Ассоциация содержания витамина D с полиморфизмами генов CYP27B1 и CYP24A1 у больных рассеянным склерозом в Алтайском крае

Рассеянный склероз (РС) — дизиммунно-нейродегенеративное заболевание ЦНС, риск и особенности течения которого формируются комбинацией генетических и внешних факторов [1]. В последние годы интенсивно исследуется связь риска и течения РС с витамином D [2, 3]. Стимулом для исследований в этом направлении стали данные о большой распространенности дефицита/недостаточности этого витамина у больных РС практически во всех обследованных популяциях [3], а также полученные недавно доказательства иммуномодулирующих эффектов витамина D [4], предположительно, связанных с иммунопатогенезом РС [5].

По заключениям метаанализа и систематических обзоров пока недостаточно данных для доказательных выводов о влиянии дефицита витамина D на риск РС [3, 6], а также о лечебном эффекте препаратов этого витамина при РС [2]. Ожидается, что ответ на эти вопросы дадут результаты проспективных контролируемых наблюдений. В то же время исследуются связанные с особенностями метаболизма причины и механизмы развития дефицита витамина D при РС. В качестве внешнего фактора риска дефицита витамина D рассматривается недостаточность получения солнечной радиации [4, 7], поскольку основным источником этого витамина для человека являются биосинтез витамина D3 (холекальциферола) из 7-дегидрохолестерина в коже под воздействием ультрафиолетовой части спектра солнечного излучения [4, 7].

Все больше данных появляется и о ферментах метаболизма витамина D при РС и системах их регуляции [5, 8]. Известно, что витамин D окисляется, главным образом, в печени ферментом CYP2R1 (витамин D 25-гидроксилаза) до 25-гидроксивитамина D (25(OH)D), который определяют в плазме крови для оценки содержания витамина D [4, 7]. Последующее окисление этого метаболита ферментом CYP27B1 (25-гидроксивитамин D-1-альфа-гидроксилаза) ведет к образованию наиболее активной формы витамина D — кальцитриолу (1,25-дигидроксивитамин D), который, как и другие стероидные гормоны, оказывает рецептор-опосредованные эффекты преимущественно через геном клеток-мишеней, в частности ген HLA-DRB1 [5, 9]. Окислительная инактивация кальцитриола и некоторых других биоактивных метаболитов витамина D до кальцитроевой кислоты происходит при участии фермента CYP24А1 (1,25-дигидроксивитамин D-24-гидроксилаза) [7].

Полногеномным анализом показана связь РС у европеоидов с полиморфизмами генов, кодирующих CYP27B1 и CYP24А1 [10]. Поэтому предполагается, что биосинтез и/или регуляция активности ферментов метаболизма витамина D у больных РС могут иметь генетически детерминированные особенности.

Цель исследования — оценить связь содержания витамина D у больных РС в Алтайском крае с полиморфизмами генов ферментов метаболизма витамина D — CYP27B1 (rs703842) и CYP24A1 (rs2248359).

Одномоментное контролируемое исследование проведено с участием 90 больных с ремиттирующим типом течения РС с дебютом заболевания в возрасте после 18 лет (группа РС) и 87 добровольцев, не страдающих РС (группа контроля). Для диагностики РС использовали критерии McDonald 2010 г. [11]. Критериями невключения в исследование были аутоиммунные заболевания, помимо РС, бариатрические вмешательства, хронические заболевания почек, печени, а также прием лекарственных средств или пищевых добавок, содержащих витамин D или его активные метаболиты, на протяжении 3 мес до включения в исследование, неврологические нарушения >6 баллов по расширенной шкале инвалидизации (Expanded Disability Status Scale, EDSS), обострение РС в сроки <6 мес до включения в исследование.

Все участники исследования родились и постоянно проживали в Алтайском крае Российской Федерации, по фенотипическим признакам — европеоиды, по самоидентификации этнической принадлежности — русские. Большая часть больных РС получали лечение препаратами, изменяющими течение рассеянного склероза (ПИТРС). Характеристика групп участников исследования дана в табл. 1.

Таблица 1. Характеристика групп участников исследования

Группы были сопоставимы по относительному количеству участников исследования, обследованных в периоды года с разной суммарной солнечной радиацией в Алтайском крае, выделенные как сообщалось ранее [12], а также по оцененной методом опроса продолжительности пребывания на открытом для солнца пространстве на протяжении 6 мес до включения в исследование (см. табл. 1).

Для установления тяжести клинического состояния и степени инвалидизации использовали оценочную систему Куртцке [13]. Содержание витамина D оценивали по концентрации 25(OH)D, измеренной в сыворотке венозной крови методом иммуноферментного анализа с использованием и по протоколам наборов реагентов производства «Euroimmun AG» (ФРГ). Оценку содержания витамина D проводили в соответствии с рекомендациями Российской ассоциации эндокринологов [14]. Молекулярно-генетические исследования выполнены методом TaqMan-зондов на амплификаторе iCycler iQ5 (Bio-Rad, США). Генотипирование было проведено у 89 больных РС по технической причине: аналитической непригодности пробы крови одного из больных, выявленной на этапе проведения генотипирования серии проб группы больных.

Статистический анализ результатов исследования проводили в программе Statistica 13.0 («Stat. Soft, Inc.», США). Различия количественных переменных двух независимых групп оценивали по U-критерию Манна—Уитни, трех независимых групп и более — по H-критерию Краскела—Уоллиса, различия категориальных переменных — по двустороннему точному критерию Фишера, связи между переменными — по отношению шансов (ОШ), рассчитанному методом логистического регрессионного анализа. Соответствие распределения генотипов равновесию Харди—Вайнберга проверяли по критерию χ² в программе DeFinetti на сайте Института генетики человека (Мюнхен, ФРГ) https://ihg.helmholtz-muenchen.de/cgi-bin/hw/hwa1.pl. По результатам проверки в обследованных выборках отсутствовали отличия распределения генотипов от распределения Харди—Вайнберга (для генотипов CYP24A1 (rs2248359) p=0,826 и p=0,255; для генотипов CYP27B1 (rs703842) p=0,336 и p=0,191 в группе контроля и группе РС соответственно). Для количественных переменных результаты представлены в виде выборочного среднего арифметического (М) и стандартного отклонения (SD), в отдельных, указанных в тексте случаях, 95% доверительного интервала (95% ДИ).

Исследование разрешено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Алтайский государственный медицинский университет» Минздрава России.

Выявлены различия по концентрации 25(OH)D в сыворотке крови больных РС и группы контроля. Уровень этого метаболита витамина D был ниже в группе больных РС по сравнению с контролем (26,1±7,0 и 33,4±8,9 нг/мл соответственно, p<0,001). Дефицит, а также недостаточность витамина D зарегистрированы у нескольких участников исследования в обеих группах (табл. 2). Однако в группе больных РС чаще по сравнению с контролем встречался уровень 25(OH)D, соответствующий дефициту или недостаточности витамина D (72,2% у больных РС и 36,8% в контроле) (см. табл. 2). Обнаружена связь снижения уровня 25(OH)D с РС (ОШ 4,31; 95% ДИ 2,29—8,12; p<0,001).

Таблица 2. Распределение участников исследования по содержанию витамина D

Логистическим регрессионным анализом установлено, что с риском РС ассоциирован генотип TC полиморфизма CYP27B1 (rs703842), тогда как генотип TТ этой же специфичности связан с протективным влиянием в отношении предрасположенности к РС (табл. 3). Не найдено такого рода связей ни для одного из генотипов или аллелей CYP24A1 (rs2248359) (см. табл. 3).

Таблица 3. Ассоциация РС с генотипами и аллелями CYP24A1 (rs2248359) и CYP27B1 (rs703842)

Примечание. Частоту аллели (доля аллели от всех имеющихся аллелей, %) для исследованного двухаллельного однонуклеотидного полиморфизма в выборке считали по формуле: частота аллели, % = абс. количество аллелей/сумма всех аллелей в выборке ·100%.

Не обнаружено различий средних значений уровней 25(OH)D в сыворотке крови участников исследования — носителей разных генотипов CYP24 A1 (rs2248359) и CYP27 B1 (rs703842) (табл. 4).

Таблица 4. Концентрация 25(OH)D в сыворотке крови носителей разных генотипов CYP24 A1 (rs2248359) и CYP27 B1 (rs703842)

В то же время при анализе связи частоты встречаемости снижения 25(OH)D с исследованными полиморфизмами генов установлено, что как в группе контроля, так и в группе РС генотип GA CYP24A1 (rs2248359) ассоциирован с дефицитом/недостаточностью витамина D (табл. 5). С полиморфизмом CYP27B1 (rs703842) связи содержания витамина D не обнаружено.

Таблица 5. Ассоциация дефицита/недостаточности витамина D с генотипами и аллелями CYP24A1 (rs2248359) и CYP27B1 (rs703842) у участников исследования

Выявленная в Алтайском крае большая распространенность неадекватной обеспеченности витамином D у больных ремиттирирующим РС по сравнению с лицами, не страдающими этим заболеванием, согласуется с результатами обследования больных РС, проживающих на других территориях [5, 15].

Маловероятно, что этот феномен обусловлен варьированием солнечной радиации — основного внешнего фактора биосинтеза витамина D3. Влияние этого фактора на группы больных РС и контроля было, насколько возможно, стандартизовано невключением в исследование пациентов с низкой двигательной активностью, формированием групп с сопоставимой численностью обследованных в периоды высокой и низкой инсоляции и продолжительностью пребывания на открытом для солнца пространстве. Кроме того, как показано ранее, при сезонном варьировании солнечной радиации в Алтайском крае уровень 25(ОН)D у больных РС и лиц, не имеющих этого заболевания, изменяется конгруэнтно с сохранением более низких значений у больных РС [11].

Обнаруженная в исследовании ассоциация CYP27B1 (rs703842) с РС указывает на вовлеченность этого полиморфизма в формирование генетически детерминированных особенностей метаболизма витамина D у больных РС и согласуется с результатами полногеномного анализа ассоциаций с риском РС [10], а также с результатами обследования больных РС в ряде других популяций [16—19]. Отметим, что имеются отдельные сообщения об отсутствии ассоциаций РС с CYP27B1 (rs703842) [20, 21]. Для выявления фенотипических проявлений этой ассоциации, возможно, следует оценивать концентрацию в плазме крови не только 25(OH)D, но и кальцитриола, образующегося из этого метаболита с участием фермента CYP27B1.

Установленная связь сниженного до неадекватного уровня 25(ОН)D с GA генотипом CYP24A1 (rs2248359) свидетельствует о повышенном риске дефицита витамина D у носителей этого генотипа среди не только больных РС, но и жителей Алтайского края, не страдающих этим заболеванием. Гипотетически эта связь может проявляться повышенной экспрессией и/или активностью фермента CYP24A1, участвующего в окислительной инактивации как 25(OH)D, так и кальцитриола. Маловероятно, что только полиморфизмом CYP24A1 (rs2248359) может объясняться повышенная распространенность дефицита/недостаточности витамина D среди больных РС. Полагаем, что для объяснения этого явления рациональна оценка комплекса факторов гомеостаза кальцитриола. Логичность этого предположения подтверждается ростом количества публикаций, касающихся особенностей экспрессии генов ферментов метаболизма витамина D в разных тканях, включая клетки иммунной системы [22—26], влияния на статус витамина Д возраста, пола, массы жировой ткани [5], а также новых методических подходов к оценке содержания витамина D [26].

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.