеваниям инфекционного генеза [14].

Установлено, что полиморфные маркеры DEFB1 (-20G/A, -44C/G, -52G/A) ассоциированы с широким спектром заболеваний (ВИЧ-1-инфекцией, сепсисом, инфекцией, вызванной C. albicans, P. aeruginosa и др.). Таким образом, можно сделать предположение, что полиморфные маркеры могут быть связаны со сниженными (неполноценными) реакциями врожденного иммунитета за счет дефектов в генах, что приводит к снижению экспрессии дефенсинов и, тем самым, способствует уменьшению защиты на уровне слизистых оболочек и развитию патологии [15].

Показано, что наличие гомозиготного генотипа -589Т/Т гена IL4 сопровождается сниженной продукцией цитокина IL-4, что, в свою очередь, способствует длительному сохранению повышенного содержания провоспалительных цитокинов, и соответственно, прогрессированию воспаления, что неумолимо приводит к деструктивным процессам в тканях [16].

Таблица

Значения SNP исследуемых генов в развитии идиопатического коксартроза (χ2)

Генотип	Группа контроля (n = 100)	Группа c идиопатическим коксартрозом (n = 100)	OR [95 % CI]	Исход
SNP гена TLR2(Arg753Gln)
Arg/Arg	65 (65 %)	84 (84 %)*	2,83 [1,44–5,55]	Благоприятный
Arg/Gln	35 (35 %)	16 (16 %)*	0,35 [0,18–0,69]	Благоприятный
Gln/Gln	–	–	1,0 [0,02–50,89]	Неблагоприятный
SNP гена TLR6 (Ser249Pro)
Ser/Ser	4 (4 %)	9 (9 %)	2,37 [0,71–7,98]	Благоприятный
Ser/Pro	54 (54 %)	38 (38 %)	0,52 [0,3–0,92]	Благоприятный
Pro/Pro	42 (42 %)	53 (53 %)	1,56 [0,89–2,72]	Неблагоприятный
SNP гена FCGR2A(His166Arg)
His/His	68 (68 %)	10 (10 %)*	0,05 [0,02–0,11]	Благоприятный
His/Arg	32 (32 %)	34 (34 %)*	1,09 [0,61–1,97]	Благоприятный
Arg/Arg	–	56 (56 %)*	255,2 [15,4–4223]	Неблагоприятный
SNP гена DEFB1(G52A)
G/G	54 (54 %)	12 (12 %)*	0,12 [0,06–0,24]	Благоприятный
G/A	35 (35 %)	30 (30 %)*	0,8 [0,44–1,44]	Благоприятный
A/A	11 (11 %)	58 (58 %)*	11,2 [5,32–23,5]	Неблагоприятный
SNP гена DEFB1(G20A)
G/G	52 (52 %)	19 (19 %)*	0,22 [0,11–0,41]	Благоприятный
G/A	36 (36 %)	28 (28 %)*	0,69 [0,38–1,26]	Благоприятный
A/A	12 (12 %)	53 (53 %)*	8,3 [4,0–17]	Неблагоприятный
SNP гена TGFb1(Arg25Pro)
Arg/Arg	60 (60 %)	67 (67 %)	1,35 [0,76–2,41]	Благоприятный
Arg/Pro	28 (28 %)	25 (25 %)	0,86 [0,46–1,61]	Благоприятный
Pro/Pro	12 (12 %)	8 (8 %)	0,64 [0,25–1,63]	Неблагоприятный
SNP гена TNFα(G308А)
G/G	73 (73 %)	73 (73 %)	1,0 [0,54–1,87]	Благоприятный
G/A	27 (27 %)	26 (26 %)	0,95 [0,51–1,78]	Благоприятный
A/A	–	1 (1 %)	3,0 [0,12–75,3]	Неблагоприятный
SNP гена IL4(C589T)
C/C	73 (73 %)	29 (29 %)*	0,15 [0,08–0,28]	Благоприятный
C/T	25 (25 %)	37 (37 %)*	1,76 [0,96–3,24]	Благоприятный
T/T	2 (2 %)	34 (34 %)*	25,2 [5,86–108,7]	Неблагоприятный

Примечание: * – статистическая значимость различий по сравнению с группой контроля (при р < 0,05).

Прогнозирование идиопатического коксартроза иллюстрируется следующими клиническими наблюдениями.

Клиническое наблюдение № 1 . Пациент И., 58 лет, госпитализирован на плановое оперативное лечение с диагнозом: идиопатический коксартроз справа III-IV ст., слева I-II ст. НФС I-II ст. Коксалгия справа (МКБ-10 – М16.1) (рис. 1). Сопутствующая патология: атеросклероз аорты, мозговых артерий, симптоматическая гипертензия. При поступлении пациенту произведено исследование SNP гена FCGR2A(His166Arg), SNP гена DEFB1(G52A), SNP гена DEFB1(G20A) и SNP гена IL4(C589T). Установлено, что пациент является носителем генотипа -166Arg/Arg гена FCGR2A, генотипа -52G/А гена DEFB1, генотипа -20G/G гена DEFB1 и генотипа -589Т/Т гена IL4, что подтверждает наши доводы о влиянии сочетания исследуемых мутантных гомозигот на развитие коксартроза.

Клиническое наблюдение № 2. Пациент Д., 38 лет, госпитализирован на плановое оперативное лечение с диагнозом: идиопатический двусторонний коксартроз IV ст., НФС III ст. Коксалгия больше слева (МКБ-10 – М16.1) (рис. 2). В первые сутки пациенту произведено исследование SNP гена FCGR2A(His166Arg), SNP гена DEFB1(G52A), SNP гена DEFB1(G20A) и SNP гена IL4(C589T). Установлено, что пациент является носителем 4 мутантных гомозигот исследуемых генов: генотипа -166Arg/Arg гена FCGR2A, генотипа -52А/А гена DEFB1, генотипа -20А/А гена DEFB1 и генотипа -589Т/Т гена IL4, что может свидетельствовать о влиянии носительства трех и более мутантных гомозигот на более раннее и быстро прогрессирующее течение данного заболевания.

Клиническое наблюдение № 3 . Резидент из группы контроля В., 50 лет, имеющийся диагноз: ЖКБ. Хронический калькулезный холецистит, ремиссия. Атеросклероз аорты, мозговых артерий. Симптоматическая гипертензия. Каких-либо симптомов и синдромов поражения суставов не выявлено (рис. 3). При исследовании у данного человека SNP гена FCGR2A(His166Arg), SNP гена DEFB1(G52A), SNP гена DEFB1(G20A) и SNP гена IL4(C589T) зафиксировано носительство только 1 мутантной гомозиготы исследуемых генов – генотип -20А/А гена DEFB1. Данный факт свидетельствует о низкой предрасположенности к развитию коксартроза.

К линическое наблюдение № 4 . Резидент из группы контроля М., 60 лет, имеющийся диа-гноз: ИБС. Прогрессирующая стенокардия напряжения II ф. кл. Н2А. Атеросклероз аорты, мозговых артерий. Симптоматическая гипертензия. Каких-либо симптомов и синдромов поражения суставов не зарегистрировано (рис. 4). При исследовании у данного пациента SNP гена FCGR2A(His166Arg), SNP гена DEFB1(G52A), SNP гена DEFB1(G20A) и SNP гена IL4(C589T) носительства мутантных гомозигот изучаемых генов не выявлено.

Рис. 1. Рентгенограмма таза в прямой проекции. Идиопатический коксартроз III-IV ст. справа, II ст. слева

Рис. 2. Рентгенограмма таза в прямой проекции. Идиопатический двусторонний коксартроз IV ст.

Рис. 3. Рентгенограмма таза в прямой проекции у пациента В. без патологии тазобедренных суставов

Рис. 4. Рентгенограмма таза в прямой проекции пациента М. без патологии тазобедренных суставов

Таким образом, выявление генотипа -166Arg/Arg гена FCGR2A, генотипа -52А/А гена DEFB1, генотипа -20А/А гена DEFB1 и генотипа -589Т/Т гена IL4 у резидентов позволяет прогнозировать развитие идиопатического коксартроза, что санкционирует возможность проведения превентивных профилактических мероприятий и предотвращения развития данного социально значимого заболевания.

ВЫВОДЫ

• 1.    Определение SNP генов – FCGR2A (His166A), DEFB1 (G52A), DEFB1(G 20A) и IL-4 (C589 T) позволяет предвидеть развитие коксартроза при наличии сочетания носительства как минимум 2 их мутантных гомозигот.

• 2.    При выявлении носительства 3 и более мутантных гомозигот SNP генов – FCGR2A (His166A), DEFB1 (G52A), DEFB1(G 20A) и IL-4 (C589 T) отмечается раннее и быстро прогрессирующее течение идиопатического коксартроза.