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

АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ВАРИАНТНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА ИЛ-1B (511 С/Т) НА ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА У БОЛЬНЫХ С ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА И ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ

Исамулаева А.З. 1
1 ГБОУ ВПО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России
Поражение тканей пародонта относится к мультифакторным заболеваниям во взаимодействии экзогенных факторов с наследственной предрасположенностью, включающей особенности иммунного ответа и определенный тип метаболизма. Учитывая системный характер воспаления и выявленное в ходе анализа фенотипическое влияние данного полиморфизма на течение язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, рассмотрено влияние аллелей и генотипов гена ИЛ-1b (511 С/Т) на поражение тканей пародонта. Проведенный молекулярно-генетический анализ полиморфизмов позволяет утверждать, что изучение клинической динамики патологий пародонта на фоне язвенно-эрозивных поражений желудочно-кишечного тракта является генетической гетерогенностью, определяющейся как этнической неоднородностью групп больных, так и полиморфизмом клинических форм и вариантов прогрессирования заболеваний. Это дает возможность на этапе диагностики воспалительных заболеваний пародонта обосновать проведение иммунокорригирующей терапии, способной оказать решающее воздействие на адекватное протекание защитных реакций и элиминацию патогена.
полиморфизм генов
молекулярно-генетический метод
ассоциации вариантных аллелей
язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки
заболевания пародонта
1. Громова А.Ю., Симбирцев А.С. Полиморфизм генов семейства IL-1 человека // Цитокины и воспаление. – 2005. – № 5. – С. 10–12.
2. Иммунотерапия беталейкином в комплексном лечении больных гнойным риносинуситом с затяжным и хроническим течением: Метод. рекомендации РФ / Под ред. Ю.К.Янова – СПб., 2008. – 22 с.
3. Киселева E.A. Фенотипическая роль полиморфизма генов цитокинов при хронических воспалительных и неопластических стоматологических заболеваниях / E.A. Киселева, А.З. Элбакидзе, О.Ю. Николаева // Цитокины и воспаление. – 2011. – Т.10, № 4. – С. 52–55.
4. Медик В.А., Токмачев М.С. Математическая статистика в медицине: учебное пособие / В. А. Медик, М. С. Токмачев. — М.: Финансы и статистика, 2007. — 800 с.
5. Царёв В.Н., Николаева E.H. Аллельный полиморфизм генов ИЛ-1 альфа И ИЛ-1 бета у больных с хроническими воспалительными заболеваниями пародонта // Вестник Российской Академии медицинских наук. — 2007. — № 3. — С. 43–47.
6. El Omar E.M., Carrington М.,McColl K.E., Bream J.H., Young H.A. (et al). Interleukin-1 polymorphisms associated with increased risk of gastric cancer. Nature-2001; 404, 398–402.
7. Martinez-Carrillo DN, Garza-Gonzalez E, Betancourt-Linares R, Monico-Manzano T, Antunez-Rivera C, Roman-Roman A, Flores-Alfaro E, Illades-Aguiar B, Fernandez-TilapaG. Association of IL1B -511C/-31T haplotype and Helicobacter pylori vacA genotypes with gastric ulcer and chronic gastritis. BMC Gastroenterol. 2010;10: 126–132.
8. Sainz J, Perez E, Gomez-Lopera S, Jurado M. IL1 gene cluster polymorphisms and its haplotypes may predict the risk to develop invasive pulmonary aspergillosis and modulate C-reactive protein level. J ClinImmunol. 2008;28: 473–485.
9. Steinkasserer A, Spurr NK, Cox S, Jeggo P, Sim RB. The human IL-1 receptor antagonist gene (IL1RN) maps to chromosome 2q14-q21, in the region of the IL-1a and IL-1b loci. Genomics. 1992;13:654–657.

Дисбаланс в продукции белков семейства IL-1 может влиять на характер течения воспалительных и воспалительно-деструктивных заболеваний в тканях пародонта и являться одним из пусковых моментов для генерации патологических процессов при заболеваниях полости рта на фоне сопутствующей соматической патологии [2, 3, 5, 6].

Активность продукции IL-1 закодирована двумя отдельными генами, такими как интерлейкин-1-альфа (IL-1α) и интерлейкин-1 бета (IL-1β), размещенными в локусе хромосомы 2q14 (q13-21), в кластере такого также имеется ген антагониста рецептора IL-1 (IL-1Ra) [8, 9]. Функциями последнего являются антагонизм рецептора IL-1 и блокада биологических эффектов IL-1α и IL-1β соответственно. В результате этого гены цитокинов регулируют характер иммунного ответа и активность воспалительных реакций организма в ответ на эндогенные и экзогенные факторы. Наиболее изучены биаллельные полиморфизмы IL-1β в позициях -511, -31 и +3954, что есть однонуклеотидные транзиции [7].

Поскольку -511С/Т-полиморфизм гена ІЛ-1β (id.:rs16944) играет важную роль в работе иммунной системы и может быть одной из главных генетически обусловленных причин выраженной дисрегуляции воспаления, он оказывает существенное влияние на общие особенности протекания воспалительного ответа в тканях пародонта у пациентов с язвенной болезнью желудка (ЯБЖ) и двенадцатиперстной кишки (ЯБДК), принадлежащих к разным национальностям и проживающих в Астраханской области. Для оценки влияния гена IL-1β на динамику заболеваний пародонта на фоне ЯБЖ и ЯБДК был проведен анализ ассоциаций клинических проявлений с полиморфными вариантами указанного гена, с изучением частоты исследуемого полиморфизма в выборках больных и здоровых доноров.

Цель исследования

Проанализировать распределение аллельных вариантов гена ИЛ-1b (511 С/Т) у больных с поражением пародонта при ЯБЖ и ЯБДК и здоровых доноров.

Материалы и методы исследования

Было обследовано 100 больных с воспалительными заболеваниями пародонта (ВЗП): в сочетании с ЯБЖ - 60 человек и ЯБДК - 40 человек в возрасте от 19 до 45 лет, находящихся на лечении в гастроэнтерологическом отделении МУЧ «Городская клиническая больница № 3 им. С.М. Кирова» г. Астрахани в период с 2012 по 2015 гг. Группу сравнения составили 117 здоровых доноров. Для оценки состояния пародонта нами использовалась модифицированная классификация ВЗП, принятая на заседании секции Президиума пародонтологии Стоматологической Ассоциации России в 2001 г. Диагноз «язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки» устанавливался согласно действующим стандартам клинической диагностики и существующей Международной классификации болезней 10-го пересмотра (МКБ 10). При выполнении исследования соблюдены этические принципы, получены письменные согласия пациентов на обработку персональных данных (№ 152-ФЗ) и на обследование, а также на проведение медицинского вмешательства.

Стоматологическое обследование включало определение интенсивности поражения зубов кариесом по индексу КПУ (К - кариозный зуб, П - пломбированный, У -удаленный), уровень гигиены по упрощенному индексу Грина-Вермильона (OHI-S). Состояние тканей пародонта оценивали на основании папиллярно-маргинально-альвеолярного индекса (РМА) в модификации Parma, воспалительно-деструктивные изменения в пародонте - при помощи пародонтального индекса PI по Расселу.

В результате поиска однонуклеарных полиморфных замен с предполагаемым фенотипическим эффектом в промоторных и интронных областях с помощью методов биоинформатики выделен VNTR полиморфизм в гене антагониста IL-1.Выделение геномной ДНК проводилось из лейкоцитов венозной крови набором реактивов «Wizard Genomic DNA Purification Kit» фирмы «Promega» (USA) в соответствии с рекомендациями производителя. Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) синтеза ДНК проводили на амплификаторе фирмы «ДНК-технология» (Россия). Проводили реакцию амплификации по соответствующей программе. Концентрации хлорида магния и олигонуклеотидных праймеров подбирались для каждой реакции отдельно в ходе эксперимента. Для определения нуклеотидных замен проводили гидролиз амплифицированных фрагментов соответствующей рестриктазой. Используемые ферменты произведены фирмой «Сибэнзим» (Россия) или MBI «Fermentas» (Литва). Разделение фрагментов ДНК после амплификации и рестрикции проводили при помощи электрофореза в 8%-ном полиакриламидном геле (ПААГ). Идентификация фрагментов ДНК проводилась с помощью окрашивания геля раствором бромистого этидия (5 мкг/л) с последующей визуализацией в проходящем УФ-свете и документацией, с использованием системы фотодокументации «Vilber Lourmat» (Франция). Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием параметрической и непараметрической статистики в зависимости от шкал и характера распределения переменных.

Достоверность различий количественных признаков определяли с помощью t-критерия Стьюдента для сравнения независимых выборок. Результаты рассматривали как статистически значимые при р<0,05. Математическую обработку результатов исследования проводили с использованием описательных статистик: Ме (медиана) и Q1-Q3 (quartile 1-3). Для определения достоверности различий качественных признаков использовали анализ таблиц сопряженностей с вычислением точного значения критерия χ 2 и точного критерия Фишера. Для анализа количественных признаков при сравнении двух независимых выборок применяли критерий Манна-Уитни, при сравнении трех и более выборок - Н-критерий Краскола-Уоллиса. При достоверности межгрупповых различий проводили попарные сравнения с использованием Z-критерия Краскола-Уолисса с поправкой на множественные сравнения. Достоверным считался уровень значимости p<0,05. Сравнение распределения генотипов и частот аллелей проводили с помощью критерия χ2  с поправкой Йетса на непрерывность при числе степеней свободы, равном 1, а также точный тест Фишера в случае, если ожидаемое значение хотя бы в одной ячейке таблицы сопряженности было меньше 5. Подсчитывали отношение шансов (OR - odd ratio) для оценки ассоциации между определенными генотипами и риском развития заболевания, по стандартной формуле OR=a/b x d/c, где a и b - количество больных, имеющих и не имеющих мутантный генотип, соответственно, и d и с - количество человек в контрольной группе, имеющих и не имеющих мутантный генотип. OR указан с 95%-ным доверительным интервалом (Confidence interval CI) [4]. Расчет критериев проводился с использованием пакета «Statistica 6.0».

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе исследования выявлено, что достоверных различий по частоте встречаемости аллелей и генотипов между основной группой и группой контроля нет. А именно генотип С/С встречался в 11,0% и 20% ; С/Т : 45,0% и 43%; гомозиготное состояние аллеля Т 44,0% и 37,0% соответственно (табл. 1).

                                                                                                                                             Таблица 1

Распределение аллельных вариантов гена ИЛ-1b (511 С/Т) у больных с поражениями пародонта при ЯБЖ и ЯБДК и здоровых доноров

Генотипы

Больные

Контроль

χ2

 

(N=100)

(N=117)

 

 

c2= 3,263; р>0,05

СТ

45 (0,45)

50 (0,43)

СС

11 (0,11)

23 (0,20)

ТТ

44 (0,44)

44 (0.37)

Аллели

n=145

n=167

χ2

С

56 (0,387)

73 (0,437)

          

            c2=0,877 р>0,05

Т

89 (0,613)

94 (0,563)

Достоверных различий по частоте встречаемости мутантного аллеля Т между пациентами с ВЗП на фоне эрозивно-язвенного поражения желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и соматически здоровыми донорами не выявлено (61,3% и 56,3% ( р>0,05 )).

Группы обследуемых больных с различными генотипами по полиморфизму 511 С/Т гена ИЛ-1b не отличались по полу, возрасту, месту проживания, локализации язвенного дефекта (табл. 2, 3, 4,5). Статистический анализ данных показал, что достоверных гендерных различий между пациентами с «диким» и мутантным аллелем не выявлено.

Анализ выявил достоверные гендерные различия между носителями различных генотипов по полиморфизму 511 С/Т гена ИЛ-1b, а именно: наблюдается достоверное превосходство мужчин, носителей нормального аллеля С в гомозиготном состоянии, над женщинами, с поражениями пародонта при язвенно-эрозивных изменениях желудка и двенадцатиперстной кишки (χ21=8,51; Р=0,035) (табл. 2).

Таблица 2

Распределение больных по полу в группах с различными

аллелями и генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

Пол

511 С/Т

χ2

P (d.f.=2)

1.С/С

2.С/Т

3.Т/Т

 

8,52

 

0,043

Женщины

2

29

28

χ2

P (d.f.=1)

χ21=8,51

0,035

Мужчины

9

16

16

χ22=1,11

0,316

χ23= 1,01

0,306

Пол

511 С/Т

χ2

P (d.f.=1)

Аллель С

Аллель Т

 

1,09

 

>0,05

N

%

N

%

Женщины

31

35,2

57

64,8

Мужчины

25

43,8

32

56,2

                 

Достоверных гендерных различий по генотипам С/Т и Т/Т между пациентами не выявлено.

Таблица 3

Распределение по месту проживания больных с различными

генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

Место проживания

511 С/Т

χ2

P (d.f.=2)

С/С

С/Т

Т/Т

 

 

  0,361

 

 

 >0,05

Астрахань

27,5 %

20,5 %

21,9 %

Астраханская область, другие города

72,5 %

79,5 %

78,1 %

 

Таблица 4

Средний возраст обследованных больных с различными

генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

 

511 С/Т

χ2

P

С/С

С/Т

Т/Т

Средний возраст обследуемых больных

27,37±2,67

32,8±5,78

33,02±6,7

0,311

>0,05

 

Таблица5

Анализ локализации язвенного дефекта с различными генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

Локализация язвенного дефекта

511 С/Т

χ2

P(d.f.=2)

С/С

С/Т

Т/Т

 

 

 

0,76

ЯБЖ

8

25

27

 

1,51

ЯБДК

3

17

12

Локализация язвенного дефекта

511 С/Т

χ2

P (d.f.=1)

 Аллель С

 Аллель Т

 

0,05

 

0,82

N

%

N

%

ЯБЖ

33

38,8

52

61,2

ЯБДК

20

40,8

29

59,2

                   

        Анализ данных свидетельствует о том, что у пациентов с генотипом Т/Т достоверно чаще по сравнению больными с генотипом С/С выявлялось обострение процесса (χ2=7,234 Р=0,0072) (табл. 6). 

Таблица 6

        Анализ динамики течения ЯБЖ и ЯБДК у больных с поражениями пародонта

 

511 С/Т

χ2

P(d.f.=2)

1.С/С

2.С/Т

3.Т/Т

 

7,12

 

0,033

Ремиссия

8

18

12

χ2

P(d.f.=1)

χ 21-2=3,81

0,05

Впервые

диагностировано,

обострение

3

27

30

χ 22-3=1,26

0,24

χ 21-3 =7,23

0,0072

 

511 С/Т

χ2

P(d.f.=1)

Аллель С

Аллель Т

 

 

 

>0,05

N

%

N

%

 Ремиссия

26

38,6

30

61,4

0,11

Впервые

диагностировано,

обострение

30

50,0

30

50,0

                 

 

Резюмируя полученные результаты, можно утверждать, что сочетание ЯБЖ И ЯБДК встречалось только у пациентов с генотипами С/Т (6 пациентов) и Т/Т (8 пациентов). Комбинация сахарного диабета и язвенной болезни была выявлена у 5 больных с указанными генотипами. Причем у четверых из них был определен генотип Т/Т.

В настоящее время показано, что нуклеотидные замены в генах IL1В могут приводить к изменению характера их экспрессии цитокинов. Согласно литературным данным наличие мутантного аллеля Т в гомо- или гетерозиготном состоянии, в генотипе ассоциируется с повышением уровня кодируемого цитокина и более агрессивным течением системного воспалительного процесса [1, 3]. Таким образом, полученные результаты мы сопоставляем с высокой системной экспрессией ИЛ-1b, ассоциированной с заменой тимина на цитозин в 511-м положении, что клинически обусловливает характер течения, воспалительно-деструктивные изменения и наличие интеркуррентного заболевания (сахарный диабет).

В ходе исследования установлено, что пациенты с различными генотипами по полиморфизму 511 С/Т гена ИЛ-1b не отличаются по частоте наследования ЯБЖ и / или ЯБДК.  Подобная тенденция наблюдается и при сравнении по аллелям (табл. 7).

Таблица 7

Частота наследования ЯБЖ и/или ЯБДК у пациентов с различными

генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

 Наследственность

511 С/Т

χ2

P(d.f.=2)

С/С

С/Т

С/С

 

0,767

 

>0,05

 Выявлена

3

14

13

 Не выявлена

8

31

29

Наследственность

511 С/Т

χ2

P(d.f.=1)

Аллель А1

Аллель А2

 

 

 

>0,05

N

%

N

%

 Выявлена

26

76,4

8

23,6

0,028

 Не выявлена

53

77,9

15

22,1

                 

            Учитывая значение данного цитокина в патогенезе воспалительного процесса, можно предположить модифицирующее влияние мутаций в гене ИЛ-1b на клинические проявления заболеваний полости рта.

Согласно полученным данным достоверных различий между генотипами, а также аллелями С и Т по видам прикуса не было выявлено (табл. 8).

Таблица 8

Сравнительная характеристика видов прикуса у пациентов с различными

генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

Виды прикуса

511 С/Т

χ2

P(d.f.=2)

1.С/С

2.С/Т

3.Т/Т

 

0,461

 

0,74

Патологический

3

11

13

Физиологический

8

34

29

Виды прикуса

511 С/Т

χ2

P(d.f.=1)

Аллель С

Аллель Т

 

 

 

0,65

N

%

N

%

Патологический

14

38,8

24

61,2

0,21

Физиологический

42

40,0

63

60,0

               

Согласно полученным данным катаральный гингивит в 2 раза чаще встречается у носителей аллеля Т, однако степень достоверности на уровне 10% (табл. 9).

Таблица 9

Анализ частоты встречаемости гингивита у больных с различными

генотипами по полиморфизму 511 С/Т  гена ИЛ-1b

Гингивит

511 С/Т

χ2

P(d.f.=2)

С/С

С/Т

Т/Т

 

4,197

 

0,101

Катаральный

3

18

23

Гипертрофический

1

8

2

Гингивит

511 С/Т

χ2

P(d.f.=1)

Аллель С

Аллель Т

 

 

 

>0,05

N

%

N

%

Катаральный

21

33,8

41

67,2

1,1

Гипертрофический

9

48,7

10

51,3

               

Возможно, данная тенденция ассоциирована с большей экспрессией цитокина и степенью воспаления. 

Данные статистического анализа не выявили влияния генотипов на тяжесть течения пародонтита у больных с ЯБЖ И ЯБДК (табл. 10).

Таблица 10

Распределение различных генотипов по полиморфизму 511 С/Т гена ИЛ-1b

  у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом от степеней тяжести

Степень тяжести

511 С/Т

χ2

P(d.f.=4)

С/С

С/Т

Т/Т

 

 

>0,05

 

Легкая

4

10

5

 

4,812

Средняя

2

9

8

Тяжелая

1

1

3

 

Степень тяжести

 

511 С/Т

χ2

P (d.f.=2)

 Аллель С

 Аллель Т

 

1,517

 

>0,05

N

%

N

%

Легкая

18

62,5

4

37,5

Средняя

14

45,0

3

55,0

Тяжелая

5

28,5

3

61,5

                   

 

Несмотря на то что в ходе работы были выявлены ассоциации генотипов, содержащие мутантный аллель Т с течением ЯБЖ и ЯБДК, у обследованных больных не были определены достоверные различия по основным стоматологическим критериям (индексу КПУ, ОНI-S, РМА, ПИ)  и между С/С, С/Т, Т/Т генотипами ИЛ-1b (табл. 11).

                                                                                                                                            Таблица 11

Показатели индексов КПУ, ОНI-S, РМА и ПИ  у больных хроническим генерализованным пародонтитом при ЯБЖ и ЯБДК с разными генотипами ИЛ-1b

           Показатели

С/С

С/Т

Т/Т

Н-критерий

Краскола-Уоллиса

КПУ

6,0

(5,0-8,0)

5,0

(2,0- 9,0)

5,0

(2,0-10,0)

χ2 3,29; p=0,11

ОНI-S

2,1

(1,5-4,4)

2,1

(1,5-3,2)

2,9

(2,2-4,3)

χ2 2,51; p=0,283

РМА

11,1

(4,7-15,4)

15,9

(3,2-25,3)

6,5

(3,1-21,0)

χ2 2,65; p=0,264

ПИ

1,1

(0,17-3,61)

0,29

(0,23-2,8)

1,2

(0,27-3,8)

χ2 2,23; p=0,326

Возможно, мутантный аллель Т оказывает больше системный эффект, что обеспечивает реализацию соматического недуга, нежели влияет на местный иммунный ответ в тканях пародонта при язвенно-эрозивных поражениях желудка и двенадцатиперстной кишки.

Заключение

Таким образом, полиморфизм 511 С/Т гена ИЛ-1b не может рассматриваться как предиктор воспалительных заболеваний пародонта. В то же время указанные полиморфизмы могут быть положены в основу комплексной генетической карты для прогнозирования течения ЯБЖ И ЯБДК.

Рецензенты:

Башкина О.А., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой факультетской педиатрии ГБОУ ВПО «Астраханский ГМУ Минздрава России», г. Астрахань;

Сергиенко Д.Ф., д.м.н., доцент, доцент кафедры факультетской педиатрии ГБОУ ВПО «Астраханский ГМУ Минздрава России», г. Астрахань.


Библиографическая ссылка

Исамулаева А.З. АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ВАРИАНТНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА ИЛ-1B (511 С/Т) НА ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА У БОЛЬНЫХ С ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА И ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=22888 (дата обращения: 22.09.2021).

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