Прогнозирование нарушений менструально-овариального цикла у девочек-подростков, основанное на изучении генетических маркеров

Менструальная функция является одним из основных индикаторов оценки состояния репродуктивного здоровья у девочек подросткового возраста. И не зря в настоящее время эта тема стала одной из самых обсуждаемых не только среди специалистов в области гинекологии и репродуктологии, но и представителей широкой общественности. Несомненно, что будущий демографический потенциал страны во многом зависит именно от состояния репродуктивного здоровья девушек-подростков [1—3].

ВОЗ утверждает, что улучшение здоровья девочек-подростков и женщин раннего репродуктивного возраста является самой важной и перспективной инвестицией для социально-экономического развития страны. В настоящее время установлено, что в мире каждая шестая девочка-подросток имеет избыточную массу тела, среди них менструальная дисфункция встречается в 2,3 раза чаще, чем у девушек, имеющих нормальную массу тела. Уже в 2016 году в разных регионах мира девочки-подростки, имеющие избыточную массу тела, составляли от 10% (Южно-Восточная Азия) до 30% (страны Америки). Установлено, что избыточная масса тела или ожирение у женщин в прегравидарном периоде значительно повышает риск развития ранних и поздних осложнений беременности, таких как гестационный сахарный диабет, диабетическая фетопатия и другие акушерские и перинатальные осложнения [4, 5]. Официальные данные статистики свидетельствуют о негативных тенденциях в состоянии репродуктивного здоровья девочек-подростков в большинстве регионов Узбекистана [3, 6—8]. Несмотря на многостороннюю изученность проблемы, некоторые аспекты патогенеза остаются до конца не установленными. Нарушения менструального цикла (НМЦ) часто могут быть связаны с эндокринопатиями, психоэмоциональными и психическими отклонениями, а также с новообразованиями и применением некоторых фармакологических средств [9].

Дисфункциональные менструальные циклы в прогностическом отношении имеют серьезную значимость, поскольку они могут являться предпосылкой к таким будущим осложнениям, как бесплодие, невынашивание, недонашивание беременности и другие репродуктивные потери [3, 7, 10, 11]. Менструальная дисфункция также повышает риск возникновения в будущем таких различных заболеваний, как сахарный диабет, поликистоз яичников, опухоли молочной железы, заболевания сердечно-сосудистой системы, вызывая у женщин не только физический, но и психоэмоциональный, и экономический стрессы, которые берут начало в подростковом периоде и продолжаются в течение многих лет в репродуктивном и перименопаузальном возрасте [8, 12—14]. По результатам клинических исследований установлено, что у женщин, имевших продолжительные и нерегулярные менструальные циклы, возрастает риск ранней смерти. Выявлено также изменение овариального резерва при нарушениях гормонального баланса, в частности, при гиперпролактинемии [2, 12, 15].

Как гласит статистика последних 10 лет, заболеваемость девочек-подростков и девушек в возрасте от 11 до 18 лет увеличилась в 3,4 раза. Среди девушек в возрасте от 15 до 18 лет нерегулярность менструального цикла обусловлена в основном метаболическими заболеваниями и гиперандрогенемическими изменениями, которые проявляются в виде задержки ожидаемых менструаций (74,9%), аменореи (29,7%), скудных менструальноподобных выделений, альгодисменореи и предменструального стрессового синдрома. Увеличилось число девушек, подверженных риску развития абсолютного или относительного бесплодия [1, 2]. Существенную роль в развитии патологии играет также дисбаланс в системе гипоталамус—гипофиз—яичники у девочек-подростков. Существует достоверная зависимость между состоянием соматического и репродуктивного здоровья подростков [3, 6].

У соматически здоровых девочек-подростков и девушек частота гинекологических расстройств в 1,5 раза ниже, чем у лиц, имеющих экстрагенитальную патологию.

Нужно учитывать, что часто наблюдается сочетанное влияние генетических, эпигенетических, включая бытовые, социальные и экологические, факторов на развитие патологии. Вышесказанное позволяет предположить, что нарушение менструального цикла является расстройством, в котором отражается мультифакториальное влияние различных факторов риска, включая недостаточность витамина Д и эссенциальных микроэлементов [4, 12, 16, 17]. Известен ряд исследований, посвященных изучению генетических основ нарушений менструального цикла [7, 18]. Генетические причины нарушений менструального цикла могут быть связаны с отдельными генами, включая как X-хромосому, так и Y-хромосому, или аутосомы [18].

Известно, что CYP19A1 представляет собой монооксигеназу цитохрома P450, которая катализирует превращение андрогенов C19 (андростендиона и тестостерона) в эстрогены C18 — эстрон и эстрадиол соответственно [3, 6]. Результаты ряда зарубежных исследований показывают, что функция нуклеотидного обмена интрона (rs 726547) CYP19A1 влияет на активность ароматазы и приводит к превращению тестостерона в активный эстроген [2, 6, 19]. Это означает, что минорный аллель полиморфизма C>T CYP19A1 может вызывать гиперэкспрессию ароматазы, что приводит к повышению концентрации эстрогенов и снижению концентрации андрогенов. Гиперэкспрессия ароматазы редко может вызывать также маловстречающиеся виды дисфункции у женщин (изосексуальное преждевременное развитие, макромастия, нарушения менструального цикла и, как и у мужчин, быстрый рост костей [6, 12]. У мужчин же это состояние может вызывать такие симптомы, как гетеросексуальное развитие, в том числе гинекомастию, гипогонадизм, рост редких волос и олигозооспермию [20, 21]. По мнению ряда авторов, неблагоприятная экологическая среда является инициатором манифестации генетически детермированных экстрагенитальных и гинекологических заболеваний [1, 20].

Таким образом, изучение известных и новых генов-кандидатов и патофизиологических механизмов, вызывающих нарушения менструального цикла у пациенток узбекской популяции, даст нам важную информацию для определения генетической основы, прогнозирования и предотвращения таких нарушений у подростков.

Цель работы: повысить эффективность диагностики и лечения различных менструальных дисфункций у девочек-подростков на основе изучения этиопатогенетической роли генетических маркеров в развитии данной патологии.

Данная научная работа выполнена на кафедре акушерства и гинекологии № 2 Бухарского государственного медицинского института, а также в центральных поликлиниках и родильных домах Бухарского и Ромитанского районов, в областном детском многопрофильном медицинском центре, в областном перинатальном центре, в Областном скрининговом центре «Мать и дитя».

В исследование включены всего 272 девочки-подростка. Все девочки-подростки были ученицами школ города Бухары и Бухарской области. Жительницы города составили 46,3%, сельской местности — 53,7%. Средний возраст менархе составил 12,4±1,2 года. С различными видами нарушений менструального цикла обследованы 192 девочки-подростка в возрасте от 11 до 17 лет, составившие основную группу; и практически здоровые 80 девочек-подростков того же возраста с нормальной менструальной функцией вошли в контрольную группу. Все обследованные были включены в исследование с согласия их родителей.

По характеру нарушений менструальной функции девочки и девушки основной группы были разделены на 2 подгруппы.

В подгруппу 1А вошли 105 девочек и девушек с редкими менструациями: продолжительность менструального цикла более 35 дней, продолжительность менструаций два дня и менее, объем кровопотери 50 мл и меньше, а также с аменорей: первичной — отсутствие менструаций при достижении 15 лет, вторичной — отсутствие менструаций в течение шести и более месяцев при установленном ранее цикле. Подгруппу 1Б составили 87 девочек-подростков с частыми менструациями: продолжительность менструального цикла менее 21 дня, продолжительность менструаций более 7 дней и обильными менструальными кровотечениями (ОМК), при которых объем кровопотери превышал 80—100 мл).

Средний возраст обследованных составил 14,1±0,9 года в контрольной группе, 13,8±0,7 года в подгруппе 1А, 14,6±0,8 года в подгруппе 1Б.

Все участницы исследования были комплексно обследованы. Обследование включало клинические, лабораторные, инструментальные и статистические методы исследования. Обследование девочек начинали с тщательного и подробного сбора анамнеза, который определял характер менструальной функции (возраст наступления менархе, регулярность цикла и его нарушения, интервал менструаций, наличие болей при менструациях), примененные ранее методы лечения и коррекции нарушений, продолжительность их применения.

Молекулярно-генетические исследования проводились авторами на кафедре «Молекулярной медицины и клеточных технологий» в Республиканском специализированном научно-практическом медицинском центре гематологии МЗ РУз под руководством д.м.н. К.Т. Бабаева.

Исследование было выполнено в режиме реального времени в системе термоциклера, предназначенной для выполнения универсальной амплификации полимеразной цепной реакции (ПЦР) с каналами анализа высокого разрешения (HRM). Материалом послужили образцы ДНК, выделенные из венозной крови девочек-подростков.

В настоящее исследование включены пациентки с нарушениями менструального цикла (НМЦ). Проведен анализ полиморфизма rs726547 гена CYP19A1.

По распределению аллелей мы обнаружили, что доля аллеля C дикого типа в контрольной группе была выше, чем в основной группе (87,1 и 73,6% соответственно), в то время как аллель недикого типа или мутантный аллель T чаще встречался в основной группе: данный показатель в контрольной группе составил 12,9%, тогда как в основной группе — 26,4% (табл. 1).

Таблица 1. Корреляция полиморфизма генотипа (C>T) гена CYP19A1 по закону Харди—Вайнберга и частота аллелей у пациенток основной и контрольной групп (χ², df=1)

Примечание. Важным этапом при исследовании полиморфных генов, потенциально ассоциированных с развитием и патогенезом заболеваний, является анализ ожидаемой и наблюдаемой частоты генотипов изучаемых полиморфизмов и соответствия распределения частот равновесию Харди—Вайнберга (ХВ): p2+2pq+q2=1, где p — частота одного из аллелей, q — частота второго из аллелей, p2 — доля гомозигот по одному из аллелей, 2pq — частота гетерозигот, q2 — доля гомозигот по второму из аллелей. Равновесие ХВ позволяет оценить популяционный риск генетически обусловленных заболеваний.

По распределению генотипов гомозиготный аллель CC или генотип дикого типа C выявлен у 55,5% пациенток, гетерозиготный генотип — CT встречался у 36,4% пациенток с НМЦ, гомозиготный TT или генотип короткого типа встречался у 8,1% пациенток основной группы. В том числе, в контрольной группе выявлена достоверная разница в процентном содержании различных генотипов. В частности, доля гомозиготного генотипа CC в контрольной группе составила 77,1%, гетерозиготного генотипа CT и гомозиготного генотипа TT — 20,0 и 2,9% соответственно. Таким образом, можно сделать вывод, что в основной группе чаще встречается мутантный гомозиготный генотип, а в контрольной группе доминирует определение нормального гомозиготного генотипа.

Распространенность генотипов в исследованных полиморфизмах rs726547 гена CYP19A1 проверяли по показателю Харди—Вайнберга. Эмпирическое соотношение гомозиготных генотипов в основной группе составило 0,56/0,54 и 0,08/0,22 соответственно для наблюдаемого и теоретически ожидаемого уровней (табл. 1). В контрольной группе частота этих генотипов составила 0,77/0,76 и 0,029/0,016 соответственно. Отсюда следует, что сравнительной разницы между распределением наблюдаемых и ожидаемых генотипов в обеих группах мы не обнаружили, что соответствует закону Харди—Вайнберга и показывает отсутствие статистически значимого отклонения (χ²=3,84; p<0,05).

Что касается гетерозиготного генотипа CT, то уровень этого генотипа у больных с полиморфизмом rs726547 в гене CYP19A1 в основной группе был несколько ниже теоретического уровня (0,36,0,39; D=-0,077), наблюдаемый уровень этого генотипа был также низким и в контрольной группе. Теперь, имея результаты, полученные в ходе нашего исследования, мы можем объяснить роль полиморфизма гена в патогенезе возникновения НМЦ у подростков.

Результат относительного риска (OR), риска развития заболевания в основной группе для носителей дикого аллеля C (табл. 2) составил 0,69 (95% CI: 0,573—0,827), который означает, что аллель C играет статистически значимую и важную защитную роль в развитии НМЦ в узбекской популяции (χ²=19,5; p<0,001). С другой стороны, в нашем исследовании минорный аллель T статистически значимо увеличивает риск развития нарушения менструального цикла (OR=1,45; 95% CI: 1,21—1,746; χ²=19,5; p<0,001) (табл. 2).

Таблица 2. Результаты генотипирования полиморфизма гена CYP19A1 (C>T) у пациенток основной и контрольной групп

При сравнении распространенности генотипов было установлено, что в контрольной группе чаще встречались генотипы СС с достоверной разницей, в то время как мутантный генотип ТТ преобладал в основной группе, как уже упоминалось выше.

Таким образом, результат относительного риска для гомозиготного генотипа дикого типа СС был равен: OR=0,64; 95% CI: 0,499—0,820; χ²=11,3; p<0,001, для гетерозиготного генотипа CT: OR=1,44; 95% CI: 1,122—1,854; χ²=7,1; p=0,008, а для гомозиготного мутантного генотипа TT: OR=1,51; 95% CI: 1,057—2,149; χ²=2,89; p=0,09 (табл. 2). Это означает, что гомозиготный генотип дикого типа CC демонстрировал защитную роль и снижал риск развития НМЦ на 36%, а гетерозиготный генотип CT играл индуцирующую роль в патогенезе НМЦ и повышал риск их развития на 44%. Установлено, что оба показателя были статистически значимыми. С другой стороны, хотя мутантный гомозиготный генотип TT показал повышение риска развития НМЦ на 51% (OR=1,51; 95% CI: 1,057—2,149), этот результат был статистически незначимым (χ²<3,84; p>0,05).

В ходе исследования было установлено (табл. 3), что в подгруппе 1А уровень распространенности аллеля C полиморфизма гена CYP19A1 составил 80,5% (в то время как этот результат был 87,1% в контрольной группе). Распространенность аллеля T была незначительно выше в подгруппе 1А — 19,5%, по сравнению с контрольной группой (12,9%). При статистическом исследовании с помощью χ² и определения относительного риска (OR) мы обнаружили, что мутантный аллель Т значительно увеличивает вероятность возникновения редких менструаций (OR=1,34; 95% CI 0,967—1,842; χ²=2,7; p=0,1), а дикий аллель C играет протективную роль (OR=0,75; 95% CI 0,543—1,034; χ²=2,7; p=0,1) (см. табл. 3), однако эти результаты не были статистически значимыми (так как χ²<3,84; p>0,05).

Таблица 3. Результаты генотипирования полиморфизма гена CYP19A1 (C>T) у пациенток подгруппы 1А основной группы и контрольной группы

Что касается пропорции генотипов, то в подгруппе 1А уровни гомозиготного варианта недикого типа (TT генотип) и гетерозиготного генотипа (CT) были выше, чем таковые в контрольной группе (4,7 и 29,7% в подгруппе 1А; 2,9 и 20,0% в контрольной группе соответственно), в то же время процентное отношение гомозиготного нормального варианта (CC генотип) преобладало у девочек контрольной группы — 77,1% (в то время как в подгруппе 1А этот показатель был равен 65,6%).

Анализ распределения генотипов показал, что риск возникновения нарушения менструального цикла с проявлением редких менструаций был заметно повышен при мутантных гомозиготных (TT) и гетерозиготных (CT) вариантах, однако результат статистического анализа был незначимым (OR=1,34; 95%CI: 0,586—3,047; χ²=0,4; p=0,53 и OR=1,36; 95%CI: 0,911—2,036; χ²=2,1; p=0,15 соответственно). В отличие от них, гомозиготный генотип дикого типа CC играл защитную роль от заболеваний, снижая риск их развития на 29% (95%CI: 0,484—1,053), но ассоциация между указанным генотипом и возникновением НМЦ с манифестацией редких менструаций была не значима статистически (χ²=2,66; p=0,1) (см. табл. 3).

Интересно, что при статистической обработке результатов подгруппы 1Б (табл. 4), в которую вошли пациентки с частыми менструациями и обильными менструальными кровотечениями, мы обнаружили, что частота аллеля T наблюдалась в 2,78 раза выше, чем в контрольной группе (35,9% против 12,9%). Взаимосвязь минорного аллеля с гиперполименореей была статистически значимой (χ²=21,3; p<0,001).

Таблица 4. Результаты генотипирования полиморфизма гена CYP19A1 (C>T) у пациенток подгруппы 1Б основной группы и контрольной группы

По распространенности генотипов во второй подгруппе наблюдалась следующая картина: здесь статистически значимо преобладали генотипы CT и TT по сравнению с таковыми в контрольной группе (45,7 и 20,0%; p<0,05; 13 и 2,9%; χ²>3,84; p<0,05 соответственно). Мутантная гомозиготная форма (TT) и гетерозиготная форма (CT) гена CYP19A1 сыграли важную роль в развитии НМЦ с частыми менструациями и обильными менструальными кровотечениями, повысив риск в 2,37 и 2,18 раза соответственно (OR=2,37; 95% CI: 1,391—4,03 и OR=2,18; 95% CI: 1,38—3,45) (см. табл. 4). Таким образом, результатами, полученными в ходе нашего исследования, мы можем объяснить роль полиморфизма гена в патогенезе НМЦ у подростков.

С помощью генетического анализа установлено, что минорный аллель (T) полиморфизма rs726547 встречался в 2 раза чаще в подгруппе 1Б (35,9%), чем в контрольной группе (12,9%), что свидетельствует о наличии статистически значимой связи между НМЦ с частыми менструациями и обильными менструальными кровотечениями и полиморфизмом rs726547 в узбекской популяции. Вероятно, это связано с тем, что данный вид полиморфизма способствует активации фермента ароматазы, с участием которой происходит превращение тестостерона в эстрадиол. Этим и объясняются длительные и обильные менструации на фоне гиперплазии эндометрия.

Установлена прогностическая значимость аллелей данного полиморфизма, указывающая на то, что гомозиготный генотип дикого типа (CC) играет защитную роль и на 36% снижает риск развития НМЦ, в то время как гетерозиготный генотип (CT) увеличивает этот риск на 44%, играя индуцирующую роль в патогенезе НМЦ. Таким образом, изучение генетического статуса дает возможность повысить эффективность диагностики и лечения различных менструальных дисфункций у девочек-подростков и способствует восстановлению их репродуктивного здоровья.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Н.Г. Ашурова, С.Б. Бобокулова

Сбор и обработка материала — Н.Г. Ашурова, С.Б. Бобокулова

Статистическая обработка — Н.Г. Ашурова, С.Б. Бобокулова

Написание текста — Н.Г. Ашурова, С.Б. Бобокулова

Редактирование — Н.Г. Ашурова, С.Б. Бобокулова

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Participation of the authors:

Concept and design of the study — N.G. Ashurova, S.B. Bobokulova

Data collection and processing — N.G. Ashurova, S.B. Bobokulova

Statistical processing of the data — N.G. Ashurova, S.B. Bobokulova

Text writing — N.G. Ashurova, S.B. Bobokulova

Editing — N.G. Ashurova, S.B. Bobokulova

Authors declare lack of the conflicts of interests.