Анализ полиморфизма генов цитокинов в развитии хронического риносинусита

Авторы:
  • А. С. Левченко
    ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия
  • А. А. Воробьева
    Медицинский центр «Семейный доктор», Москва, Россия
  • О. Ю. Мезенцева
    ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия
  • В. С. Пискунов
    ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия
  • О. Ю. Бушуева
    ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия
  • А. В. Полоников
    ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия
Журнал: Российская ринология. 2019;27(2): 77-81
Просмотрено: 543 Скачано: 35

Список сокращений:

ХРС — хронический риносинусит

IL — интерлейкин

ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота

ПЦР — полимеразно-цепная реакция

Хронический риносинусит (ХРС) — распространенное заболевание, поражающее все слои населения. Частота встречаемости лиц с данной патологией растет год от года. ХРС может быть как с полипозом носа, так и без назальных полипов, которые, будучи склонными к рецидивированию, значительно ухудшают качество жизни пациента. Патогенез обеих форм заболевания до конца не изучен. Большое внимание уделяется иммунологическим аспектам развития ХРС, в частности роли цитокинов. Известно, что в защитных реакциях организма участвуют как провоспалительные, так и противовоспалительные цитокины. Однако неизвестно, какое явление в каждом конкретном случае служит пусковым механизмом. Изменения в структуре генетических маркеров потенцируют продукцию того или иного цитокина.

Вероятные причины полиморфизма генов различных медиаторов — тандемные повторения различных частей гена, делеции нуклеотидов и т. д. Ассоциированные с различными заболеваниями полиморфные варианты генов могут быть сцеплены с мутацией и, как следствие, являться надежным диагностическим маркером [1].

Семейство интерлейкина (IL)-1 активирует клетки врожденного иммунитета, такие как нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тучные клетки и натуральные киллеры [2]. Ген IL-1 расположен на хромосоме 2 и кодирует 3 цитокина — IL-1α, IL-1β и антагонист рецептора IL-1 (IL-1Ra). Описаны многие полиморфизмы в гене IL-1β, два из которых влияют на синтез белка (один расположен в области промотора локуса -511, другой — в 5-й экзоне) [3].

IL-5 — это цитокин, продуцируемый Т-клетками. Он играет основную роль в дифференциации и активации эозинофилов. Ген IL-5 расположен на хромосоме 5 [4].

Фактор некроза опухоли (TNF)-α — мощный иммуномодулятор. Его экспрессии способствуют бактериальные липополисахариды, митогены и вирусы. Кодирующий TNF-α ген локализуется в области III класса основного комплекса гистосовместимости на коротком плече хромосомы 6 [5].

Цель исследования — анализ ассоциации полиморфизмов генов IL-1β, IL-5 и TNF-α с риском развития ХРС.

Материал и методы

За 2012—2018 гг. были обследованы 100 пациентов с ХРС и 100 представителей контрольной группы. Исследование проводилось на базе ЛОР-отделений БМУ «Курская областная клиническая больница» и ОБУЗ «Курская городская больница № 1 им. Н.С. Короткова». Каждым из участников было подписано информированное добровольное согласие на участие в исследовании. По полу, возрасту, расовой и этнической принадлежности различия в группах отсутствовали.

У всех исследуемых проводился забор венозной крови в вакуумные пробирки с ЭДТА-К3. Далее с использованием фенольно-хлороформной экстракции осуществлялось выделение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), после чего при помощи центрифуги осаждали лейкоциты и лизировали их в ТЕ-буфере. На следующем этапе клеточную суспензию инкубировали в термостате при температуре 37 °C в течение 16 ч. С помощью фенола и хлороформа проводились выделение геномной ДНК из клеточного лизата, преципитирование 96% этанолом (–20 °С), высушивание, растворение в ТЕ-буфере, заморозка и хранение при –20 °С.

В реакционной смеси с 0,5 мкл образца геномной ДНК осуществляли полимеразно-цепную реакцию (ПЦР). Обработку продуктов ПЦР проводили специфическими ферментами согласно протоколам производителей. Далее выполняли рестрикцию амплифицированных продуктов и разделение фрагментов ДНК электрофорезом, после чего окрашенные этидиумбромидом гели визуализировали в проходящем ультрафиолетовом свете с помощью программного обеспечения LabWorksTMv4.5 (США).

Статистическая обработка данных производилась с использованием программного пакета Statistica 10. Для анализа соответствия частот генотипов равновесию Hardy—Weinberg и сравнения частот генотипов и аллелей в когортах больных и здоровых лиц использовали χ2-критерий. По отношению шансов (OR) и 95% доверительному интервалу (95% ДИ) делали вывод о взаимосвязи исследуемых генотипов с риском развития ХРС [6]. cтатистически значимыми считали различия при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Генотипы полиморфных вариантов генов -308G/A TNF-α, -511C/T IL-1β и -703С/T IL-5 находились в соответствии с распределением Hardy—Weinberg.

При сравнении частот аллелей и генотипов полиморфизмов исследуемых генов статистически весомых различий не было выявлено (табл. 1, 2).

Таблица 2. Распределение генотипов полиморфных вариантов исследуемых генов в группах больных ХРС и здоровых индивидуумов
Таблица 1. Частоты аллелей исследуемых генов среди больных ХРС и здоровых индивидуумов Примечание. * — вариантные аллели представлены в нижних ячейках соответствующих ДНК-маркеров.

Исследование полового диморфизма показало, что частота генотипа С/С IL-1β была выше в контрольной группе (52,5%), чем в группе женщин с ХРС (24%) (OR=0,29, 95% ДИ=0,12—0,7; p=0,01), а генотипа С/Т IL-1β — выше в группе больных (OR=0,36, 95% ДИ=0,15—0,85; p=0,02). Таким образом, носительство генотипа С/С IL-1β уменьшает, а носительство генотипа C/T IL-1β увеличивает риск возникновения ХРС у женщин (табл. 3).

Таблица 3. Распределение частот генотипов полиморфных вариантов генов в группе больных ХРС, здоровых женщин и здоровых мужчин

В XXI веке изучению роли генов цитокинов в патогенезе ХРС уделяется много внимания. В частности, в 2000 г. K. Takeuchi и соавт. обнаружили значительно более высокую частоту полиморфизма TNF-β*2 гена TNF-β у больных ХРС (74%) по сравнению со здоровыми людьми (56%) (р<0,05). Ассоциаций с полиморфизмом гена TNF-α найдено не было [7]. В зарубежном исследовании 2007 г. констатируется, что частота генотипа -511C/C гена IL-1β (р=0,01) и частота генотипа -308G/A гена TNF-α (р=0,001) существенно выше у пациентов с носовым полипозом, нежели в группе сравнения. Ни один из вышеуказанных полиморфизмов не был связан с полом, наличием атопии, астмой или непереносимостью аспирина (р>0,05) [8]. В 2010 г. в ходе исследования мазков со слизистой полости рта у 179 пациентов с ХРС и полипами носа и у 153 больных ХРС без назального полипоза иностранными учеными также был сделан вывод, что полиморфизм гена TNF-α-308 ассоциирован с риском развития ХРС с носовым полипозом [9]. Проведенное в Турции в 2017 г. исследование доказало, что генотип G/G в области TNF-α-308 (OR=9,2; p=0,007) и генотип C/C промотора IL-1β-511 (OR=33,3; p=0,001) способствуют формированию ХРС с носовым полипозом [10].

В России в 2007 г. проводилось обследование 62 пациентов с ХРС в целях выявления ассоциации аллельных вариантов полиморфных локусов — 511С>T и +3953C>T гена IL-1β. Было установлено: в группе больных ХРС генотип *С/*С полиморфного локуса +3953 гена IL-1β обнаруживался в 2 раза чаще, чем в группе сравнения [11].

Подобный результат был получен при исследовании 208 пациентов с ХРС с полипозом носа и 200 человек группы сравнения в 2014 г. в Польше. Ученые резюмируют: частота носительства генотипа -511T/T IL-1β была выше в группе больных с ХРС по сравнению с контролем (OR=3,07, 95% ДИ=1,18—7,99) [12].

Что касается ассоциации полиморфизмов гена IL-5 с риском развития ХРС, то как в зарубежной, так и в отечественной медицинской литературе нами найдены лишь единичные труды, посвященные данной проблеме. В частности, новосибирские ученые в 2007 г. выявили повышение частоты генотипа Т/Т IL-5 у пациентов с ХРС, протекающим с носовым полипозом [13].

В ходе проведенного нами исследования было установлено, что генотип C/T IL-1β повышает, а генотип С/С IL-1β снижает вероятность развития ХРС у женщин. Таким образом, прогнозирование индивидуального риска формирования ХРС может помочь практикующему оториноларингологу и пациенту избежать возникновения и рецидивов данной патологии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: О.М., В.П.

Сбор и обработка материала: А.В., О.Б.

Статистическая обработка данных: А.В., О.М.

Написание текста: А.Л., О.М., О.Б.

Редактирование: О.М., В.П., А.П.

Сведения об авторах

Левченко А.С. — https://orcid.org/0000-0003-0889-657X; е-mail: arina.levchenko@bk.ru

Воробьева А.А. — е-mail: kurskmed@mail.ru

Мезенцева О.Ю. — е-mail: mezoksa@rambler.ru

Пискунов В.С. — е-mail: piskunov08@rambler.ru

Бушуева О.Ю. —е-mail: olga.bushueva@inbox.ru

Полоников А.В. — е-mail: polonikov@rambler.ru

Автор, ответственный за переписку: Левченко А.С. — е-mail: arina.levchenko@bk.ru

Как цитировать:

Левченко А.С., Воробьева А.А., Мезенцева О.Ю., Пискунов В.С., Бушуева О.Ю., Полоников А.В. Анализ полиморфизма генов цитокинов в развитии хронического риносинусита. Российская ринология. 2019;27(2):77-81. https://doi.org/10.17116/rosrino201927021

Список литературы:

  1. Громова А.Ю., Симбирцев А.С. Полиморфизм генов семейства IL-1 человека. Цитокины и воспаление. 2005;2:3-12.
  2. Sims JE, Smith DE. The IL-1 family: regulators of immunity. Nature Reviews Immunology. 2010;10(2):89-102. https://doi.org/10.1038/nri2691
  3. Cheng YК, Lin CD, Chang WС, Hwang GY, Tsai SW, Wan L, Tsai MH, Tsai JJP, Tsai FJ. Increased prevalence of interleukin-1 receptor antagonist gene polymorphism in patients with chronic rhinosinusitis. Archives of Otolaryngology — Head &amp; Neck Surgery. 2006;132(3):285-290. https://doi.org/10.1001/archotol.132.3.285
  4. Kotsimbos ATC, Hamid Q. IL-5 and IL-5 receptor in asthma. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz. 1997;92(2):75-91. https://doi.org/10.1590/S0074-02761997000800012
  5. D’Alfonso SD, Richiardi PM. A polymorphic variation in a putative regulation box of the TNFA promoter region. Immunogenetics. 1994;39(2):150-154. https://doi.org/10.1007/bf00188619
  6. Rossiter СЕ, Schlesselman JJ. Case-control studies. Design, conduct, analysis. Biometrics. 1983;39(3):821-822. https://doi.org/10.2307/2531131
  7. Takeuchi K, Majima Y, Sakakura Y. Tumor necrosis factor gene polymorphism in chronic sinusitis. The Laryngoscope. 2000;110(10):1711-1714. https://doi.org/10.1097/00005537-200010000-00027
  8. Erbek SS, Yurtcu E, Erbek S, Atac FB, Sahin FI, Cakmak O. Proinflammatory cytokine single nucleotide polymorphisms in nasal polyposis. Archives of Otolaryngology — Head &amp; Neck Surgery. 2007;133(7):705-709. https://doi.org/10.1001/archotol.133.7.705
  9. Endam ML, Cormier C, Bosse Y, Filali-Mouhim A, Desrosiers M. Association of IL1A, IL1B, and TNF gene polymorphisms with chronic rhinosinusitis with and without nasal polyposis. A Replication Study. Archives of Otolaryngology — Head &amp; Neck Surgery. 2010;136(2):187-192. https://doi.org/10.1001/archoto.2009.219
  10. Ismi O, Ozcan C, Polat G, Kul S, Gorur K, Puturgeli T. TNF-α and IL-1β cytokine gene polymorphism in patients with nasal polyposis. Turk Otolarengoloji Arsivi/Turkish Archives of Otorhinolaryngology. 2017;55(2):51-56. https://doi.org/10.5152/tao.2017.2389
  11. Азнабаева Л.Ф., Шарипова Э.Р., Арефьева Н.А., Зайнуллина А.Г. Иммуногенетические особенности продукции интерлейкина-1β при затяжной и хронической (рецидивирующей) форме бактериального воспаления верхних дыхательных путей (гнойного риносинусита). Медицинская иммунология. 2007;9(4-5):535-540. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2007-4-5-535-540
  12. Mrowicka M, Zielinska-Blizniewska H, Milonski J, Majsterek I, Olszewski J. Association of IL1β and IL4 gene polymorphisms with nasal polyps in a Polish population. Molecular Biology Reports. 2014;41(7):4653-4658. https://doi.org/10.1007/s11033-014-3336-x
  13. Данигевич Е.В., Рымша М.А., Голованова О.В., Шевченко А.В., Коненков В.И. Исследование полиморфизма генов интерлейкинов у больных хроническим полипозным синуситом. Российская оториноларингология. 2007;5(30):70-75.