Полиморфизм гена интерлейкина-18 у беременных с преждевременными родами
Автор: Кузнецова Н.Б., Буштырева И.О., Гугуева А.В., Оксенюк О.С., Машкина Е.В., Дмитриева М.П.
Журнал: Вестник Национального медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова @vestnik-pirogov-center
Рубрика: Оригинальные статьи
Статья в выпуске: 2 т.15, 2020 года.
Бесплатный доступ
Цель: изучить влияние полиморфных вариантов -137G>C (rs187238), -607G>T (rs1946518), -656A>C (rs5744228) промотора гена IL18 в развитии преждевременного разрыва плодных оболочек в сроке гестации 22-27,6 недель. Материалы и методы. В исследование включено 45 беременных женщин, которые находились на обследовании и лечении в ГБУ РО «Перинатальный центр». Было сформировано 2 группы: в 1-ю группу вошла 31 пациентка с преждевременным разрывом плодных оболочек, 2-ю (контрольную) группу составили 14 женщин с клинически нормально протекающей беременностью. Группы были сопоставимы по акушерскому анамнезу. Из исследования были исключены случаи многоплодной беременности, хромосомной патологии, врожденных пороков развития у плода, а также беременность после вспомогательных репродуктивных технологий. Проведено генотипирование по аллельным вариантам гена интерлейкина-18: IL18 -137G>C, -607G>T, -656A>C, а также определение концентрации интерлейкина-18 в периферической крови. Результаты. Было выявлено, что среди пациенток с преждевременным разрывом плодных оболочек повышена частота лиц, имеющих полиморфизм -656A>C (rs5744228) гена IL18, что ассоциировано с увеличением уровня интерлейкина-18 в сыворотке крови. Заключение. Отмечается вероятная связь полиморфизма -656A>Cгена IL18 с развитием ПРПО. Выявление носительства указанного полиморфного варианта гена у женщин в группе риска по развитию ПРПО может служить в качестве предиктивного маркера, что позволит своевременно наметить тактику ведения беременности и разработать профилактические мероприятия.
Преждевременный разрыв плодных оболочек, преждевременные роды, полиморфизм гена, цитокины
Короткий адрес: https://sciup.org/140257740
IDR: 140257740 | DOI: 10.25881/BPNMSC.2020.18.20.014
Текст научной статьи Полиморфизм гена интерлейкина-18 у беременных с преждевременными родами
Актуальность
Сохраняющаяся на высоком уровне частота осложнений беременности, в генезе которых значительная роль принадлежит воспалительному компоненту, диктует необходимость поиска новых технологий в предикции данных состояний. К одному из наиболее грозных осложнений беременности относится преждевременный разрыв плодных оболочек (ПРПО) при недоношенной беременности.
Фетоплацентарная система является неотъемлемым звеном в генерировании как физиологически протекающих процессов при беременности, так и в развитии гестационных осложнений. Известно, что немаловажная роль в генезе ПРПО принадлежит наследственным факторам. Генный полиморфизм факторов, формирующих фетоплацентарную систему, в ряде случаев определяет особенности функционирования этой системы [1].
В норме при беременности соблюдается оптимальное равновесие провоспалительных (вырабатываемых Th1-клетками) и противовоспалительных (вырабаты-

ваемых Th2-клетками) цитокинов в фетоплацентарном комплексе [2].
Иммунологические нарушения, возникающие при ПРПО, могут быть обусловлены особенностями генотипа, в том числе и по генам цитокинов, которые кодируют молекулы эндогенных медиаторов межклеточных взаимодействий. Дисрегуляция в каскадных механизмах работы цитокинов, обусловленная, в том числе и особенностями генотипа, может приводить к формированию неблагоприятных для развития беременности условий [3].
Уровень экспрессии провоспалительных цитокинов во многом определяется генетически. В связи с этим, изучение полиморфной структуры цитокиновой сети, расшифровка механизмов регуляции функциональной активности клеток иммунной системы и генетического контроля иммунного ответа может приблизить нас к решению проблемы предикции осложнений беременности, ассоциированных с воспалительным фактором.
Для многих генов про- и противовоспалительных цитокинов известны замены одиночных нуклеотидов (SNP, от англ. Single Nucleotide Polymorphism), которые располагаются в регуляторных участках генов и оказывают влияние на транскрипторную активность, соответственно увеличивая или уменьшая уровень цитокина в плазме крови [4; 5; 6].
Интерлейкин-18 (ИЛ-18) является одним из основных иммунорегулирующих цитокинов, участвующих в противовоспалительной защите организма. ИЛ-18 стимулирует продукцию ИФ γ , ФНО α , ИЛ-1, ИЛ-2, молекул адгезии и факторов апоптоза, увеличивает пролиферативную активность Т-лимфоцитов, повышает литическую активность НК-клеток. Таким образом, ИЛ-18 участвует в формировании клеточного и гуморального, врожденного и приобретенного иммунного ответов [7]. У человека ген IL18 расположен в хромосоме 11q22.2-g22.3.
Цель исследования : изучить влияние полиморфных вариантов - 137G>C (rs187238), - 607G>T (rs1946518), - 656A>C (rs5744228) промотора гена IL18 в развитии ПРПО в сроке гестации 22–27,6 недель.
Материалы и методы
В исследование было включено 45 беременных женщин, которые находились на обследовании и лечении в ГБУ РО «Перинатальный центр».
Все женщины были разделены на 2 группы: в 1-ю группу вошла 31 пациентка с ПРПО в сроки 22-27,6 недель, 2-ю (контрольную) группу составили 14 женщин с клинически нормально протекающей беременностью в аналогичные сроки.
Всем беременным было проведено генотипирование полиморфных локусов гена интерлейкина -18: IL18 -137G>C, -607G>T, -656A>C , а также определение концентрации IL-18 в периферической крови.
Забор крови у пациенток 1-й группы осуществлялся при поступлении в отделение патологии беременных ГБУ РО ПЦ до начала антибактериальной терапии, у пациен- ток 2-й группы - на амбулаторном этапе в эквивалентные сроки беременности.
Образцы крови, забранные в вакуумные пробирки с активатором свертывания, центрифугировали, полученную сыворотку аликвотировали и хранили при -70 °C. После однократного размораживания методом иммуноферментного анализа определяли концентрацию IL-18 в сыворотке крови коммерческими наборами (АО «Вектор Бест», Россия) с использованием анализатора Wallac 1420 Multilaber Counter (Victor-2) («PerkinElmer», Финляндия).
Выделение геномной ДНК из периферической венозной крови, стабилизированной ЭДТА, проводили с помощью комплекта реагентов «ПРОБА–ГС–ПЛЮС» («ДНК-Технология», Россия). Коммерческими наборами («ДНК-Технология», Россия) определяли однонуклеотидные замены: - 137G>C (rs187238), - 607G>T (rs1946518), - 656A>C (rs5744228) гена IL18 методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени с помощью детектирующего амплификатора «ДТлайт» («ДНК-Технология», Россия).
У всех пациентов предварительно было получено информированное согласие на проведение данного исследования.
Средний возраст беременных в 1-й группе составил 31,0±4,84 год, в группе контроля 29,2±4,56 лет (U-критерий Манна-Уитни р>0,05), группы сопоставимы. Беременные обеих клинических групп были сопоставимы по акушерскому анамнезу. Из исследования были исключены случаи многоплодной беременности, хромосомной патологии, врожденных пороков развития у плода, а также беременность после вспомогательных репродуктивных технологий.
Результаты
В результате исследования установлено, что у беременных с ПРПО (1-я группа) отмечалось статистически значимое повышение уровня ИЛ-18 в сыворотке крови по сравнению с уровнем данного цитокина у беременных 2-й группы (271±63,1 против 116±10,6, р = 0,0001) (табл. 1).
Нами был проведен анализ распределения частот аллелей (табл. 2) и генотипов (табл. 3) по SNP гена интерлейкина 18: - 137G>C (rs187238), - 607G>T (rs1946518), - 656A>C (rs5744228) у 31 женщины в основной группе (1-я) и у 14 женщин группы контроля (2-я группа).
Распределение частот генотипов для полиморфных локусов - 137G>C (rs187238) и - 656A>C (rs5744228) гена
Табл. 1. Уровень интерлейкина-18 в периферической крови беременных с ПРПО и в контрольной группе
Уровень цитокина в периферической крови |
1 группа (n = 31) |
2 группа (n = 14) |
Р-value |
ИЛ-18, пг/мл |
271±63,1 |
116±10,6 |
0,0001 |
Примечание : сравнение в группах осуществлялось с помощью критерия Манна-Уитни.
Табл. 2. Частота аллелей по SNP гена интерлейкина-18 ( -137G>C (rs187238), -607G>T (rs1946518), -656A>C (rs5744228)) у беременных с ПРПО и в контрольной группе
Ген, SNP, аллель |
Группа 1 (n = 31) |
Группа 2 (n = 14) |
Р-value |
Полиморфный локус -137G>C (rs187238) |
|||
G |
0,18 |
0,18 |
0,99 |
C |
0,82 |
0,82 |
|
Полиморфный локус -656A>C (rs5744228) |
|||
А |
0,71 |
0,96 |
0,014 |
С |
0,29 |
0,04 |
|
Полиморфный локус -607G>T (rs1946518) |
|||
G |
0,26 |
0,07 |
0,08 |
T |
0,74 |
0,93 |
Примечание : сравнение групп по частоте встречаемости аллели осуществлялось с помощью точного теста Фишера.
IL18 в обеих исследуемых группах женщин соответствовало равновесию Харди-Вайнберга. Для частот генотипов по SNP - 607G>T (rs1946518) равновесие Харди-Вайнберга не соблюдается.
Характер распределение частот аллелей полиморфного локуса - 137G>С гена IL18 одинаков в двух группах женщин, включенных в исследование. Однако, выявлено значимое отличие в распределении частот аллелей полиморфизма - 656A>C гена IL18 (табл. 2).
Так, в 1-й группе женщин частота встречаемости аллели - 656C гена IL18 составила 0,29, что статистически значимо выше по сравнению с частотой аллели - 656C в группе 2 (р = 0,014), (табл. 2). Наличие однонуклеотидной замены в промоторном участке может изменять эффективность транскрипции гена, что приводит к изменению уровня продукции интерлейкина-18.
Как видно из таблицы 3 распределение частот генотипов по исследуемому полиморфизму - 656А>С гена IL18 среди женщин двух групп, включенных в исследование, статистически значимо отличаются.
В группе контроля гомозиготами по аллели - 656А гена IL18 являлись 92,9% женщин. В группе женщин с преждевременным разрывом плодных оболочек число гомозигот - 656АА гена IL18 составило 51,6%, а доля гетерозигот по полиморфизму - 656А>С выше по сравнению со 2-й группой (38,7 % против 7,1%). Для гомозигот - 656АА гена IL18 выявлено снижение риска развития ПРПО [(OR = 0,08 (95% CI 0,01-0,706)].
Обсуждение полученных результатов
Иммунный ответ имеет индивидуальные особенности у каждого из индивидуумов, при встрече с патологическими агентами может включаться как гуморальный, так и клеточный иммунитет, что имеет большое значение в реализации воспалительного процесса и защите макроорганизма в целом.
Как мы знаем, физиологически протекающая беременность сопровождается реализацией провос-палительных и противовоспалительных цитокинов в фетоплацентарной области.
Табл. 3. Частота генотипов по полиморфным вариантам гена интерлейкина-18 ( -137G>C (rs187238), -607G>T (rs1946518), -656A>C (rs5744228)) у беременных с ПРПО и в контрольной группе
Ген, SNP, генотип |
Группа 1 (n = 31) Группа 2 (n = 14) |
Р-value |
|
Полиморфный локус -137G>C (rs187238) |
|||
GG |
0 (0%) |
0 (0%) |
0,99 |
GC |
11 (35,5%) |
5 (35,7%) |
|
CC |
20 (64,5%) |
9 (64,3%) |
|
Полиморфный локус -656A>C (rs5744228) |
|||
AA |
16 (51,6) |
13 (92,9%) |
0,027 |
AC |
12 (38,7%) |
1 (7,1%) |
|
CC |
3 (9,7%) |
0 (0%) |
|
Полиморфный локус -607G>T (rs1946518) |
|||
GG |
5 (16,2%) |
1 (7,1%) |
0,069 |
GT |
6 (19,3%) |
0 (0%) |
|
TT |
20 (64,5%) |
13 (92,9%) |
Примечание : сравнение групп по частоте встречаемости генотипа осуществлялось с помощью точного теста Фишера.
Цитокины являются биологически-активными эндогенными медиаторами, обеспечивающими обмен информацией между различными клетками внутри одного органа и формировании связи между органами и системами, как в физиологических условиях, так и при воздействии патогенных факторов [7].
При патологических состояниях уровень цитокинов резко возрастает, тогда как для реализации биологических эффектов при нормально протекающей беременности их выработка происходит в минимальных количествах.
Согласно данным литературы различия в генах, контролирующих защитные реакции организма, могут оказывать влияние на уровень продукции цитокинов и, в свою очередь, на развитие и реализацию иммунного ответа.
Анализ на полиморфизм генов цитокинов – это молекулярно-генетическое исследование, которое позволяет обнаружить носительство у пациентки аллельных вариантов генов, при наличии которых возможно изменение уровня цитокинов.
Отдельные аллельные варианты генов цитокинов могут быть ассоциированы с изменением синтеза соответствующего белкового продукта, что также оказывает влияние на характер течения, возникновение определенных осложнений заболевания.
Так, в нашем исследовании при изучении уровня интерлейкина-18 в сыворотке крови пациенток с преждевременным разрывом плодных оболочек отмечалось статистически значимое увеличение концентрации белка по сравнению с пациентками из группы контроля (271±63,1 против 116±10,6, р = 0,0001).
Важно отметить, что в функционально-активных участках промотора гена ИЛ-18 обнаружено несколько одиночных нуклеотидных замен, которые могут влиять на продукцию ИЛ-18. Поэтому уровень продукции ИЛ-18 может быть обусловлен генетическими механизмами [8].
Изучив частоту встречаемости аллелей и генотипов полиморфных локусов гена интерлейкина-18, нами были выявлены значимые отличия по полиморфизму - 656A>C гена IL18 . Среди женщин 1-й группы (ПРПО) частота встречаемости мутантной аллели - 656С статистически значимо выше по сравнению с группой 2 (контроль) (р = 0,014). Генотип - 656CC полиморфизма гена IL18 является генотипом высокого риска для развития ПРПО.
Выявленные в нашем исследовании отличия в частотах аллелей и генотипов по гену цитокина ИЛ-18 между группами женщин с ПРПО и нормально протекающей беременностью предполагают изменения в определенных звеньях цитокинового каскада. Можно предположить, что первичным звеном в нарушении нормального баланса цитокинов может выступать нарушение уровня экспрессии белка (а именно ИЛ-18) ввиду носительства мутантного варианта гена.
Согласно Цитокиновой теории заболеваний состояние здоровья и благополучия в организме в целом характеризуется постоянной сбалансированной продукцией цитокинов на низком уровне, что необходимо для поддержания гомеостаза. В свою очередь при сверхпродукции некоторых цитокинов могут возникать различные патологические состояния и заболевания, тяжесть которых варьирует от легкой до фатальной [7; 9; 10].
Таким образом, крайне важно определение наследственной генетической предрасположенности для понимания молекулярных механизмов развития воспалительных реакций в организме.
Выводы
Данные нашего исследования показали вероятную связь полиморфизма - 656A>C гена IL18 с развитием ПРПО. Выявление носительства указанного полиморфного варианта гена у женщин в группе риска по развитию ПРПО может служить в качестве предиктивного маркера, что позволит своевременно наметить тактику ведения беременности и разработать профилактические мероприятия.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов (The authors declare no conflict of interest).
Список литературы Полиморфизм гена интерлейкина-18 у беременных с преждевременными родами
- Александрова Н.В., Донников А.Е. Акушерские осложнения при беременности высокого риска. Возможности прогнозирования // Вестник РУДН. Серия: Медицина. Акушерство и гинекология. - 2012. - №5. - С. 104-108.
- Aleksandrova NV, Donnikov AE. Akusherskie oslozhneniya pri beremennosti vysokogo riska. Vozmozhnosti prognozirovaniya. Vestnik RUDN. Seriya: Medicina. Akusherstvo i ginekologiya. 2012;(5):104-108. (In Russ).
- Cухих Г.Т., Ванько Л.В. Иммунные факторы в этиологии и патогенезе осложнений беременности // Акушерство и гинекология. - 2012. - №1. - С. 128-136.
- Sukhikh GT, Vanko KV. Immune factors in the etiology and pathogenesis of pregnancy complications. Obstetrics and Gynecology. 2012;(1):128-136. (In Russ).
- Daher S, Mattar R, Gueuvoghlanian-Silva BY, Torloni MR. Genetic polymorphisms and recurrent spontaneous abortions: an overview of current knowledge. Am J Reprod Immunol. 2012;(67):341-347. DOI: 10.1111/j.1600-0897.2012.01123.x
- Ризванова Ф.Ф., Пикуза О.И. Генетическая диа-гностика: полиморфизм генов цитокинов // Практическая медицина. - 2010. - №45. - С. 41-42.
- Rizvanova FF, Pikuza OI. Genetic diagnosis: polymorphism of cytokine genes. Prakticheskaya meditsina. 2010;(45):41-42. (In Russ).
- Силков А.Н., Шкаруба Н.С., Горева Е.П., и др. Аллельный полиморфизм и альтернативный сплай-синг в системе цитокинов. В кн.: Иммунопатогенез и иммунотерапия основных заболеваний человека: от эксперимента к клинике. / Под ред. В.А. Козлова, С.В. Сенникова. - Новосибирск: НГМУ, 2011. - С. 46-48.
- Silkov AN, Shkaruba NS, Goreva EP, et al. Allelic polymorphism and alternative splicing in the cytokine system. In: Immuno pathogenesis and immunotherapy of major human diseases: from the experiment to the clinic. Ed by V.A. Kozlov, S.B. Sennikov. Novosibirsk; 2011. р. 46-48. (In Russ).
- Цыган В.Н., Иванов А.М., Камилова Т.А., и др. Генный полиморфизм иммуногенетической сиг-нальной системы // Журнал инфектологии. - 2011. - Т.3. - №2. - С. 21-27.
- Tsygan VN, Ivanov AM, Kamilova TA. Genetic polymorphism of immunogenic signaling system. Zhurnal infektologii. 2011;3(2):21-27. (In Russ).
- Сташкевич, Д.С. Актуальные вопросы иммунологии: система цитокинов, биологическое значение, генетический полиморфизм, методы определения. - Челябинск: Цицеро, 2016.
- Stashkevich DS. Aktual'nye voprosy immunologii: sistema tsitokinov, biologicheskoe znachenie, geneticheskii polimorfizm, metody opredeleniya. Chelyabinsk: Tsitsero; 2016. (In Russ).
- Якушенко В.Е. Интерлейкин-18. Биологические эффекты и перспективы клинического применения: Дис. … д-ра мед. наук. - Новосибирск; 2012.
- Yakushenko VE. Interlejkin-18. Biologicheskie effekty i perspektivy klinicheskogo primeneniya. [dissertation] Novosibirsk; 2012. (In Russ).
- Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе инфекционных и неинфекионных заболеваний человека // Медицинский академический журнал. - 2013. - Т.1. - №3. - С. 18-41.
- Simbirtsev AS. Cytokines in the pathogenesis of infectious and noninfectious human diseases. Medical Academic Journal. 2013;13(3):18-41. (In Russ).
- Tengvall S, Chе KF, Lindén A. Interleukin-26: an emerging player in host defense and inflammation. J Innate Immun. 2016;8(1):15-22. DOI: 10.1159/000434646