Связь полиморфизмов генов ферментов метаболизма витамина D с риском рассеянного склероза: пилотное исследование

Дефицит витамина D выявлен в большинстве обследованных популяций больных рассеянным склерозом (РС), включая европеоидов Алтайского края Российской Федерации [1, 2]. Предполагается, что дефицит витамина D может быть вовлечен в патогенез и формирование риска РС через ослабление иммуномодулирующих влияний этого витамина [3, 4]. Причины развития дефицита витамина D у больных РС до настоящего времени окончательно не установлены, несмотря на большое количество исследований, посвященных этому вопросу. Гипотетически развитие дефицита витамина D при РС может быть связано с нарушениями метаболизма витамина D: ослаблением его синтеза вследствие недостаточности стимуляции естественным ультрафиолетовым облучением кожи, снижением скорости превращения витамина D в биологически активные метаболиты или, напротив, ускоренной инактивацией кальцитриола и/или предшественников этой гормонально активной формы витамина D.

Результаты проспективного контролируемого исследования с участием 7 млн военнослужащих свидетельствуют о персистировании на протяжении нескольких лет до манифестации РС более низкого уровня 25-гидрокси-витамина D в сыворотке крови у больных РС по сравнению с индивидуумами контрольной группы той же расы, проживавшими в сходных условиях внешней среды [5]. Это позволяет предполагать, что у больных РС, по крайней мере, несколькими из множества факторов риска недостаточности витамина D могут быть генетические особенности ферментов, участвующих в метаболизме витамина D. Одним из ключевых ферментов биотрансформации витамина D в кальцитриол является 1α-гидроксилаза кальцидиола (CYP27B1), наибольшая активность которой выявлена в митохондриях эпителиоцитов почечных канальцев [6]. Основным ферментом, определяющим скорость инактивации кальцитриола, является 24-гидроксилаза кальцитриола (CYP24A1), экспрессируемая в клетках многих тканей [6]. Работы, касающиеся особенностей полиморфизмов генов этих ферментов у больных РС, немногочисленны, неоднородны по исследованным однонуклеотидным полиморфизмам, а результаты этих работ противоречивы [7—11].

Цель исследования — оценить связь полиморфизмов генов ферментов, участвующих в метаболизме витамина D, — CYP27B1 (rs703842) и CYP24A1 (rs2248359) с риском развития РС.

В одномоментном исследовании приняли участие европеоиды, родившиеся и постоянно проживающие в Алтайском крае Российской Федерации: больные РС с ремиттирующим течением заболевания и не страдающие РС добровольцы (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика групп участников исследования

Диагностику РС проводили по критериям McDonald 2010 г. [12]. Критериями невключения в исследование были хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, почек; прием на протяжении 3 мес до обследования лекарственных средств или пищевых добавок с витамином D и/или его активными метаболитами.

Молекулярно-генетические исследования выполнены методом TaqMan-зондов на амплификаторе iCycler iQ5 («Bio-Rad», США). Помощь в проведении молекулярно-генетических исследований была любезно оказана сотрудниками группы фармакогеномики Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (Новосибирск).

Статус витамина D оценивали по концентрации в сыворотке крови 25-гидрокси-витамина D, измеренной методом иммуноферментного анализа с использованием реагентов производства «Euroimmun AG» (ФРГ). Классификацию статуса витамина D (выраженный дефицит, дефицит, недостаточность, оптимальные уровни) проводили в соответствии с рекомендациями Российской ассоциации эндокринологов [13].

Статистический анализ результатов исследования проводили в программе Statistica 13.0 («Stat Soft, Inc.», США). Применяли двусторонний точный критерий Фишера для оценки межгрупповых различий категорийных переменных, U-критерий Манна—Уитни для оценки различий количественных переменных двух независимых групп, логистическую регрессию для расчета отношения шансов в аддитивной генетической модели. 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. Критический уровень значимости p<0,05 принят для всех примененных критериев.

Распределение генотипов в группе контроля и группе РС соответствовало равновесию Харди—Вайнберга: p=0,826 и p=0,255 для CYP24A1 (rs2248359), p=0,336 и p=0,191 для CYP27B1 (rs703842) соответственно. Неадекватный уровень 25-гидрокси-витамина D (<30 нг/мл) зарегистрирован у 65 (72,2%) больных РС и 32 (36,8%) добровольцев без РС (p<0,001). Проведенные ранее исследования в этой группе пациентов свидетельствуют о малой вероятности вклада естественного ультрафиолетового облучения, его сезонного варьирования и особенностей питания в увеличение распространенности дефицита/распространенности витамина D среди больных РС [2].

На фоне преобладания фенотипа дефицита/недостаточности витамина D у больных РС не выявлено связи РС с генотипами или аллелями CYP24A1 (rs2248359) (табл. 2). С повышенным риском РС ассоциирован генотип TC гена CYP27B1С (rs703842). Напротив, для генотипа TT этого же полиморфизма гена CYP27B1 установлен признак протективного влияния на предрасположенность к РС (см. табл. 2).

Таблица 2. Связь риска развития РС с полиморфизмами CYP24A1 (rs2248359) и CYP27B1 (rs703842)

При последующем анализе найдено, что выявленная для группы больных РС связь риска развития РС с полиморфизмом CYP27B1 (rs703842) имеется у женщин и не обнаруживается в подгруппе мужчин (табл. 3).

Таблица 3. Связь риска развития РС с полиморфизмом CYP27B1 (rs703842) у мужчин и женщин

Анализ согласованности полученных данных с результатами других исследований затрудняется немногочисленностью последних в сочетании с неполнотой представления информации в публикациях, неоднородностью исследований по дизайну и этническому составу участников. Эта сложность отмечена и при проведении метаанализа публикаций, касающихся связи РС с CYP27B1 (rs703842) [11]. Только 7 из 114 публикаций до 2015 г. признаны авторами метаанализа удовлетворяющими условиям публикаций контролируемых исследований [11]. По четырем из этих публикаций сделано предположение, что аллель C в CYP27B1 (rs703842) связана со сниженной восприимчивостью европеоидов к РС. Этот вывод не соответствует результатам проведенного нами пилотного исследования и не согласуется с выводом опубликованной в 2017 г. работы об отсутствии связи с развитием РС этого же полиморфизма гена CYP27B1 в Сицилии [14].

Выявленные противоречия могут отчасти объясняться тем, что на ассоциацию rs703842 в CYP27B1 с восприимчивостью к РС влияет аллель HLA-DRB1* 15:01 [15]. Представляется, что целесообразность дальнейшего изучения связи полиморфизмов CYP27B1 с риском РС не отрицается указанными противоречиями результатов и поддерживается выводом о наличии такой связи после обследования 46 членов канадских семей с 4 больными РС и более [8]. Надежность выявленных нами различий связи CYP27B1 (rs703842) с РС у мужчин и женщин, очевидно, требует проверки в исследованиях с большим числом участников. Хотя на вероятность выявленного нами феномена указывают ползависимые различия экспрессии гена CYP27B1 при модуляции содержания витамина D в рационе мышей при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите [16].

В проведенном нами исследовании не выявлено связи CYP24A1 (rs2248359) с РС. Такой же вывод в отношении полиморфизма rs2248359 получен при обследовании иной по этнической принадлежности популяции ханьских китайцев [17]. Отметим, что наше внимание к CYP24A1 (rs2248359) во многом обусловлено сообщением о его функциональности в головном мозге при РС [18]. Гистохимическими исследованиями было продемонстрировано наличие связи этого однонуклеотидного полиморфизма с уровнем экспрессии 24-гидроксилазы кальцитриола, которая кодируется геном CYP24A1 и инициирует инактивацию кальцитриола в ряде отделов головного мозга у больных РС [18]. Нельзя исключить наличия связи риска РС с теми полиморфизмами гена CYP24A1 генов, которые не были предметом проведенного нами исследования.

Стоит упомянуть, что дефицит витамина D у пациентов с аутоиммунными заболеваниями и среди населения в целом может быть обусловлен множеством факторов, включая сниженное воздействие солнечного света, пигментацию кожи, использование солнцезащитных кремов, сниженное поступление витамина D с пищей, возраст, использование глюкокортикоидов, особенности рациона и микробиоты [19—22]. Однако в контексте значимости поисков генетических ассоциаций с РС важно, что генетическим фоном может объясняться до 65% вариаций содержания 25-гидрокси-витамина D в сыворотке крови [23]. При этом около 90% генетической изменчивости обусловлено однонуклеотидными полиморфизмами в генах, связанных с метаболизмом и рецепцией витамина D [23]. В соответствии с этим высказывается мнение о дифференцированных схемах коррекции гиповитаминоза D препаратами этого витамина в зависимости от различий в генах ферментов метаболизма и рецептора витамина D [24].

Полученные данные указывают на повышенный риск РС у женщин-носителей генотипа TC полиморфизма гена CYP27B1 (rs703842) и малую вероятность вклада полиморфизмов гена CYP24A1 (rs2248359) в предрасположенность к РС у европеоидов в Алтайском крае.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.