Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

GENE POLYMORPHISMS OF IL-1B, IL-6, IL-10 AND TNF-α IN PATIENTS WITH DIFFERENT FORMS OF CHRONIC PURULENT OTITIS MEDIA

Bayke E.V. 1 Bayke E.E. 1
1 Chita State Medical Academy
It was studied the gene polymorphism of IL-1b (C3953T, T511C, T31C), IL-6 (C174G), IL-10 (G1082A, C592A, C592A) and TNFα (G308A) in 299 patients with tubotimpanal and timpanoantral forms of chronic purulent media otitis. The lower risk of destructive forms of chronic media otitis correlates with T allele of polymorphic gene IL-1b (T31C) and allele G and T of IL-10 gene (G1082A) and IL-10 (S819T). Carriage homozygous mutant genes of proinflammatory interleukin increases the risk of caries-destructive forms of chronic purulent otitis media, phenotypically manifested by the presence in the tympanic cavity, attic, antrum, and aditus and the cells of the mastoid process cholesteatoma masses, pronounced granulating process. It was established, that gene polymorphisms of IL-6 (C174G) and TNF-α (G308A) do not determine the intensity and severity of chronic media otitis.
gene polymorphism
interleukins
chronic purulent media otitis
В настоящее время туботимпанальная форма (мезотимпанит) встречается у половины больных хроническим гнойным средним отитом (ХГСО) и характеризуется вялотекущим катаральным воспалением слизистой оболочки среднего уха (мукозитом). Костные структуры при этом часто остаются интактными. Течение этой формы хронического гнойного среднего отита считается доброкачественным в связи с малой долей вероятности развития местных и внутричерепных осложнений. Хронический эпитимпанит отличается вовлечением в воспалительный ответ не только слизистой оболочки среднего уха, но и костных структур, что клинически проявляется кариозно-деструктивными процессами стенок барабанной полости и сосцевидного отростка. Отогенные внутричерепные осложнения являются следствием таких прогрессирующих морфофункциональных нарушений и представляют непосредственную угрозу для жизни больного и продолжают занимать доминирующее положение в перечне причин летальных исходов при патологии ЛОР-органов [3]. Несмотря на очевидную роль инфекционного агента, внешних неблагоприятных факторов в этиопатогенезе среднего отита, в последние десятилетия предпринимаются активные усилия для выявления генетических предикторов хронических заболеваний. Большое количество работ посвящено медиаторам воспаления и генетическим маркерам предрасположенности к хронической ЛОР-патологии [2, 7]. Исследователями А.А. Устиновичем и соавт. впервые определена доля наследственных факторов в формировании предрасположенности к острым отитам у близкородственных лиц, которая составила 56%, а на участие внешнесредовых факторов авторами отводится 44% [6]. В исследованиях И.А. Тихомировой (2009 г.) установлено, что полиморфизм гена интерлейкина 4 ассоциирован с формированием у ребенка хронического тонзиллита и аденоидов [5]. Американскими учеными изучался вклад в частоту рецидивирования острого среднего отита у детей полиморфизма единичных нуклеотидов генов провоспалительных цитокинов [8]. Однако роль полиморфизма генов, отвечающих за баланс взаимодействия провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в развитии хронического гнойного среднего отита, изучена не достаточно полно.

Цель исследования

Изучение полиморфизма генов IL-1b (C3953T, T511C, T31C), IL-6 (C174G), IL-10 (G1082A, C592A, C592A) и TNF-α (G308A) у больных с туботимпанальной и тимпаноантральной формами хронического гнойного среднего отита.

Материалы и метод

В исследование были включены 299 пациентов ЛОР-отделения ККБ г. Читы. Первую группу составили 146 пациентов, страдающих туботимпанальной формой ХГСО (наличие центральной перфорации, отсутствие деструктивных изменений на компьютерных томограммах, стойкая ремиссия или обострения не более 2 раз в год). Вторая группа представлена 153 больными тимпаноантральной формой хронического отита, у которых жалобы, анамнестические данные, отомикроскопия, рентгенограммы и дальнейшее оперативное лечение подтверждают кариозно-деструктивные процессы в среднем ухе. Частота обострений «злокачественной» формы заболевания составила в среднем 4 раза в год. Всем больным были выполнены стандартные общеклинические исследования. Анализу подвергали геномную ДНК человека, выделенную из лейкоцитов цельной крови с помощью реагента «ДНК-экспресс - кровь» (ООО НТП «Литех», г. Москва). С образцом выделенной ДНК параллельно проводили две реакции амплификации с двумя парами аллельспецифичных праймеров в режиме реального времени (PCR-rt), гель-электрофорезом в ультрафиолетовом свете. Результаты анализа позволяли дать три типа заключений: нормальная гомозигота, гетерозигота, мутантная гомозигота.

Для оценки соответствия распределений генотипов ожидаемым значениям при равновесии Харди-Вайнберга и для сравнения распределений частот генотипов и аллелей в двух субпопуляциях использовали критерий Хи-квадрат. Значения уровня р<0,05 рассматривались как статистически значимые. Об ассоциации аллелей или генотипов с предрасположенностью к изучаемой патологии судили по величине относительного риска заболевания OR (Odds Ratio). Математическую обработку полученных результатов проводили методами непараметрической статистики на персональном компьютере при помощи «Statistica 10» и с использованием online-калькулятора (http:// gen-exp.ru/calculator_or.php).

Результаты и обсуждение

Гены интерлейкинов обладают чрезвычайно высокой степенью полиморфизма, при этом количество вариабельных участков может быть множество. Нами проведен анализ полиморфизма генов изучаемых цитокинов именно промоторных участков генов, оказывающих влияние на фенотипическое проявление заболевания. Интерлейкин-1 является индуцибельным белком, синтез которого начинается на внедрение микроорганизмов либо повреждение тканей, и необходим для развития воспаления и осуществления всего комплекса защитных реакций, называемых острофазовым ответом. Равновесие между продукцией, экспрессией и ингибицией синтеза цитокинов семейства интерлейкина-1 играет важную роль в исходе воспалительной реакции. Из литературных данных известно, что лица, гомо- или гетерозиготные по высокопродуцирующему аллелю интерлейкина-1 бета (С3953Т), продуцируют в 4 и 2 раза соответственно большее количество цитокина, чем лица с нормальным вариантом исследуемого гена. В ходе молекулярно-генетического исследования нами установлено, что частота встречаемости генотипов гена IL1b (C3953T) среди пациентов с деструктивной и мукозной формами хронического гнойного среднего отита оставалась практически одинаковой (табл. 1).

Таблица 1

Распределение генотипов генов противо- и провоспалительных интерлейкинов у пациентов с туботимпанальной и тимпаноантральной формами хронического гнойного среднего отита

Генотипы

Туботимпанальная форма

Тимпаноантральная форма

Критерий

χ2, р

OR, p

IL1b (C3953T)

C/C

0,479

0,477

 

 

0,02 р=0,9932

OR=1,01 (0,64 до 1,59) CI 95%

C/T

0,459

0,458

OR=1,01 (0,64 до 1,59) CI 95%

T/T

0,062

0,065

OR=0,94 (0,37 до 2,38) CI 95%

IL1b (T511C)

T/T

0,568

0,294

 

 

78,43 р=0,0001

OR=3,16 (1,96 до 5,10) CI 95%

T/C

0,137

0,627

OR=0,09 (0,05 до 0,17) CI 95%

C/C

0,295

0,078

OR=4,91 (2,46 до 9,77) CI 95%

IL1b (T31C)

T/T

0,384

0,176

 

 

46,58 р=0,0004

OR=2,90 (1,70 до 4,95) CI 95%

T/C

0,473

0,314

OR=1,96 (1,22 до 3,14) CI 95%

C/C

0,144

0,510

OR=0,16 (0,09 до 0,28) CI 95%

IL6 (C174G)

C/C

0,158

0,196

 

4,57 р=0,1038

OR=0,77 (0,42 до 1,39) CI 95%

C/G

0,452

0,529

OR=0,73 (0,47 до 1,16) CI 95%

G/G

0,390

0,275

OR=1,69 (1,04 до 2,75) CI 95%

IL10 (G1082A)

G/G

0,329

0,314

 

 

27,88 р=0,0003

OR=1,07 (0,66 до 1,74) CI 95%

G/A

0,568

0,098

OR=12,12 (6,48 до 22,65) CI 95%

A/A

0,103

0,588

OR=0,08 (0,04 до 0,15) CI 95%

IL10 (C592A)

C/C

0,418

0,490

 

 

3,43

р=0,1842

OR=0,75 (0,47 до 1,18) CI 95%

C/A

0,568

0,510

OR=1,27 (0,80 до 2,00) CI 95%

A/A

0,014

0

OR=5,31 (0,25 до 11,15) CI 95%

IL10 (C819T)

C/C

0,404

0,686

 

 

24,15

р=0,0001

OR=0,31 (0,19 до 0,50) CI 95%

C/T

0,452

0,229

OR=2,78 (1,69 до 4,58) CI 95%

T/T

0,144

0,085

OR=1,81 (0,87 до 3,76) CI 95%

TNFα (G308A)

G/G

0,774

0,784

 

1,06 р=0,5961

OR=0,94 (0,55 до 1,63) CI 95%

G/A

0,219

0,216

OR=1,02 (0,59 до 1,77) CI 95%

A/A

0,007

0

OR=3,16 (0,13 до 78,32) CI 95%

Обнаружено, что для больных с мезотимпанитом характерно носительство немутантных генотипов генов IL1b (511 ТT, 31 ТТ). Среди пациентов с эпитимпанитом гетерозиготный вариант гена IL1b (T511C) регистрировался чаще относительно первой группы (р=0,0001). Мутантный вариант гена IL1b (31 СС) у больных со «злокачественным» течением заболевания среднего уха встречался в 3,5 раза чаще по сравнению с первой группой (р=0,0004). Воспаление у носителей гетерозиготных генотипов более продолжительное и интенсивное, что фенотипически подтверждается кариозно-деструктивными процессами в среднем ухе и частыми обострениями хронического гнойного среднего отита в год.

Интерлейкин-6 относят к интегральным медиаторам, но длительное и чрезмерное повышение его уровня коррелирует с продолжительностью и тяжестью имеющегося заболевания. Это подтверждено работой В.П. Шпотина и соавт., где проанализирована зависимость концентрации цитокинов (IL-6) от степени деструктивного процесса в среднем ухе [7]. В нашем исследовании частота генотипов в группах наблюдения достоверно не отличалась. Следовательно, необходимо учитывать, что в процессе воспаления способность клеток к выработке цитокинов зависит от степени и протяженности воспалительного ответа, обусловленных не только генетически, но и многими другими факторами: внешнесредовыми, а также возрастом и иммунитетом реципиента.

Из литературных источников известно, что основная функция интерлейкина-10, реализующаяся путем изменения иммунного ответа с Th1 на Th2, проявляется в подавлении избыточного синтеза и гиперактивации провоспалительных цитокинов и энзимов. В нашем исследовании обнаружено, что среди лиц, страдающих мезотимпанитом, гетерозиготный генотип гена IL10 (1082 GА, 819 CT) наблюдался чаще относительно больных с эпитимпанитом. Вероятно, иммуносупрессивная функция интерлейкина-10 на иммунокомпетентные клетки у больных с мезотимпанитом приводит к пониженной выработке провоспалительных цитокинов (IL-1 и IL-6), обеспечивая «доброкачественное» течение заболевания (табл. 1).

Активный интерес к провоспалительному цитокину TNFα поддерживается его широким спектром биологического действия: он инициирует синтез провоспалительных интерлейкинов, является хемоатрактантом для нейтрофилов, стимулирует макрофаги и пролиферацию Т-, В-лимфоцитов. Ранее исследовалась ассоциация между тремя полиморфизмами генов (TNFα-308, IL-1β +3953, IL-6 -174) провоспалительных цитокинов и восприимчивости к отиту у детей. Было обнаружено, что TNFα-308 и IL-6-174 полиморфизм (но не IL-1β +3953) существенно связан с предрасположенностью к воспалению среднего уха [4]. Изучаемый нами генетический полиморфизм гена TNFα (G308A) ассоциирован с развитием хронического отита, однако выраженность деструктивного процесса в среднем ухе не зависит от частоты встречаемости генотипов в рассматриваемых клинических группах [1]. Следовательно, сила и интенсивность патологического ответа с участием вышеперечисленных цитокинов обусловлены скорее активацией мононуклеарных периферических клеток (МНПК) и продуктами воспаления, чем генетической предрасположенностью.

У исследуемых больных с мезотимпанитом частота аллеля Т полиморфного гена IL-1b (T31C) значительно превышала значение в группе пациентов с эпитимпанитом, что является доказательством носительства аллеля Т как фактора пониженного риска развития кариозно-деструктивных процессов среднего уха (табл. 2).

Таблица 2

Распределение частоты аллелей у пациентов с разными формами хронического гнойного среднего отита

Аллели

Мезотимпанит n (%)

Эпитимпанит

n (%)

Критерий χ2, р

OR, p

Полиморфизм IL-1b (C3953T)

C

0,709

0,706

 

0,01

0,94

OR=1,01 (0,71 до 1,44) CI 95%

T

0,291

0,294

OR=0,99 (0,69 до 1,40) CI 95%

Полиморфизм IL-1b (T511C)

T

0,637

0,608

 

0,54

0,46

OR=1,13 (0,81 до 1,57) CI 95%

C

0,363

0,392

OR=0,88 (0,63 до 1,23) CI 95%

Полиморфизм IL-1b (T31C)

T

0,620

0,333

 

49,21

0,000

OR=3,26 (2,33 до 4,56) CI 95%

C

0,380

0,667

OR=0,30 (0,22 до 0,43) CI 95%

Полиморфизм IL-6 (C174G)

C

0,384

0,461

 

36,5

0,06

OR=0,73 (0,52 до 1,07) CI 95%

G

0,616

0,539

OR=1,37 (0,99 до 1,90) CI 95%

Полиморфизм IL-10 (G1082A)

G

0,613

0,363

 

37,47

0,001

OR=2,78 (1,99 до 3,87) CI 95%

A

0,387

0,637

OR=0,36 (0,26 до 0,50) CI 95%

Полиморфизм IL-10 (C592A)

C

0,702

0,745

 

1,39

0,07

OR=0,80 (0,56 до 1,15) CI 95%

A

0,298

0,255

OR=1,24 (0,86 до 1,77) CI 95%

Полиморфизм IL-10 (С819Т)

C

0,630

0,801

 

21,43

0,001

OR=0,42 (0,29 до 0,61) CI 95%

T

0,370

0,199

OR=2,36 (1,63 до 3,40) CI 95%

Полиморфизм TNF-α (G308A)

G

0,884

0,892

 

0,11

0,74

OR=0,92 (0,55 до 1,52) CI 95%

A

0,116

0,108

OR=1,09 (0,65 до 1,81) CI 95%

Наличие аллелей G IL-10 (G1082A) (OR=2,78) и Т IL-10 (С819Т) (OR=2,36) повышает вероятность течения хронического процесса в среднем ухе по доброкачественному типу.

Таким образом, генетический полиморфизм отражается на работе медиаторов воспаления, что фенотипически проявляется в той или иной форме ХГСО.

Выводы

1. У лиц, страдающих кариозно-деструктивными формами хронического гнойного среднего отита, чаще встречается носительство гетерозиготы и мутантной гомозиготы провоспалительного гена IL-1b (T511C, T31C).

2. Носительство аллеля Т полиморфных генов IL-1b (T31С) в сочетании с носительством аллелей G и Т противовоспалительных генов IL-10 (G1082A, C819T) снижает риск развития хронического гнойного среднего отита по типу кариозно-деструктивного процесса.

Рецензенты:

Ходакова О.В., д.м.н., доцент, проректор по учебно-воспитательной работе ГБОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия», г. Чита;

Романова Е.Н., д.м.н., профессор госпитальной терапии и эндокринологии ГБОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия», г. Чита.