Введение

Пролапс тазовых органов (ПТО) является распространенной ассоциированной с возрастом патологией и поражает почти 40% женщин в периоде постменопаузы, отрицательно влияя на функцию мочевого пузыря и кишечника, снижая качество жизни женщины в целом [1—3]. Хирургическое лечение остается наиболее востребованным способом коррекции ПТО [4, 5]. Число операций этого типа с учетом неуклонного старения населения, как ожидается, увеличится в Европе и Соединенных Штатах суммарно на 48% до 2050 г. [6]. Такое обстоятельство, несомненно, увеличит нагрузку на систему здравоохранения и сделает еще более необходимым поиск достоверных предикторов заболевания, что потенциально позволит в ряде случаев на основе адекватного прогноза предложить превентивные меры и избежать оперативного вмешательства.

Патогенетические факторы развития ПТО многочисленны: число родов и паритет (причем значение имеют не только роды через естественные родовые пути, но и путем операции кесарева сечения), травмирующие тазовое дно акушерские пособия, крупный плод [7—9], постменопауза, повышенный индекс массы тела, курение, запоры, перенесенная гистерэктомия [10, 11] и пр. Тем не менее даже при наличии в анамнезе одного или нескольких из перечисленных факторов риска существует составляющие этиопатогенеза, которые неочевидны и требуют изучения. Например, у никогда нерожавших (и даже не беременевших) женщин может развиться пролапс, и, наоборот, у некоторых женщин, труд которых связан с тяжелыми физическими нагрузками, с неоднократными родами в анамнезе, заболевание не развивается [12]. Идея о том, что генетика вносит значительный вклад в развитие пролапса не нова, так как основывается на клинических наблюдениях. Популяционные исследования зафиксировали различную предрасположенность к развитию ПТО у представительниц разных рас [13]. Семейное отягощение играет свою отрицательную роль: показано пятикратное увеличение риска развития патологии у сестер, если одна из них страдает ПТО, по сравнению с общей популяцией [14], установлена высокая конкордантность* пролапса у близнецов, а также у пар нерожавших и рожавших сестер, что в очередной раз ставит под сомнение абсолютную роль большого числа родов [15].

Генетическая эпидемиология как инструмент изучения недостающих звеньев патогенеза ПТО. Взаимосвязь эпидемиологических, экологических и генетических факторов риска развития ПТО составляет генетическую эпидемиологию пролапса [16]. Безусловно, что при более глубоком понимании этих взаимосвязей в будущем может возникнуть возможность индивидуального прогноза [17] с тем, чтобы женщины с высоким риском развития патологии могли своевременно выбрать профилактические меры: выполнение упражнений для укрепления мышц таза, лазерную или иную неинвазивную коррекцию или минимально травматичные виды операций, возможные на ранних этапах развития заболевания [18]. В настоящее время как понимание генетической эпидемиологии ПТО, так и знания об эффективности и, главное, стабильности результатов различных вариантов лечения слишком ограничены, чтобы давать окончательные рекомендации. Однако по мере накопления и подтверждения информации она может быть включена при консультировании пациенток и выборе способа лечения [19]. Этот тип персонализированной медицины становится реальностью в кардиологии и онкологии, где более развита генетическая стратификация риска [20].

Данный обзор посвящен анализу текущих исследований, которые проводятся на основе полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) и кандидатных ассоциаций генов у взрослых женщин с ПТО.

Роль полиморфизмов генов коллагена в патогенезе ПТО. Большинство работ в изучаемой области посвящено изучению генов, контролирующих процессы синтеза и деградации соединительной ткани, в частности генов коллагена (COL1A1, COL3A1), матриксных металлопротеиназ (MMP1, MMP3, MMP9) и ламинина (LAMC1) [21].

Коллаген — это фибриллярный белок, который служит основой соединительной ткани, обеспечивающий ее механические свойства и прочность. «Молекула коллагена имеет трехцепочечную структуру, скрученную в регулярную спираль, стабильность которой придают водородные связи между боковыми группами составляющих ее аминокислот, представленных остатками глицина, пролина и оксипролина» [22]. Должными прочностными характеристиками обладает коллаген I типа (COLI) — только при его преобладании длина и толщина волокон связочного аппарата находятся на достаточном уровне; в случае превалирования коллагена III типа (COLIII) механическая прочность связок снижена [23]. T. Kim и соавт. [24] изучили наноскопические структуры и биомеханику нативных коллагеновых фибрилл в хирургически удаленных образцах соединительной ткани стенки влагалища у здоровых женщин и пациенток с ПТО, обнаружив у больных по сравнению с пациентками контрольной группы более объемные коллагеновые фибриллы, неравномерные по ширине и более жесткие, с аберрантным D-периодом, с классическим нарушением соотношения типов COLI и COLIII, с сопутствующим уменьшением количества общего коллагена. Авторы на сверхультраструктурном уровне определили соединительную ткань при пролапсе как характеризующуюся аномальным биохимическим составом и биофизическими параметрами коллагеновых фибрилл, которые образуют рыхлую и хрупкую волокнистую сеть, обеспечивающую слабую несущую способность. Такой вывод полностью соответствует мнению других исследователей [25].

Генетической детерминированности нарушенного соотношения двух типов коллагена и других типичных для ПТО химико-физических аномалий посвящено большое число исследований [26—29]. Характерно, что взгляды на предикторную роль тех или иных полиморфизмов со временем трансформируются. Так, ранее в некоторых исследованиях и метаанализах была обнаружена роль полиморфизма гена COL3A1 и полиморфизма rs42524 гена проколлагена I типа альфа2 (COL1A2) как факторов, связанных с развитием ПТО [30, 31], однако в последние годы эта связь все чаще отрицается.

Следует отметить, что в научных работах прослеживается интерес к расово-этническим и локально-географическим исследованиям генетики пролапса в сопоставлении с общемировыми и континентальными данными [32, 33]. С одной стороны, это объясняется удобством набора материала в определенной локации, с другой, в ряде случаев позволяет выявить определенную специфику. Так, исследуя ассоциацию риска развития ПТО у женщин Белгородской области [34] с полиморфными вариантами генов COL1A1 и COL3A1, авторы протестировали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) четыре генетические модели взаимосвязи и оценили однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs) с фенотипом ПТО: кодоминантная, доминантная, рецессивная, аддитивная модели и сверхдоминирование. Один из трех исследованных полиморфных ДНК-маркеров показал статистически значимую ассоциацию с риском развития ПТО. Установлено, что полиморфизм SNPs rs1800255 гена COL3A1 ассоциировался с пониженной вероятностью развития заболевания, независимо от возраста и индекса массы тела. Аллель A SNPs rs1800255 встречался чаще у здоровых женщин, чем у женщин с ПТО. Исследованные полиморфные варианты гена COL1A1 также не были ассоциированы с развитием ПТО у женщин. Таким образом, в исследованной популяции белгородских женщин аллель A полиморфизма rs1800255 гена COL3A1 характеризовался протективным эффектом в отношении предрасположенности к ПТО, что соответствует другим европейским популяциям, по данным проекта «1000 геномов» (The 1000 Genomes Project Consortium, 2015), доступном на сайте ENSEMBL (https://www.ensembl.org/index. html).

L. Li и соавт. [35] оценили SNPs (COL3A1) шести генов, связанных с коллагеном (COL14A1, COL5A1, COL4A2, COL3A1, COL1A1 и COL18A1), а также генетическую ассоциацию у 48 китайских женщин с пролапсом III и IV стадий и у стольких же без пролапса. Была выявлена статистически значимая ассоциация между SNPs COL14A1 (rs4870723, rs2305600 и rs2305598; p=0,013, 0,019 и 0,028 соответственно), SNPs COL5A1 (rs3827852; p=0,016) и SNPs COL4A2 (rs76425569, rs388222 и rs2281968; p=0,049 для этих трех и rs445348, p=0,040) и ПТО соответственно. При этом отсутствовала существенная связь между COL3A1 SNPs и ПТО, была выявлена определенная значимость для COL14A1 SNPs (rs2305603), COL4A2 SNPs (rs74941798), двух COL1A1 SNPs (rs2586488 и rs2249492) и трех COL18A1 SNPs (rs1050351, rs56335679 и rs55690336). Таким образом, авторами впервые была выявлена потенциальная значимость полиморфизмов COL14A1, COL5A1 и COL4A2 в генезе ПТО. N. Batista и соавт. [26] обследовали несравненно большую когорту — 826 женщин в постменопаузе, разделенных на группу с ПТО (III и IV стадии) и контрольную группу (0 и I стадии) и исследовали SNPs rs1800012 гена коллагена I (COL1A1) и rs1800255 гена коллагена III (COL3A1) и их связь с ПТО у бразильских женщин. Однонуклеотидные полиморфизмы выявляли с помощью ПЦР в реальном времени. Частота генотипов GG, GA и AA для COL1A1 составила 69,12; 20,24 и 10,59% в группе с ПТО и 71,79; 20 и 8,21% в контрольной группе; GG, GT и TT для COL3A1 составили соответственно 37,54; 59,53 и 2,93% в группе ПТО и 36,24; 60,14 и 3,62% в контрольной группе. Авторы не обнаружили связи SNPs rs1800012 и rs1800255 с повышенным риском развития патологии. Напротив, достоверным оказалось значение ряда клинико-анамнестических данных. Так, вагинальные роды (отношение шансов [ОШ] 13; 95% доверительный интервал (ДИ) 4,00—47,08), семейный анамнез СОЗ (ОШ 3,1; 95% ДИ 1,49—6,50), сахарный диабет (ОШ 2,3; 95% ДИ 1,08—5,21), число беременностей (ОШ 1,2; 95% ДИ 1,05—1,36) и возраст (ОШ 1,1; 95% ДИ 1,09—1,19) были переменными повышенного риска развития ПТО. Авторы сделали заключение об их ведущей роли как факторов риска развития ПТО (а не генетической предрасположенности). Аналогичные результаты получены на сходном клиническом материале в рамках одноцентрового проспективного когортного исследования, включавшего 472 пациентки [36]. Однонуклеотидный полиморфизм G/A rs1800255, расположенный в кодирующей области коллагена III типа (COL3A1), был рассмотрен как фактор риска развития ПТО. Однако авторы не выявили существенной разницы между группами женщин с пролапсом и без него в отношении rs1800255. Пременопаузальный возраст и неоднократные роды через естественные родовые пути были единственными значимыми факторами риска развития ПТО, из чего авторы делают вывод, что полиморфизм rs1800255 гена COL3A1 не является фактором риска заболевания.

Промежуточную позицию о роли ассоциации полиморфизма гена 1800255 COL3A1 с развитием ПТО и недержания мочи у женщин занимают отечественные авторы [37], обследовавшие группу из 52 пациенток (средний возраст 64,4 года) с верифицированным ПТО и стрессовым недержанием мочи. В контрольную группу вошла 21 пациентка без дисфункции органов тазового дна. «У всех женщин были собраны образцы слюны для выявления полиморфизма в локусе rs1800255 гена COL3A1, генотипирование проводилось методом секвенирования по Сэнгеру. Выяснилось, что у пациенток с изолированным ПТО гомозиготный полиморфизм (AA) имел низкую чувствительность (0,06), но чрезвычайно высокую специфичность (0,95). Гетерозиготный вариант (GA) имел чувствительность 0,35, специфичность 0,53 и AUC 0,44. При недержании мочи по гомозиготному варианту (AA) чувствительность составила 0,08, специфичность — 0,96, а по гетерозиготному (GA) — 0,45 и 0,63 соответственно. Для комбинации ПТО и недержания мочи по гомозиготному варианту (AA) чувствительность составила 0,07, специфичность — 1,0, а гетерозиготному варианту (GA) — 0,41 и 0,62 соответственно. Таким образом, был сделан вывод о наличии связи между этим полиморфизмом и недержанием мочи, ассоциированным с ПТО [37].

Одно из исследований [38] было направлено на выявление генов восприимчивости к ПТО и их локусов у этнических меньшинств с различным генетическим происхождением из региона Синьцзян в Китае. У 196 пациенток были отобраны 16 различных локусов SNPs гена восприимчивости, которые были идентифицированы исследователями в других странах как ассоциированные с риском развития ПТО. Генотипические и аллельные распределения продемонстрировали достоверные различия между пациентками с ПТО и пациентками контрольных групп также из числа меньшинств, а именно: ESR1 rs17847075 AG (ОШ 2,738; 95% ДИ 1,067—7,025; p=0,041), ESR1 rs2234693 TC (ОШ 2,99; 95% ДИ 1,163—7,684; p=0,024) ZFAT rs1036819 CC (ОШ 10,286; 95%ДИ 1,158—91,386; p=0,036), аллель С (ОШ 2,212; 95%ДИ 1,146—4,269; p=0,02), FBLN5 rs12589592 AA (ОШ 0,111; 95% ДИ [0,013—0,952; p=0,029), аллель А (ОШ 0,482; 95% ДИ 0,254—0,913; p=0,028).

Авторы сделали вывод, что генотип ESR1 rs17847075 AG в доминантной (p=0,008) или гетерозиготной (p=0,045) модели, генотип ESR1 rs2234693 TC в доминантной (p=0,008) или гетерозиготной (p=0,028) модели и генотип ZFAT rs1036819 CC и аллель C в рецессивной модели (p=0,042) были достоверно связаны с риском ПТО у женщин Синьцзяна, и это создает основание для этноориентированной лечебно-диагностической стратегии оказания помощи пациенткам с ПТО. Интерес к данной проблематике проявляют и другие авторы [39]. Поиск вариантов генетической восприимчивости к ПТО в общекитайской популяции был недавно предпринят J. Chen и соавт. [40] для проверки, в частности, гипотезы о роли в этом LAMC1, который кодирует цепь гамма-1-ламинина и имеет решающее значение для организации внеклеточного матрикса, поскольку ламинин является его важным компонентом. Были обследованы 396 женщин, включая 161 пациентку с ПТО и 235 здоровых женщин контрольной группы. Десять SNPs, включая rs20558, rs20563, rs10911193, rs6424889, rs10911241, rs3768617, rs12073936, rs729819, rs10911214 и rs869133 LAMC1, были генотипированы с использованием стандартного секвенирования по Сэнгеру. В результате авторы выяснили, что SNPs rs10911241 достоверно связан с риском ПТО (χ²=10,70; p=1,1 E-03). Носители минорного аллеля (rs10911241-G) демонстрировали повышенный риск заболевания (ОШ 1,71; 95% ДИ 1,24—2,36). Аналогичные данные получены другими исследователями, которые одновременно с полиморфизмом гена LAMC1 определяли полиморфизм гена ERa, кодирующего клеточный рецептор эстрогена, что патогенетически связано с ПТО. С помощью метода ПЦР было обнаружено наличие мутации rs10911193 C/T в гене LAMC1 и мутации rs2228480 G/A в гене ERa. Распространенность гомозигот по мутации ERa rs2228480 G/A составила 19,2% и 0 среди женщин с ПТО и без ПТО соответственно (ОШ 39,77; 95% ДИ 1,93—817,0; p=0,00046). Распространенность гетерозигот по этой мутации составила 83,3 и 11,5% соответственно (ОШ 19,2; 95% ДИ 4,15—88,6; p<0,0001). Распространенность гомозигот по мутации C/T гена LAMC1 rs10911193 составила 3,6 и 6,1% среди женщин с ПТО и без ПТО соответственно, в то время как соответствующие гетерозиготы по этой мутации составили соответственно 21,4 и 33,3%. [41].

В исследование T. Bizjak и соавт. [42] были включены 100 пациенток в возрасте 30—55 лет, перенесшие хирургическое вмешательство в связи с ПТО, и 105 женщин, оперированные по другим поводам. После извлечения геномной ДНК из периферической крови были генотипированы шесть SNPs, ранее идентифицированные для ПТО, и проведен ассоциативный анализ факторов риска. Экспрессию РНК определяли в крестцово-маточных связках пациентов обеих групп с помощью количественной ПЦР обратной транскрипции. Оказалось, что модель доминантного генотипа для аллеля T SNPs rs6051098 в локусе хромосомы 20p13 была значимой, и она оставалась значимой с использованием модели регрессии факторов риска (p=0,046; ОШ 1,93; 95% ДИ 1,01—3,66). Ген изоцитратдегидрогеназы-3-бета (IDH3B) был единственным потенциальным геном-кандидатом в локусе 20p13, представительство которого было значительно повышено в биоптатах из крестцово-маточных связок у женщин с ПТО по сравнению с таковым в контрольной группе. Авторы предложили rs6051098 в качестве наилучшего кандидатного фактора риска, связанного с пролапсом, и согласно данным экспрессии в ткани связок считают ген IDH3B актуальным в патогенезе заболевания.

В исследование М.Л. Ханзадян и соавт. [43] были включены 178 женщин в возрасте от 35 до 65 лет, 134 из которых имели рецидивы ПТО после гистерэктомии влагалищным доступом. Женщины были разделены в зависимости от наличия или отсутствия проявлений недифференцированной дисплазии соединительной ткани (ДСТ), контролем служили здоровые женщины без признаков ПТО. Генотипирование проводилось методом ПЦР полиморфизмов LAMC1 3054 C>T, COL3A1 2092 (2209) G>A, ESR1 351 G>A, VEGFA 634 G>C с выделением образцов ДНК из цельной крови в сопоставлении с данными гистологического и иммуногистохимического исследований (ИГХИ) биоптатов крестцово-маточных связок и круглых связок матки. Выяснилось, что связочный аппарат характеризовался типичной для ПТО картиной — разобщенностью и разрыхлением волокон коллагена (преобладал III тип) с чрезмерным фиброзом соединительной ткани и дистрофией миоцитов; кроме того, имелась выраженная фрагментация эластина. Все эти признаки деградации отсутствовали у здоровых женщин. В когорте пациенток с ПТО была определена генетическая детерминированность молекулярно-биологических особенностей структур соединительной ткани, а именно носительство «рисковых» аллелей генов COL3A1 2092 (2209) G>A (rs1800255) (45,8% против 29,5%). Частота аллелей GC гена VEGFA при ПТО оказалась одинаково повышенной: в отсутствие признаков ДСТ — в 1,5 раза (59,3% против 36,4%; p=0,002; ОШ 9,9; 95% ДИ 1,6—7,6), при наличии коллагенопатий — в 2 раза (35,4% против 15,9%; p=0,01; ОШ 2,9; 95% ДИ 1,1—6,9) при сопоставимой распространенности гетерозигот (36,9% в среднем). Отсутствие ассоциативных связей было установлено в отношении генов ламинина LAMC1 соединительной ткани (50% против 31,8%) и эстрогенового рецептора ESR1 351 G>A (43,4%). Представительниц с коллагенопатиями отличала высокая частота носительства мутантного полиморфизма rs3918242 — в 2 раза выше, чем контрольной группе (35,4% против 15,9%; p=0,01; ОШ 2,9; 95% ДИ 1,1—6,9) при сопоставимой распространенности гетерозигот (в среднем 36,9%). Таким образом, авторы установили ведущую роль в деградации соединительной ткани снижения экспрессии факторов ангиогенеза (VEGF) и белков соединительной ткани (коллагена III типа и ламинина) и предложили определение полиморфизмов генов LAMC, COL3A1 и VEGFA для установления предрасположенности к ПТО и прогнозирования риска развития заболевания (в том числе его рецидива после операции) на доклиническом этапе.

Оценке возможной связи коллагенового полиморфизма —1997 G/T с пролапсом было посвящено когортное исследование у 180 пациенток без ПТО в сравнении со 112 пациентками с III или IV стадией заболевания, предпринятое C. Palos и соавт. [44]. Достоверных различий по распространенности генотипов с полиморфизмом —1997G/T между группами не обнаружено (p=0,67); не обнаружено различий даже при группировке пациенток по наличию 0 или ≥ 1 полиморфных аллелей (p=0,46).

Отдельного описания заслуживают работы, посвященные гипотезе о том, что нарушение структурно-функциональных свойств крестцово-маточных связок в результате аберрантного метилирования может привести к потере поддерживающей способности и содействовать развитию ПТО. В исследовании L. Zhang и соавт. [45] геномная ДНК была выделена из крестцово-маточных связок 5 женщин с ПТО и 4 женщин без ПТО, перенесших гистерэктомию по поводу доброкачественных опухолей. Для исследования общего метилирования в крестцово-маточных связках использовали биочип Infinium Methylation EPICBeadChips Infinium Human Methylation 850 K. У пациенток с ПТО по сравнению с пациентками контрольной группы были обнаружены 3723 дифференциально метилированных CpG-сайта (Δβ <0,14; p<0,05), в том числе 3576 гиперметилированных и 147 гипометилированных сайтов. Больше было гиперметилированных сайтов CpG, при этом обнаружилось высокое соотношение гипометилирования между CpG-островками и N-шельфом; в структуре гена было больше гиперметилирования, чем гипометилирования в TSS1500 и 5’-нетранслированной области. Поиск по базе Gene Ontology показал, что эти дифференциально метилированные гены были связаны с «клеточным морфогенезом», «внеклеточным матриксом», «клеточным соединением», «связыванием белка» и «активностью гуанозинтрифосфатазы» [45]. Были идентифицированы несколько значимых путей, включая «фокальную адгезию» и «путь взаимодействия внеклеточного матрикса с рецептором» [45]. Это исследование дает доказательства того, что существуют различия в метилировании ДНК по всему геному крестцово-маточных связок у женщин в менопаузе с ПТО, и что эпигенетические механизмы могут частично способствовать патогенезу заболевания. Эти выводы находят подтверждение и в других работах, выполненных в последние годы, в которых исследованы изменения в транскрипционном профиле крестцово-маточных связок у пациенток с ПТО по сравнению с таковыми в контрольной группе. Так, в исследование H. Ak и соавт. [46] были включены 17 женщин с ПТО и 8 женщин без ПТО, перенесших гистерэктомию в постменопаузе. Для анализа профилирования экспрессии генов всего генома использовались микрочипы Affymetrix Gene Chip microarrays (Human Hu 133 plus 2.0). У пациенток с ПТО был обнаружен 1 достоверно сниженный ген NKX2-3 по сравнению с пациентками контрольной группы (p=4,28464 е-013). При этом оказалось, что экспрессия гена KIF11 значительно снижена у пациенток с тремя родами в анамнезе и более по сравнению с пациентками с меньшим числом родов (p=0,0156237). Было обнаружено, что гены UGT1A1 (p=2,43388 e-005), SCARB1 (p=1,19001 e-006) и NKX2-3 (p=2,17966 e-013) значительно снижают регуляцию коллагеногенеза в пременопаузе, а также что при данной патологии значительно понижена экспрессия гена UGT1A1. Авторы делают вывод о значительном, клинически значимом снижении регуляции генов, играющих роль в клеточном цикле, в пролиферации и эмбриональном развитии при реализации ПТО.

Q. Zhou и соавт. [47] задались целью выяснить молекулярные механизмы и идентифицировать ключевые гены и пути реализации ПТО с помощью биоинформатического анализа. Данные микрочипов (номер доступа GSE53868) включали 12 образцов передней стенки влагалища пациенток с ПТО и стольких же без ПТО. Дифференциально экспрессируемые гены (DEG) были идентифицированы с помощью онлайн-инструмента GEO2R. Анализ базы Gene Ontology (GO) и Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) были проведены с использованием базы данных DAVID, а сеть DEG-ассоциированных белок-белковых взаимодействий была построена с использованием инструмента STRING и визуализирована с помощью программы Cytoscape. MCODE использовался для модульного анализа сети белок-белковых взаимодействий (PPI). Всего были идентифицированы 257 повышающих и 333 понижающих гена. Анализ обогащения путей GO и KEGG показал, что повышенные уровни дифференциально экспрессируемых генов (DEG) были тесно связаны с иммунным ответом, активацией комплемента, фагоцитозом; пониженные уровни генов были в основном связаны с клеточным ответом на ион цинка, негативной регуляцией роста и апоптотическим процессом. Основываясь на сети, гены PPI, IL6, MYC, CCL2, ICAM1, PTGS2, SERPINE1, ATF3, CDKN1A и CDKN2A были скринированы как гены-концентраторы. Четыре наиболее значимых субмодуля DEG были извлечены после анализа сетевых модулей. Эти гены были в основном связаны с негативной регуляцией роста и воспалительной реакцией. Анализ обогащения пути КЕГГА показал, что эти гены были связаны с поглощением минералов, сигнальным путем Jak-STAT, взаимодействием цитокин-цитокиновый рецептор и сигнальным путем хемокинов. Авторы заключают, что данные микрочипов и биоинформатический анализ обеспечивают полезный метод идентификации ключевых генов и путей, связанных с ПТО. Кроме того, некоторые важнейшие DEG, такие как IL6, MYC, CCL2, ICAM1, PTGS2, SERPINE1, ATF3, CDKN1A и CDKN2A, потенциально играют важную роль в развитии и прогрессировании заболевания. Комплексное изучение профилей экспрессии генов гомеобокса-11 (HOXA11), который является ключевым транскрипционным фактором, контролирующим метаболизм коллагена и гомеостаз в маточно-крестцовых связках, гомеобокса-13 (HOXA13), коллагена I типа (COL1A), коллагена III типа (COL3A), генов рецепторов эстрогенов (ESR1 и ESR2) в круглых и крестцово-маточных связках пациенток с ПТО в постменопаузе было предпринято F. Dökmeci и соавт. [48]. В образцах крестцово-маточных связок всех женщин с пролапсом экспрессия генов HOXA13 и ESR1 была снижена по сравнению с таковой в контрольной группе (в 0,5 раза, p=0,04 и 0,82 раза, p=0,04 соответственно). В образцах круглых связок экспрессия гена ESR2 была снижена в 0,7 раза у женщин с пролапсом по сравнению с контролем (p=0,04). В образцах крестцово-маточных связок женщин с поздними стадиями пролапса (≥3) экспрессия генов HOXA13 и COL3A была снижена по сравнению с показателями в контрольной группе (0,44 раза, p=0,043 и 0,39 раза, p=0,045 соответственно). В образцах круглых связок экспрессия гена ESR2 была снижена в 0,65 раза у женщин с пролапсом по сравнению с таковой в контрольной группе (p=0,052). Авторы делают вывод, что столь значительное снижение экспрессии генов, особенно при далеко зашедшем процессе, должно играть не последнюю роль в развитии патологии. Частично совпадают с этими результатами данные I. Isali и соавт. [49], которыми были идентифицированы 7 генов, ассоциированных с ПТО: гомеобокс A13, матриксная металлопептидаза-9, рецептор эстрогена-2, цепь коллагена типа XIV альфа-1, цепь коллагена типа V альфа-1, цепь коллагена типа IV альфа-2 и катенин бета-1. Те же авторы [50] в другом исследовании, посвященном уродинамическим расстройствам, ассоциированным с ПТО, определили, что у больных были сверхэкспрессированы 11 генов: кожная антилейкопротеиназа (SKALP/elafin), коллагеновая цепь типа XVII альфа-1 (COL17A1), плакофилин-1 (PKP1), кератин-16 (KRT16), декоратин (DCN), бигликан (BGN), белок bicaudal D homolog 2 (BICD2), рецепторный белок фактора роста 2-го типа (GRB2), сигнальный преобразователь и активатор транскрипции 3-го типа (STAT3), аполипопротеин E (APOE) и член 1-го рецепторного комплекса Гольджи SNAP (GOSR1), в то время как 2 гена были недостаточно экспрессированы: фибромодулин (FMOD) и глюкоцереброзидаза (GBA). Следующим направлением исследований стало уточнение уровня экспрессии генов TGF-β и SMAD, которые участвуют в синтезе и деградации коллагена, в том числе в крестцово-маточных связках [51]. Трансформирующий фактор роста-β (TGF-β) является суперсемейством, имеющим важные внутриклеточные сигнальные компоненты, такие как недавно идентифицированные члены семейства SMAD. У пациентов с ПТО, как оказалось, уровень экспрессии генов SMAD3 и TGF-β1 был достоверно ниже по сравнению с показателями контрольной группы женщин без пролапса, при этом уровни микроРНК SMAD2 не имели различий. Образцы крестцово-маточных связок пациенток с ПТО и женщин без пролапса были включены в исследование РНК-Seq [52], в рамках которого также был проведен функциональный анализ аннотаций и построение сетей белок-белкового взаимодействия для дифференциально экспрессируемых генов. Шестьдесят шесть DEG продемонстрировали одинаковый паттерн экспрессии среди образцов ПТО с различными стадиями. Для этих DEG канонический сигнальный путь рецептора Wnt был наиболее значительно обогащенным термином GO (p=3,33 Е-07), а нейроактивное взаимодействие лиганда с рецептором было наиболее значительно обогащенным путем (p=1,24 Е-03). В сетях белок-белкового взаимодействия из 81 дисрегулированного гена значимые концентраторные белки содержали TOP2A (степень = 54), KCNA5 (степень = 22) и PLA2G2A (степень = 19), что свидетельствует об их важной роли в развитии ПТО. Таким образом, анализ РНК-seq выявил сигнатуру ПТО из 81 гена и некоторые гены, включая COMP, NDP и SNAI2, которые могут участвовать в патогенезе заболевания и применяться в качестве потенциальных терапевтических мишеней.

МикроРНК как предмет изучения у пациенток с ПТО. Возрастающее внимание уделяют в последние годы микроРНК (miRNA) — негативному регулятору экспрессии генов на посттранскрипционном уровне. Так, K. He и соавт. [53] оценивали уровень экспрессии микроРНК-92 (miRNA-92) в зависимости от уровня мРНК его потенциального целевого гена-рецептора эстрогена β1 (ERβ1) в крестцово-маточных связках у 104 пациенток, в том числе 56 пациенток с ПТО (женщины были дополнительно разделены на группы II и III в зависимости от степени пролапса) и 48 без ПТО. Для количественной оценки уровня miRNA-92 использовали количественную ПЦР в реальном времени. Дополнительной задачей стало исследование экспрессии эстрогеновых рецепторов ERβ1 в тканях методами вестерн-блот и ИГХИ. Уровень экспрессии miRNA-92 в группе с ПТО был значительно выше, чем в группе без ПТО (p<0,05). В соответствии со степенью тяжести заболевания уровень экспрессии miRNA-92 в группе с ПТО III был заметно выше, чем в группе ПТО II (p<0,05). Вестерн-блот-анализ выявил достоверно сниженные уровни ERβ1 в группе с ПТО по сравнению с таковыми в контрольной группе, причем степень снижения также зависела от степени пролапса. Статистический анализ результатов ИГХИ из ткани крестцово-маточной связки показал обратную корреляцию между уровнем экспрессии miRNA-92 и ERβ1 у пациенток с ПТО (p<0,05), что, по мнению авторов, может быть использовано в качестве надежных диагностических маркеров для оценки тяжести заболевания. В свою очередь, W. Lin и соавт. [54] обнаружили, что miRNA-30d и miRNA-181a могут быть потенциальными лабораторными предикторами заболевания, поскольку регулируют экспрессию гомеобокс A11 (HOXA11). Анализ микрочипов показал, что экспрессия микроРНК-30d и miRNA-181a отрицательно коррелировала с экспрессией HOXA11, а miRNA-30d и микроРНК-181a в связках матки были чрезмерно экспрессированы у пациенток с ПТО. [55]. Другие авторы еще больше продвинулись в понимании факторов экспрессии HOXA11, продемонстрировав, что miRNA-30d и -181a были сверхэкспрессированы у женщин с ПТО, и их экспрессия обратно коррелировала с уровнями miRNA HOXA11. Сверхэкспрессия miRNA-30d или -181a подавляла уровень мРНК HOXA11 и белка в клетках связок, тогда как падение уровня этих микроРНК усиливал уровень HOXA11 и выработку коллагена. Тем самым данные микроРНК (эти и другие, например miRNA-29а-3р, miR-124-3p) могут рассматриваться как потенциальная терапевтическая мишень при лечении больных с ПТО и ассоциированных с ним урологических расстройств [56, 57]. И в самое последнее время [58] уже начали появляться сообщения о реализации этой идеи в практической плоскости пока в условиях эксперимента на животных. Было исследовано влияние микроРНК-138 (miRNA-138) на мезенхимальные стволовые клетки костного мозга (МСККМ) и эффективность трансплантационной терапии МСККМ на модели ПТО крыс. В исследовании определяли экспрессию miRNA-138, фибулина-5 (FBLN5), интерлейкина-1β (IL-1β) и эластина в крестцово-маточных связках пациенток с ПТО. Ингибирование miRNA-138 приводило к повышению жизнеспособности стволовых клеток и повышению синтеза эластина, с одновременным снижением экспрессию IL-1β, что подтверждает перспективность этого направления в сочетании с тканевой инженерией. Еще одним критерием, предрасполагающим к ПТО, является повышенное число копий митохондриальной ДНК (мтДНК) и мтДНК 4977 в крестцово-маточных связках, выявленное M. Sun и соавт. [59].

Роль экспрессии фибулина и лизилоксидазоподобного белка в патогенезе ПТО. Одним их важнейших факторов, определяющих сборку и соединение эластических волокон стенки влагалища, является белок соединительной ткани фибулин-5 (FBLN5), обеспечивающий объединения тропоэластина в зрелые эластические волокна. В экспериментальных исследованиях показана роль матриксного белка FBLN5 в аномальном эластогенезе, увеличении протеазной активности и ослаблении «поддержки» тазовых органов с возрастом [60]. Таким образом, ген FBLN5 может рассматриваться как один из наиболее перспективных для изучения в качестве гена предрасположенности к ПТО [61]. Однако данное мнение контрверсионно — в популяции бразильских женщин данной ассоциации не выявлено [62]. В исследование О.В. Макарова и соавт. [63] были включены 502 пациентки, из которых у 210 был диагностирован ПТО II—IV стадии (POPQ), 292 женщины были без пролапса. Авторы обнаружили, что в группе с родовыми травмами минорные аллели rs12586948-A, rs2018736-С и rs2474028-Т у женщин с ПТО встречались чаще, чем в контрольной группе. Минорный аллель rs12589592-А чаще встречался у здоровых женщин. Гаплотип, состоящий из рисковых аллелей rs12586948(A) — rs2018736(C) — rs12589592(G) — rs2474028(T), при распространенности 16,12% характеризовался значимостью эффекта (p=0,0079; ОШ 3,51; 95% ДИ 1,40—8,78) [63]. Учеными был сделан вывод, что «генетический статус, определяемый носительством выявленных рисковых и протективных аллелей гена FBLN5, позволяет диагностировать риск развития ПТО у женщин с повреждениями мягких родовых путей в анамнезе» [63]. H. Wang и соавт. [64] также сосредоточили внимание на внеклеточном матриксе, определяя у пациенток с удлинением шейки матки или без него экспрессию фибулина-5, эластина, интегрина β1 (ITGβ1) и коллагена во влагалище, маточно-крестцовой связке и шейке матки методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени, и корреляции между уровнем генов и тяжестью ПТО. Как выяснилось, уровни генов фибулина-5 и ITGβ1 в крестцово-маточных связках увеличивались в соответствии с выраженностью ПТО; кроме того, уровни белка фибулина-5 также увеличивались в шейке матки, что подтверждает их роль в деградации ВКМ. Не меньшую, чем фибулин, роль в ремоделировании внеклеточного матрикса играет лизилоксидазоподобный белок 1 (LOXL1) — ключевой фермент метаболизма, который участвует в созревании коллагеновых и эластиновых волокон. Исследование N. Kow и соавт. [65] было направлено на сравнение клеточной экспрессии LOXL1, у женщин в пременопаузе с ПТО по сравнению с таковой в контрольной группе в пременопаузе без ПТО (по 10 в каждой группе). По такому же принципу были разделены и пациентки постменопаузального возраста. Уровни экспрессии матриксной РНК (мРНК) и белка LOXL1 определяли с помощью количественной ПЦР в реальном времени и иммуноферментного анализа. Выяснилось, что экспрессия мРНК LOXL1 (относительно 18S) была повышена в постменопаузальной группе с ПТО по сравнению с таковой в пременопаузальной группе с ПТО (p=0,0034) и в пременопаузальной группе без ПТО (p=0,0359). При этом достоверных различий между группами в экспрессии белка LOXL1 не наблюдалось. Интересные результаты, отчасти противоречащие приведенным данным, были получены японскими исследователями [66], которые выявили полиморфизм фермента LOXL4 и сочли его патогенетически значимым для реализации ПТО. При этом полиморфизмы COL1A1, COL3A1 и LOXL1, по данным ученых, не были связаны с развитием патологии. Эти данные претендуют на исключительность, поскольку о роли полиморфизма LOXL4 не сообщалось в других этнических популяциях. В настоящем исследовании частота генотипов rs2862296 (AG и GG) LOXL4 в группе ПТО была достоверно выше, чем в контрольной группе, состоявшей из здоровых женщин. Таким образом, полиморфизм LOXL4 может быть связан с инициацией ПТО у японских женщин. Шестью годами ранее было сообщено, что LOXL4, кодируемый геном, расположенным в 10q24-26 [67], играет прямую роль в трансформации сигнала фактора роста β1 и вносит вклад в сосудистый процесс, связанный с ремоделированием внеклеточного матрикса и фиброзом. Поэтому, по заключению авторов, включивших в исследование представительниц популяции, отличной от японской, LOXL4, как и LOXL1, может служить ферментом сшивки и элементом каркаса для обеспечения осаждения эластина.

В целом в геномах млекопитающих было идентифицировано 5 ферментов LOX (LOX и LOXL1—LOXL4), которые контролируют клеточную пролиферацию, дифференцировку и транскрипционную регуляцию. Таким образом, изменения являются достаточно универсальными и связаны с началом сердечно-сосудистых заболеваний (пролапс митрального клапана) и дегенеративных изменений роговицы глаза [68]. Роль LOXL1 в генезе ПТО была подтверждена в условиях эксперимента. Так, A. Borazjani и соавт. [69] в эксперименте определили влияние дефицита LOXL1 на послеродовую регуляцию генов метаболизма соединительной ткани и активность деградирующих ферментов во влагалище на 20-й день беременности и в различные сроки после родов. Контрольными были нерожавшие мыши в возрасте 11, 18 или 23 нед. Экспрессию генов и активность ферментов оценивали с помощью количественной ПЦР с обратной транскриптазой -в реальном времени и конъюгированной с флуоресцеином желатиновой зимографии соответственно. Корреляционный анализ пар ген—ген выявил 10 достоверных различий между группами, что сопровождалось повышенной общей ферментативной активностью, приводящей к деградации эластиновых волокон, что укладывается в общую патофизиологию дегенеративных процессов влагалищной стенки [70]. Интересны результаты ассоциативного исследования полиморфных вариантов генов, участвующих в сборке эластичных фибрилл, а именно генов LOXL1 и фибулина-3 (FBLN3) [71]. Была выявлена ассоциация аллеля rs2304719-T и гаплотипа rs2165241 (C)-rs2304719(T)-rs893821(T) гена LOXL1 с повышенным риском развития ПТО, а также слабая ассоциация с заболеванием аллеля rs3791660-C и гаплотипа rs3791679(T)-rs1367228(A)-rs3791660(C)-rs2033316(A) гаплотипа гена FBLN3. При этом в одном из исследований не было обнаружено связи однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) rs2236479 генов коллагена-18 (COL18A1) и rs2862296 лизилоксидазоподобных генов 4-го типа (LOXL-4) и ПТО у 532 женщины в постменопаузе. Частота гомозиготных полиморфных аллелей (АА) в COL18A1 и (GG) в LOXL-4 была одинаковой в группе с ПТО и без него (17,5 и 15,4% для COL18A1 и 18,9 и 20,6% для LOXL-4 соответственно) [72].

Важнейшие данные были получены X. Liu и соавт. [73] которые сообщили, что мыши, лишенные LOXL1, не откладывали нормальные эластические волокна в маточном тракте после родов, что являлось предиктором пролапса; кроме того, им были свойственны увеличенные воздушные пространства в легких, рыхлая кожа и сосудистые аномалии с сопутствующим накоплением тропоэластина. Аналогичные данные приводят S. Jameson и соавт. [74], показавшие, что лизилоксидазоподобный нокаут 1-го типа (LOXL1 KO) мышей достоверно коррелирует с возрастом и повышенным числом деторождений, как и у женщин. Влияние генетического отсутствия LOXL1, числа вагинальных родов и наличия ПТО достоверно влияло на экспрессию генов и белков, ключевых для производства и регуляции эластичного матрикса — синтез эластина достоверно снижался в отсутствие LOXL1, что приводило к накоплению поврежденных эластических волокон, приводящих к аномальному отложению тропоэластина. Напротив, обработка вагинальных тканей мышей дикого типа в культуре факторами роста с ранее документированными эластогенными эффектами (LOXL1) эластических волокон показала значительно более высокое качество (достоверное увеличение средней площади и длины периметра) эластических волокон. Авторы даже предполагают потенциальный эффект методов лечения ПТО, направленных на стимуляцию эластогенеза [75].

Роль экспрессии матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов в патогенезе ПТО. В ходе многочисленных исследований [23, 76—79] достоверно установлено, что к нарушениям анаболизма коллагена, вызывающим изменения структуры коллагена и развитие ПТО, может приводить дисбаланс матриксных металлопротеиназ/тканевых ингибиторов металлопротеиназ (MMP). Эти изменения взаимосвязаны и реализуются несколькими сигнальными путями, включая TGF-β/Smad, AGE/RAGE, MAPK, PI3K/AKT и NF-κB [80]. Была обнаружена статистически значимая разница по частоте распределения генотипа MMP-10 (rs17435959G/C) у женщин с ПТО и без него, хотя частота распределения генотипа MMP-10 (rs17293607C/T) между двумя группами достоверных различий не выявила. Авторы поддерживают мнение о том, что полиморфизм rs17435959 гена MMP-10 может быть связан с повышенным риском развития ПТО [81]. По данным H. Kufaishi и соавт. [82], при ПТО повышена экспрессия не только различных представителей матриксных металлопротеиназ (MMP3, MMP7, MMP10, MMP12, MMP13 и MMP14), но и интегринов (ITGA1, ITGA4, ITGA6, ITGA8, ITGB1, ITGB2 и ITGB3), а также молекул клеточной адгезии по сравнению с таковой в контрольной группе, при этом в образцах содержание тканевых ингибиторов MMPs (TIMP1 и TIMP2) достоверно снижено. В данном исследовании число генов, участвующих в биогенезе и созревании коллагеновых и эластиновых волокон (LOX, LOXL1-LOXL3, BMP1 и ADAMTS2), также было значительно снижено по сравнению с таковым в контрольных группах, что еще раз подтверждает их патогенетическую значимость. При всем этом появляются уточняющие данные, согласно которым не все матриксные металлопротеиназы одинаково значимы для реализации ПТО. Так, было предпринято когортное исследование с участием 86 бразильских пациенток с ПТО и 158 здоровых женщин для выявления роли полиморфизмов C-1562T металлопротеиназы-9 (MMP9). Авторы не выявили различий между случаями и контролем, даже когда были сгруппированы мутантные гомозиготные и гетерозиготные генотипы [83]. Это мнение поддерживается другими учеными из Бразилии [84], также не нашедшими взаимосвязи полиморфизма 1171 5A/6A rs3025058 гена традиционно причисляемой к факторам патогенеза ПТО MMP-3 и риска развития заболевания. У 180 женщин с ПТО III—IV степени не обнаружено связи коллагенового полиморфизма –1997 G/Т с пролапсом гениталий даже при группировке пациенток по наличию 0 или ≥1 полиморфных аллелей. Данные выводы могут получить интерпретацию, поскольку известно, что однонуклеотидные полиморфизмы в регуляторных областях генов, кодирующих MMP, могут изменять скорость их транскрипции и, следовательно, регулировать возможное деструктивное влияние на опорные структуры тазового дна. Вставка основания аденина (А) в промотор гена MMP-3 в положении -1612/-1617 дает 6 последовательностей аденина (6А), тогда как другой аллель имеет 5 последовательностей аденина (5А). Целью исследования C. Karachalios и соавт. [85] было изучение возможной ассоциации промотора гена ММП-3 SNPs с риском развития ПТО, для чего были обследованы 80 женщин с ПТО (I—IV степени) и 80 женщин без патологии. Детекцию SNPs определяли с помощью анализа ДНК образцов цельной крови методом количественной ПЦР на платформе LightCycler. Результаты показали отсутствие статистически значимой разницы между вариантами промотора гена 5А/5А, 5А/6А и 6А/6А MMP-3 в двух обследуемых группах, из чего был сделан вывод о недостаточности только одного промотора гена MMP-3 SNPs для повышения генетической восприимчивости к развитию ПТО.

Генетические исследования в области прогнозирования ПТО не прекращаются, их число только увеличивается, чему способствует, в частности, наличие международных баз данных, которые непрерывно пополняются. Так, секвенирование экзона (WES) на образцах ДНК периферической крови из репрезентативных наблюдений ПТО после фильтрации данных из базы dbSNP (build 138) и проекта 1000 геномов были идентифицированы и дополнительно валидированы 2 миссенс**-варианта в WNK1, c.2668G > A (p.G890R) и c.6761C> T (p.P2254L). У этих пациенток фибробласты из крестцово-маточных связок демонстрировали рыхлое и нерегулярное строение по сравнению с фибробластами из группы здоровых женщин [86]. Анализ связей [87] с использованием ресурса родословных пациенток с семейным отягощением по ПТО показал наличие значимых общегеномных связей на хромосоме 10q24-26 (рецессивная модель, max HLOD 3.4) и на хромосоме 17q25 (рецессивная модель, max HLOD 3.3), при этом были подвергнуты критике ранее опубликованные доказательства связи семейного фенотипа ПТО, наблюдаемого на хромосоме 9 [88]. Сравнительно недавно была выявлена сигнатура из 81 гена, включая COMP, NDP и SNAI2, которые могут участвовать в реализации ПТО, нарушая белок-белковые взаимодействия [89].

Заключение

В настоящее время становится очевидным, что расширение геномных и постгеномных исследований, с одной стороны, пополняет мировой банк данных о генетических факторах, предрасполагающих к развитию ПТО, а с другой, — порой вносит диссонанс в ранжирование их патогенетической значимости. Дальнейшее накопление информации, в том числе в популяционно-ориентированных (например, национальных или региональных) проектах и ее подтверждение позволят реализовать полученные результаты в двух стратегических направлениях [90]:

1) определении высокого риска развития пролапса тазовых органов и его доклиническая диагностика;

2) обозначении потенциальных зон целевой коррекции данного заболевания.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Г.О. Гречканев

Сбор и обработка материала — Е.А. Аветисян, О.В. Старкина, Ю.Ю. Бабин, Н.Н. Никишов, С.М. Аветисян, Д.Н. Сучилин, В.К. Белоглазов

Написание текста — Г.О. Гречканев, Е.А. Аветисян

Редактирование — Г.О. Гречканев

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Participation of the authors:

Concept and design of the study — G.O. Grechkanev

Data collection and processing — E.A. Avetisyan, O.V. Starkina, Yu.Yu. Babin, N.N. Nikishov, S.M. Avetisyan, D.N. Suchilin, V.K. Beloglazov

Text writing — G.O. Grechkanev, E.A. Avetisyan

Editing — G.O. Grechkanev

Authors declare lack of the conflicts of interests.

---

*Лат. concordars — согласующийся; сходство близнецов по данному генетическому признаку.

**Англ. missence — бессмысленный.