Сочетание аллелей HLA-DRB1 как условие реализации риска формирования спорадических врожденных пороков сердца и врожденных пороков развития плода без хромосомных заболеваний
Автор: Шабалдин А.В., Цепокина А.В., Долгих О.В., Шабалдина Е.В., Понасенко А.В.
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Медико-биологические аспекты оценки воздействия факторов риска
Статья в выпуске: 1 (33), 2021 года.
Бесплатный доступ
Врожденные пороки сердца - аномалии, частота которых из года в год увеличивается. Их удельный вес доминирует среди всех пороков и аномалий развития плода. Кроме того, частота рождения детей со спорадическими врожденными пороками и аномалиями развития плода остается высокой. Высказано предположение о том, что врожденные пороки сердца и врожденные пороки развития плода формируются за счет декомпенсации воспалительным процессом в системе «мать - плод», возникающего при конфликте по HLA между полуаллогенным зародышем и материнским микроокружением. Риск развития конфликта может быть ассоциирован с определенными сочетаниями HLA-генотипов супругов. Выявлены особенности сочетания аллелей HLA-DRB1 в семейных парах, имеющих детей со спорадическими врожденными пороками сердца и врожденными пороками развития плода без хромосомных заболеваний как условие реализации риска формирования врожденных аномалий. У всех участников исследования определяли частоту встречаемости 14 аллелей гена HLA-DRB1. В результате проведенного исследования установлено, что в группе врожденных пороков сердца наблюдалось увеличение встречаемости в семейных парах общего HLA-DRB1*04, женского HLA-DRB1*07 с мужскими HLA-DRB1*13, HLA-DRB1*17 и женского HLA-DRB1*13 с мужским HLA-DRB1*14. В группе врожденных пороков развития плода показано статистически значимое увеличение частоты встречаемости семей гомологичных по HLA-DRB1*12, а также с женским HLA-DRB1*12 и мужскими HLA-DRB1*01, HLA-DRB1*04, HLA-DRB1*13, HLA-DRB1*15. Выявлено значимое увеличение частоты аллеля HLA-DRB1*12 у детей по отношению к их родителям. Группа детей с врожденными пороками развития плода имела статистически значимое отличие от здоровых детей по частоте встречаемости аллеля HLA-DRB1*12. Определение генетических предикторов развития врожденных пороков сердца и врожденных пороков развития плода - особенностей сочетания аллелей HLA-DRB1 как фактора риска формирования врожденных пороков сердца у детей - позволит минимизировать риск возникновения нарушений с целью их ранней диагностики и профилактики.
Главный комплекс гистосовместимости, аллели, врожденные пороки сердца, врожденные пороки развития плода, фактор риска, семейные пары, совместимость супругов
Короткий адрес: https://sciup.org/142229571
IDR: 142229571 | DOI: 10.21668/health.risk/2021.1.14
Текст научной статьи Сочетание аллелей HLA-DRB1 как условие реализации риска формирования спорадических врожденных пороков сердца и врожденных пороков развития плода без хромосомных заболеваний
кодируют молекулы, презентирующие эндо- и экзоантигены Т-хелперным лимфоцитам (1, 2, 3, 17-го и 22-го типов), и через этот феномен определяют силу и качество иммунных ответов на антигены макро- и микроэкологии [1]. Гены I и II класса HLA обладают высокой полиморфностью. Так, согласно HLA Alleles Numbers1 только для HLA-DRB1 в настоящий момент описано более 2500 аллелей. Аллели HLA-DRB1*01, HLA-DRB1*03 (17), HLA-DRB1*04, HLA-DRB1*07, HLA-DRB1*11, HLA-DRB1*12, HLA-DRB1*13 и HLA-DRB1*15 распределены с равномерными частотами в популяциях мира [2–4]. Для аллелей, входящих в состав групп HLA-DRB1*03 (17), HLA-DRB1*04, HLA-DRB1*05 (11) и HLA-DRB1*15, показаны ассоциации с патологией иммунной системы и репродуктивными потерями [5, 6]. Предполагается, что в популяциях существуют несколько селективных механизмов, ответственных за ограничение случайного наследования и контролирование в ней «патологических» аллелей. К таким селективным механизмам относят негативно-ассортативное спаривание, селекцию на уровне гаметогенеза, отбор при взаимодействиях по HLA между матерью и полуаллогенным эмбрионом / плодом, а также степень устойчивости или чувствительности к возбудителям инфекционных и паразитарных заболеваний [7]. Причем в онтогенезе механизмы селекции расположены именно в этой последовательности.
Особое значение для здравоохранения имеют врожденные пороки сердца (ВПС), частота которых из года в год увеличивается, и их удельный вес доминирует среди всех пороков и аномалий развития плода [8, 9]. Кроме того, остается высокой частота рождений детей со спорадическими врожденными пороками и аномалиями развития плода (ВПРП) без хромосомных заболеваний. Вполне обосновано предположение, что ВПС и ВПРП формируются в том числе за счет декомпенсации воспалительным процессом в системе «мать – плод», возникающего при конфликте по HLA между полуаллогенным зародышем и материнским микроокружением [10, 11]. Риск развития конфликта может быть ассоциирован с определенными сочетаниями HLA-генотипов супругов.
Учитывая доказанный феномен ассоциации отдельных аллелей и генотипов HLA с иммуновос-палительными заболеваниями, с репродуктивными потерями, в том числе и с врожденными пороками развития эмбриона / плода [12, 13], изучение особенностей аллелей гена главного комплекса гистосовместимости (HLA) позволит определить совместимость супругов, а значит оценить риск рождения ребенка с пороками и аномалиями развития, приводящий к репродуктивным потерям.
Исходя из этого, целью исследования было определение особенностей сочетания аллелей HLA-DRB1
в семейных парах, имеющих детей со спорадическими врожденными пороками сердца и врожденными пороками развития плода без хромосомных заболеваний, и характер их наследования детьми.
Материалы и методы. Исследование проведено на базах НИИ КПССЗ, КемГМУ и КемГУ. Исследование одобрено локальным этическим комитетом НИИ КПССЗ. Все участники подписывали информированное согласие на участие в научном исследовании.
В качестве первой основной группы обследовано 48 семейных пар, чьи дети (23 мальчика и 25 девочек) при рождении имели диагноз врожденного порока сердца, независимый от хромосомных заболеваний. Из семейного анамнеза супругов основной группы выяснено, что в родословной по материнской и отцовской линии ВПС не встречались. Расчет сочетаний аллелей HLA-DRB1 в семейных парах проводился как в отношении встречаемости женских аллелей с мужскими, так и наоборот. Всего проанализировано 384 сочетания (48·8 = 384). Формирование основной группы проходило на базе НИИ КПССЗ и КемГМУ.
Вторая основная группа была представлена 68 семейными парами, которые имели детей с врожденными пороками развития плода (ВПРП) без хромосомных заболеваний. В этой группе не было детей с ВПС. Все пороки развития плода были спорадическими, без семейной истории. Врожденные пороки развития плода были следующие: гидроцефалия III–IV степени – у 25 детей, кисты сосудистых сплетений – у 16, гидронефроз II – у 114, синдром Арнольда – Киари II – у 5, агенезия червя мозжечка – у 5 и агенезия одной почки – у 3. Анализ сочетаний в семейной паре аллелей HLA-DRB1 проводился аналогичным образом и всего выделено 544 сочетания (68·8 = 544). Набор группы сравнения проходил на базе клиник КемГМУ.
В качестве контрольной группы выступили 132 семейные пары, имеющих двух и более здоровых детей. Для данной группы семей имело место 1056 сочетаний (132·8 = 1056). Группа формировалась в амбулаторно-поликлинических отделениях, являющихся клиническими базами КемГМУ.
Дополнительно на биологическом факультете КемГУ были обследованы 51 девушка и 89 юношей репродуктивного возраста, не состоявших в родстве и в браке. Молодые люди участвовали в эксперименте «HLA-ассоциированный ольфакторный выбор». Исследование утверждено локальным этическим комитетом КемГУ, и все участвующие в эксперименте индивидуумы давали информированное согласие. Данная группа в настоящем исследовании была использована для расчета вероятности встречи женских и мужских аллелей HLA-DRB1 в популяции репродуктивного возраста (случайный выбор). Расчет вероятности встречи мужских и женских аллелей проводили с помощью умножения выбранного женского аллеля поочередно на все мужские аллели и наоборот. Расчет выполнен для всех женских и мужских аллелей. При переводе долевых значений в абсолютные использовали общее число возможных комбинаций, которое было равно 18 156 (51·89·4 = 18 156).
Материалом для исследования послужила геномная ДНК, выделенная из лейкоцитов периферической крови методом фенол-хлороформной экстракции по стандартному протоколу. Типирование HLA-DRB1 проводили методом ПЦР с учетом результатов в режиме реального времени на амплифи-каторе детектирующем ДТ-96 (ДНК-технология, Россия). Определяли частоту встречаемости 14 аллелей гена HLA-DRB1 коммерческими наборами реагентов HLA-ДНК-ТЕХ (Кат. номер: R1-H001-S3/5, ДНК-технология, Россия).
Дизайн исследования. На первом этапе исследования проводили сравнение частот фактических сочетаний аллелей HLA-DRB1 в контрольной группе семей с расчетными сочетаниями, полученными для не состоящих в родстве юношей и девушек. С расчетными сочетаниями проведено сравнение фактических сочетаний аллелей HLA-DRB1 в основных группах семей. Далее проведено сравнение частот сочетания аллелей HLA-DRB1 в контрольной группе семей с основными группами. Дополнительно сравнили частоты сочетания аллелей HLA-DRB1 в группе семей, имеющих детей с ВПС, с группой семей, имеющих детей с ВПРП.
На следующем этапе выполнен анализ наследования аллелей от родителей детям в основной и контрольной группах. В контрольной группе наследование было к здоровым детям, в основных группах – к детям с ВПС и ВПРП соответственно. Для каждого HLA-DRB1 учитывали аллели, переданные детям от матерей, отцов и в целом. При равновероятной модели наследования значимых различий между переданными и не переданными аллелями не должно быть, и дельта между ними должна стремиться к нулю. Первый этап исследования отражал особенности HLA-ассортативности в норме и при врожденной патологии эмбриона / плода. Второй этап направлен на выявление пренатальной селекции, в том числе на уровне гаметогенеза и взаимодействия по HLA в системе «мать – плод», в физиологических условиях и при формировании врожденной патологии эмбриона / плода.
Математическую обработку проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 8.0 (Stat Soft Inc., USA). Равновесие Харди – Вайнберга определяли при помощи критерия хи-квадрат Пирсона. Расчет ожидаемых частот (в долях) сочетаний аллелей при случайном выборе между индивидуумами различного пола проводили с помощью перемножения частот (в долях) соответствующих женских аллелей с мужскими. Расчет ожидаемой гомозигот- ности проводили с помощью введения в квадрат доли соответствующего аллеля. Для выявления различий в частотах сочетаний аллелей в группах и в наследовании от матерей к детям использовали хи-квадрат Пирсона с поправкой Йетса на непрерывность. Для оценки риска формирования врожденного порока вычислялось отношение шансов (ОШ) и 95%-ный доверительный интервал к нему (ДИ). Во всех случаях различия считались статистически значимыми при уровне р < 0,05 [14].
Результаты и их обсуждение. Проведенное исследование показало, что распределение частоты генотипов HLA-DRB1 не имело статистически значимых отличий от частот генотипов, рассчитанных в уравнении Харди – Вайнберга.
Данные табл. 1 демонстрируют отсутствие различий по частоте встречаемости аллелей HLA-DRB1 между группой юношей и девушек, в которой оценивались случайные комбинации мужских и женских аллелей, и всеми остальными группами родителей, что указывает на аллельную сопоставимость групп.
Определено, что частота встречаемости аллеля HLA-DRB1*12 выше в родительской группе ВПРП по сравнению с контрольной группой родителей. Кроме того, частота данного аллеля выше в группе семей, имеющих детей с ВПРП. Других статистически значимых различий не установлено.
Далее, согласно дизайну исследования, проведено сравнение частот фактических сочетания аллелей HLA-DRB1 в контрольной и опытных группах семей с расчетными сочетаниями, полученными для не состоящих в родстве и в браке юношей и девушек (группа – случайный выбор). Выявлен ряд статистически значимых различий, которые приведены в табл. 2.
Представленные в табл. 2 данные показывают, что фактические частоты сочетаний аллелей в семейных парах, имеющих здоровых детей, отличаются от расчетных (группа случайный выбор) преимущественно по HLA-DRB1*01 и HLA-DRB1*15. Кроме того, положительный отбор направлен на увеличение семейных пар с женскими и мужскими HLA-DRB1*01, HLA-DRB1*15, HLA-DRB1*07 и HLA-DRB1*03 (17), HLA-DRB1*4, HLA-DRB1*15 соответственно.
Анализ отклонений от случайного выбора (группа случайный выбор) в семейных группах с ВПРП и ВПС показал следующее. В группе семей, имеющих детей с ВПРП, отмечен только положительный отбор, и он направлен на образование супружеских пар с женским и мужским HLA-DRB1*12, а также с женским HLA-DRB1*12 и мужскими HLA-DRB1*01, HLA-DRB1*04, HLA-DRB1*13, HLA-DRB1*15. Кроме того, как и для контрольной группы семей, в этой группе имел место положительный отбор в отношении сочетания в семейной паре женского HLA-DRB1*07 и мужского HLA-DRB1*15.
Результаты отклонения в семейных парах, имеющих детей со спорадическими ВПС без хромосомных заболеваний, от случайного сочетания женских и мужских аллелей, показали наличие положи-
Таблица 1
Распределение аллелей HLA-DRB1 в обследованных группах, %
Аллели |
1. Случайный выбор ( n = 280) |
2. Контроль ( n = 528) |
3. ВПРП ( n = 134) |
4. ВПС ( n = 192) |
P |
01 |
21,78 |
14,39 |
13,80 |
12,13 |
0,05 |
03 (17) |
7,85 |
9,47 |
2,23 |
10,46 |
0,05 |
04 |
9,64 |
11,93 |
7,46 |
13,38 |
0,05 |
07 |
7,50 |
9,28 |
10,07 |
11,29 |
0,05 |
08 |
5,35 |
6,43 |
2,98 |
2,92 |
0,05 |
09 |
0,71 |
4,16 |
1,86 |
0,83 |
0,05 |
10 |
0,71 |
0,18 |
0,74 |
2,09 |
0,05 |
11 |
11,42 |
10,98 |
15,67 |
15,48 |
0,05 |
12 |
5,71 |
5,49 |
13,06 |
2,09 |
p 2,3 = 0,003, p 3,4 = 0,0007 |
13 |
13,92 |
9,84 |
14,55 |
13,38 |
0,05 |
14 |
1,42 |
2,84 |
2,23 |
2,09 |
0,05 |
15 |
11,07 |
11,74 |
14,17 |
13,80 |
0,05 |
16 |
2,85 |
3,22 |
1,11 |
0,00 |
0,05 |
Таблица 2
Сочетание аллелей при случайном выборе (расчетные показатели) и в семейных парах контрольной и опытных групп (представлены только значимые различия, %)
Сочетание женского / мужского аллелей |
Случайный выбор, n = 18 1561 |
Контроль, ВПРП, ВПСп |
p |
Контроль, n = 1056 |
|||
01/01 |
4,73 |
1,52 (–) |
0,01 |
01/15 |
2,15 |
5,21 (+) |
0,008 |
03 (17) /15 |
0,94 |
3,03 (+) |
0,007 |
07/15 |
0,61 |
2,75 (+) |
0,004 |
15/01 |
2,54 |
5,41 (+) |
0,009 |
15/03 (17) |
0,58 |
2,75 (+) |
0,003 |
15/04 |
1,04 |
3,69 (+) |
0,005 |
15/15 |
1,16 |
8,62 (+) |
0,0001 |
ВПРП, n = 544 |
|||
07/15 |
0,61 |
2,57 (+) |
0,006 |
12/01 |
0,48 |
2,39 (+) |
0,004 |
12/04 |
0,21 |
1,47 (+) |
0,003 |
12/12 |
0,26 |
4,41 (+) |
0,001 |
12/13 |
0,29 |
1,84 (+) |
0,002 |
12/15 |
0,22 |
2,21 (+) |
0,001 |
ВПС, n = 384 |
|||
04/04 |
0,89 |
2,64 (+) |
0,03 |
07/03 (17) |
0,31 |
1,44 (+) |
0,01 |
07/13 |
0,79 |
2,41 (+) |
0,03 |
13/14 |
0,14 |
1,44 (+) |
0,008 |
П р и м е ч а н и е : / – сочетание аллелей представлено: первый женский аллель, второй мужской. Знак (–) и (+) указывает на отрицательную и положительную селекцию соответственно.
тельного выбора для женского и мужского аллеля HLA-DRB1*04. Другие значимые различия по частоте встречаемости сочетаний аллелей в семейных парах первой основной группы по отношению к контролю касались женского HLA-DRB1*07 и мужских HLA-DRB1*03, HLA-DRB1*13, а также женского HLA-DRB1*13 и мужского HLA-DRB1*14.
Наиболее значимая демонстрация отклонений от основного отбора в группах с ВПРП и ВПС представлена при сравнении частот сочетаний аллелей в этих группах по отношению к контрольной. Как показано в табл. 3, в группе семей, имеющих детей с ВПРП, по отношению к контролю чаще встреча- лась семейная гомологичность по HLA-DRB1*12, и реже – по HLA-DRB1*15.
Эти данные указывают на то, что аллель HLA-DRB1*12 может быть маркером когорты с ВПРП. Вполне вероятно, что эти особенности связаны с отклонением от физиологической ассортативности по HLA-DRB1*12 на этапе образования супружеских пар, в том числе за счет влияния социальных, экономических, макро- и микроэкологических факторов.
В группе семей, имеющих детей с ВПС, также, как и в группе с ВПРП, отрицательная селекция отмечена для женского и мужского HLA-DRB1*15, а также дополнительно для женского
Таблица 3
Сочетание аллелей в семьях, имеющих здоровых детей, и в семейных парах, имеющих детей с врожденными пороками развития плода и врожденными пороками сердца (представлены только значимые различия, %)
Сочетание женского/мужского аллелей |
Контроль, n = 1056 |
ВПРП, ВПС 1 |
p |
ВПРП, n = 544 |
|||
12/07 |
0,27 |
2,21 (+) |
0,02 |
12/12 |
0,82 |
4,41 (+) |
0,009 |
13/07 |
0,27 |
3,68 (+) |
0,01 |
15/04 |
3,69 |
0,37 (–) |
0,008 |
15/15 |
8,62 |
1,1 (–) |
0,001 |
ВПС, n = 384 |
|||
3 (17) /04 |
0,19 |
1,92 (+) |
0,03 |
13/07 |
0,27 |
2,88 (+) |
0,01 |
13/15 |
4,67 |
0,96 (–) |
0,02 |
15/15 |
8,62 |
1,68 (–) |
0,009 |
ВПРП, n = 544 |
ВПС, n = 384 |
||
12/12 |
4,41 (+) |
0,24 |
0,01 |
15/07 |
0,37 |
2,88 (+) |
0,03 |
П р и м е ч а н и е : / – сочетание аллелей представлено: первый женский аллель, второй мужской. Знак (–) и (+) указывает на отрицательную и положительную селекцию соответственно.
HLA-DRB1*13 и мужского HLA-DRB1*15. В этой группе показана повышенная по отношению к контрольной группе встречаемость в семейной паре женского HLA-DRB1*03 (17), HLA-DRB1*13 и мужских HLA-DRB1*04 и HLA-DRB1*07 соответственно. В таблице продемонстрировано, что мужские аллели HLA-DRB1*04 и HLA-DRB1*07 чаще встречались в семейных парах как в группе ВПРП, так и ВПС по отношению к контролю. Особое внимание необходимо уделить положительному отбору семейного сочетания в группе супругов, имеющих детей с ВПС, аллелей HLA-DRB1*17 с HLA-DRB1*04. Данный гетерозиготный генотип, как и аллели HLA-DRB1*04 , HLA-DRB1*03 (17) по отдельности, ассоциирован с большим количеством аутоиммунных заболеваний, в том числе с инсулинзависимым сахарным диабетом [15, 16]. Таким образом, отклонение в основных группах на этом этапе отбора направлено на создание предпосылок для формирования иммуновоспалительной патологии, в том числе затрагивающей репродуктивный потенциал.
Сравнение двух основных групп ВПРП и ВПС между собой показало, что дифференцирующими маркерами в них явились аллели HLA-DRB1*12 , HLA-DRB1*15 и HLA-DRB1*07. Гомологичность семей по HLA-DRB1*12 статистически значимо отличало группы ВПРП и от группы ВПС.
Отклонения от случайного сочетания HLA-DRB1 в семейных парах и от равновероятного наследования могут повлиять на особенности распределения аллелей HLA-DRB1 у здоровых и больных детей. Проведенное сравнение частот встречаемости аллелей HLA-DRB1 в контрольной и в основных группах детей выявило аллели, ассоциированные с патологией (табл. 4). Так, получены статистически значи- мые различия в частоте встречаемости для трех аллелей HLA-DRB1*03 (17), HLA-DRB1*12, HLA-DRB1*15.
Положительно ассоциированным с ВПРП оказался аллель HLA-DRB1*12 (ОШ = 5,72; ДИ 95 % = = 2,25–14,42; p < 0,0001). Для группы детей с ВПС положительно ассоциированным оказался аллель HLA-DRB1*15 (ОШ = 1,83; ДИ 95 % = 0,73–4,71; p = 0,03). Различия по данному аллелю выявлены только при сравнении с контрольной группой, но не с группой ВПРП. Отрицательная ассоциация с ВПРП выявлена для HLA-DRB1*03 (17) (ОШ = 0,13; ДИ 95 % = 0,05–0,32; p = 0,0008). Достоверные различия по его частоте получены для групп ВПРП и ВПС.
Проведенное исследование показало, что в группе семей с ВПС и ВПРП имеет место отклонение от основного популяционного отбора. В настоящем исследовании получено не только отклонение от расчетных величин гомозиготности для группы ВПС, но и достоверное увеличение встречаемости в семейных парах общего HLA-DRB1*04, женского HLA-DRB1*07 с мужскими HLA-DRB1*13, HLA-DRB1*17 и женского HLA-DRB1*13 с мужским HLA-DRB1*14. Кроме того, в группе ВПС частоты встречаемости определенных аллелей в семейных парах отличались и от контрольной группы родителей. Исходя из этого, можно говорить, что формирование супружеских пар, у которых в последующем поколении рождались дети со спорадическими ВПС, без хромосомных заболеваний, подвержено дополнительным социальным и / или биологическим факторам, отклоняющим его от физиологической биологической ассортативности по HLA (отклонение от случайного выбора) и физиологической социальной (отклонения от группы контроля). И это посыл хорошо согласуется со значимыми ассоциациями спорадических ВПС у детей с медико-социальными родитель-
Таблица 4
Частота аллелей у детей обследованных групп
Аллели |
1. Контроль дети |
2. ВПРП дети |
3. ВПС дети |
p |
|||
Всего, n = 264 |
% |
Всего, n = 136 |
% |
Всего, n = 96 |
% |
||
01 |
35 |
13,26 |
10 |
7,46 |
14 |
9,93 |
0,05 |
03 (17) |
37 |
14,02 |
2 |
1,49 |
15 |
10,64 |
p 1,2 = 0,0008, p 2,3 = 0,004 |
04 |
32 |
12,12 |
13 |
9,70 |
20 |
14,18 |
0,05 |
07 |
25 |
9,47 |
10 |
7,46 |
20 |
14,18 |
0,05 |
08 |
15 |
5,68 |
2 |
1,49 |
5 |
3,55 |
0,05 |
09 |
10 |
3,79 |
1 |
0,75 |
1 |
0,71 |
0,05 |
10 |
2 |
0,76 |
1 |
0,75 |
2 |
1,42 |
0,05 |
11 |
34 |
12,88 |
24 |
17,91 |
24 |
17,02 |
0,05 |
12 |
14 |
5,30 |
33 |
24,63 |
2 |
1,42 |
p 1,2 < 0,0001, p 2,3 = 0,0001 |
13 |
24 |
9,09 |
15 |
11,19 |
10 |
7,09 |
0,05 |
14 |
7 |
2,65 |
3 |
2,24 |
3 |
2,13 |
0,05 |
15 |
24 |
9,09 |
19 |
14,18 |
22 |
15,60 |
p 1,3 = 0,03 |
16 |
5 |
1,89 |
1 |
0,75 |
3 |
2,13 |
0,05 |
П р и м е ч а н и е : n – всего количество аллелей у детей, * – p < 0,05.
скими факторами, в том числе и со степенью заботы супругов друг о друге [17]. Л.И. Корочкин отмечает, что в широком понимании ранний онтогенез начинается задолго до оплодотворения и эмбрио-, фетогене-за, и такие события, как образование супружеских пар и гаметогенез, правомерно отнести к «предадап-тивным» процессам, отражающим этапы раннего онтогенеза [18]. В этот период онтогенеза индивидуумы не случайным образом определяются с супружеским выбором, и этот этап может быть важным в отношении формирования здоровья или заболеваний в последующем поколении. Доказана роль локуса HLA в детерминировании ассортативного выбора, связанного с ольфакторной рецепцией феромониаль-ных запахов [19].
Вполне вероятно, что формирование супружеских пар в случае с ВПС у детей могло носить ассортативный характер по низкому или высокому уровню образования, интеллекта, материального обеспечения и другим социальным факторам [17]. С учетом ассоциаций аллелей HLA-DRB1 с иммуно-воспалительными заболеваниями обращает внимание на себя приверженность в этой группе к образованию супружеских пар с общим HLA-DRB1*04. Неоднократные исследования показали, что данный аллель ассоциирован с иммунопатологией: ревматоидный артрит, инсулинзависимый сахарный диабет, псориаз и другие заболевания [13, 20, 21]. Высказано мнение, что презентация антигенов молекулой HLA-DR, кодируемой этим аллелем, идет с выраженной активацией Т-хелперов, в том числе с частичной аутонаправленностью. Транспорируя это положение на иммунный ответ к ауто- и аллоантигенам в системе «мать – эмбрион / плод», можно предположить декомпенсацию воспалительного процесса в этой системе и развитие порока сердца у эмбриона как воспалительной эмбриопатии. Также в этой группе семей выявлена высокая (по отношению к контроль- ной группе) частота встречаемости сочетания женского HLA-DRB1*03 (17) и мужского HLA-DRB1*04. Аллель HLA-DRB1*03 (17) имеет ассоциации с такой иммунопатологией, как системная красная волчанка, инсулинзависимый сахарный диабет, бронхиальная астма и другие заболевания [20, 21]. С этих позиций данные пары имеют риск воспалительных эмбриопатий, в том числе и с врожденными пороками сердца.
Вторым этапом популяционного отбора является мейотический драйв, реализующийся на уровне неслучайного отбора гамет, участвующих в оплодотворении, и за счет асимметричного деления при оогенезе и сперматогенезе. Допустимо и наличие селекции при фертилизации за счет тропности сперматозоидов к яйцеклеткам с определенными наборами гаплотипов HLA [7]. Важным этапом в селекции наследования HLA от родителей к их детям отводится иммунным взаимодействиям полуаллогенного эмбриона с материнским иммунным окружением [22]. Доказано, что эмбрионы, несущие отцовские HLA-антигены, отличавшиеся от материнских антигенов (гистонесовме-стимая беременность), имеют селективное преимущество в выживании по сравнению с зародышами с отцовскими HLA, такими же, как у матери (гистосовместимая беременность) [12].
Надо отметить, что в отношении полиморфизма HLA чувствительность или устойчивость к инфекционному и паразитарному микроокружению оказывает селективное влияние. Так, формирование полиморфизмов в антиген-распознающих сайтах молекул HLA I и II классов связано с естественным отбором, ассоциированным с инфекционным, паразитарным макро- и микроокружением [7]. Особое значение имеет гетерозиготное предпочтение, реализующееся через сверхдоминантную селекцию резистентных к инфекционным агентам HLA-аллелей. Ограничивающее действие на возрастающую популяционную гетерозиготность оказывает частотно-зависимая селекция. Учитывая феномен контролирования через HLA иммунного распознавания патогена, были получены эмпирические доказательства частотно-зависимой селекции, которая реализуется таким образом, что специфические HLA-гаплотипы, резистентные к одним инфекционным агентам, в то же время оказываются чувствительными к другим. [7]. Надо отметить, что ассоциированная чувствительность и резистентность к инфекционным агентам начинается внутриутробно к резидентным вирусам и к материнскому микробиому.
Именно с этих позиций можно трактовать полученные результаты: что при ВПРП в семейных парах доминировала гомологичность по HLADRB1*12, а при ВПС – женский HLADRB1*15 и мужской HLADRB1*07. Так, по данным литературы [23] HLADRB1*12 ассоциирован с чувствительностью к герпетическим вирусам, а HLADRB1*15 – к активации условно-патогенных бактерий и формированию на них гуморальных адаптивных иммунных реакций по IgG- и IgE-типам (инфекционно-аллергический процесс) [24]. Соответственно, вклад в фор- мирование ВПРП вносит активация геномов резидентных вирусов, в том числе в системе «мать – эмбрион / плод»; а в формирование ВПС – условно-патогенных микроорганизмов репродуктивного тракта женщины.
Выводы. Аллели HLADRB1*12 и HLADRB1*15 являются кандидатными не только в отношении формирования нового сценария популяционного отбора при ВПРП и ВПС соответственно, но и маркерами риска формирования врожденных аномалий с учетом отклонений от нормальной биологической ассортативности по HLA.
Финансирование . Работа выполнена при поддержке комплексной программы фундаментальных научных исследований СО РАН в рамках фундаментальной темы НИИ КПССЗ № 0546-2019-0002 «Патогенетическое обоснование разработки имплантатов для сердечно-сосудистой хирургии на основе биосовместимых материалов, с реализацией пациент-ориентированного подхода с использованием математического моделирования, тканевой инженерии и геномных предикторов».
Список литературы Сочетание аллелей HLA-DRB1 как условие реализации риска формирования спорадических врожденных пороков сердца и врожденных пороков развития плода без хромосомных заболеваний
- Petersdorf E.W., O'hUigin С. The MHC in the era of next-generation sequencing: Implications for bridging structure with function // Human immunology. - 2019. - Vol. 80, № 1. - P. 67-78. DOI: 10.1016/j.humimm.2018.10.002
- The distributions of HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1 and HLA-DQB1 allele and haplotype at high-resolution level in Zhejiang Han population of China / N. Chen, W. Wang, F. Wang, L. Dong, S. Zhao, W. Zhang, F. Zhu // International journal of immunogenetics. - 2019. - Vol. 46, № 1. - P. 7-16. DOI: 10.1111/iji.12411
- Vojvodic S.I., Ademovic-Sazdanic D.S. Distribution of HLA DRB1, DQA1 and DQB1 Allelic Main Groups in the Vojvodina Province of Serbia: Genetic Relatedness with Other Populations // Russian Journal of Genetics. - 2019. - Vol. 55, № 1. - P. 124-130. DOI: 10.1111/j.1744-313X.2012.01122.x
- Meta-Analysis Identifies Major Histocompatiblity Complex Loci in or Near HLA-DRB1, HLA-DQA1, HLA-C as Associated with Leprosy in Chinese Han Population / X. Zhang, Y. Cheng, Q. Zhang, X. Wang, Y. Lin, C. Yang, X. Fan [et al.] // Meta-Analysis. - 2019. - Vol. 139, № 4. - P. 957-960. DOI: 10.1016/j..jid.2018.09.029
- Distribution of antigens of the HLA-system in married couples with reproductive disorders / A.N. Kiseleva, E.V. Butina, N.V. Isaeva, G.A. Zaitseva, N.M. Pozdeev, V.V. Ovchinnikov // Obstetrics, Gynecology and Reproduction. - 2019. -Vol. 13, № 2. - P. 111-118. DOI: 10.17749/2313-7347.2019.13.2.111-118
- Identification of HLA-DRB1*04: 10 allele as risk allele for Japanese moyamoya disease and its association with autoimmune thyroid disease: A case-control study / R. Tashiro, K. Niizuma, S.S. Khor, K. Tokunaga, M. Fujimura, H. Sakata, T. Tominaga // PloS One. - 2019. - Vol. 14, № 8. - P. e0220858. DOI: 10.1371/journal.pone.0220858
- Роль генов иммунной презентации и иммунной регуляции в формировании потерь плода / О.С. Макарченко, Л.А. Гордеева, А.В. Шабалдин, О.А. Глушкова, И.В. Шаталина, Т.А. Симонова, М.Л. Филипенко, А.Н. Глушков, П.М. Крюков // Мать и дитя в Кузбассе. - 2008. - Т. 34, № 3. - С. 13-20.
- Mortality for critical congenital heart diseases and associated risk factors in newborns. A cohort study / S.A.V.D.A. Lopes, I.C.B. Guimaraes, S.F.D.O. Costa, A.X. Acosta, K.A. Sandes, C.M.C. Mendes // Arquivos brasileiros de cardiologia. - 2018. -Vol.111, № 5. - P. 666-673. DOI: 10.5935/abc.20180203
- Epidemiologic Study of Congenital Heart Diseases and Its Related Factors in Children Referred to the Pediatric Cardiac Clinic of Birjand University of Medical Sciences, Iran / A.S. Kafian, A. Mirshahi, A. Amouzeshi, A.A. Ramazani, B. Bahman, T.M. Hasanzadeh, F. Salehi // International Journal of Pediatrics. - 2019. - Vol. 7, № 12. - P. 10455-10463. DOI: 10.22038/ijp.2019.41467.3497
- Maternal HLA-DR, HLA-DQ, and HLA-DP loci are linked with altered risk of recurrent pregnancy loss in Lebanese women: A case-control study / G. Aimagambetova, A. Hajjej, Z.H. Malalla, R.R. Finan, S. Sarray, W.Y. Almawi // American Journal of Reproductive Immunology. - 2019. - Vol. 82, № 4. - P. e13173. DOI: 10.1111/aji.13173
- Maternal and fetal human leukocyte antigen class Ia and II alleles in severe preeclampsia and eclampsia / J. Emmery, R. Hachmon, C.W. Pyo, W.C. Nelson, D.E.Geraghty, A.M.N. Andersen, T.V.F. Hviid // Genes & Immunity. - 2016. - Vol. 17, № 4. - P. 251-260. DOI: 10.1038/gene.2016.20
- Grimstad F., Krieg S. Immunogenetic contributions to recurrent pregnancy loss // Journal of assisted reproduction and genetics. - 2016. - Vol. 33, № 7. - P. 833-847. DOI: 10.1007/s10815-016-0720-6
- Clinical importance of determination of hla-drb1 locus genes in rheumatoid arthritis / V. Guseva, S. Lapin, V. Mya-chikova, A. Maslyanski, A. Chuchlovin, N. Ivanova, O. Tkachenko, T. Blinova, A. Totolian // Medical Immunology (Russia). -2019. - Vol. 21, № 2. - P. 333-340 DOI: 10.15789/1563-0625-2019-2-333-340
- Bland J.M., Altman D.G. The odds ratio // BMJ. - 2016. - Vol. 320, № 7247. - P. 1468. DOI: 10.1136/bmj.320.7247.1468
- HLA-DRB1 gene polymorphisms in pediatric patients with type 1 autoimmune hepatitis and type 1 autoimmune hepatitis overlap syndrome with autoimmune cholangitis / M.E.G. Nunes, D.V. Rosa, E.D.T. Fagundes, A.R. Ferreira, D.M.D. Miranda, P.M. Ferri Liu // Arquivos de gastroenterologia. - 2019. - Vol. 56, № 2. - P. 146-150. DOI: 10.1590/S0004-2803.201900000-29
- Identification of HLA-DRB1*04:10 allele as risk allele for Japanese moyamoya disease and its association with autoimmune thyroid disease: A case-control study / R. Tashiro, K. Niizuma, S.S. Khor, K. Tokunaga, M. Fujimura, H. Sakata, T. Tominaga // PloS One. - 2019. - Vol. 14, № 8. - P. e0220858. DOI: 10.1371/journal.pone.0220858
- Maternal Socioeconomic Status and the Risk of Congenital Heart Defects in Offspring: A Meta-Analysis of 33 Studies / D. Yu, Y. Feng, L. Yang, M. Da, C. Fan, S. Wang, X. Mo // PLoS ONE. - 2014. - Vol. 9, № 10. - P. e111056. DOI: 10.1371/journal.pone.0111056
- Корочкин Л.И. Онтогенез, эволюция и гены // Природа. - 2002. - № 7. - C. 63-77.
- Особенности ольфакторного отбора по HLA-DRB1 среди неродственных доноров разного пола / А.А. Чуяно-ва, А.В. Цепокина, А.В. Шабалдин, Н.А. Литвинова, К.Ю. Зубрикова, М.Н. Болдырева // Иммунология. - 2015. - Т. 36, № 2. - С. 90-95.
- DNA methylation as a mediator of HLA-DRB1*15: 01 and a protective variant in multiple sclerosis / L. Kular, Y. Liu, S. Ruhrmann, G. Zheleznyakova, F. Marabita, D. Gomez-Cabrero, S. Aeinehband [et al.] // Nature communications. -2018. - Vol. 9, № 1. - P. 1-15. DOI: 10.1038/s41467-018-04732-5
- Association of HLA-DR-DQ alleles, haplotypes, and diplotypes with Type 1 diabetes in Saudis / N. Eltayeb-Elsheikh, E. Khalil, M. Mubasher, A. Al Jurayyan, H. AlHarthi, W.H. Omer, G. Elghazali // Diabetes/Metabolism Research and Reviews. -2020. - P. e3345. DOI: 10.1002/dmrr.3345
- Erlebacher A. Immunology of the maternal-fetal interface // Annu. Rev. Immunol. - 2013. - Vol. 31. - P. 387-411. DOI: 10.1146/annurev-immunol-032712-100003
- Kovalic A.J., Bonkovsky H.L. The Pathogenesis of Autoimmune Liver Diseases // In Diagnosis and Management of Autoimmune Hepatitis. - 2020. - P. 9-50.
- Eidan A.J., AL-Harmoosh R.A., Hadi Z.J. Association of HLA-DRB1 Alleles with Allergic Asthma and Total Serum IgE Levels in Iraqi Adults Patients // Indian Journal of Public Health Research & Development. - 2020. - Vol. 10, № 1. -P. 505-510. DOI: 10.5958/0976-5506.2019.00099.8