Роль генов дофаминергической системы в развитии хронической мигрени и лекарственно-индуцированной головной боли

Дофаминергическая система играет важную роль в нейробиологии эпизодической мигрени (ЭМ), а также в хронизации заболевания и развитии лекарственноиндуцированной головной боли (ЛИГБ) [1, 2]. Точные молекулярно-генетические связи дофаминергических путей с тригеминоваскулярной системой при мигрени остаются неизвестными. С одной стороны, дофаминергические структуры участвуют в нисходящем ноцицептивном контроле и при стимуляции различных подтипов D (дофаминовых) рецепторов могут активировать или тормозить ноцицептивную нейротрансмиссию [3]. Предполагается, что за счет работы дофаминергической системы достигается баланс активации/торможения ноцицептивной и антиноцицептивной систем [3, 4]. С другой стороны, результаты современных исследований указывают на прямое вовлечение дофаминергической системы в развитие различных фаз мигрени (продрома, сопутствующих симптомов в болевую фазу, постдрома), в том числе при хронизации заболевания [5]. В экспериментальных работах выявлено прямое ингибирующее действие дофамина и агонистов дофаминовых рецепторов на структуры тригеминоваскулярного комплекса после их ноцицептивной активации [3, 4]. Установлено, что ключевую роль в дофаминергической модуляции активности нейронов тригеминоцервикального комплекса играет дофаминергическое ядро гипоталамуса A11 [6].

Основными клиническим маркерами активации дофаминергической системы при мигрени являются неболевые феномены продромального и постдромального периодов: усиленная зевота, тошнота, рвота, общая слабость и развитие гастростаза. Экспериментальное использование агониста дофаминовых рецепторов апорфина достоверно усиливало зевоту, тошноту, рвоту и общую слабость в сравнении с контрольной группой (без использования апорфина). В то же время прием антагонистов D₂-рецепторов снижает выраженность данных клинических проявлений [7]. Дальнейшие исследования выявили повышенную концентрацию дофамина и высокий уровень аффинитета D₂-рецепторов тромбоцитов у пациентов с мигренью [8].

Генетические исследования также подтверждают роль дофаминергической системы при мигрени. Установлена достоверная ассоциация между генами DBH (ген, отвечающий за активность дофамин-β-гидроксилазы), SLC6A3 (ген, кодирующий транспортер дофамина) и клиническими проявлениями мигрени, в том числе с развитием менструально-ассоциированных приступов [9]. Ген DBH регулирует активность фермента при трансформации дофамина в норэпинефрин. Уровень и активность DBH имеют доказанную генетическую предрасположенность и регулируются несколькими полиморфизмами, которые преимущественно локализованы в 5-м локусе гена DBH. По результатам нескольких исследований выявлена достоверная связь между полиморфизмом 19-bp I/D гена DBH и риском развития эпизодической мигрени [10]. Однако в других исследованиях не подтвердились данные результаты. В работе итальянских исследователей проведено изучение ассоциации полиморфизмов rs72393728 и rs141116007 гена DBH в группах пациентов с ЭМ и хронической мигренью (ХМ) в сочетании с ЛИГБ [9, 11]. Именно данные варианты однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) принимают участие в регуляции активности фермента DBH. Установлено, что полиморфизмы rs72393728 и rs141116007 гена DBH достоверно ассоциированы с высоким риском развития ХМ и ЛИГБ, но не влияют на предрасположенность к развитию ЭМ [11]. Комплексный анализ роли нескольких генов дофаминергической системы (COMT, DBH, DDC, DRD1, DRD2, DRD3, DRD4, DRD5, SLC6A3) в развитии мигрени выявил достоверную связь между геном SLC6A3, регулирующим активность транспортера дофамина, и мигренью с аурой [12]. Однако в другом схожем исследовании достоверных ассоциаций между SNP генов дофаминергической системы и рисками развития различных форм мигрени не выявлено. При этом не проводился отдельный анализ в группе хронической мигрени и ЛИГБ.

В некоторых исследованиях выявлена достоверная связь между полиморфизмами генов дофаминергической системы (DBH, COMT) и поведенческими и аддиктивными расстройствами, модуляцией таламокортикальной дизритмии, тревожными расстройствами и депрессией [13].

Резюмируя текущие научные данные, можно отметить высокий уровень доказательной базы, подтверждающей связь дофаминергической системы и мигрени, а вероятная генетическая предрасположенность к развитию хронической мигрени и ЛИГБ и тесная их связь с коморбидной патологией требуют дальнейших исследований.

Цель исследования — изучение роли полиморфизмов генов дофаминергической системы при различных формах мигрени и ЛИГБ.

В ходе исследования обследованы 153 пациента с мигренью (131 женщина, 22 мужчины, средний возраст пациентов 39,7±13,1 года). При анализе формы мигрени у 100 обследованных выявлена ЭМ, у 44 — ХМ в сочетании с ЛИГБ, у 9 — ХМ без ЛИГБ. Для генетического анализа сформирована группа контроля, в которую были включены 363 здоровых испытуемых, сопоставимых по возрасту (средний — 38,5±13,2 года) и полу. С целью поиска ассоциаций между генетическими, клинико-психологическими и нейрофизиологическими характеристиками использовались специализированные шкалы и тесты: визуально-аналоговая шкала (ВАШ) интенсивности головной боли, дневник головной боли и сопутствующих симптомов, шкала HIT-6 (оценка влияния головной боли на повседневную активность), Лидский опросник зависимости от анальгетиков (LDQ), опросник Спилбергера—Ханина (анализ ситуативной и личностной тревоги), шкала Бека (оценка уровня депрессии), анализ феномена корковой возбудимости и таламокортикальной дизритмии методом оценки зрительных вызванных потенциалов на шахматный паттерн (ЗВП-ШП) в пяти последовательных стимул-сериях.

Для генетического анализа проводилось выделение геномной ДНК с использованием стандартного комплекса MagnaTM DNA Prep 200 (ООО «Лаборатория Изоген», Москва, Россия). Выполнена оценка роли четырех полиморфизмов (rs141116007, rs2097629, rs1611115, rs6271) гена DBH, а также полиморфизмов генов, участвующих в регуляции активности рецептора дофамина 2-го типа (DRD2, SNP rs6275) и катехол-О-метилтрансферазы (COMT, SNP rs4680).

Статистическая обработка данных проведена на базе программного обеспечения SPSS Statistics v. 18.0 с оценкой t-теста Стьюдента и W-теста Уилкоксона, результатов однофакторного анализа (ANOVA) и корреляционного анализа (тестов Пирсона и Спирмена). Достоверными различия считались при p<0,05. Анализ ассоциаций однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) изучаемых генов с клинико-психологическими и нейрофизиологическим параметрами мигрени и ЛИГБ выполнен с применением специализированных программ APSampler v. 3.6 и Pathway Studio v. 12.0 Elsevier [14].

В результате проведенного генетического анализа SNP rs141116007, rs2097629, rs1611115, rs6271 гена DBH, SNP rs6275 гена DRD2 и SNP rs4680 гена COMT выявлена достоверная ассоциация полиморфизма гена DBH rs2097629 AA в гомозиготном состоянии с хронической формой мигрени и ЛИГБ (частота генотипа 0,51 vs 0,31, CI 0,35—0,67, p<0,05). При этом нормальный генотип DBH rs2097629 GG и гетерозиготный тип GA выступают как протективный вариант данного полиморфизма, достоверно связаны с ЭМ с низкой частотой приступов (<4 дней с ГБ в месяц) и значительно реже отмечаются у пациентов с ЛИГБ.

В ходе изучения взаимосвязи гомозиготного полиморфизма rs2097629 AA гена DBH с клинико-психологическими характеристиками установлено, что данный тип мутации встречается у каждого 2-го (50%) пациента с ХМ и ЛИГБ. У пациентов группы DBH rs2097629 AA выявлена достоверно высокая частота встречаемости тревожных расстройств (76% vs 53%, p<0,01) и депрессии (56% vs 31%, p<0,05) в сравнении с вариантами AG и GG.

Кроме того, вариант AA полиморфизма rs2097629 гена DBH достоверно ассоциирован с повышенными уровнями реактивной (РТ) и личностной (ЛТ) тревожности по шкале Спилбергера—Ханина, а также депрессии по шкале Бека (см. рисунок).

Анализ уровней реактивной тревожности, личностной тревожности по шкале Спилбергера—Ханина и депрессии по шкале Бека при различных вариантах полиморфизма rs2097629 гена DBH.

* — p<0,05; ** — p<0,005.

При оценке показателей в баллах по шкале Бека выявлена достоверная ассоциация варианта AA полиморфизма rs2097629 гена DBH с повышением значений как по когнитивно-аффективной шкале (16,5±3,8 vs 5,3±2,7), так и по шкале соматических проявлений депрессии (10,5±2,7 vs 2,9±1,5) в сравнении с группами AG и GG.

Общий балл по опроснику LDQ между носителями разных однонуклеотидных полиморфизмов гена DBH достоверно не различался. Однако при анализе оценок ответов на каждый вопрос Лидского опросника выявлено, что именно у пациентов с генотипом AA полиморфизма rs2097629 гена DBH значительно выше балл (2,5±0,5 vs 0,4±0,13, p<0,0001) при ответе на 3-й вопрос («Вы чувствуете, что Ваша потребность принять обезболивающее слишком сильна, чтобы ее контролировать?»), т.е. пациенты с вариантом AA полиморфизма rs2097629 гена DBH преимущественно отвечали на данный вопрос: «Часто» и «Почти всегда».

Показатели влияния головной боли на повседневную активность (по шкале HIT-6) были достоверно выше среди пациентов с вариантом AA полиморфизма rs2097629 гена DBH в сравнении с группами AG/GG (63,1±10,8 vs 51,4±9,4, p<0,001).

Выявлена вероятная защитная роль в хронизации мигрени и развитии ЛИГБ гетерозиготного типа GA полиморфизма rs2097629 гена DBH. Наличие гетерозиготного типа достоверно ассоциировано с ЭМ с редкими приступами (<4 дней с ГБ в месяц) и менее значимым влиянием головной боли на повседневную активность по сравнению с группой AA (53,2±9,4 балла vs 62,9±11,3 балла по HIT-6). Кроме того, при гетерозиготном варианте GA достоверно ниже показатели РТ, ЛТ и уровня депрессии по шкале Бека в сравнении с типом AA (табл. 1).

Таблица 1. Сравнительный анализ уровней реактивной тревожности и личностной тревожности по шкале Спилбергера—Ханина и депрессии по шкале Бека у пациентов с вариантами GA и AA SNP rs2097629 гена DBH

Результаты проведенного корреляционного анализа подтвердили полученные достоверные ассоциации между вариантом AA полиморфизма rs2097629 гена DBH и неблагоприятным течением мигрени, развитием ЛИГБ и выраженностью коморбидных психоэмоциональных расстройств. Наличие AA SNP rs2097629 гена DBH у пациентов с мигренью статически достоверно слабоположительно ассоциировалось с возрастом дебюта мигрени (индекс корреляции 0,18, p<0,03), количеством используемых анальгетиков (0,21, p<0,02), уровнем ЛТ по шкале Спилбергера—Ханина (0,23, p<0,01) и уровнем депрессии по шкале Бека (0,29, p<0,01), а также с нарушением качества жизни по данным индекса HIT-6 (0,32, p<0,005). Кроме того, был выявлен статистически достоверный высокий уровень положительной корреляции между носительством варианта AA полиморфизма rs2097629 гена DBH и баллами по когнитивно-аффективной шкале (0,72, p<0,001), уровнем соматических проявлений депрессии по шкале Бека (0,78, p<0,010) и данными ответов на 3-й вопрос опросника LDQ (0,92, p<0,001).

Результаты корреляционного анализа подтвердили протективную роль в хронизации мигрени и развитии ЛИГБ гетерозиготного варианта GA полиморфизма rs2097629 гена DBH. Установлена статистически достоверная слабая положительная связь варианта GA полиморфизма rs2097629 гена DBH с ЭМ (0,14, p<0,002) и ЭМ с низкой частотой приступов (0,21, p<0,01), а также с наличием фонофобии (0,21, p<0,01). При этом вариант GA полиморфизма rs2097629 гена DBH статистически достоверно отрицательно коррелирует с частотой дней с мигренью в месяц (–0,20, p<0,02), хронической формой мигрени (–0,19, p<0,04), ЛИГБ (–0,21, p<0,01), количеством употребляемых анальгетиков в месяц (–0,2, p<0,002), использованием препаратов, содержащих кодеин (–0,22, p<0,02), и частотой продрома при мигрени (–0,19, p<0,03).

Корреляционный анализ установил отрицательную связь между наличием гомозиготной аллели CC полиморфизма rs1611115 гена DBH и количеством употребляемых анальгетиков (–0,42, p<0,004), наличием продрома (–0,25, p<0,005), частотой рецидива головной боли во время приступа мигрени (–0,21, p<0,02), ответом на 2-й вопрос опросника LDQ (–0,58, p<0,04) и эффективностью селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗСН) (–0,75, p<0,01). При этом достоверная тесная положительная корреляционная связь выявлена между гетерозиготным вариантом CT полиморфизма rs1611115 гена DBH и количеством употребляемых анальгетиков (0,34, p<0,007), наличием продрома (0,24, p<0,006), ответом на 2-й вопрос опросника LDQ (0,69, p<0,01) и эффективностью СИОЗСН (0,81, p<0,008). Таким образом, можно предположить связь полиморфизма rs1611115 гена DBH с терапевтическим ответом на профилактическую терапию мигрени с использованием СИОЗСН (венлафаксина); гомозиготная аллель CC ассоциирована с низким ответом (–0,75, p<0,01), а гетерозиготный вариант CT — с отчетливой эффективностью данной группы лекарственных средств (0,81, p<0,008).

В ходе оценки роли полиморфизма rs4680 гена COMT при ХМ и ЛИГБ установлено, что полиморфизм rs4680 GG гена COMT в гомозиготном состоянии достоверно ассоциирован с развитием ЭМ, а также ХМ, ЛИГБ и резистентной формы заболевания (ANOVA test, p<0,01). Таким образом, выявлена тесная связь между SNP rs4680 GG гена COMT и развитием мигрени, вне зависимости от формы заболевания. По сравнению с SNP rs4680 гена COMT с аллелью A (AG и AA) вариант GG SNP rs4680 гена COMT достоверно чаще встречается при ЭМ (47% GG vs 16% AG/AA), ХМ (23% GG vs 11% AG/AA), резистентной мигрени (10% GG vs 4% AG/AA) и ЛИГБ (21% GG vs 12% AG/AA). В то же время достоверных ассоциаций SNP rs4680 гена COMT с клиническими, психологическими и нейрофизиологическими характеристиками выявлено не было.

Анализ роли SNP rs6275 гена DRD2, кодирующего рецептор дофамина 2-го типа, показал достоверную ассоциацию гомозиготной аллели CC этого полиморфизма с ЭМ с высокой частотой приступов (0,15 CC vs 0,05 CT/TT, ANOVA test, p<0,001), а также со статистически достоверным повышением амплитуд ЗВП-ШП и индекса дисгабитуации при ХМ с ЛИГБ (p<0,05) (табл. 2).

Таблица 2. Результаты сравнительного однофакторного дисперсионного анализа ассоциаций SNP rs6275 гена DRD2, кодирующего рецептор дофамина 2-го типа, с параметрами ЗВП-ШП

Примечание. ЗВП-ШП — зрительные вызванные потенциалы на шахматный паттерн. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD).

При этом аллель ТТ в гомозиготном виде ассоциирована с низкой частотой мигрени у носителей, ЭМ (12% vs 19%, p<0,05) и ХМ (5% vs 10%, p<0,05) в сравнении с SNP TC и CC, а также с редким развитием постдромального периода (17% vs 42%, p<0,001) и практически полным отсутствием рецидива приступа мигрени (0% vs 50%, p<0,001). В то же время вариант TC полиморфизма rs6275 гена DRD2, кодирующего рецептор дофамина 2-го типа, ассоциирован с повышенным риском развития приступов мигрени с аурой (0,22 TC vs 0,11 TT/CC, ANOVA test, p<0,001).

Таким образом, в ходе проведенного анализа ассоциаций между различными полиморфизмами ключевых генов дофаминергической системы и клинико-психологическими и нейрофизиологическими характеристиками мигрени и ЛИГБ установлена достоверная связь между SNP rs2097629 в гомозиготном состоянии (AA) гена DBH с риском развития ЛИГБ и ХМ. Данный тип SNP гена DBH обнаружен у 50% пациентов с ХМ и ЛИГБ. Кроме того, аллель AA достоверно ассоциирована с выраженностью коморбидных психоэмоциональных расстройств при ХМ и ЛИГБ, что подтверждается прямой ассоциацией данного полиморфизма с уровнем РТ и ЛТ по шкале Спилбергера—Ханина и уровнем депрессии по шкале Бека. При этом субанализ результатов, полученных по шкале Бека, выявил достоверную связь варианта AA SNP rs2097629 гена DBH с высоким уровнем нарушений по когнитивно-аффективной и соматической субшкалам депрессии. Пациентам с наличием варианта AA SNP rs2097629 гена DBH при ХМ и ЛИГБ сложнее было контролировать прием анальгетиков. Другой полиморфизм гена DBH, rs1611115, достоверно ассоциирован с эффективностью СИОЗСН (венлафаксина) при профилактическом лечении мигрени. Наличие гомозиготной аллели CC увеличивает риск низкого терапевтического ответа, а гетерозиготный вариант CT достоверно связан с высоким ответом на лечение данной группой препаратов. Носительство варианта GG SNP rs4680 гена COMT достоверно связано с ХМ и ЛИГБ, а также с резистентной формой заболевания.

Полученные в ходе текущей работы данные согласуются с результатами нескольких международных генетических исследований. Анализ клинико-генетических ассоциаций полиморфизма I/D гена DBH в итальянской популяции также не выявил связи с риском развития ЭМ, но достоверно указал на тесную связь между SNP гена DBH и ХМ в сочетании с ЛИГБ [9, 11]. Возможно предположить, что понижение дофаминергической активности за счет мутаций гена DBH может быть предиспозицией к хронизации мигрени и развитию ЛИГБ. Текущие эпидемиологические данные подтверждают наличие генетической предрасположенности к хронизации мигрени и избыточному приему анальгетиков [9]. В другом исследовании выявлено, что наличие генотипа TT гена DRD2 у пациентов с ХМ и ЛИГБ является достоверным предиктором низкой эффективности курса детоксикационной терапии [15]. В ходе нашего исследования выявлены статистически достоверные ассоциации варианта CC полиморфизма rs6275 гена DRD2, кодирующего рецептор дофамина 2-го типа, с высокой частотой приступов мигрени и повышением амплитуд P100 и индекса дисгабитуации ЗВП-ШП. По данным экспериментальных исследований, установлено повышение уровня дофамина в плазме крови в 15 раз у пациентов с ХМ и ЛИГБ по сравнению с контролем [16]. Исследования с использованием методов функциональной магнитно-резонансной томографии выявили при ЛИГБ признаки персистирующей дисфункции мезокортиколимбической дофаминергической сети в сочетании со снижением активности орбитофронтальной коры [17]. Нарушение функциональных связей и активности орбитофронтальной коры и дофаминергических структур вентральной области покрышки может быть основой для импульсивного принятия решений, избыточного приема анальгетиков, катастрофизации боли и развития психоэмоциональных коморбидных расстройств. Нейрофизиологические исследования также подтверждают вовлеченность дофаминергической системы при ЛИГБ. Показано парадоксальное снижение короткой потенциации при транскраниальной магнитной стимуляции в группе пациентов с ЛИГБ в сравнении с контролем [18]. В нашем исследовании установлена достоверная ассоциация варианта CC полиморфизма rs6275 гена DRD2 с высокими амплитудами P100 и повышением индекса дисгабитуации по данным ЗВП-ШП при ХМ и ЛИГБ, что может указывать на роль дофаминергических влияний в поддержании корковой гипервозбудимости и таламокортикальной дизритмии.

Таким образом, генетическая предиспозиция активности дофаминергической системы имеет достоверное влияние на трансформацию мигрени с развитием хронической формы заболевания и лекарственно-индуцированной головной боли. С одной стороны, генетически обусловленные изменения активности DBH, дофаминовых рецепторов, COMT могут приводить к дисрегуляции ноцицептивных и нисходящих антиноцицептивных дофаминергических влияний на тригеминоваскулярную систему и прямо влиять на хронизацию мигрени. Другим звеном является дисфункция орбитофронтальной коры, мезокортиколимбического комплекса с развитием импульсивного избыточного приема анальгетиков и коморбидных психоэмоциональных расстройств. Безусловно, требуются дальнейшие исследования роли дофаминергической системы в развитии и хронизации мигрени с проведением многофакторного анализа клинических, генетических данных и современных данных функциональной нейровизуализации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.