Распространенность носительства низкофункциональных аллелей генов фолатного цикла и их ассоциация с кардиоваскулярной патологией и отягощенным акушерским анамнезом в популяции Архангельской области

Известно, что носительство определенных аллельных вариантов генов, ответственных за синтез ферментов фолатного обмена, может привести к снижению их функциональной активности, что в свою очередь связано с нарушением работы фолатного цикла. Исходя их этого, развивается несостоятельность процесса реметилирования токсичной серосодержащей аминокислоты гомоцистеина в метионин, что в свою очередь вызывает повышение уровня гомоцистеина в сыворотке крови [1]. Состояние гипергомоцистеинемии может быть ассоциировано с различными заболеваниями, включая сердечно-сосудистую патологию, врожденные пороки развития, осложнения течения беременности и онкологические процессы [2, 3, 4]. Многочисленные исследования показывают, что результатом однонуклеотидной замены С677Т гена MTHFR (rs1801133) является термолабильность соответствующего фермента и снижение его функциональной активности у гомозиготных носителей до 70% и у гетерозиготных носителей до 35% от исходного потенциала и связано с развитием состояния гипергомоцистеинемии [5, 6]. Вариабельность в других ключевых генах фолатного обмена MTR A2756G (rs1805087) и MTRR A66G (rs1801394) повышает риск развития неблагоприятных сосудистых событий, а также приводит к нарушению нормального течения беременности, негативно влияя на систему гемостаза [7, 8, 9, 10]. Тем не менее, ряд исследований не демонстрируют взаимосвязи носительства низкофункциональных аллельных вариантов генов системы фолатного обмена с патологией системы кровообращения и осложнениями течения беременности [11, 12, 13]. Распределение аллельных вариантов генов фолатного обмена и взаимосвязь носительства неблагоприятных аллелей с кардиоваскулярной патологией и нарушением течения беременности у населения Архангельской области, на наш взгляд, недостаточно изучена, что послужило поводом для проведения данного исследования.

Цель исследования — анализ распространения аллельных вариантов генов фолатного обмена, их взаимосвязи с кардиоваскулярной патологией и осложнениями течения беременности на выборке пациентов Регионального центра антитромботической терапии (РЦАТТ) г. Архангельска.

Эпидемиологическое исследование выполнено на выборке этнических русских уроженцах Архангельской области. Исследование проведено на базах кафедры клинической фармакологии и фармакотерапии ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» (СГМУ) и централизованной лаборатории ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич» г. Архангельска. Критерии включения в исследование: наличие заболеваний сердечно-сосудистой системы, отягощенного акушерского анамнеза; этнические русские уроженцы Архангельской области; наличие письменного добровольного информированного согласия на участие в исследовании. Критерии исключения: отказ от участия на любой стадии исследования. В эпидемиологическое исследование включено 2672 человека, из них 1836 пациентов РЦАТТ (первая группа) с диагнозом, связанным с сердечно-сосудистой патологией (I21, I63, I82, I10-15), 518 пациенток (вторая группа) с отягощенным акушерским анамнезом (O22, O03, O45) и 318 здоровых добровольцев (контрольная группа). У всех участников исследования выполнено лабораторное молекулярно-генетическое исследование генов, детерминирующих состояние фолатного обмена, методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. Исследование одобрено локальным этическим комитетом СГМУ (протокол № 01/02-23 от 15.02.2023). Молекулярно-генетическое исследование однонуклеотидных замен в генах фолатного цикла выполнено методом ПЦР в режиме реального времени с использованием реагентов «РеалБест-Генетика Гемостаз 12» (ЗАО «ВекторБест» Россия). Проведена детекция полиморфных вариантов генов фолатного обмена: MTHFR C677T (rs1801133), MTHFR A1298C (rs1801131), MTR A2756G (rs1805087), MTRR A66G (rs1801394).

Статистическая обработка данных проводилась с использованием языка программирования R 4.2.3 в программе Rstudio 1.2.5019. Характер распределения данных оценивали с помощью критерия Шапиро—Уилка. Считали, что распределение данных отличается от нормального распределения (распределения Гаусса) при значении статистического уровня значимости (р) менее 0,05. Для описания полученных данных, распределение которых не отличалось от распределения Гаусса использовали среднее арифметическое (М) и стандартное отклонение (σ) в формате М±σ. Данные, распределение которых отличалось от распределения Гаусса представлены в виде медианы (Me), первого (Q1) и третьего (Q3) квартилей. Рассчитывали частоты отдельных аллелей в изучаемых группах и проверяли их соответствие закону Харди–Вайнберга с использованием онлайн-калькулятора. Для сопоставления частот генотипов использовали критерий хи-квадрат Пирсона.

Всего в исследование включено 2672 уроженца Архангельской области. В первую группу было включено 1836 пациентов РЦАТТ с диагнозами, связанными с заболеваниями системы кровообращения, среди которых доля женщин составила 56% (n=1036), доля мужчин — 44% (n=800). Возраст первой группы располагался в диапазоне от 28 до 74 лет (Me=51 [40;65]). Во вторую группу было включено 518 пациенток с отягощенным акушерским анамнезом в возрасте от 19 до 46 (Me=32 [27;41]). В контрольную группу включено 318 здоровых участников, где удельный вес женщин составил 67,6% (n=215), мужчин — 32,4% (n=103), возрастной интервал группы составил от 22 до 44 лет (Me=23 [22;29]).

Исходя из цели исследования проведен эпидемиологический анализ распределения аллелей в генах, кодирующих ферменты фолатного обмена у населения Архангельской области (табл. 1).

Таблица 1. Распределение полиморфизма генов системы фолатного обмена исследуемой выборки (n=2672)

В гене, кодирующем фермент метилентетрагидрофолатредуктазу, оценивали два полиморфизма — MTHFR C677T (rs1801133) и MTHFR A1298C (rs1801131). Частота носительства гомозиготного аллельного варианта по минорному аллелю ТТ, ассоциированному со сниженной функциональной активностью фермента [5], отмечено у 8,9% участников. Фермент метилентетрагидрофолатредуктаза катализирует биохимический процесс образования активного метаболита фолиевой кислоты 5-метилтетрагидрофолата из неактивной формы фолиевой кислоты 5,10-метилентетрагидрофолата, который после метилирования поступает в клетку, где служит основным источником метильных групп и тетрагидрофолата [14]. Известно, что в мире частота полиморфного аллеля Т существенно варьирует в зависимости от географической зоны проживания. Так, у африканских народностей полиморфизм встречается довольно редко с частотой от 0 до 18%, при этом полностью отсутствует полиморфизм данного гена у народа африканского племени Денди. В европейской популяции частота полиморфизма доходит до 64,5%. В России частота детекции полиморфизма MTHFR 677 C677T (rs1801133) составляет от 29,0 до 32,0% [15]. Проведенный нами анализ показал, что в группе уроженцев Архангельской области частота распространения полиморфного аллеля Т гена MTHFR C677T (rs1801133) составляет 28,8%, что согласуется с данными полученными в выборках других регионов Российской Федерации (Омская область — 28,2% [16], Пермский край — 25,9% [17], Алтайский край (г. Барнаул) — 29,3% [18]). При сравнении с данными, полученными в других мировых популяциях, продемонстрированы значимые различия между изучаемой выборкой и Африканской популяцией (n=11720) — 12,1% (p=0,017), при этом значимых различий с Европейской популяцией (n=609066) — 34,3% (p=0,79) и Азиатской популяцией (n=14046) — 30,7% (p=0,68) не выявлено [19].

Частота носительства минорного аллеля G гена MTR A2756G (rs1805087) у уроженцев Архангельской области составила 24,1% и значимо не отличалось от данных, полученных в других регионах России (Нижегородская область — 19,3—24,7% [20], республика Адыгея — 23,5—28,1% [21], Алтайский край (г. Барнаул) — 21,0% [18]). В Европейской популяции (n=635968) частота носительства альтернативного аллеля G составляет 19,0% (p=0,5), в Африканской (n=58642) — 26,6% (p=0,78), в Азиатской (n=17248) — 14,3% (p=0,32), что сопоставимо с полученными данными в нашем исследовании на выборке уроженцев Архангельской области [22]. Известно, что носительство минорного аллеля G гена MTR A2756G (rs1805087) может приводить к снижению активности фермента, накоплению гомоцистеина, которое ассоциировано с развитием эндотелиальной дисфункции [23, 24].

После передачи метильной группы на гомоцистеин фермент метионин синтаза инактивируется. Процесс его восстановления катализирует метионин-синтаза-редуктаза. В настоящее время наиболее изученным является полиморфизм гена MTRR A66G (rs1801394). По данным различных исследований, в Российской популяции частота встречаемости полиморфизма колеблется от 42,8 до 86,5% в зависимости от региона проживания [25]. В мировых популяциях Удельный вес распространения аллеля G полиморфизма rs1801394 гена MTRR среди населения Архангельской области составил 56,2%, что соотносится с данными, полученными в Европейской популяции (n=544884) — 54,9% (p=0,9), при этом отмечены значимые различия с представленными данными по Африканской (n=57750) — 29,1% (p<0,001) и Азиатской (n=16544) — 28,8% (p<0,001) популяциям [26]. Следует отметить, что при возникновении полиморфизма А66G гена MTRR (rs1801394) активность метионин-синтазы-редуктазы снижается в четыре раза и приводит к нарушению процессов фолатного обмена [27].

В ходе исследования выполнен сравнительный анализ частот распределения полиморфных аллелей генов системы фолатного цикла у пациентов с сердечно-сосудистой патологией, с отягощенным акушерским анамнезом и здоровых добровольцев (табл. 2).

Таблица 2. Сравнительный анализ частот распределения полиморфных аллелей генов системы фолатного цикла у пациентов и здоровых добровольцев, уроженцев Архангельской области

При проведении сравнительного анализа частот носительства неблагоприятных аллелей генов, кодирующих ферменты фолатного цикла, выявлено отсутствие статистически значимых различий между здоровыми добровольцами и пациентами РЦАТТ с диагнозами, связанными с кардиоваскулярной патологией и отягощенным акушерским анамнезом.

Ферменты фолатного цикла участвуют в процессе реметилирования гомоцистеина в незаменимую аминокислоту метионин, при этом полиморфизм генов фолатного обмена может приводить к нарушению процесса реметилирования и накоплению гомоцистеина в крови [27]. Гомоцистеин в повышенной концентрации оказывает ряд неблагоприятных воздействий на организм, среди которых отдельное внимание вызывает состояние гиперкоагуляции. Так, гомоцистеин вызывает активацию V, XII и тканевого фактора, одновременно с этим блокируется активация естественных антикоагулянтов, таких как протеин С, тромбомодулин, ингибитор внешнего пути свертывания, антитромбин III, что закономерно приводит к тромбообразованию [28, 29].

Принимая во внимание вышесказанное генетико-эпидемиологический анализ распределения аллелей генов фолатного обмена среди населения Архангельской области продемонстрировал отсутствие значимых различий с данными, полученными в аналогичных исследованиях, выполненных в других регионах Российской Федерации. Наряду с этим в нашем исследовании не обнаружено ассоциации носительства низкофункциональных аллельных вариантов генов, кодирующих ферменты фолатного цикла, с наличием сердечно-сосудистых заболеваний и отягощенным акушерским анамнезом, что требует проведения многоцентровых рандомизированных исследований, создание базы данных для дальнейшего анализа роли генетической составляющей фолатного обмена в патологии человека.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.