Введение
В современном акушерстве одной из наиболее актуальных проблем является вопрос сокращения перинатальной смертности. Существенное влияние на данный показатель медико-социального благополучия населения оказывает задержка роста плода (ЗРП) [1]. ЗРП осложняет течение гестации в 10—15% всех случаев и является ведущей причиной неблагоприятных перинатальных исходов [2]. Кроме того, у плодов с задержкой роста отмечается более высокий риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, метаболического синдрома, сахарного диабета 2-го типа, нервно-психических нарушений и снижения когнитивных функций в отдаленном будущем [3—5].
ЗРП принято подразделять на два клинически значимых фенотипа: ЗРП с ранним началом (регистрируется до 32-й недели гестации) и поздним — после 32-й недели, молекулярные механизмы патогенеза которых также различны [6]. В основе раннего формирования ЗРП лежит нарушение плацентации с аномальной инвазией клеток трофобласта в спиральные маточные артерии и последующими патоморфологическими изменениями в системе «мать — плацента — плод», ведущими к формированию фетоплацентарной недостаточности и ЗРП [7, 8]. Следует отметить, что молекулярные основы патогенеза ЗРП и преэклампсии (ПЭ) имеют единые биологические механизмы, что определяет наибольшую эффективность изучения данных заболеваний только при их совместном рассмотрении. Установлено, что ПЭ осложняет течение беременности при раннем развитии ЗРП в 39—43%, а при позднем — лишь в 9—32% всех случаев [9]. Среди триггерных факторов, ведущих к развитию ЗРП, выделяют следующие группы: материнские, плацентарные, плодовые и генетические [10]. В настоящее время различными научными коллективами ведется активное изучение генетических предикторов развития как ЗРП [11, 12], так и ПЭ [13]. Выявлены ассоциации различных групп генов-кандидатов (системы гемостаза, факторов роста, цитокинов и др.) с развитием ЗРП и ПЭ. Однако следует отметить, что в научной литературе имеется малое число работ, посвященных изучению отдельных полиморфных вариантов «материнского» генома, которые одновременно вовлечены как в формирование ПЭ, так и ЗРП. Установление генетических маркеров, единых для этих двух состояний, позволит наиболее эффективно проводить профилактические мероприятия на этапе прегравидарной подготовки и ранних сроках гестации.
Цель исследования — оценить ассоциации полиморфизма GWAS-значимых генов-кандидатов артериальной гипертензии (АГ) с развитием ПЭ у беременных с ЗРП.
Материал и методы
В изучаемую выборку для настоящего исследования вошло 87 женщин с ЗРП в сочетании с ПЭ, контрольную группу составили 107 пациенток с изолированной ЗРП. Все женщины находились под наблюдением врачей-акушеров-гинекологов перинатального центра ОГБУЗ «Белгородская областная клиническая больница Святителя Иоасафа» (Белгород) и дали информированное добровольное согласие на участие в настоящем исследовании. В изучаемые группы включены женщины русского этноса, родившиеся на территории Центрального Черноземья России и не имеющие между собой родственных связей. Верификация диагноза ПЭ осуществлялась при наличии следующих критериев: АГ (диастолическое артериальное давление (ДАД) ≥90 мм рт.ст. или систолическое артериальное давление (САД) ≥140 мм рт.ст.), протеинурия (≥0,3 г/сутки) [14]. Диагноз ЗРП устанавливали при замедлении прироста предполагаемой массы плода или окружности живота ниже 10-го процентиля в сочетании с патологическим кровотоком, зарегистрированным при ультразвуковой допплерографии, или при значении предполагаемой массы плода или окружности живота менее 3-го процентиля [10]. Клиническое, клинико-анамнестическое и клинико-лабораторное обследование беременных проведено на сроке родоразрешения, под контролем этического комитета медицинского института НИУ «БелГУ».
Всем женщинам с ЗРП и ПЭ и индивидуумам контрольной группы выполнено молекулярно-генетическое исследование четырех полиморфных маркеров генов-кандидатов, которые продемонстрировали значимую ассоциативную связь с формированием АГ согласно данным каталога полногеномных исследований (GWAS): rs1173771 AC026703.1, rs9327643 PLCE1, rs805303 BAG6, rs4387287 STN1. Выделение геномной ДНК и последующее генотипирование указанных выше полиморфных вариантов осуществлялось согласно методикам, представленным ранее [15]. Выбор данных полиморфных маркеров и последующее их включение в исследование обусловлены наличием статистически значимых (p≤5×10–8) ассоциаций с развитием АГ по данным двух и более GWAS-исследований, а также на основе информации о регуляторных эффектах, полученной с помощью современных биоинформатических ресурсов по функциональной геномике. Согласно результатам проведенного генотипирования, выполнен сравнительный анализ на соответствие эмпирического распределения аллелей и генотипов изучаемых полиморфных маркеров теоретически ожидаемому в рамках равновесия Харди—Вайнберга (статистически значимыми принимали отклонения, соответствующие pHFE≤0,05) в изучаемых группах. Выявление ассоциаций исследуемых полиморфных маркеров с формированием ПЭ у беременных с ЗРП производилось с использованием логистического регрессионного анализа в рамках четырех генетических моделей: доминантной, рецессивной, аллельной и аддитивной. В ходе проведения генетического анализа вводились поправки на ковариаты (возраст, индекс массы тела женщин до наступления беременности, наследственная отягощенность по ПЭ) и осуществлялась коррекция на множественные сравнения с применением адаптивного пермутационного теста (pperm), статистически значимым принимали уровень pperm<0,05. Характер ассоциативных связей изучаемых полиморфных вариантов с формированием ПЭ у беременных с ЗРП оценивался согласно значениям OR (отношение шансов) и 95% ДИ (95% доверительный интервал для OR). Все указанные статистические вычисления производились в программе PLINK v. 2.050 (http:zzz.bwh.harvard.eduplink) [16].
Для полиморфных маркеров, которые показали значимую связь с развитием ПЭ у беременных с ЗРП, рассмотрены их ассоциации с уровнем транскрипционной активности (eQTL) и альтернативного сплайсинга (sQTL) генов с применением ресурса GTExportal (http:www.gtexportal.org) [17], оценка эпигенетических эффектов проводилась согласно данным, полученным из онлайн программы HaploReg (v4.1) (http:compbio.mit.eduHaploReg) [18]. Предиктивный класс несинонимических замен (missense-мутаций) определен с использованием базы данных PolyPhen-2 (http:genetics.bwh.harvard.edupph2) [19].
Результаты и обсуждение
Анализ соответствия эмпирического распределения генотипов теоретически ожидаемому, согласно закономерности Харди—Вайнберга, показал наличие соответствия только по трем из четырех рассматриваемых полиморфных вариантов генов-кандидатов АГ (rs1173771 AC026703.1, rs805303 BAG6, rs4387287 STN1). Полиморфизм rs9327643 гена PLCE1 исключен из последующего анализа, поскольку в выборке женщин с ЗРП и ПЭ для данного полиморфизма определен уровень pHFE=0,004.
В ходе исследования установлено, что аллель A полиморфного маркера rs805303 гена BAG6 статистически значимо связана с низким риском развития ПЭ у беременных с ЗРП согласно трем генетическим моделям: аллельной (OR = 0,55; 95% ДИ = 0,36—0,84; p=0,006; pperm=0,006), доминантной (OR = 0,33; 95% ДИ = 0,18—0,62; p=0,0004; pperm=0,0002) и аддитивной (OR = 0,53; 95% ДИ=0,34—0,84; p=0,006; pperm=0,007) (см. таблицу).
Ассоциации GWAS-значимых полиморфных локусов генов-кандидатов артериальной гипертензии с развитием преэклампсии у беременных с задержкой роста плода
| Локус (ген) | Аллели, генотипы | Беременные с ПЭ и ЗРП (n=87), % (n) | Беременные с ЗРП (n=107), % (n) | OR (95% ДИ) | p |
| rs4387287 STN1 | A | 13,64 (21) | 19,71 (41) | 0,79 (0,56—1,11) | 0,19 |
| C | 86,36 (133) | 80,29 (167) | 1,26 (0,89—1,77) | ||
| AA | 2,60 (2) | 3,85 (4) | 1,21 (0,48—3,01) | 0,81 | |
| AC | 22,08 (17) | 31,73 (33) | 0,64 (0,41—0,98) | 0,09 | |
| CC | 75,32 (58) | 64,42 (67) | 1,44 (0,95—2,17) | 0,08 | |
| Ho/He (PHWE) | 0,220/0,235 (0,620) | 0,317/0,316 (1,000) | — | — | |
| Минорный аллель A (аллельная модель) | — | — | 0,64 (0,36—1,14) | 0,12 | |
| AA против AC против CC (аддитивная модель) | — | — | 0,65 (0,36—1,15) | 0,13 | |
| AA+AC против CC (доминантная модель) | — | — | 0,59 (0,30—1,14) | 0,11 | |
| AA против AC+CC (рецессивная модель) | — | — | 0,66 (0,12—3,73) | 0,64 | |
| rs805303 (BAG6) | A | 31,33 (52) | 45,28 (96) | 0,50 (0,32—0,79) | 0,003 |
| G | 68,67 (114) | 54,72 (116) | 1,99 (1,27—3,12) | ||
| AA | 13,25 (11) | 16,04 (17) | 0,80 (0,33—1,94) | 0,74 | |
| AG | 36,14 (30) | 56,49 (62) | 0,40 (0,21—0,76) | 0,004 | |
| GG | 50,60 (42) | 25,47 (27) | 3,00 (1,55—5,80) | 0,001 | |
| Ho/He (PHWE) | 0,361/0,430 (0,199) | 0,585/0,495 (0,079) | — | — | |
| Минорный аллель A (аллельная модель) | — | — | 0,55 (0,38—0,84) | 0,006 | |
| AA против AG против GG (аддитивная модель) | — | — | 0,53(0,34—0,84) | 0,006 | |
| AA+AG против GG (доминантная модель) | — | — | 0,53 (0,34—0,84) | 0,0004 | |
| AA против AG +GG (рецессивная модель) | — | — | 0,80 (0,35—1,85) | 0,59 | |
| rs1173771 (AC025459.1) | A | 43,37 (72) | 42,06 (90) | 1,13 (0,85—1,48) | 0,42 |
| G | 56,63 (94) | 57,94 (124) | 0,89 (0,67—1,17) | ||
| AA | 16,87 (14) | 17,76 (19) | 1,36 (0,80—2,31) | 0,28 | |
| AG | 53,01 (44) | 48,60 (52) | 0,89 (0,60—1,32) | 0,60 | |
| GG | 30,12 (25) | 33,64 (36) | 0,94 (0,62—1,43) | 0,83 | |
| Ho/He (PHWE) | 0,530/0,491 (0,654) | 0,486/0,487 (1,000) | |||
| Минорный аллель A (аллельная модель) | — | — | 1,05 (0,70—1,59) | 0,79 | |
| AA против AG против GG (аддитивная модель) | — | — | 1,05 (0,69—1,60) | 0,79 | |
| AA +AG против AG (доминантная модель) | — | — | 1,17 (0,63—2,18) | 0,60 | |
| AA против AG +GG (рецессивная модель) | — | — | 0,93 (0,44—2,01) | 0,87 | |
| rs932764 (PLCE1) | A | 43,37 (72) | 43,33 (91) | 1,10 (0,83—1,44) | 0,52 |
| G | 56,63 (94) | 56,67 (119) | 0,91 (0,69—1,19) | ||
| AA | 10,84 (9) | 20,95 (22) | 0,93 (0,58—1,49) | 0,83 | |
| AG | 65,06 (54) | 46,67 (47) | 1,09 (0,74—1,60) | 0,73 | |
| GG | 24,10 (20) | 34,29 (36) | 0,96 (0,62—1,49) | 0,93 | |
| Ho/He (PHWE) | 0,650/0,491 (0,004) | 0,317/0,316 (1,000) | — | — | |
| Минорный аллель A (аллельная модель) | — | — | 1,00 (0,66—1,51) | 0,99 | |
| AA против AG против GG (аддитивная модель) | — | — | 1,00 (0,65—1,54) | 0,99 | |
| AA +AG против AG (доминантная модель) | — | — | 1,64 (0,86—1,51) | 0,13 | |
| AA против AG +GG (рецессивная модель) | — | — | 0,45 (0,19—1,06) | 0,07 |
Примечание. OR — показатель отношения шансов; 95% ДИ — 95% доверительный интервал для отношения шансов; p — уровень значимости; Ho — гетерозиготность наблюдаемая; He — гетерозиготность ожидаемая; PHWE — уровень значимости отклонения от закономерности Харди—Вайнберга. ЗРП — задержка роста плода; ПЭ — преэклампсия. Жирным шрифтом выделены статистически значимые различия.
При оценке функционального потенциала полиморфного варианта rs805303 гена BAG6 согласно материалам онлайн-ресурса HaploReg (v.4.1) получено, что изучаемый SNP локализован в области гистоновых меток H3K27ac и H3K9ac, маркирующих активные энхансеры и промоторы соответственно, в патогенетически значимых для развития ПЭ и ЗРП тканях (в культуре мезенхимальных и иммунных клеток, головном мозге, надпочечниках плода и др.) и в регионе регуляторных мотивов ДНК к транскрипционному фактору CACD. Изучаемый полиморфный вариант сильно сцеплен (r2≥0,8) с 10 SNPs, которые также обусловливают значимые эпигенетические эффекты в организме человека. Особенно следует отметить среди SNPs, находящихся в неравновесии по сцеплению с исследуемым полиморфизмом, rs1046089 гена PRRC2A (r2=0,86, D´=0,97), являющийся missense-мутацией и обусловливающий замену аминокислоты аргинин на аминокислоту гистидин (Arg1740His) в белке PRRC2A (Proline-rich and coiled-coil-containing protein 2A). Для данной несинонимической замены определен предикторный класс «PROBABLY DAMAGING» (score — 0,957; чувствительность — 0,78; специфичность — 0,95).
Ген BAG6 кодирует ремоделирующий ядерный белок, вовлеченный в процессы коррекции нативной структуры полипептидных цепей — молекулярный ко-шаперон семейства BAG 6. Ген BAG6, взаимодействуя с различными сигнальными путями, участвует в регуляции молекулярных механизмов, обладающих различной степенью вовлеченности в определенные звенья патогенеза ПЭ и ЗРП. Так, ген BAG6 индуцирует процесс апоптоза во время стресса эндоплазматического ретикулума, контролирует аутофагию митохондрий, опосредует гибель клеток, вызванную повреждением ДНК, участвует в регуляции цитотоксичности естественных киллеров (NK-клеток) и секреции провоспалительных цитокинов [20—23]. Согласно материалам GWAS-каталога, полиморфный вариант rs805303 гена BAG6 показал ассоциации с различными параметрами АД, которые достигли полногеномного уровня значимости (p≤5×10–8) по данным двух GWAS-исследований (на момент обращения к GWAS-каталогу, март 2022 г.). В работе G.B. Ehret и соавт. (2011) установлено, что аллель G изучаемого полиморфного локуса сопряжен с более высокими показателями уровня САД (p=1,5×10–11), ДАД (p=3,0×10−11) и развитием АГ (p=1,1×10−10) в европейской популяции [24]. В то же время «протективный» аллель A rs805303 гена BAG6 ассоциирован со снижением уровня САД согласно данным работы P. Surendran и соавт. (2016) [25], что полностью согласуется с полученными в настоящем исследовании данными о роли аллеля А полиморфного варианта rs805303 гена BAG6 как защитного генетического фактора в отношении развития ПЭ у беременных с ЗРП.
Выводы
В настоящей работе выявлены ассоциации GWAS-значимого для артериальной гипертензии полиморфного локуса rs805303 гена BAG6 с развитием преэклампсии у беременных с задержкой роста плода (согласно аллельной (OR = 0,55; pperm=0,006), доминантной (OR = 0,33; pperm=0,0002) и аддитивной (OR = 0,53; pperm=0,007) генетическим моделям). Полиморфный вариант rs805303 гена BAG6 оказывает значимые эпигенетические эффекты (локализуется в функционально активном регионе генома, который выполняет функции энхансеров и промоторов в различных органах и тканях, а также является местом связывания с транскрипционным фактором CACD. Кроме того, rs1046089 гена PRRC2A, который находится в неравновесии по сцеплению с изучаемым SNP, представляет собой missense-мутацию, для которой установлен предикторный класс «PROBABLY DAMAGING» (score — 0,957; чувствительность — 0,78; специфичность — 0,95).
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации «Изучение генетических факторов репродуктивного здоровья женщин» (МД3284.2022.1.4).
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Чурносов М.И.
Сбор и обработка материала — Абрамова М.Ю., Пономаренко И.В., Батлуцкая И. В.,
Статистический анализ данных — Пономаренко И.В., Ефремова О. А.
Написание текста — Абрамова М.Ю., Орлова В.С.
Редактирование — Сорокина И. Н., Чурносов М.И.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.