Роль полиморфных вариантов HLA-DRB1* в развитии врожденных пороков сердца
Автор: Цепокина Анна Викторовна, Шабалдин Андрей Владимирович, Литвинова Надежда Алексеевна, Шмулевич Светлана Александровна
Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk
Рубрика: Клинические исследования
Статья в выпуске: 2 т.31, 2016 года.
Бесплатный доступ
Изучение факторов, влияющих на риск развития врожденных пороков сердца (ВПС), является актуальным для современной медицины. Поиску предикторов, которые вносят вклад в развитие ВПС, посвящено большое количество исследований, однако до сих пор эта проблема не решена до конца. В настоящей работе проанализирована взаимосвязь HLA-DRB1* и ВПС. В исследование включено 97 женщин и 59 мужчин, имеющих детей с ВПС. Проведено генотипирование методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции (ПЦР). В ходе исследования установлено, что аллели гена HLA-DRB1 HLA-DRB1*03 (р=0,0069) и HLA-DRB1*11 (р=0,0036) являются рисковыми. Таким образом, показано, что полиморфизм генов системы HLA оказывает значимое влияние на формирование ВПС.
Врожденные пороки сердца, генотип, аллель
Короткий адрес: https://sciup.org/14920113
IDR: 14920113
Текст научной статьи Роль полиморфных вариантов HLA-DRB1* в развитии врожденных пороков сердца
ВПС являются наиболее распространенными среди всех врожденных дефектов и аномалий развития плода и новорожденного, а также одной из главных причин инвалидизации и смертности в детском возрасте [1]. ВПС относят к многофакторным заболеваниям, на развитие которых оказывают влияние как экзогенные, так и эндогенные факторы. Изучение составляющих данного заболевания является актуальным направлением медицины и биологии.
Известно, что реализация внутриутробного развития плода проходит за счет адекватной иммуно-нейроэндокринной перестройки матери [2], поэтому важно отметить роль генов главного комплекса гистосовместимости человека (major histocompatibility complex – MHC), белковые продукты которых играют важную роль в иммунной системе как матери, так и ребенка.
Известно, что в локусе MHC II класса находятся гены иммунного ответа, которые определяют характер, силу и качество иммунного реагирования на все антигены экзо-и эндогенного происхождения. Молекулы MHC представлены на клеточной мембране лейкоцитов, и у человека MHC обозначается как HLA – human leukocyte antigen [3]. Основной функцией данных структур является участие в иммунных реакциях: распознавание чужеродного антигена, представление его иммунокомпетентным клеткам, а также участие в формировании антиген-специфичес-кой иммуносупрессии. HLA появляется на клетках плода и плаценты в ранние сроки эмбриогенеза. Показано, что формирование и вынашивание беременности рестрик-тировано распознаванием материнским иммунным микроокружением аллоантигенов MHC (наследуемых от отца) на оплодотворенном яйце и эмбрионе [4]. Помимо всего этого, HLA комплекс отвечает за поддержание генетического разнообразия человека как в перинатальном, так и в постнатальном периоде. Система HLA имеет несколько локусов, определяющих предрасположенность или устойчивость к той или иной патологии. Основные маркеры расположены в локусе HLA-DR, который имеет
463 аллельных варианта [5]. HLA-DRB1 – ген, кодирующий молекулы HLA, располагается на коротком плече 6-й хромосомы в положении 21.3 и обладает высокой по-лиморфностью. На сегодняшний день описано 14 групп аллелей HLA-DRB1, ассоциированных с некоторыми аутоиммунными заболеваниями, а также с репродуктивными нарушениями как у женщин, так и у мужчин [6, 7]. Помимо этого данные гены также принимают участие в патогенезе заболеваний.
На сегодняшний день нет данных о вкладе гена HLA-DRB1* в развитие ВПС, но есть небольшое количество исследований, посвященных изучению участия данного гена в патогенезе других заболеваний. Таким образом, лификатора DT-96 (ДНК–технология, Россия) в соответствии с протоколом производителя. Контроль качества генотипирования проводили посредством повторного генотипирования 10% образцов. Статистическую обработку данных проводили при помощи пакета программ STATISTICA 10.0. Анализ гендерно-возрастных характеристик проводили при помощи описательных статистик [медиана (25 и 75 процентили)]. Равновесие Харди-Вайнберга определяли при помощи критерия хи-квадрат Пирсона. Для оценки риска вычисляли относительный риск (RR) и 95%-й доверительный интервал (CI) для RR. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.
можно сделать вывод о том, что изучение влияния HLA-DRB1 * на риск развития ВПС является актуальным, поскольку нет единого мнения о влиянии того или иного фактора на возникновение ВПС.
Цель исследования: определение роли полиморфных вариантов HLA-DRB1* в развитии ВПС.
Материал и методы
Исследование проводили на базе ФГБНУ “Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечнососудистых заболеваний” (Кемерово), оно было одобрено локально-этическим комитетом НИИ. Все участники эксперимента подписали информированное согласие на участие. В исследуемую группу были включены 97 женщин и 59 мужчин, имеющих детей с ВПС. Контрольную группу составили 54 женщины и 98 мужчин, которые имели детей без ВПС и были сопоставимы с опытной группой по возрасту. Средний возраст женщин опытной и контрольной групп составил 26 (18–48) [Ме (25–75% процентили)] лет и 23 (17–35) года соответственно, мужчин – 27 (19–53) и 25 (18–40) лет соответственно. Пять миллилитров цельной периферической венозной крови собирали в пробирку с ЭДТА. Геномную ДНК выделяли из цельной крови методом фенол-хлороформной экстракции по протоколу.
Определяли частоту встречаемости 14 аллелей гена HLA-DRB1 ( HLA-DRB1*01; HLA-DRB1*03; HLA-DRB1*04; HLA-DRB1*07; HLA-DRB1*08; HLA-DRB1*09; HLA-DRB1*10; HLA-DRB1*11; HLA-DRB1*12; HLA-DRB1*13; HLA-DRB1*14; HLA-DRB1*15; HLA-DRB1*16; HLA-DRB1*17 ).
Генотипирование проводили методом полимеразно-цепной реакции с учетом результатов в режиме реального времени наборами компании “ДНК–технология”, при помощи детектирующего амп-
Таблица 1
Сравнительная характеристика частот распределения аллелей HLA-DRB1 у женщин
Аллель |
Группы |
p |
RR (CI 95%) |
|||
Группа исследования, n=194 |
Группа сравнения, n=108 |
|||||
Абс. |
% |
Абс. |
% |
|||
HLA-DRB1*01 |
20 |
0,10 |
17 |
0,16 |
0,231 |
0,61 (0,24–1,57) |
HLA-DRB1*03 |
22 |
0,11 |
2 |
0,01 |
0,0069 |
5,56 (2,16–14,2) |
HLA-DRB1*04 |
23 |
0,12 |
21 |
0,19 |
0,104 |
0,56 (0,21–1,43) |
HLA-DRB1*07 |
18 |
0,09 |
11 |
0,10 |
1 |
0,89 (0,34–2,27) |
HLA-DRB1*08 |
6 |
0,04 |
9 |
0,08 |
0,083 |
0,36 (0,13–0,90) |
HLA-DRB1*09 |
2 |
0,01 |
1 |
0,01 |
0,603 |
0,93 (0,36–2,38) |
HLA-DRB1*10 |
5 |
0,03 |
0 |
0 |
0,22 |
6,30 (2,45–16,14) |
HLA-DRB1*11 |
30 |
0,15 |
4 |
0,04 |
0,0036 |
4,31 (1,67–11,03) |
HLA-DRB1*12 |
4 |
0,02 |
8 |
0,07 |
0,048 |
0,28 (0,10–0,71) |
HLA-DRB1*13 |
30 |
0,15 |
14 |
0,13 |
0,671 |
1,21 (0,47–3,09) |
HLA-DRB1*14 |
3 |
0,02 |
0 |
0 |
0,488 |
3,97 (1,54–10,16) |
HLA-DRB1*15 |
26 |
0,13 |
18 |
0,17 |
0,54 |
0,77 (0,30–1,97) |
HLA-DRB1*16 |
5 |
0,03 |
3 |
0,03 |
0,79 |
0,87 (0,34–2,24) |
Примечание: n – |
количество аллелей, p – уровень значимости, RR |
– относительный риск. |
||||
Таблица 2 |
||||||
Сравнительная характеристика частот распределения аллелей HLA -DRB1 у |
||||||
мужчин |
||||||
Аллель |
Группы |
p |
RR (CI 95%) |
|||
Группа исследования, n=118 |
Группа сравнения, n=196 |
|||||
Абс. |
% |
Абс. |
% |
|||
HLA-DRB1*01 |
14 |
0,12 |
31 |
0,16 |
0,42 |
0,73 (0,282–1,887) |
HLA-DRB1*03 |
10 |
0,08 |
0 |
0 |
0,0001 |
38,03 (14,68–98,41) |
HLA-DRB1*04 |
19 |
0,16 |
25 |
0,13 |
0,50 |
1,31 (0,509–3,41) |
HLA-DRB1*07 |
18 |
0,15 |
12 |
0,06 |
0,0006 |
4,53 (1,744–11,755) |
HLA-DRB1*08 |
5 |
0,04 |
6 |
0,03 |
0,82 |
1,42 (0,54–3,67) |
HLA-DRB1*09 |
0 |
0 |
2 |
0,01 |
0,70 |
0,33 (0,127–0,850) |
HLA-DRB1*10 |
2 |
0,02 |
4 |
0,02 |
0,84 |
0,92 (0,35–2,37) |
HLA-DRB1*11 |
12 |
0,10 |
27 |
0,14 |
0,44 |
0,72 (0,25–1,72) |
HLA-DRB1*12 |
2 |
0,02 |
3 |
0,02 |
0,72 |
1,19 (0,458–3,071) |
HLA-DRB1*13 |
13 |
0,11 |
26 |
0,13 |
0,68 |
0,82 (0,318–2,131) |
HLA-DRB1*14 |
4 |
0,04 |
7 |
0,06 |
0,82 |
0,99 (0,384–2,570) |
HLA-DRB1*15 |
15 |
0,13 |
22 |
0,11 |
0,82 |
1,16 (0,449–3,006) |
HLA-DRB1*16 |
3 |
0,02 |
9 |
0,04 |
0,53 |
0,60 (0,231–1,548) |
HLA-DRB1*17 |
1 |
0,01 |
18 |
0,09 |
0.0058 |
0,12 (0,047–0,317) |
Примечание: n – количество аллелей, p – уровень значимости, RR – относительный риск.
Результаты и обсуждение
В результате исследования установлено, что у женщин, имеющих детей с ВПС, в генотипе значимо чаще встречались аллели HLA-DRB1*03 (р=0,0069) и HLA-DRB1*11 (р=0,0036) гена HLA-DRB1 по сравнению с женщинами контрольной группы (табл. 1). Величина относительного риска (RR) аллелей HLA-DRB1*11 и HLA-DRB1*03 составила 4,31 и 5,56 соответственно. Полученные результаты свидетельствуют о том, что данные аллели ассоциированы с повышенным риском развития ВПС.
Напротив, аллель HLA-DRB1*12 имел значение RR, равное 0,28, что говорит о протективной роли данного аллеля в отношении данной патологии.
При анализе аллелей у мужчин было показано, что значимо чаще встречались только два аллеля из всех представленных, а именно : HLA-DRB1*03 (р=0,0001) и HLA-DRB1*07 (р=0,0006), таблица 2. Показатели относительного риска (RR) у данных аллелей были равны 38,03 и 4,53 соответственно, что указывает на предрасполагающую роль этих аллелей в развитии ВПС.
Полученные в нашем исследовании данные о взаимосвязи аллелей HLA-DRB1 c формированием ВПС не имеют аналогов в современной научной литературе. В предыдущих исследованиях [8, 9] было показано, что аллель HLA-DRB1*03 ассоциирован с аутоиммунными заболеваниями, такими как рассеянный склероз (OR=2,8; Pcor=0,0029) [10], системная красная волчанка, сахарный диабет и тиреоидит Хашимото [11]. Ряд авторов [12] показали, что аллель HLA-DRB1*11 был ассоциирован с тиреоидитом Хашимото и ювенильным ревматоидным артритом. На сегодняшний день есть данные о том, что аллель HLA-DRB1*07 вносит вклад в развитие сахарного диабета I типа и болезни Грейвса [13].
При этом отдельные авторы показывают как положительную (RR=9,2), так и отрицательную (RR=0,9) связь аллелей HLA-DRB1*04 и HLA-DRB1*01 с сахарным диабетом I типа, спонтанными абортами и привычным невынашиванием [5, 14]. Другие исследователи доказывают ассоциации аллеля HLA-DRB1*15 с развитием рассеянного склероза, злокачественной анемии и системной красной волчанки [15, 16].
Ограничение исследования. Данное исследование включает ограниченную выборку женщин и мужчин, как имеющих детей с ВПС, так и контрольной группы. Полученные в пилотном исследовании результаты не могут с высокой степенью достоверности быть перенесены на всю популяцию в целом. Тем не менее, полученные данные, подтвержденные статистическими методами, являются социально значимыми для региона, что определяет необходимость расширения контрольной и опытной групп.
Список литературы Роль полиморфных вариантов HLA-DRB1* в развитии врожденных пороков сердца
- Marcin M.G., Skiadzien T., Skalski J.H. The impact of environmental factors on the occurrence of congenital heart disease in the form of hypoplastic left heart syndrome//Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska. -2015. -Vol. 12(3). -P. 204-207.
- Иванов Д.О., Петренко Ю.В., Шемякина О.О., Фот А.Ю. Анализ антенатальных факторов риска формирования врожденных пороков внутренних органов у детей//Бюл. Федерального Центра сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова. -2012. -Т. 1. -С. 66-72.
- Галактионов В.Г. Иммунология. -М.: Академия, 2004. -528 с.
- Шабалдин А.В. Иммуногенетические аспекты раннего онтогенеза: автореф. дис. … докт. мед. наук. -Челябинск, 2004. -44 с.
- Алексеев Л.П., Дедов И.И., Хаитов Р.М. и др. Клиническая значимость определения HLA-DRB1-генотипов, ассоциированных с предрасположенностью или устойчивостью к сахарному диабету 1 типа, в различных этнических группах России//Сах. диабет. -2007. -Т. 10, № 2. -С. 2-5.
- Айрапетов Д.Ю., Ордиянц И.М., Побединская О.С. Аллоиммунный механизм привычного невынашивания беременности//Пробл. репродукции. -2010. -Т. 1. -С. 86-88.
- Киселева А.Н., Зайцева Г.А., Исаева Н.В. и др. Особенности полиморфизма генов системы HLA при нарушениях процессов репродукции//Вестн. акуш.-гин. -2014. -№ 3. -С. 16-19.
- Титович Е.В., Кураева Т.Л., Прокофьев С.А. и др. HLA-гаплотипы, аутоантитела к-клеткам: роль в прогнозировании сахарного диабета 1 типа (результаты 11-летнего наблюдения)//Сах. диабет. -2010. -№ 4. -С. 12-17.
- Дядык А.И., Багрий А.Э., Ракитская И.В. и др. Системная красная волчанка: некоторые вопросы этиологии и патофизиологии//Укр. ревматол. журнал. -2009. -№ 2. -С. 61-66.
- Michalik J., Cierny D., Kantorova E. et al. The association of HLA-DRB1 and HLA-DQB1 alleles with genetic susceptibility to multiple sclerosis in the Slovak population. -Neurol. Res. -2016. -P. 1-8.
- Lee H.J., Li C.W., Hammerstad S.S. et al. Immunogenetics of autoimmune thyroid diseases: A comprehensive review//J. Autoimmun. -2015. -Vol. 64. -P. 82-90.
- Singh S., Bhattad S., Danda D. Genetics of juvenile idiopathic arthritis//Int. J. Rheum. Dis. -2014. -Vol. 17(3). -P. 233-236.
- Wongsurawat T., Nakkuntod J., Charoenwongse P. et al. The association between HLA class II haplotype with Graves’ disease in Thai population//Tissue Antigens. -2006. -Vol. 67(1). -P. 79-83.
- Гордеева Л.А., Шабалдин А.В., Глушков А.Н. Ассоциация HLA-DRB1 с репродуктивной патологией у женщин//Мед. иммунология. -2007. -Т. 9, № 6. -С. 643-648.
- Masterman T., Ligers A., Olsson T. et al. HLA-DR15 is associated with lower age at onset in multiple sclerosis//Ann. Neurology. -2000. -Vol. 48(2). -P. 211-219.
- Marchini M., Antonioli R., Lleo A. et al. HLA class II antigens assoiated with lupus nephritis in Italian SLE patients//Human Immunology. -2003. -Vol. 64(4). -P. 462-468.