Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) – синдром, являющийся следствием первичных заболеваний сердечно-сосудистого континуума (ССК). ХСН, как правило, сопровождается паттерном симптомов: одышка и утомляемость, вызванные низкой резистентностью к физической нагрузке, отеки и др., – связанным с несоответствующей потребностям перфузией органов и тканей в покое или при физической и/или психоэмоциональной нагрузке. В исследовании ЭПОХА было установлено, что частота ХСН любого функционального класса (ФК) в европейской части РФ составляет 7%, а ХСН III–IV ФК – 2,1%. Количество больных с ХСН статистически значимо увеличилось от 4,9% до 10,2%, а с ХСН III–IV ФК – от 1,2% до 4,1% в период с 1998 по 2014 год [1]. Общаясмертностьпациентов с ХСН – 6% в год. Это значит, что в РФ каждую минуту умирает один пациент с ХСН. Поскольку при СН патофизиологический статус ССК нестабилен, риск смерти одинаков как для больных с I и II ФК, так и с III и IV ФК. Причин для развития ХСН достаточно много. ВРоссийской Федерации основными считаются артериальная гипертензия (АГ) и ишемическая болезнь сердца (ИБС) [2], сочетанные у половины больных [3].

Различие причин, приводящих к ХСН, определяет клиническую неоднородность этого состояния. A priori – ХСН не инфекционного генеза в своей основе имеет первичные изменения генома, поздно проявляющие себя в фенотипе сначала в форме патологии сердечно-сосудистой системы, а затем – присоединившейся ХСН. A posteriori – болезни возраста, к которым относятся сопровождаемые ХСН заболевания, являются полигенными. Между тем сложилась практика связывать полигенную патологию с точечной мутацией какого-либо единственного гена, наиболее часто встречающегося при данной патологии. Очевидно, что единственный полиморфизм, частотно связанный с какой-либо возрастной патологией, может быть как непосредственной причиной данной болезни, реализуемой во взаимодействии с рядом других фоновых генов, так и просто полиморфизмом-маркером. То есть не влияющим на формирование патогенеза мутантным геном, но наследуемым вместе с группой патогенных генов в результате кроссинговера. Тогда как сами участвующие в патологическом процессе гены, производящие патологический фенотип, могут наследоваться независимо друг от друга. Вто же время для формирования определенного фенотипа, наследуемого полигенно, необходима передача непостоянного набора измененных генов – генной сети, формирующей такой патологический фенотип. В таком наборе вся группа генов формирует конкретный фенотип, но сам фенотип оказывается сформирован в виде различающихся преобладающей симптоматикой и тяжестью течения клинических вариантов в зависимости от того, какие гены сформировали генную сеть у данного больного. Поэтому большой интерес представляет не только поиск маркерных однонуклеотидных генов, ведущих к замене аминокислот в белковых последовательностях или нарушению работы регуляторных участков генома, но и выявление генных сетей, формирующих патологический фенотип.

Примерно у 50% больных с ХСН фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ) находится в пределах референтного интервала, но её распространённость к ХСН с низкой фракцией выброса (СНнФВ) увеличивается на 1% в год [4; 5]. В популяции обследованных с ХСН, верифицированной по Фрамингемским критериям, у 85,6% лиц ФВЛЖ была более 40%, у 56,8% обследованных ФВЛЖ – более 50% [1; 3]. Пограничная ФВ от 40 до 49% (ХСНпФВ) составляет 10-20% популяции лиц с СН [6]. В соответствии с данными последнего регистра по обращаемости в поликлиники, у 78% больных ФВЛЖ не выходит за пределы физиологической нормы, что говорит о более высокой медико-социальной значимости данного состояния для нашей страны, чем для стран западного мира [7]. Внастоящий момент основными биологическими маркерами ХСН являются натрийуретические пептиды, которые также используют как маркеры эффективности терапии. Обнаружение физиологических количеств натрийуретических пептидов (NT-proBNP и BNP ниже 125 и 35 пг/мл соотв.) у нелеченых пациентов позволяет исключить ХСН [8]. Тем не менее у 30% лиц с ХСНсФВ содержание BNP в крови находится в референтном интервале нормы. По этой причине не все специалисты считают правильным использовать этот показатель как абсолютный критерий ХСН [9].

В связи с тем что ренин-ангиотензин-альдостероновая система позиционирована как основное звено патогенеза ХСН, среди более 16 генов-кандидатов, связанных с ССЗ, интерес исследователей сосредоточен на гене ангиотензиногена (AGT) [10], в котором найдено более 30 однонуклеотидных полиморфизмов [11]. Среди них в настоящее время наиболее часто используют полиморфизмы М235Т и Т174М, частота которых варьирует в различных популяциях [10].

Анализ полиморфизма генов липидного обмена, а именно: ген липопротеинлипазы – HindIII; полиморфизма аполипопротеина Е – HhaI; белка-переносчика эфиров холестерина – TaqIB и ангиотензинпревращающего фермента – полиморфизм I/D у больных с ИБС, – позволил рассматривать эти гены как маркеры высокого риска ХСН, способные сформировать фенотип ХСН в отдаленном будущем [12].

Найдено более 30 индуцибельных генов, побуждаемых стимулами к гипертрофии миокарда, среди них: гены трансформирующего рост фактора-β1, натрийуретического пептида, инсулиноподобного фактора роста-1, белков саркомеров и др. Напротив, экспрессия около 10 генов блокируется стимулами к гипертрофии, а именно: гены ряда белков кальциевых каналов, рецепторов ангиотензина II, эндотелин I, фосфоламбана, кардиотрофина‑1 и др., связанных с G‑протеином [13]. Учитывая многообразие этиологических воздействий, допустимо предположить, что специфическая терапия, предложенная только для одной̆ из форм ХСН, не будет эффективна для других форм ХСН, мало отличающихся паттерном клинических симптомов, но с различной этиологией и патогенезом. Поэтому раскрытие генетических факторов, участвующих в формировании и прогрессировании ХСН, может оказать значительное влияние на понимание патофизиологических процессов, приводящих к ее формированию. Современные генные технологии формируют новые технологии прогнозирования течения ХСН, лечения и оценки эффективности терапии.

Целью нашей работы являлось изучение сочетания генетических показателей предрасположенности к ССЗ у лиц с ХСН с сохраненной фракцией выброса.

Материал и методы исследования. Всего обследовано 50 пациентов с ХСН и 50 лиц без симптомов патологии сердечно-сосудистой системы. Средний возраст пациентов с ХСН составил 68,0±6,7, у контрольной группы (35,6 ±8,3) года.

Критерии отбора пациентов. Пациенты с ХСН с низкой, пограничной и сохраненной ФВЛЖ отобраны по совокупности критериев:

1) классический комплекс субъективных и объективных признаков ХСН;

2) ФВЛЖ ≥ 50%, 40-50% и ≤ 40%;

3) увеличение плазменной концентрации мозгового натрийуретического пептида (МНП) более 35пг/мл и/или его N-концевого предшественника (NT-proBNP) более 125 пг/мл;

4)выявление какого-либо дополнительного критерия ХСН: гипертрофии левого желудочка и/или дилатации левого предсердия, и/или диастолической дисфункции.

Определяемые генные полиморфизмы. Исследовали однонуклеотидные полиморфизмы генов (SNP – single nucleotide polymorphism). Для определения полиморфизмов, ассоциированных с развитием тромбофилии (8 полиморфизмов генов F13A1, F2, F5, F7, FGB-фибриноген, PAI-1, ITGA2-a2 интегрин, ITGB3-b интегрин) и гипертензии (9 полиморфизмов генов АDD1, AGT, AGTR1, AGTR2, CYP11B2, GNB3, NOS3), использовали наборы фирмы ООО «ДНК-технология» (Россия, регистрационное удостоверение № ФСР 2010/08414).

Для определения полиморфизмов генов, ассоциированных с патологией углеводного и липидного обменов – ADRB2, FDRB3, FABP2, PPARG, PPARG1, PPARG2, APOA1, APOE, APOC3, PON1, LPL, LIPS, – и системы цитохромов Р450, осуществляющих метаболизм лекарственных препаратов, ассоциированных с ССЗ, использовали наборы фирмы «Литех» (Россия, регистрационное удостоверение № ФСР 2012/13165). Выделение ДНК проводили по методике, описанной в инструкции, приложенной к набору фирмы «ДНК-технология» или к набору для выделения ДНК фирмы «Литех». Чистоту и концентрацию выделенной ДНК верифицировали на спектрофотометре Nanodrop2000C (Thermoscientific, США, номер по Госреестру 56026-13). ДНК амплифицировали на приборе «ДТ-прайм 5» (ООО «ДНК-технология», Россия, номер по Госреестру 76722).

Статистический анализ. Для сравнения количественных переменных использовали критерий Краскела-Уоллиса [14]. Группы сравнивали попарно с помощью критерия Манна-Уитни (https://medstatistic.ru/calculators/calcmann.html). Категориальные переменные оценивали по критерию Пирсона [15] с подбором степеней свободы. Результаты статистического анализа считали значимыми при р<0,05. Соответствие частот в группах генотипов ожидаемым значениям при равновесии Харди-Вайнберга оценивали по критерию χ2 [16]. При обнаружении различий частот генотипов изучаемых генов, для оценки связи вычисляли отношения шансов (ОШ [17]) и их 95% доверительный интервал (ДИ). Значимыми считали различия при р<0,05, при условии, что значения 95% ДИ не пересекали 1. Значение ОШ в интервале 0-1 соответствует снижению риска, ОШ более 1 – увеличению риска, ОШ равное 1 – отсутствию эффекта.

Результаты исследования и их обсуждение. Генетические показатели в группе больных с ХСН. В таблице 1 представлены результаты анализа полиморфизмов генов, связанных с гиперкоагуляцией у больных с различными формами ХСН.

Таблица 1

Полиморфизмы генов, связанных с развитием гиперкоагуляции у больных с ХСН

Примечание: здесь и далее * группы различаются статистически значимо; ОШ подсчитаны для вариантов генов, связанных с развитием гиперкоагуляции, со статистически значимыми различиями.

В настоящем исследовании наблюдается десятикратное превышение аллелей риска в группе больных с ХСН в сравнении с контрольной группой, что во много раз увеличивает вероятность тромбозов. Необходимо отметить, что в таблице приведены результаты полиморфизмов генов, отличающиеся от контрольной группы. Соответственно, в таблицу не вошли гены F2, F5, F7, ITGA2-a2 интегрин. Анализ данных таблицы 1 позволяет сделать вывод, что суммарное количество гетеро- и гомозиготных вариантов полиморфизма гена предшественника трансглутаминазы F13 (фактор свертывания крови XIII), содержащих аллель «риска», в группе больных с ХСН в 5,8 раза превышает их число в контрольной группе. Количество полиморфных генотипов, несущих аллели риска гена ITGB3, превышает более чем в 4 раза их число в контрольной группе, что повышает риск развития тромбоэмболии. Количество полиморфных вариантов, содержащих аллели «риска» гена PAI-1, почти в десять раз превышает их количество в контрольной группе. Частоты полиморфизмов гена MTHFR для гетеро- и гомозиготного варианта риска превышает их количество в контрольной группе в 11 и 7,4 раза. Наблюдения за изменениями частоты полиморфизмов, содержащих аллели «риска» гена MTRR, выявили еще более значительные различия (в 31,5 раза) между результатами в группе больных с ХСН и контролем. Среди множества патогенетических механизмов, индуцирующих развитие артериальной гипертонии, ведущими являются те, что опосредуют свое влияние через ренин-ангиотензиновую систему (РАС). Ген AGT кодирует белок ангиотензиноген, в настоящей работе исследовали полиморфизм 704 Т>C этого гена. Обнаружено, что наличие в генотипе аллеля С приводит к неблагоприятному прогнозу. Следует отметить, что присутствие в генотипе пациентов аллелей С почти в 5 раз превышало их количество в группе сравнения (табл. 2).

Таблица 2

Полиморфизмы генов, связанные с развитием гипертензии у больных с хронической сердечной недостаточностью

Различия встречаемости полиморфизма гена AGTR1 1166 A>C в генотипе обследуемых с ХСН и группе сравнения статистически не значимы. Другой ген, относящийся к системе регуляции артериальной гипертензии, это GNB3 (825 С>T), экспрессия которого меняется в зависимости от наличия Т в генотипе пациента. Число пациентов с аллелем «риска» Т на 38% больше, чем в контрольной группе.

В настоящем исследовании сравнивали показатели полиморфных генов синтазы окиси азота NOS3, содержащих аллели «риска» С (786С>T), в группе с ХСН с контрольной группой – различия оказались статистически не значимы. При сопоставлении с группой сравнения числа лиц с полиморфными генами «риска» в настоящем исследовании (894G>T) обнаружено трехкратное превышение числа пациентов с ХСН, содержащих аллель Т, почти половину этой величины составила группа пациентов с генотипом, содержащим гомозиготный вариант, усиливающий описанные выше негативные процессы.

В таблице 3 представлены финальные данные исследования полиморфизма генов, связанных с дисфункцией липидного и углеводного обмена у больных с ХСН.

Таблица 3

Полиморфизмы генов, связанных с дисфункцией липидного и углеводного обмена у больных с хронической сердечной недостаточностью

Увеличение числа пациентов с маркерными полиморфизмами гена FTO превышает контрольный уровень в 1,3 раза, что может быть обусловлено высоким распределением этого варианта гена в популяции в целом. Ген PPARGC1A локализуется на 4 хромосоме (4p15.1). В настоящем исследовании не выявлено увеличения полиморфизмов «риска» гена PPARGC1 в группе пациентов с ХСН по сравнению с показателями в контрольной группе, что, по-видимому, связано с очень высоким уровнем этих аллелей в контрольной популяции, наблюдавшейся в данном исследовании. В группе пациентов с ХСН число пациентов с аллелем «риска» гена параоксоназы (PON1) в 1,8 раза превышает их число в контрольной группе, что может быть одной из ряда многочисленных причин развития ХСН. В группе пациентов с ХСН в нашем исследовании полиморфизма гена ADRB2 C>G количество пациентов, генотип которых содержит аллель «риска» G, в 4,7 раза превышает их число в контрольной группе.

В таблице 4 представлены данные, полученные при изучении генов семейства цитохромов р450. У больных с ХСН, изученных в данном исследовании, не было выявлено каких-либо существенных отличий значений для генов Сур от таковых в контрольной группе. Следует отметить, что контроль (распределение в европейской популяции) для этих генов взят из литературы, за исключением гена Сур2С19. Интересно, что суммарное число гетеро- и гомозиготных аллелей именно этого гена ниже в группе больных с ХСН, чем в контрольной, почти в 1,7 раза. Количество пациентов с геном СYP3A5(G>A) (варианты генотипа АА и AG) статистически достоверно превышает их число в контрольной группе (табл. 4). Важно отметить, что число гомозиготных форм этого гена (АА) составляет 22,8% (из 31,4%).

Таблица 4

Полиморфизмы генов, ассоциированных с нарушением функций системы цитохромов Р450

Генетические маркеры у больных с ХСН с нормальной и сниженной фракцией выброса. Из анализа результатов при распределении по группам (со сниженной, нормальной и пограничной фракциями выброса), представленных в таблице 5, следует, что различия наблюдаются между четырьмя из изученных в настоящей работе генов: MTHFR (677C> T) rs 1801133, MTRR (66A> G), AGT (700 T>C) rs 699, FTO (A>T) (rs939609), что может быть использовано в дальнейшей работе по диагностике и лечению пациентов с ХСН.

Таблица 5

Распределение пациентов в группе ХСН с различной фракцией выброса по полиморфизмам исследованных генов

Выявленные полиморфизмы у обследованной группы больных с ХСН с низкой фракцией выброса хорошо подразделяются на две группы: полиморфизмы, частота которых в данной группе пациентов не отличается от популяционной, и полиморфизмы, частота которых отлична. Последняя группа может быть подразделена на две подгруппы: полиморфизмы с частотой выше популяционных и полиморфизмы с частотой ниже популяционных. Гены можно подразделить на три подгруппы. Первые две подгруппы связаны с ожирением, а также инсулинорезистентностью и сахарным диабетом тип II (СД II).

Экономическую и социальную значимость данного исследования можно рассматривать в аспекте предупреждения ХСН у пациентов с начальными признаками ССЗ и неблагоприятной наследственностью. Нами выявлен ряд полиморфных генов: MTHFR (677C>T) rs 1801133, MTRR (66A>G), AGT (700 T>C) rs 699, FTO (A>T)rs939609, – встречающихся значительно чаще, чем в группе сравнения, и поэтому они могут быть использованы как маркеры заболевания. Значимость выявленных генов в развитии ХСН можно оценить, учитывая их роль в патогенезе повреждения миокарда. Так, продукт гена MTHFR метилентетрагидрофолатредуктаза непосредственно участвует в превращении гомоцистеина в метионин. При высоком уровнегомоцистеинаувеличивается риск раннего развития заболеваний сердечно-сосудистойсистемы. Угомозигот MTHFR (rs1801133) отмечается термолабильность мутантного гена и снижение активности метилентетрагидрофолатредуктазы до 35% от среднего значения. Выявленные маркерные мутациив гене MTRR определяют риск развития гипергомоцистеинемии и ассоциированных с ней ССЗ. Маркерные точечные мутации в гене MTRR определяют риск развития гипергомоцистеинемии и связанных с ней заболеваний сердечно-сосудистого континуума. Сочетание в одном геноме полиморфизмов генов MTHFR, MTRR, AGT увеличивает риск инсультов [18]. Частота С-аллеля гена AGT уменьшается с возрастом, по-видимому, в связи с сокращением продолжительности жизни носителей этого аллеля. Cверхэкспрессия гена FTO в эксперименте снижала апоптоз клеток миокарда, а нокдаун этого гена, напротив, увеличивал повреждение миокарда [19].

Таким образом, у пациентов с ХСН, в отличие от контрольной группы, выявлено статистически значимое увеличение количества маркерных полиморфизмов генов, связанных с:

1) развитием гиперкоагуляции:

F13 (rs 5985), ITGB3 (rs 5918), PAI-1 (rs 1799889), MTHFR (rs1801133), MTRR (rs1801394);

2) развитием гипертензии:

AGT (rs 699), GNB3 (rs 5443), NOS3 (rs 1799983);

3) нарушением липидного и углеводного обмена: FTO (rs9939609), PON1 (rs 662), ADRB2 (C>G);

4) нарушением метаболизма:

СYP3A5(G>A), СYP3A5(G>A), CYP11B2 (344C>T);

5) частота полиморфизма гена FTO в группе пациентов с ХСН в 1,65 раза превышает частоту в контрольной группе, что может значительно увеличить риск избыточного веса;

6) при анализе результатов, полученных у больных с ХСН с различной фракцией выброса, статистически значимые различия частот получены для следующих полиморфизмов генов:

MTHFR (677C>T) rs 1801133, MTRR (66A>G), AGT (700 T>C) rs 699, FTO (A>T) rs939609.

Работа выполнена в рамках НИР «Маркер» по теме №VMA.03.12.01.1920/0028.