Полиморфизмы генов ESR1 и CYP19A1 у женщин постменопаузального возраста с остеоартритом коленных суставов

Остеоартрит (ОА) коленных суставов относится к широко распространённым заболеваниям костномышечной системы. Заболеваемость гонартритом существенно нарастает после 40–50 лет. Причём женщины в постменопаузальном периоде болеют ОА коленных суставов в 1,8–5,7 раза чаще, чем мужчины аналогичного возраста [1, 2].

Остеоартрит является актуальной междисциплинарной проблемой. Пациенты с гонартритом могут наблюдаться у врачей различных специальностей – травматологов-ортопедов, терапевтов, врачей общей практики, ревматологов и др. По результатам опроса 489 врачей Франции, Германии, Италии, Испании и Великобритании установлено, что врач травматолог-ортопед курирует от 20,4 до 35,5% пациентов с ОА [3]. Специалисты данного профиля имеют компетенции для своевременной и качественной диагностики поражения суставов. Травматолог-ортопед обеспечивает и эффективные подходы в лечении пациентов с гонартритом, назначая патогенетически обоснованную медикаментозную терапию. Только травматологи-ортопеды способны выполнять хирургические вмешательства и эндопротезирование, адекватно подбирать такие немедикаментозные методы лечения, как лечебная гимнастика, кинезиотерапия, коррекция нарушений биомеханики суставов.

В настоящее время всё большее внимание уделяется профилактической направленности медицинской помощи. Профилактические меры особенно актуальны как в отношении здоровых лиц, имеющих высокий риск развития ОА суставов, так и для пациентов с начальными стадиями заболевания. Тем не менее, по оценкам практических врачей, диспансеризация пациентов с гонартритом выполняется либо недостаточно, либо вообще отсутствует [4]. Поэтому травматологи-ортопеды, также как и врачи других специальностей, должны иметь и использовать в своей практике эффективные методы как прогнозирования и предупреждения заболевания, так и стабилизации процесса, подавления прогрессирования деструктивных изменений в тканях сустава.

При разработке, совершенствовании и внедрении в практическое здравоохранение профилактических мер необходимо пользоваться возможностями и достижениями персонализированной медицины, которая, в частности, исходя из индивидуальных особенностей, может предложить эффективные формулы для расчёта риска развития патологии у каждого конкретного индивидуума и назначения ему профилактической программы заблаговременно до манифестации заболевания. Следует отметить, что ОА коленных суставов является муль-тифакторным заболеванием с существенным вкла- дом в этиопатогенез генетического компонента. Поэтому прогностические формулы при данном заболевании обязательно должны учитывать генетические характеристики пациента, в том числе мутации генов, которые способны влиять на качественные и/или количественные характеристики эстрогенов и их рецепторов. Ведь в настоящее время не вызывает сомнения роль снижения продукции эстрогенов у женщин, в том числе в постменопаузе, в развитии ОА коленного сустава [1, 5]. К настоящему времени выполнен ряд исследований, посвящённых изучению роли при вышеуказанном заболевании полиморфизмов гена эстрогеновых рецепторов альфа (ESR1), через которые эстрогены осуществляют свои биологические эффекты, а также гена ароматазы (CYP19A1) белка, который участвует в синтезе эстрогенов. Однако полученные в них результаты противоречивы и не достаточны для формулирования окончательных выводов о роли полиморфных вариантов вышеуказанных генов в развитии ОА коленных суставов.

Цель исследования: изучить ассоциации полиморфизмов rs2234693 и rs9340799 гена ESR1 , rs2414096 и rs936306 гена CYP19A1 с ОА коленных суставов у женщин постменопаузального возраста.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 483 женщины в постменопаузальном возрасте, что было подтверждено отсутствием менструального цикла в течение 12 месяцев и более. Из них у 157 пациентов был установлен диагноз первичного остеоартрита коленных суставов различной степени функциональной недостаточности и рентгенографической стадии по Kellgren-Lawrence. Они составили основную группу. Остальные 326 женщин без признаков заболевания суставов вошли в контрольную группу. Необходимо отметить, что возраст (61,6 ± 0,49 года) и длительность постменопаузального периода (13,2 ± 0,46 года) у женщин контрольной группы существенно не отличались от аналогичных показателей (61,9 ± 0,68 и 12,9 ± 0,71 года соответственно) у пациентов с ОА коленных суставов.

Отбор женщин в исследование производили методом случайной выборки с учётом критериев включения и исключения. Все обследуемые лица как основной, так и контрольной группы соответствовали следующим критериям включения: женский пол, постменопауза, письменное добровольное информированное согласие. В отличие от контрольной группы в основную группу вошли пациенты с первичным ОА коленных суставов. Критерии исключения: мужской пол, вторичный ОА, заболевания эндокринной и иммунной систем, ревматическая, психическая, онкологическая и гематологиче- ская патология, хронические воспалительные заболевания.

Молекулярно-генетические исследования включали тестирование полиморфизмов rs2234693 (–397 T > C [PvuII]) и rs9340799 (-351 G > A, XbaI) гена ESR1 , rs2414096 (A > G) и rs936306 (C > T) гена CYP19A1 . Определение полиморфизмов осуществляли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Выделение ДНК, детекцию полиморфизмов, учёт реакции производили с помощью коммерческих комплектов реагентов и оборудования производства «НПО ДНК-Технология» (РФ).

Полученные результаты обрабатывали с помощью пакета статистических программ «Medstat». Частоту выявления полиморфных вариантов гена TNFSF11 в выборках указывали как в абсолютных показателях, так и в процентах. Для определения соответствия распределения изученных генотипов закону Харди-Вайнберга, а также для анализа частоты генетических маркеров в группах использовали критерий Хи-квадрат. При оценке ассоциаций генетических маркеров с заболеванием рассчитывали величину отношения шансов (OR) и 95% доверительный интервал (95% CI). Различия между показателями в группах считали статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты

На первом этапе обработки полученных результатов был проведён анализ распределения генотипов изученных полиморфизмов на соответствие закону Hardy-Weinberg. Было установлено полное соответствие полученных частот генетических маркеров ожидаемым величинам (р > 0,05). Генотипы ТТ, ТС и СС полиморфизма rs2234693 гена ESR1

были выявлены в 146 (30,2%), 228 (47,2%) и 109 (22,6%) случаях соответственно. Анализ вариантов вышеуказанного гена по полиморфизму rs9340799 показал, что гомозиготными по аллелю G (GG) были 72 женщины (14,9%), по аллелю А (АА) – 196 женщин (40,6%), а гетерозиготными (GА) – 215 обследованных лиц (44,5%). Генотипы АА и GG полиморфизма rs2414096 гена CYP19A1 были зарегистрированы у 118 (24,4%) и 134 (27,8%) женщин соответственно, а генотип AG – у 231 (47,8%) лица. Оценка результатов тестирования на полиморфизм rs936306 гена CYP19A1 показала, что среди обследованных женщин носителей генотипов СС, СТ и ТТ было 63,6% (n = 307), 31,9% (n = 154) и 4,5% (n = 22) соответственно.

На втором этапе математической обработки результатов исследования была выполнена оценка частот полиморфных вариантов генов ESR1 и CYP19A1 в группе женщин с ОА коленных суставов и их сравнительный анализ с аналогичными результатами контрольной группы. Частоты генотипов и аллелей полиморфизмов гена ESR1 представлены в таблице 1. Распределение генотипов полиморфизма rs2234693 существенно не отличалось (р = 0,261) у женщин с патологией суставов по сравнению с лицами контрольной группы. Частота аллелей С и Т вышеуказанного полиморфизма также не различалась в выделенных двух группах (р = 0,453). Аналогичная картина была характерна и для маркеров полиморфизма rs9340799 гена ESR1 . Ни частотой генотипов вышеуказанного полиморфизма, ни количественными характеристиками аллелей основная и контрольная группы существенно не отличались друг от друга (р = 0,433 и р = 0,267 соответственно).

Таблица 1. Частота регистрации генотипов и аллелей полиморфизмов rs2234693 и rs9340799 гена ESR1 у женщин постменопаузально- го возраста с остеоартритом коленных суставов

Table 1. Frequency of registration of genotypes and alleles of polymorphisms rs2234693 and rs9340799 of the ESR1 gene in postmenopausal women with osteoarthritis of the knee joints

Полиморфизмы гена ESR1	Генотипы и аллели	Контрольная группа (n = 326)		Основная группа (n = 157)		Р
		n	%	n	%
	СС	80	24,5	29	18,5
	ТС	147	45,1	81	51,6	0,261
rs2234693	ТТ	99	30,4	47	29,9
	С	307	47,1	139	44,3	0,453
	Т	345	52,9	175	55,7
	AA	136	41,7	60	38,2
	AG	146	44,8	69	44,0	0,433
rs9340799	GG	44	13,5	28	17,8
	A	418	64,1	189	60,2	0,267
	G	234	35,9	125	39,8

Аналогично генетическим маркерам гена ESR1 не было выявлено особенностей в распределении и вариантов гена CYP19A1 по полиморфизму rs936306 (табл. 2). Частота генотипов (р = 0,546) и аллелей (р = 0,719) этого полиморфизма существенно не отличалась от контрольных значений. По полиморфизму же rs2414096 гена CYP19A1 была обнаружена близкая к статистической значимости тенденция к увеличению частоты регистрации у женщин с ОА коленных суставов как генотипа АА (р = 0,053), так и аллеля А (р = 0,081). Важно отметить, что значимость генотипа АА гена CYP19A1 как фактора риска ОА коленных суставов была подтверждена в случае сравнительного анализа удельного веса обладате- лей данного генотипа со всеми остальными (АА против AG+GG). В этом случае тенденция достигала достоверного значения (OR = 1,69; 95% CI: 1,10–2,60; р = 0,022).

Таблица 2. Частота регистрации генотипов и аллелей полиморфизма rs936306 и rs2414096 гена CYP19A1 у женщин постменопаузаль- ного возраста с остеоартритом коленных суставов

Table 2. Frequency of registration of genotypes and alleles of the rs936306 and rs2414096 polymorphism of the CYP19A1 gene in postmenopausal women with osteoarthritis of the knee joints

Полиморфизмы	Генотипы и	Контрольная группа (n = 326)          Основная группа (n = 157)				Р
гена CYP19A1	аллели	n	%	n	%
rs936306	СС	211                64,7                96                61,2				0,546
	СТ	99	30,4	55	35,0
	ТТ	16	4,9	6	3,8
	С	521	79,9	247	78,7	0,719
	Т	131	20,1	67	21,3
rs2414096	AA	69	21,2	49	31,2	0,053
	AG	164	50,3	67	42,7
	GG	93	28,5	41	26,1
	AA	69	21,2	49	31,2	0,022
	AG+GG	257	78,8	108	68,8
	A	302	46,3	165	52,5	0,081
	G	350	53,7	149	47,5

Обсуждение

Таким образом, исследование роли генов, участвующих в метаболизме эстрогенов, в развитии ОА коленных суставов у женщин в постменопаузе показало отсутствие ассоциаций с заболеванием двух полиморфизмов гена ESR1 (rs2234693 и rs9340799) и одного полиморфизма (rs936306) гена CYP19A1 . Для второго же исследованного полиморфизма гена ароматазы (rs2414096) была установлена связь генотипа АА с повышенной восприимчивостью к ОА коленных суставов (р = 0,022).

К настоящему времени выполнено достаточно большое количество исследований, направленных на изучение роли полиморфизмов rs2234693 и rs9340799 гена ESR1 в развитии ОА различных локализаций. Пристальное внимание к данному вопросу патогенетически оправдано, ведь снижение продукции эстрогенов является одной из причин ОА [1, 6]. Прямые эффекты эстрогенов на ткани сустава опосредуются эстрогеновыми рецепторами, которые присутствуют в клетках хрящевой и синовиальной тканях, связках. Механизмы участия эстрогенов в патогенезе ОА могут быть и опосредованными. В частности, обсуждается негативное влияние дефицита вышеуказанных гормонов на хрящ через нарушения в регуляции костных клеток, что способствует поражению субхондральной кости, или иммунокомпетентных клеток, вследствие чего может увеличиваться продукция провоспалительных цитокинов.

Несмотря на очевидную роль эстрогенов в развитии ОА коленных суставов, тем не менее, результаты выполненных к настоящему времени молекулярно-генетических исследований противоречивы. В отдельных работах полученные результаты подтверждают связь полиморфных вариантов гена ESR1

с заболеванием, выводы же других авторов опровергают такие ассоциации, совпадая с нашими данными. Так, в одном из мета-анализов на основании обработки результатов обследования 6417 пациентов с ОА и 8605 здоровых лиц была обнаружена связь полиморфизма rs2234693 гена ESR1 с ОА коленных суставов [7]. В других же мета-анализах не было выявлено связи данного полиморфизма с рентгенологически подтвержденным диагнозом ОА вышеуказанной локализации [8, 9]. Ma H. и соавт. в своем мета-анализе также исключают ассоциацию с ОА полиморфизма rs2234693, но подтверждают при этом важную роль в развитии заболевания другого полиморфизма гена ESR1 – rs9340799 [10]. Однако результаты мета-анализа Huang Y.H. и соавт. показывают отсутствие связи полиморфизма rs9340799 с ОА коленного сустава [11].

Важно отметить, что ассоциации полиморфизмов гена ESR1 могут зависеть от этнических характеристик пациентов с ОА. В одном из мета-анализов, объединивших результаты тестирования 3328 пациентов с ОА и 6390 здоровых лиц из 10 исследований, не было выявлено связи полиморфизмов rs2234693 и rs9340799 гена ESR1 с ОА. Однако эти два полиморфизма влияли на риск развития ОА среди китайцев [12]. В другом мета-анализе (5325 лиц с ОА и 10834 здоровых) полиморфизм rs9340799 показал связь с ОА только у европейцев, а полиморфизм rs2234693 не проявил ассоциацию с заболеванием ни у европейцев, ни у представителей азиатских стран [13].

Выявленная нами ассоциация полиморфизма rs2414096 гена CYP19A1 с повышенным риском ОА согласуется с результатами имеющихся единичных исследований, подтверждающих роль мутаций гена ароматазы в развитии ОА коленных суставов [14]. Опосредованно о важной роли таких мутаций в патогенезе ОА могут свидетельствовать также данные, свидетельствующие об экспрессии гена CYP19A1 активированными хондроцитами, что сопровождается локальным появлением как матричной РНК, так и ароматазы – белкового продукта вышеуказанного гена [5]. Хотя доказательств местного образования эстрогенов в суставах к настоящему времени не имеется, тем не менее, мы должны учитывать, что ароматаза играет ключевую роль в эндогенном синтезе эстрогенов в тканях – эстрона из андростендиона и 17β-эстрадиола из тестостерона.

Таким образом, как полученные нами результаты при обследовании женщин в постменопаузе, так и имеющиеся к настоящему времени данные других исследований свидетельствуют о возможной патогенетической роли в формировании ОА коленных суставов отдельных полиморфных вариантов генов ESR1 и CYP19A1. По всей видимости, несопоставимость получаемых различными авторами результатов обусловлена вариабельностью критериев при формировании групп пациентов. Ведь на генетические ассоциации могут влиять различные факторы – пол пациентов, их возраст, расовая принадлежность и т.д. Кроме того, мы должны учитывать то, что ОА является полифакторным заболеванием. Патология суставов детерминируется комплексом генов – эти гены влияют друг на друга, пребывают в определённом взаимодействии между собой и факторами внешней среды, нивелируя или, наоборот, потенцируя друг друга. Поэтому в ряде случаев ассоциации одних факторов могут не проявляться из-за воздействия других.

Заключение

При обследовании женщин постменопаузального возраста установлена ассоциация генотипа АА полиморфизма rs2414096 гена CYP19A1 с повышенной восприимчивостью к ОА коленных суставов (р = 0,022). При этом связей полиморфизмов rs2234693 и rs9340799 гена ESR1 , а также rs936306 гена CYP19A1 выявлено не было (p > 0,05). Полученные результаты свидетельствуют о необходимости дальнейших более масштабных исследований роли генов, участвующих в метаболизме эстрогенов, с учётом возможной потенцирующей или нивелирующей роли других факторов этиопатогенеза ОА коленных суставов (пол, возраст, этническая принадлежность, физические нагрузки, профессиональные особенности, другие генетические факторы и т.д.).