Геномное исследование коморбидности сердечно-сосудистого континуума

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ В клинической практике давно обозначена проблема множественных сочетанных заболеваний [1, 2]. До 80% бюджета здравоохранения развитых стран расходуется на пациентов с четырьмя и более заболеваниями [3]. Наиболее распространенный термин для обозначения этого феномена - коморбидность [1]. Однако только та часть сочетанных болезней, которая имеет общую генетическую основу и сходный патогенез, относится к синтропиям, болезням «притяжения», «взаимной склонности» («attraction») [4]. Известно множество клинически доказанных синтропных заболеваний: иммунозависимые болезни (аллергические и аутоиммунные) [5, 6]; эндокринные заболевания, в том числе сочетание сахарного диабета (СД2), аутоиммунного тиреоидита и глютеновой энтеропатии [7], некоторые формы психических заболеваний [8]. Среди них - сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), объединяемые понятием сердечнососудистого континуума (ССК). Термин сердечно-сосудистый континуум в начале 1990-х годов предложили Дзау и Браунвальд. Понятие ССК хорошо описывает развитие и прогрессирование заболеваний во времени, однако также отражает и суть взаимоотношений факторов риска (генетических и внешнесредовых), демонстрируя их общность [9-11]. Гипотеза ССК постулирует, что сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) представляют собой определенную цепь событий, которая может запускаться многочисленными взаимосвязанными или независимыми факторами риска, прогрессирует в результате включения множественных сигнальных путей и физиологических процессов, что в итоге приводит к терминальной стадии болезни сердца. Сердечно-сосудистые факторы риска включают повышенный уровень холестерина, артериальную гипертензию, сахарный диабет, курение, ожирение и недостаточную физическую активность. В основе континуума ССЗ (континуум клинических фенотипов) лежит патофизиологический континуум, который включает прогрессирующие на молекулярном и клеточном уровне изменения, на клиническом уровне манифестирующие как болезнь. В основе таких процессов лежат окислительный стресс и эндотелиальная дисфункция, которые, в свою очередь, инициируют целый каскад событий, включая нарушения в системе вазоактивных медиаторов, неспецифический воспалительный ответ и ремоделирование сосудов. Все это приводит к поражению органов-мишеней. Проблема коморбидности (сочетания заболеваний) создает дополнительную сложность при клиническом использовании геномных маркеров для прогнозирования риска заболеваний. Играют ли генетические варианты, повышающие риск какого-либо одного заболевания, такую же патогенетическую роль и в случае комплексного фенотипа (сочетание нескольких заболеваний) или их вклад меняется? Как при разработке подходов к генетическому тестированию многофакторных заболеваний учитывать явление генетического плейотропизма и разнонаправленное действие некоторых генетических вариантов: в отношении одного заболевания вариант может быть рисковым, в отношении другого - протективным? В настоящей работе приведены результаты сравнительного анализа генетической компоненты трех клинических фенотипов - одно заболевание, сочетание двух заболеваний и сочетание нескольких ССЗ - с использованием набора маркеров геномного сервиса «Мой ген» (www.i-gene.ru). Главная цель исследования состояла в поиске общих и специфических генетических маркеров и сравнительном анализе генетической компоненты разных сочетаний сердечно-сосудистых заболеваний. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ В исследование вошли три группы больных с разными сочетаниями ССЗ и контрольная выборка практически здоровых индивидов. Больных с различными сочетаниями заболеваний отбирали из одной общей выборки, включающей более 800 случаев госпитализации в специализированный кардиологический стационар по поводу острого коронарного синдрома (ОКС). Все пациенты прошли детальное клинико-лабораторное обследование в отношении как основного диагноза, так и сопутствующей патологии. Первую выборку отбирали по следующим критериям: больные с ИБС (инфаркт миокарда) без какой-либо сопутствующей патологии (n = 61). Таким образом, у больных этой группы диагностирована только ИБС, а другие болезни, такие, как АГ, СД2, исключались. Вторая выборка включала пациентов с сочетанием двух заболеваний - ИБС и АГ (n = 180), больные с какими-либо другими ССЗ исключались. Третья выборка включала больных с сочетанием ИБС, АГ, СД2 и ГХ (n = 68). Выборка с сочетанием нескольких заболеваний обозначена далее как «синтропия ССК». У остальных пациентов ИБС сочеталась с другой патологией, их в данном исследовании не анализировали. Контрольная группа относительно здоровых индивидов (n = 131) была сформирована по критериям отсутствия ССЗ в анамнезе, нормальным показателям артериального давления, нормальным эхокардиологическим параметрам и показателям липидного спектра крови. Индивидов этой группы отбирали по указанным критериям из эпидемиологической выборки, сформированной для изучения факторов риска ИБС. Геномную ДНК выделяли стандартным методом фенол-хлороформной экстракции [12]. Генотипирование проводили на микрочипах Illumina Custom Genotyping Microarrays iSelectHD, изготовленных по заказу ЗАО «Геноаналитика» для геномного сервиса «Мой ген». Микрочип включал 4416 генетических вариантов, из которых 2121 представлены однонуклеотидными заменами в 98 генах моногенных заболеваний, и 1913 полиморфных вариантов ядерного и 382 - митохондриального генома. С целью минимизации технологической погрешности генотипирования, полиморфные варианты и образцы ДНК отбирали в соответствии со следующими критериями: 1) доля генотипированных однонуклеотидных вариантов для одного образца должна составлять не менее 98%; 2) доля генотипированных образцов по каждому полиморфному варианту должна превышать 98%; 3) идентичность генотипов любых двух образцов должна быть меньше 98%; 4) соответствие генотипических данных половой принадлежности полу индивида; 5) соблюдение равновесия Харди-Вайнберга в объединенной выборке при уровне статистической значимости Р > 10-8 и в контрольной группе при Р > 0.05; 6) частота редкого аллеля более 5%; 7) полиморфные варианты локализованы в аутосомах. В результате контроля качества генотипирования с последующим исключением однонуклеотидных замен генов моногенных заболеваний и однонуклеотидных вариантов, локализованных в половых хромосомах и митохондриях, для дальнейшего анализа отобрали 407 образцов геномной ДНК и 1400 полиморфных вариантов. Ассоциации анализировали с использованием программных пакетов GenABEL для статистической среды R версии 2.14.2. Уровень статистической значимости, рассчитанный методом случайных перестановок с репликацией 10000 раз (пермутационный тест), считали равным P < 0.05. Сетевой анализ межгенных взаимодействий проводили на платформе Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins [13]. Для аннотации метаболических и сигнальных путей использовали WEB-based Gene Set Analysis Toolkit [14]. Прогностическую эффективность полиморфных вариантов, показавших статистически значимые ассоциации с изучаемыми фенотипами, анализировали стандартными методами расчета AUC (Area Under Curve). РЕЗУЛЬТАТЫ Основная задача исследования состояла в определении общих и специфических генов для исследуемых фенотипов: отдельное заболевание (ИБС), сочетание двух заболеваний (ИБС и АГ) и комплексный фенотип «синтропия», представляющий собой сочетание нескольких сердечно-сосудистых патологических состояний. Для выявления генов, ассоциированных с тем или иным фенотипом (болезнью или сочетанием болезней), сравнивали частоты аллелей и генотипов у больных и в группе контроля (исследование «случай-контроль»), рассчитывали показатель отношения шансов (OR) и оценивали прогностическую значимость генетических маркеров, показавших статистически значимые ассоциации. Все генетические маркеры/гены классифицировали по принадлежности к тому или иному метаболическому пути или классу генов. Для аннотирования сигнальных и метаболических путей использовали сервис WebGestalt (WEB-based GEne SeT AnaLysis Toolkit). В табл. 1-3 приведена номенклатура и основные статистики генетических вариантов, частоты аллелей которых отличались в группах больных и контроле: хромосомная локализация, rs-номер, частота редкого аллеля, расположение по отношению к близлежащим генам, показатель величины отношения шансов OR. В табл. 4 представлены показатели прогностической ценности полиморфных вариантов, ассоциированных с каким-либо фенотипом: болезнью или сочетанием болезней. Далее рассмотрим результаты, полученные для каждой из изучаемых фенотипических групп. Генетические маркеры, ассоциированные с фенотипом ИБС С фенотипом «только ИБС» ассоциировано 14 полиморфных вариантов (см. табл. 1). Среди них два варианта представлены миссенс-заменами: rs1367117 в гене APOB и rs763361 в гене CD226. Один вариант - rs3095870 - расположен вблизи 5’-конца гена NKX25. Семь вариантов находятся в интронных областях: rs1898830 в гене TLR2, rs10239794 в DPP6, rs4763655 в KLRB1, rs7975232 в VDR, rs4765623 в SCARB1, rs3865418 в NEDD4L и rs2267439 в SREBF2. Четыре генетических маркера локализованы в межгенных промежутках: rs12487066, rs7807268, rs10896449 и rs944289 (табл. 1). Прогностическая ценность маркеров, ассоциированных с данным фенотипом, варьировала от 0.62 у rs12487066 до 0.57 для rs1367117 (табл. 4). С целью анализа структуры наследственной компоненты изучаемых фенотипов выделили несколько групп ассоциированных генов в соответствии с основной биологической функцией, выполняемой ими в организме. Так, гены, варианты которых показали ассоциацию с фенотипом «только ИБС», условно можно разделить на три группы: 1) гены, отвечающие за метаболизм липидов, 2) гены, связанные с иммунитетом, и 3) специфические для функции сердца гены. К группе генов, связанных с метаболизмом липидов, относятся APOB, SREBF2 и SCARB1. Так продукт гена APOB является основным аполипопротеином хиломикрона и липопротеинов низкой плотности. Известно, что полиморфные варианты и некоторые мутации гена APOB связаны с ГХ и высоким риском ИБС [15, 16]. Продукт гена SREBF2 - активатор транскрипции, необходимый для поддержания липидного гомеостаза. В частности, данный ген регулирует ген LDLR, который кодирует рецептор ЛПНП, а также влияет на уровень холестерина и синтез жирных кислот [17]. Ген SCARB1 кодирует рецептор различных лигандов, участвующих в липидном обмене, таких, как фосфолипиды, эфиры холестерина, липопротеины и фосфатидилсерин. Предположительно, продукт данного гена также участвует в фагоцитозе апоптозных клеток посредством своей фосфадилсеринсвязывающей активности и в процессах поглощения эфиров холестерина ЛПВП [18]. К группе генов, имеющих отношение к регуляции иммунитета, отнесены TLR2, KLRB1, CD226 и VDR. Ген TLR2 взаимодействует с генами LY96 и TLR1 и играет важную роль в формировании врожденного иммунного ответа на бактериальные липопротеины и другие компоненты микробной стенки. Он активируется факторами MYD88 и TRAF6, что приводит к активации цитокинов фактором NF-kB и воспалительной реакции. Продукт гена может также способствовать апоптозу [19]. Структурные полиморфизмы в этом гене ассоциированы с восприимчивостью к проказе и некоторым инфекционным заболеваниям [20]. Ген KLRB1 играет роль ингибитора естественных киллерных клеток (клеток цитотоксичности). Он экспрессируется в Т-лимфоцитах периферической крови, преимущественно в Т-клетках с антигенной памятью [21]. Ген CD226 кодирует рецептор, участвующий в процессах межклеточной адгезии, сигнализации лимфоцитов, цитотоксичности и секреции лимфокинов цитотоксическими Т-лимфоцитами и NKклетками [22]. Ген VDR кодирует ядерный рецептор витамина D3, однако известно, что этот белок функционирует и в качестве рецептора вторичной желчной кислоты - литохолевой кислоты. Рецептор витамина D3 участвует в минеральном обмене (обмен кальция), хотя может также регулировать целый ряд других метаболических путей, в частности иммунный ответ [23]. К третьей группе относятся гены, принадлежащие к различным метаболическим и сигнальным путям, но вовлеченные в специфические для сердца функции. Два из них связаны с трансмембранным транспортом электролитов и проводящей системой сердца (NEDD4L и DPP6), а третий - ген NKX2-5 - кодирует специфичный для сердца фактор транскрипции. Ген NEDD4L играет важную роль в транспорте натрия в эпителии, регулируя экспрессию натриевых каналов на поверхности эпителиальных клеток. Было показано, что продукт этого гена участвует в формировании мембранного потенциала и передаче импульса по проводящей системе сердца [24]. Дунн с соавт. [25] показали ассоциацию некоторых полиморфных вариантов гена NEDD4L с эссенциаль нойгипертензией. Аллель А полиморфного варианта rs3865418 ассоциирован с высоким диастолическим давлением у китайцев (OR = 1.31 (1.04-1.67), P = 0.025) [26]. В настоящем исследовании аллель А и генотип АА оказывали протективный эффект в отношении ИБС (табл. 2). Ген DPP6 кодирует мембранный белок (белок 6, подобный дипептидиламинопептидазе), член семейства S9B сериновых протеаз. Он способен связываться со специфическими потенциал-зависимыми калиевыми каналами, влияя таким образом на их экспрессию, биофизические свойства и активность канала [27]. Дефекты гена DPP6 приводят к развитию семейной пароксизмальной фибрилляции желудочков типа 2 [28]. Ген NKX2-5, экспрессируемый исключительно в сердце, кодирует гомеобокссодержащий фактор транскрипции. Этот фактор непосредственно участвует в формировании и развитии сердца во внутриутробном периоде [29]. Мутации в гене NKX2-5 вызывают различные пороки сердца - от малых аномалий до тетрады Фалло (MIM:108900,187500). Генетические маркеры, ассоциированные с фенотипом «ИБС в сочетании с АГ» С фенотипом «ИБС в сочетании с АГ» ассоциировано 13 генетических маркеров из числа изученных (табл. 2). Два из них - миссенс-замены (rs2076530 в гене BTNL2 и rs663048 в гене SEZ6L), четыре - варианты в интронах (rs763317 EGFR, rs7794745 CNTNAP2, rs4765623 SCARB1, rs4430796 HNF1A), и шесть - в межгенных областях (rs801114, rs10499194, rs13207033, rs2398162, rs6501455 и rs1160312). Прогностическая ценность генетических маркеров, оцененная по показателю AUC (площадь под ROCкривой), варьировала от 0.59 до 0.55 (табл. 4). Интересно, что данный набор генов трудно связать с каким-либо определенным метаболическим путем и классифицировать подобно генам, ассоциированным с фенотипом «только ИБС». Внимания, несомненно, заслуживает тот факт, что несколько генов связаны с иммунитетом, предрасположенностью к раку и радиочувствительностью. Так ген BTNL2 относится к регуляторам иммунитета: его продукт - бутирофиллино-подобный белок типа 2, принадлежит к семейству рецепторов В7, которые функционируют как молекулы, стимулирующие Т-клетки: влияют на продукцию цитокинов и регулируют пролиферацию Т-клеток. Полиморфные варианты этого гена ассоциированы с повышенным риском развития рака предстательной железы, болезнью Кавасаки, а также с повреждением коронарных артерий при этом заболевании [30]. Показана связь вариантов этого гена с подверженностью к туберкулезу [31]. Варианты в BTNL2 связаны с развитием коронарного атеросклероза согласно данным полногеномного исследования [32]. К генам, так или иначе ассоциированными с онкогенезом и иммунной системой, относятся XRCC5, EGFR, HNF1A и SEZ6L. Ген XRCC5 кодирует субъединицу белка Кu размером 80 кДа. Гетеродимерный белок Ku - это АТР-зависимая ДНК-геликаза II, которая участвует в репарации ДНК путем негомологичного соединения концов. Белок Ku участвует в рекомбинации, необходимой для создания разнообразия антигенсвязывающих центров антител у млекопитающих. Кроме того, Ku-белки вовлечены в поддержание длины теломер и сайленсинг прителомерных генов [33]. Известно, что редкий микросателлитный полиморфизм данного гена ассоциирован с онкопатологией и радиочувствительностью. Белок, кодируемый геном EGFR, представляет собой трансмембранный гликопротеин, рецептор эпидермального фактора роста [34]. Дефекты данного гена приводят к нарушению апоптоза, активно изучается связь этого гена с канцерогенезом [35]. Аллель А rs763317, считающийся аллелем риска рака легкого, относится к неблагоприятным в отношении фенотипа «ИБС в сочетании с АГ». Продукт гена HNF1A - активатор транскрипции, регулирующий тканеспецифичную экспрессию некоторых генов, особенно в клетках поджелудочной железы и печени [36]. Дефект гена приводит к семейной форме аденомы печени (MIM:142330), сахарному диабету типа MODY3 (MIM:600496) и к инсулинзависимому сахарному диабету типа 2 (MIM:612520). Нами показано, что аллель G, являющийся фактором риска СД2, неблагоприятен в отношении развития сочетанной патологии ИБС и АГ. Функция гена SEZ6L изучена недостаточно. Предполагается, что он связан со специфическими функциями эндоплазматического ретикулума. Ген экспрессируется в тканях головного мозга и легких и не экспрессируется в клетках рака легкого, поэтому активно изучается [37]. Опубликованы данные о связи полиморфных вариантов гена SEZ6L с ИБС [38], однако механизм такой связи не известен. Нами получены данные о том, что аллель риска развития рака легкого является неблагоприятным фактором и для ИБС в сочетании с АГ. Нами установлено, что ген CNTNAP2 ассоциирован с сердечно-сосудистым фенотипом (что необычно, учитывая известные функции этого гена). Ген CNTNAP2 кодирует трансмембранный белок, входящий в семейство нейрексинов, которые функционируют в нервной системе в качестве молекул клеточной адгезии и рецепторов. Белок CNTNAP2 осуществляет свои основные функции в миелинизированных аксонах, обеспечивая взаимодействие между нейронами и глией. Он также отвечает за локализацию калиевых каналов и дифференциацию аксонов на отдельные функциональные субдомены. Варианты гена CNTNAP2 связаны с широким спектром психических заболеваний, включая аутизм, шизофрению, умственную отсталость, дислексию и нарушение языковых функций [39]. Аллель А - рисковый в отношении развития шизофрении, протективный в отношении фенотипа «ИБС в сочетании с АГ». Ген SCARB1 связан с липидным обменом как описано нами. Это ген, «общий» для фенотипов «ИБС» и сочетания «ИБС и АГ». Функции нескольких генетических вариантов, находящихся в межгенных областях, требуют дальнейшего анализа. Ассоциация с заболеванием может объясняться неравновесием по сцеплению с некоторыми другими генами/вариантами, непосредственно влияющими на формирование заболевания или самостоятельным регуляторным значением. Межгенный вариант rs1160312А по данным некоторых исследований связан с облысением, в то же время он протективный в случае ИБС в сочетании с АГ. По данным масштабного исследования консорциума Wellcome Trust, выполненного методом «случай-контроль», аллель А rs2398162 этого гена является фактором риска эссенциальной гипертензии, в нашей работе аллель А - протективный. Генетические маркеры, ассоциированные с фенотипом «синтропия ССК» С синтропией ССК ассоциированы 14 маркеров (табл. 3). Из них три представлены миссенс-заменами: rs1726866 и rs10246939 в гене TAS2R38 и rs66048 в гене SEZ6L; три - локализованы вблизи 5’-области генов: rs5082 гена APOA2, rs7568369 в 5’-области гена KLF7 и rs183130 в 5’-области гена CETP; три варианта представляли собой синонимичные замены: rs1143674 в гене ITGA4, rs2291439 в гене RAD54B и rs688 в гене LDLR; два варианта находились в интронных областях: rs2738446 в гене LDLR и rs7023329 в гене MTAP; три маркера располагались в межгенных промежутках: rs1333048 и rs1333049 в области 9p21.3 и rs6501455, локализованный в 17q24.3 между генами KCNJ2 и SOX9, примерно на одинаковом расстоянии (1 млн п. н.). Гены, ассоциированные с фенотипом «синтропия ССК», можно отнести к одной из следующих групп: а) отвечающие за нарушение липидного метаболизма, б) гены иммунитета и воспаления, в) гены с разными функциями. Гены CETP, LDLR и APOA2 связаны с липидным метаболизмом. Ген CETP кодирует переносчик нерастворимых эфиров холестерина. Полиморфные варианты гена CETP влияют на уровень липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). В частности, при мутациях данного гена развивается гипер-αлипопротеинемия, сопровождающаяся высоким уровнем ЛПВП (MIM:143470). Аллель G rs183130 ассоциирован с низким уровнем холестерина в составе ЛПВП [40]. Нами показано его участие в формировании фенотипа синтропии ССК. Ген LDLR кодирует белок, функционирующий в качестве посредника эндоцитоза ЛПНП, богатых холестерином [41]. Варианты гена LDLR rs2738446 и rs688 находятся в неравновесии по сцеплению. Во Фрамингемском исследовании rs688 ассоциирован с ИБС, но не связан непосредственно с таким важным эндофенотипом, как уровень липопротеинов [42]. По некоторым данным rs688 в гене LDLR может быть связан с формированием ИБС посредством модуляции активности фактора свертывания VIII [43]. Ген APOA2 кодирует белковую частицу ЛПВП. Мутации в APOA2 приводят к семейной ГХ [44]. По некоторым данным генотип АА rs5082 гена APOA2 ассоциирован с высоким риском развития ИБС у мужчин. В нашей работе генотип АА был ассоциирован с высоким риском развития фенотипа «синтропия ССК». Гены ITGA4, MTAP и CDKN2В согласно их основным функциям могут быть отнесены к группе генов иммунитета и воспаления. Ген ITGA4 кодирует белок α-цепи интегрина. Интегрины - важнейшие молекулы межклеточной адгезии. Они представляют собой гетеродимерные мембранные рецепторы, состоящие из α- и β-цепей и функционирующие как клеточно-субстратные и межклеточные рецепторы адгезии. Известно, что повышение адгезии имеет большое значение в дисфункции эндотелия при воспалении, атеросклерозе и других патологических процессах [45, 46]. Данные об ассоциации rs1143674 гена ITGA4 с сердечно-сосудистыми фенотипами отсутствуют, однако известно, что этот вариант связан с альтернативным сплайсингом. Аллель А rs1143674 ассоциирован с повышенным риском аутизма [47]. Ген MTAP расположен в непосредственной близости от CDKN2A/2B [48]. Показано, что гены MTAP и CDKN2B экспрессируются в клетках и тканях, вовлеченных в развитие атеросклероза, таких, как эндотелиоциты, макрофаги и гладкомышечные клетки коронарных артерий [49]. Сообщается, что ген MTAP может выступать в качестве супрессора опухолевого роста [50]. Другие четыре гена - RAD54B, SEZ6L, TAS2R38 и KLF7 - это гены с разнообразными функциями. Продукт гена RAD54B участвует в репарации ДНК и митотической рекомбинации. Мутации в нем могут быть причиной рака прямой кишки и лимфом [51]. Данных о функциональной роли варианта rs2291439 мало, а сведения об ассоцииации этого маркера с заболеваниями сердечно-сосудистой системы отсутствуют. Ген TAS2R38 кодирует рецептор, определяющий восприятие чувства горечи [52]. Гаплотипы гена TAS2R38 определяют до 85% вариабельности различий в ощущении оттенков вкуса - от горького до сладкого [53]. Носительство отдельных вариантов TAS2R38 влияет на пищевые предпочтения, например, пищи с большим количеством углеводов или липидов, что считается фактором риска развития метаболических нарушений и ССЗ. Аллели этого гена,ассоциированные с фенотипом синтропии, входят в состав гаплотипа, определяющего неспособность ощущать горький вкус; эти же аллели связаны с развитием СД2. Продукт гена KLF7 принадлежит к активаторам транскрипции и экспрессируется во многих тканях организма. Изучение модельных животных показало, что Klf7 специфически регулирует экспрессию гена TrkA, кодирующего нейротрофическую рецепторную тирозинкиназу типа 1. Нонсенс-мутация гена KLF7 приводит к нарушению развития множества ноцицептивных сенсорных рецепторов [54]. Изучение полиморфных вариантов гена KLF7 выявило ассоциацию с риском развития СД2 в японской популяции и протективный эффект в отношении ожирения в датской популяции [55, 56]. Характеристика гена SEZ6L приведена выше, так как этот ген ассоциирован с фенотипом «ИБС и АГ». Функциональная значимость полиморфизмов, ассоциированных с изучаемым фенотипом и расположенных в межгенных регионах, остается неизвестной. По данным [57], rs6501455 ассоциирован с раком предстательной железы, однако этот аллель протективный для синтропии ССК. Этот ген располагается на хромосоме 17 на расстоянии около 1 млн п. н. от генов SOX9 и CALM2P1, причем в этом же регионе обнаружено еще около 40000 однонуклеотидных полиморфизмов. Важно, что почти все представленные в базе данных PubMed полиморфизмы в этом геномном регионе имели отношение к тому или иному ССЗ. ОБСУЖДЕНИЕ Задача исследования заключалась в идентификации общих и специфических генов для трех фенотипов - отдельное заболевание, сочетание двух болезней и сочетание нескольких ССЗ. На рис. 1 приведены данные о количестве генов, общих и специфических для трех фенотипов. Так, в случае синтропии (сочетание нескольких заболеваний - в нашем случае ИБС, АГ, СД2 и ГХ) и сочетания двух заболеваний (ИБС и АГ) выявлены два общих гена; между фенотипами «ИБС и АГ» и изолированной «ИБС» - один общий ген, а между синтропией и ИБС нет общих генов из числа изученных. Выявлено 14 специфических генетических вариантов, характерных только для ИБС, 12 - для синтропии ССК, 10 - для сочетания ИБС и АГ. В случае сочетающихся заболеваний важно знать не только долю общих и специфических генов, но и профиль ассоциированных вариантов (физиологическую роль, выполняемую в организме), так как профиль может указывать на наиболее важные метаболические пути, вовлеченные в формирование патологии и подходы к лечению. Как следует из представленного ассоциативного профиля по каждому изучаемому фенотипу, для ИБС, не сочетающейся с другими ССЗ, характерны гены, регулирующие метаболизм липидов, гены, связанные с иммунитетом, и специфические для функции сердца гены, такие, как гены, контролирующие проводящую систему сердца. При рассмотрении профиля сочетания двух заболеваний, одно из которых ИБС, картина значительно отличается, и варианты генов, ассоциированные с данным фенотипом, кажутся скорее неожиданными: набор генов трудно связать с каким-либо метаболическим путем и классифицировать подобно генам, ассоциированным с «только ИБС». Отмечено, что с фенотипом сочетания двух болезней связано несколько генов иммунитета и предрасположенности к раку. Генетический профиль синтропии ССК в целом выглядит закономерным - это гены, отвечающие за нарушение липидного метаболизма, гены, контролирующие иммунитет и реакцию воспаления (и гены с разными функциями). Необходимо отметить, что выполненный нами анализ обширной панели маркеров (1400), связанных, согласно опубликованным данным, с широко распространенными заболеваниями, позволил выявить неизвестные ранее взаимосвязи, как это часто бывает при широкогеномных исследованиях, например, ассоциацию генов рака, неврологических и психических заболеваний с сердечно-сосудистыми фенотипами. Описательный анализ функций ассоциированных генов дополнен классифицирующим сетевым анализом межгенных взаимодействий, который позволяет проследить цепочки взаимодействий некоторого списка генов - STRING-анализ (рис. 2). Данный анализ позволяет формально отнести тот или иной ген к наиболее важным метаболическим путям. Такой формализованный анализ показал, что среди генов ИБС преобладают гены, связанные с функцией иммунной системы, и гены липидного обмена. В случае фенотипа ИБС в сочетании с АГ два гена относятся к иммунной системе и два к липидному метаболизму. Именно ген липидного метаболизма SCARB1 является общим для этих двух форм патологии. Среди генов, ассоциированных с синтропией ССК, три гена были классифицированы как имеющие отношение к метаболизму липидов. Остальные гены в рамках анализа STRING не были отнесены к какому-либо метаболическому пути. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том, что гены липидного обмена вовлечены в формирование всех вариантов течения (в том числе различных сочетаний) болезней сердечно-сосудистого континуума, тогда как гены-регуляторы иммунной системы специфичны для ИБС и не участвуют в формировании синтропии ССК. Возвращаясь к рассуждению о роли синтропии (неслучайное сочетанние заболеваний) и распространенного явления коморбидности, можно сказать, что нами установлена дополнительная сложность в использовании данных ассоциативных генетических исследований в прикладных (диагностических) аспектах тестирования предрасположенности к распространенным заболеваниям. Генетический профиль сочетания нескольких заболеваний может значительно отличаться от профиля изолированных форм. Выявление синтропных генов (влияющих на развитие сложного фенотипа синтропии) представляет интерес не только с диагностических позиций, но и, в первую очередь, для прогнозирования (или объяснения уже существующих фактов) эффекта некоторых лекарственных препаратов в случае нескольких заболеваний.

Об авторах

O. A. Макеева

Научно-исследовательский институт медицинской генетики; Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний

Автор, ответственный за переписку.
Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

A. A. Слепцов

Научно-исследовательский институт медицинской генетики

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

E. В. Кулиш

Научно-исследовательский институт медицинской генетики

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

O. Л. Барбараш

Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

A. M. Мазур

ЗАО «Геноаналитика»

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

E. Б. Прохорчук

ЗАО «Геноаналитика»

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

Н. Н. Чеканов

ЗАО «Геноаналитика»

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

В. A Степанов

Научно-исследовательский институт медицинской генетики

Email: oksana.makeeva@medgenetics.ru
Россия

В. П. Пузырев

Научно-исследовательский институт медицинской генетики; Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: valery.puzyrev@medgenetics.ru
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы