Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ИЗУЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ ИММУННОГО ОТВЕТА У ЖИТЕЛЕЙ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Пасечник О.А. 1 Вильмс Е.А. 1 Пиценко Н.Д. 1 Блох А.И. 1
1 ГБОУ ВПО «Омский государственный медицинский университет Минздрава России»
Гены про- и противовоспалительных цитокинов играют важную роль в клиническом течении и исходе различных социально значимых заболеваний. Была изучена распространенность полиморфизмов генов фактора некроза опухоли альфа, интерлейкинов 2, 4, 10 у жителей Омской области. Полиморфизмы генов исследованы методом single nucleotide polymorphism (SNP). Генотипирование образцов геномной ДНК проводилось при помощи аллель-специфической полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Частота обнаружения полиморфного варианта rs 1800629 гена TNF-А составила 0,135, rs 2069762 гена IL- 2 — 0,245, rs 2243250 гена IL-4 – 0,155, rs 1800872 гена IL-10 – 0,220. Распространенность мутантных аллелей гена TNF-А у обследованных мужчин была выше, чем у женщин. В данной статье представлены результаты собственных исследований в сравнении с литературными данными.
полиморфизм генов
цитокины
мультифакториальные заболевания
TNFA
IL-2
IL-4
IL-10
1. Анохина Е.Н., Тугуз А.Р., Руденко К.А. Ассоциация полиморфизмов генов IL-4, IL-2 со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов // Вестник Адыгейского Государственного Университета. Серия естественно-математических и технических наук. – 2014. – № 1 (133). – С. 51–55.
2. Вильмс Е.А., Долгих Т.И., Турчанинов Д.В. Распространенность полиморфизмов генов, ассоциированных с социально значимыми мультифакториальными заболеваниями, у населения Омска // Медицинский альманах. — 2012. — № 3(22). — С. 169172.–
3. Дунаев П.Д., Бойчук С.В., Мустафин И.Г. Свойства и роль фактора некроза опухолей альфа в патогенезе ВИЧ-инфекции// Казанский медицинский журнал. — 2012. — Т. 93, № 2. — С. 290–293.
4. Кишкун А.А. Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клинической практике. — М.: ООО «МИА», 2009. — 712 с.
5. Коненков В.И., Смольникова М.В. Структурные основы и функциональная значимость аллельного полиморфизма генов цитокинов человека и их рецепторов // Медицинская иммунология. — 2003. — Т. 5, № 1-2. С. 11–28.
6. Пасечник О.А., Руднева С.Н., Татаринцева М.П., Шахова Т.А. Динамика заболеваемости и факторы риска развития ВИЧ-ассоциированного туберкулеза в Омской области // Здравоохранение Российской Федерации. — 2015. — Т. 59. — № 2. — С. 29–32.
7. Руденко К.А. Полиморфизмы генов основных провоспалительных цитокинов IL-17А, TNF-Α, IL-6, ассоциированные с риском развития бронхиальной астмы в мировых популяциях и у жителей Республики Адыгея // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. — 2013. — № 3 (122). — С. 54–61.
8. Цыган В.Н., Иванов А.М., Камилова Т.А., Никитин В.Ю., Протасов О.В., Артюшкин С.А. Генетический полиморфизм цитокинов // Вестник Российской военно-медицинской академии. — 2010. — № 2 (30). — С. 211–219.
9. Шевченко А.В. Иммуногенетический анализ полиморфизма генов цитокинов, матричных металлопротеиназ и фактора роста эндотелия сосудов при ряде мультифакториальных заболеваний: Автореф. дис. доктора биол. наук. — Новосибирск, 2015. — 41 с.
10. Ширлина Н.Г., Стасенко В.Л., Долгих Т.И. Спектр полиморфизмов гена BRCA1 и гена BRCA2 у женского населения г. Омска// Медицинский альманах. — 2012. — № 3. — С. 172–175.
11.Altshuler D.M.,. Gibbs R. A,. Peltonen L. et al. Integrating common and rare genetic variation in diverse human populations // Nature. 2010.URL: http://www.nature.com/nature/journal/v467/ n7311/abs/nature09298.html.
12. International NCBI dbSNP database http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/
13 .Feng H., Kuai J.H., Zhang M.Y., Wang G.C.,Shi Y.J., Zhang J.Y. Tumor necrosis factor-alpha gene -308G > A polymorphism alters the risk of hepatocellular carcinoma in a Han Chinese population// Diagn Pathol.2014. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4282739/.
14.Gao Q.J., Liu D.W., Zhang S.Y., Wu L.H, Jia M. Relations between IL-2-330 polymorphisms and the outcome of hepatitis B and/or hepatitis C virus infection// Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. 2010. URL:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21162873.
15. Gao X., Chen J., Tong Z., et al. Interleukin-10 promoter gene polymorphisms and susceptibility to tuberculosis: a meta-analysis//PLoS One. 2015. 1;10(6):e0127496.
16. Hu X.B., Ouyang L.Z., Tang LL. Interleukin-2 gene polymorphisms and prognosis of breast cancer// Genet Test Mol Biomarkers. 2013.URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23477313.
17. Marmor M. et al. Resistence to HIV infection// J.Urban.Health. — 2006. — Vol. 83, № 1. — P. 5–17.
18. Sivangala R., Ponnana M., Thada S. et al. Association of Cytokine Gene Polymorphisms in Patients with Tuberculosis and Their Household Contacts// Scandinavian Journal of Immunology. 2014.Vol. 79. № 3, p. 197–205.

Актуальной задачей современной профилактической медицины является использование достижений молекулярной биологии и генетики для оценки риска развития и предупреждения массовых социально значимых заболеваний [2].

К генам, контролирующим тип иммунного ответа, резистентность или чувствительность к инфекции, предрасположенность к разным формам течения инфекционных заболеваний и их осложнений, относят в первую очередь гены цитокинов [8]. Отдельные аллельные варианты генов могут быть ассоциированы с уровнем продукции соответствующего белкового продукта, что непосредственно оказывает влияние на характер течения и исход заболевания [9].

Омская область на протяжении ряда лет характеризовалась значительной распространенностью таких актуальных социально значимых заболеваний, как ВИЧ-инфекция, туберкулез, вирусный гепатит С, онкологические заболевания, в клиническом течении и исходе которых важную роль играют гены цитокинов [6, 10].

Цель исследования

Оценка распространенности аллельных вариантов и генотипов промоторных регионов генов иммунного ответа IL 2, IL4, IL10, TNF А у взрослого населения Омской области.

Материалы и методы

Контингент обследованных лиц включал 100 неродственных жителей г. Омска и Омской области европеоидного происхождения (75 мужчин и 25 женщин) в возрасте от 19 до 60 лет, средний возраст обследуемых составил 37,5 ± 2,3 лет. От всех участников было получено добровольное информированное согласие на участие в исследовании в соответствии с требованиями Локального этического комитета ГБОУ ВПО ОмГМУ от 30.01.2015 г. № 66.

Выделение ДНК из лейкоцитов цельной крови проводилось с помощью реагента «ДНК-экспресс-кровь» в соответствии с инструкцией производителя (НПФ «Литех, Россия).

Полиморфизмы генов исследованы методом SNP (single nucleotide polymorphism) с использованием комплекта реагентов для выявления мутаций (полиморфизмов) в геноме человека тест-системы «SNP – экспресс» (НПФ «Литех», Россия).

Исследовано четыре полиморфных варианта промоторных регионов генов цитокинов – интерлейкина 2 – IL-2 -330 T > G, интерлекина 4 — IL4 -590С>Т, интерлейкина 10 – IL 10 —592С> А, фактора некроза опухоли альфа TNF-А- 308G>A (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика полиморфных вариантов изучаемых генов

Ген

Кодируемый цитокин

Полиморфный локус

dbSNP_rs*

генотип

TNFА

Фактор некроза опухоли альфа

‐308G>A

rs 1800629

GG, GA, AA

IL 2

Интерлейкин 2

- 330T> G

rs 2069762

TT, TG, GG

IL 4

Интерлейкин 4

-590С>Т

rs 2243250

CC, CT, TT

IL 10

Интерлейкин 10

-592С> А

rs 1800872

CC , CA, AA

* Идентификационный номер SNP в международной базе NCBI dbSNP [12]

Генотипирование образцов геномной ДНК проводилось при помощи аллель-специфической полимеразной цепной реакции в режиме реального времени на амплификаторе «iQ5» (BioRad, США) на базе ФБУН «Омский НИИ природно-очаговых инфекций Роспотребнадзора».

Частота отдельных генотипов определялась как отношение индивидов, несущих генотип, к общему числу обследованных в группе по формуле: f =n/N, где n – количество раз встречаемости генотипа, N – численность обследованных.

Частоты генотипов по исследованным локусам были проверены на соответствие равновесию Харди—Вайнберга при помощи точного теста Фишера (рHWЕ). Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием пакета программ Statistica 6.0 (StatSoft), MS Excel (Microsoft). Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости р принимался равным или меньше 0,05.

Результаты и обсуждение

В ходе исследования была определена распространенность аллелей и генотипов генов цитокинов (табл. 2)

Таблица 2

Характеристика распределения генотипов анализируемых генов иммунного ответа в исследуемой популяционной группе

Полимор-физм

Аллели

Генотипы

Гетерозиготность

рHWЕ

наблюда-емая

ожидаемая

вариант

частота аллеля

вариант

частота генотипа

 

TNFА ‐308G>A

G

 

A

0,685

 

0,135

GG

GA

AA

0,730

0,270

0,00

 

 

0,270

 

 

0,236

 

 

0,139

 

IL 2

- 330 G > Т

G

 

T

0,755

 

0,245

GG

GT

TT

0,630

0,250

0,120

 

 

0,250

 

 

0,369

 

 

0,001*

 

IL 4

-590T>С

C

 

T

0,845

 

0,155

CC

CT

TT

0,700

0,290

0,010

 

 

0,290

 

 

0,262

 

 

0,349

 

IL10

- 592С> А

C

 

A

0,780

 

0,220

CC

CA

AA

0,600

0,360

0,040

 

 

0,360

 

 

0,343

 

 

0,667

*отклонения от равновесия Харди—Вайнберга

Фактор некроза опухоли альфа TNF-А – белок, синтезируемый активированными макрофагами, участвует в противовирусном, противоопухолевом и трансплантационном иммунитете. Полиморфизм гена TNF-А ‐308G>A включает в себя замену гуанина (G) на аденин (А) и связан с увеличением уровней экспрессии TNF-А. В патогенезе ВИЧ-инфекции TNF-А играет отрицательную роль, так как способствует дальнейшему инфицированию иммунокомпетентных клеток, а также вирусной репликации. Фактор некроза опухоли альфа индуцирует гибель неинфицированных Т-лимфоцитов CD4+ и CD8+ по механизму апоптоза, что обеспечивает прогрессирование иммунодефицита [3]. TNF-А- 308 GА полиморфизм связан с повышенным риском гепатоцеллюлярной карциномы (как неблагоприятного исхода хронического вирусного гепатита В и С), которая занимает в мире третье место среди причин смерти от онкологических заболеваний [12].

Частота аллеля А гена TNFА у обследованных лиц Омской области составила 0,135 (табл. 2).

Полиморфизмы гена IL2, связанного с продукцией интерлейкина 2, используют в качестве маркера неблагоприятных исходов инфекционных и онкологических заболеваний. Интерлейкин 2 – белок, кодируемый геном IL2, который играет центральную роль в регуляции клеточного иммунитета. IL-2 участвует в усилении пролиферации активированных В-клеток в присутствии IL-4, является фактором роста для всех популяций Тh-лимфоцитов, которые принимают активное участие в противоопухолевом, противовирусном и антибактериальных ответах [4]. Установлена связь между полиморфизмом гена IL2- 330 G > Т и клиническим исходом заболевания вирусными гепатитами В и С. Генотип IL2-330 ТТ ассоциирован с повышенным риском хронизации вирусных гепатитов В и С, более тяжелым течением и частым развитием цирроза, тогда как генотип IL2-330 GG ассоциирован с наиболее благоприятными исходами заболевания [16]. Наличие одного или двух G 330 аллелей IL2 в 1,4 раза повышало риск развития рака молочной железы в китайской популяции [14], тогда как в популяции европеоидов достоверно повышена частота Т 330 аллеля IL-2, ассоциированная с раком молочной железы, тела и шейки матки с метастазированием в регионарные лимфатические узлы [1].

У обследованных лиц в Омской области частота аллеля G составила 0,245.

Интерлейкин 4, кодируемый геном IL-4, является одним из основных цитокинов, секретируемых Th2 клетками, подавляет продукцию цитокинов воспаления (TNFА, IL-1, IL-8, IL-2, INFγ). При варианте -590 T уровень продукции интерлейкина 4 повышен, что, в частности, приводит к угнетению клеточного иммунитета и повышению уровня IgE.

Т-аллель 590 IL-4 регулирует экспрессию корецепторов ССR5 и СХСR4, используемых вирусом иммунодефицита человека для проникновения в клетку человека, снижает уровень ССR5 и повышает уровень СХСR4 на поверхности CD 4+ клеток, редуцирует репликацию штаммов R5 и усиливает репликацию штаммов X4. Мутантный аллель IL-4-590T, который чаще встречается у ВИЧ-негативных лиц, имеет протективный эффект при передаче инфекции при гетеросексуальном контакте и замедляет прогрессирование ВИЧ-инфекции [17]. Распространенность мутантного аллеля T гена IL-4-590 в исследуемой группе составила 0,155.

Интерлейкин 10 играет основную роль в регуляции воспалительного и иммунного ответов, являясь продуктом Th2 клеток. IL-10 ингибирует синтез ряда цитокинов, продуцируемых Th1, таких как IFNγ, IL-2, TNFА. Мутантный аллель А гена IL-10 -592 ассоциирован с уменьшением продукции IL-10, c усилением репликации ВИЧ и значительным ускорением прогрессирования ВИЧ-инфекции [5]. Аллель А IL-10- 592С> А может быть фактором риска туберкулеза у европейцев [15, 18]. В исследуемой популяции европеоидов Омской области частота встречаемости С аллеля IL-10 составила 0,780, А аллеля – 0,220.

Анализ гендерного распределения частот встречаемости мутантных аллелей генов цитокинов в данном исследовании показал наличие статистически значимых различий полиморфизма гена TNFА. Полиморфный вариант rs 1800629 гена TNFА среди мужчин встречался чаще, чем среди женщин: 16,0±5,6 % и 6,0±3,6% соответственно (р=0,04; рис. 1).

Рис. 1. Распространенность мутантных аллелей изучаемых генов у мужчин и женщин, участвовавших в исследовании (на 100 обследованных)

SNP полиморфизмы одних и тех же генов у разных этнических групп могут быть как протективными, так и ассоциированными с заболеваниями, что важно учитывать при региональном изучении распространенности аллельных вариантов, их ассоциированности с риском заболеваний [7].

Рис. 2. Распределение частот генов иммунного ответа в мировой популяции (международная база данных Ensembl, http://www.ensembl.org/, 2015 г.)

На рисунке 2 представлены частоты встречаемости генотипов генов иммунного ответа в мировой популяции по данным международной базы данных Ensemb (проект «1000 Genomes» [11]).

При сопоставлении частотного распределения SNP генов изучаемых цитокинов у жителей Омской области и среднемировых соотношений аллелей в популяциях мира выявлены статистически значимые различия частот полиморфных вариантов rs 1800629 гена TNFА (0,135 и 0,09; р=0,01), rs 2243250 гена IL-4 (0,155 и 0,470; р=0,000), rs 1800872 гена IL-10 (0,220 и 0,435; р=0,000).

Выводы

В данном исследовании нами была определена распространенность полиморфизмов генов иммунного ответа – про- и противовоспалительных цитокинов, которая составила для полиморфного варианта rs 1800629 гена TNF-А — 0,135, для rs 2069762 гена IL- 2 — 0,245, для rs 2243250 гена IL-4 – 0,155, rs1800872 гена IL-10 – 0,220. Полученные данные представляют интерес для дальнейшего изучения ассоциации полиморфизмов генов цитокинов с различными вариантами клинического течения и исходов актуальных социально значимых мультифакториальных заболеваний.

Работа выполнена при поддержке внутривузовского гранта (ВГ-21-2014) ГБОУ ВПО Омский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Рецензенты:

Чеснокова М.Г., д.м.н., профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ГБОУ ВПО ОмГМУ Минздрава России, г. Омск;

Аксютина Л.П., д.м.н., врач-методист КУЗОО «Специализированная детская туберкулезная клиническая больница», г. Омск.


Библиографическая ссылка

Пасечник О.А., Вильмс Е.А., Пиценко Н.Д., Блох А.И. ИЗУЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ ИММУННОГО ОТВЕТА У ЖИТЕЛЕЙ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=22011 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074