Кибитов А.О.

Лаборатория молекулярной генетики Национального научного центра наркологии, Москва

Воскобоева Е.Ю.

Московский областной НИИ акушерства и гинекологии

Бродянский В.М.

Лаборатория молекулярной генетики Национального научного центра наркологии, Москва

Чупрова Н.А.

Лаборатория молекулярной генетики Национального научного центра наркологии, Москва

Смирнова Е.В.

ФГБУ "Ивановский научно-исследовательский институт материнства и детства им. В.Н. Городкова" Минздрава России, Иваново, Россия

Анализ VaL158Met полиморфизма гена катехол-орто-метил-трансферазы (СОМТ) у больных алкоголизмом и героиновой наркоманией с отягощенной наследственностью

Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2010;110(4): 84-88

Просмотров : 31

Загрузок : 1

Как цитировать

Кибитов А. О., Воскобоева Е. Ю., Бродянский В. М., Чупрова Н. А., Смирнова Е. В. Анализ VaL158Met полиморфизма гена катехол-орто-метил-трансферазы (СОМТ) у больных алкоголизмом и героиновой наркоманией с отягощенной наследственностью. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2010;110(4):84-88.

Авторы:

Кибитов А.О.

Лаборатория молекулярной генетики Национального научного центра наркологии, Москва

Все авторы (5)

Наследственные факторы играют значительную роль в этиопатогенезе зависимости от психоактивных веществ (ПАВ): описаны факты «накопления» случаев алкоголизма в семьях больных, показано повышение риска заболевания алкоголизмом и наркоманиями в семьях с отягощенной наследственностью [3, 5, 7]; предполагают также наличие биологической предрасположенности к зависимости от ПАВ на генетическом уровне [1, 6, 15, 16]. Однако природа и механизмы наследования предрасположенности остаются неясными. Согласно данным медицинской генетики [7, 17, 21], наследование предрасположенности к наркологическим заболеваниям относят к поли- либо олигогенному типу, предполагающему вовлеченность нескольких генов и не подчиняющегося менделевским принципам.

Нейрохимической основой феномена зависимости от ПАВ считается хроническая дисфункция дофаминовой (ДА) нейротрансмиттерной системы мозга, в первую очередь затрагивающая систему подкрепления [2, 14, 15]. Предполагается существование центрального патофизиологического механизма становления и поддержания зависимости от ПАВ [1, 2], находящегося под генетическим контролем, который не зависит от конкретного вида ПАВ и обеспечивает глубокие нейрохимические изменения у будущего больного еще до встречи с ПАВ, что и определяет биологическую базу собственно предрасположенности.

Клинические проявления зависимости от ПАВ выступают в качестве сложного фенотипа (фенотипа аддикции), определяемого многовариантным взаимодействием системы генов (генотипическим профилем аддикции), прежде всего дофаминовой нейротрансмиттерной системы. Значительная фенотипическая (клиническая) гетерогенность болезней зависимости от ПАВ в сочетании с генетической гетерогенностью диктует необходимость функционального подхода к поиску генов-кандитов, вовлеченных в этиопатогенез зависимости.

Многие гены содержат вариабельные участки ДНК (полиморфные локусы), структура которых различна в популяции человека. Предполагается, что определенные варианты полиморфизма могут быть связаны с наследственными заболеваниями. Одним из инструментов генетики полигенных заболеваний является метод ассоциативных исследований, направленный на поиск статистически достоверных различий между частотами встречаемости того или иного варианта полиморфизма в выборках больных по сравнению с контрольной выборкой здоровых субъектов, а также между группами больных с различными клиническими фенотипами заболевания. Выявление подобных различий подтверждает возможную взаимосвязь или ассоциацию между определенным видом полиморфизма и заболеванием. Если известно, что вариант полиморфизма изменяет функционирование продукта экспрессии гена (функциональный полиморфизм), то положительный результат ассоциативного исследования может служить подтверждением вовлечения гена, несущего полиморфный локус, в этиопатогенез заболевания.

Одним из важных звеньев ДА системы является фермент катехол-О-метил-трансфераза (СОМТ, EC 2. 1.1.6), ключевой модулятор дофаминергической и норадренергической нейромедиации [13], контролирующий биотрансформацию ДА по пути образования метилированных продуктов. В экзоне 3 гена СОМТ (хромосомный локус 22q11.2) обнаружен функциональный полиморфизм Val158Met, в котором замена нуклеотида (gtg>atg) приводит к замене аминокислот (валин на метионин) при синтезе белка СОМТ. Один из полиморфных аллелей - H (Val, валин) обеспечивает нормальную активность фермента, второй - L (Met, метионин) вызывает 3-4-кратное снижение активности СОМТ [10]. Предполагается, что Val158Met полиморфизм гена СОМТ может вносить вклад в этиологию психических заболеваний, включая и алкоголизм [22], а носители аллеля L должны иметь относительно низкий уровень инактивации дофамина и выраженную предрасположенность к развитию зависимости от алкоголя [19].

Изучение связи функционального полиморфизма гена СОМТ с алкоголизмом и наркоманией проводилось несколькими группами исследователей [4, 9, 11-13, 18-20], но вопрос о связи наследственной отягощенности по наркологическим заболеваниям и вариантами этого полиморфного локуса остается неясным. Наследственная отягощенность является наиболее четким, клинически и анамнестически выявляемым фактором, заставляющим предполагать наличие биологической (генетической) предрасположенности у больного. На наш взгляд, имеет значение не только факт наличия отягощенности, но и ее количественная оценка - степень отягощенности (количество случаев наркологических заболеваний в семье пациента). Клинический анализ выявляет широкий спектр степени отягощенности у наркологических больных - от 1 до 6-9 больных в семье. Мы предположили, что в случае связи вариантов полиморфного локуса гена СОМТ с генетической предрасположенностью к болезням зависимости, будет наблюдаться накопление либо элиминация определенных аллелей или генотипов в группах больных с отягощенностью, возможно, пропорциональное степени отягощенности. Если выявленные варианты полиморфизма являются патогенетическими маркерами предрасположенности, то сдвиги частот, возможно, окажутся близкими для больных алкоголизмом и героиновой наркоманией.

Целью данного ассоциативного исследования стало сравнительное изучение структуры полиморфного локуса Val158Met гена COMT у больных алкоголизмом и героиновой наркоманией с различной степенью семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям.

Материал и методы

Были обследованы пациенты, находившиеся на лечении в клинике Национального научного центра наркологии. Все они были мужчины славянской этнической принадлежности, неродственные между собой.

Они составили две основных группы. В 1-ю вошли 395 пациентов с диагнозом «зависимость от алкоголя» 2-3 стадии (F10.2 по МКБ-10); их средний возраст был 37,5±6,2 года. Во 2-ю основную группу вошли 243 пациента с диагнозом «зависимость от опиатов» (героин) (F11.2 по МКБ-10); их средний возраст был 27,3±4,4 года.

Из исследования были исключены лица с психическими расстройствами (шизофрения, депрессивные расстройства, суицидальные попытки).

Анализ семейной отягощенности проводили в процессе опроса больного и его родственников. Каждая из основных групп пациентов была разделена на подгруппы: семейно отягощенные - FH и семейно не отягощенные FH0. У небольшой части пациентов не удалось получить достоверных сведений о семейной отягощенности (группа НД) и они были исключены из дальнейшего анализа. Затем группа FH была разбита на подгруппы в зависимости от степени отягощенности: FH1 (средняя отягощенность - 1 кровный родственник с наркологической патологией), FH2 (высокая отягощенность - 2 кровных родственника и более). Распределение групп больных по степени семейной отягощенности представлена в табл. 1.

Среди больных алкоголизмом доля неотягощенных больных была достоверно меньше (32,7%), чем в группе больных героиновой наркоманией - 41,5% (р=0,037; χ2=4,36 (df=1), OR=1,46 [CI 95% 1,02; 2,08]). Распределение больных по степени отягощенности (средняя или высокая) оказалось одинаковым и не зависело от диагноза. Наследственность больных оказалась в основном отягощена алкоголизмом, лишь у 5 (2%) больных героиновой наркоманией выявлены случаи наркомании в семье (у 2 больных - братья, у 3 - двоюродные братья).

Контрольную группу составили 326 мужчин славянской этнической принадлежности, неродственные между собой, не имеющие диагностических признаков наркологической патологии, средний возраст 38,5±7,2 года. Участники контрольной группы не изучались с точки зрения семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям.

Генотипирование образцов ДНК пациентов, полученных из венозной крови путем фенол-хлороформной экстракции, проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим рестрикционным анализом. Для изучения был выбран полиморфный локус Val158Met (NCBI refSNP ID: rs 4680), относящийся к классу однонуклеотидных замен. Условия реакции и дизайн олигонуклеотидных праймеров доступен по запросу.

При статистической обработке данных в качестве анализируемых показателей использовали частоту аллелей и генотипов (сочетаний этих аллелей) по полиморфному локусу Val158Met гена СОМТ в контроле и группах пациентов. Для анализа результатов использовали статистику χ2 с доверительным интервалом 5%, дающую возможность оценки различий в частоте признака в генеральных совокупностях по частотам признака в ограниченных выборках. При анализе частот генотипов мы применяли метод иерархической агломеративной кластеризации частот, позволяющий выделить группы генотипов с максимально сходными частотами (кластеры). Использовали пошаговый алгоритм кластеризации в пространстве расстояний статистики χ2. На первом шаге все генотипы представляют собой отдельные кластеры. На каждом следующем шаге объединяются кластеры с наиболее близкими отношениями частоты в 2 группах. В результате из большого количества отдельных генотипов выделяется малое число наборов генотипов с приблизительно одинаковым отношением частот. После выделения таких кластеров оценивали степень их гомогенности по тесту χ2. В случае значений р (обозначаемого здесь как рк) много больше 0,05 (обычно мы использовали рк>0,15, чтобы полностью исключить возможную гетерогенность внутри кластера) проводилось сравнение кластерных частот с использованием статистики χ2 и применением поправочного коэффициента Бонферрони для множественных сравнений. Полученные значения р обозначались как рб и частоты кластеров признавались различными с доверительным интервалом 5% (рб<0,05). Относительный риск (отношение шансов, OR, odds ratio) при сравнении групп больных с контрольной группой оценивали как вероятность попадания носителя того или иного аллеля/генотипа в группу больных с 95% доверительным интервалом (CI 95%).

Результаты и обсуждение

По результатам генотипирования были получены показатели абсолютной и относительной частоты аллелей (L и H) и генотипов (LL, LH, HH) по полиморфному локусу Val158Met гена СОМТ в группах сравнения (табл. 2, 3).

Отклонений от равновесия Харди-Вайнберга в диагностических когортах и контрольной группе не выявлено. Частоты аллелей и генотипов в группе контроля не отличались от средних для европейской популяции.

На первом этапе сравнивали диагностические когорты пациентов с контрольной группой и между собой, далее внутри когорт проводилось сравнение групп с разной степенью отягощенности с контрольной группой, после чего сравнивали неотягощенных пациентов с отягощенными и подгруппами с разной степенью отягощенности. Дополнительно проводили сравнение подгрупп со средней и высокой степенью отягощенности между собой. Далее сравнивали группы больных с одинаковой степенью отягощенности из разных диагностических когорт.

Алкоголизм . В группе больных алкоголизмом было выявлено незначительное повышение частоты генотипа LL по сравнению с контролем (32,15 и 25,46%), не достигающее статистической значимости (рб=0,09). Ряд авторов [11, 22] сообщали о достоверном превалировании не только генотипа LL, но и L аллеля у больных алкоголизмом в смешанной группе мужчин и женщин. В то же время другие исследователи [10, 12] подобной ассоциации не подтвердили. Эти противоречия можно обьяснить клинической гетерогенностью группы больных алкоголизмом, в том числе по полу и этническому происхождению.

В группе больных с высокой степенью отягощенности (FH2) по сравнению с контролем обнаружено достоверное превалирование L аллеля (65,09 и 52,15%, р=0,001, χ2=10,85 (df=1), OR=1,71 [CI 95% 1,24; 2,35] и значительное достоверное снижение частоты генотипа НН (7,55 и 21,17%, рб=0,003, χ2=10,13 (df=1), OR=3,13 [CI 95% 1,48; 6,62]). В этой же группе по сравнению с неотягощенными больными (FH0) выявлено достоверное повышение частоты аллеля L (65,09 и 55,22%, р=0,034, χ2=4,48 (df=1), OR=1,51 [CI 95% 1,03; 2,21], подобные результаты обнаружены и при сравнении с группой больных со средней степенью отягощенности (FH1): 65,09 и 49,28% (рб=0,0005, χ2=12,21(df=1), OR=1,91 [CI 95% 1,33; 2,76]). Вероятно, низкоактивный аллель L связан с степенью отягощенности, его частота нарастает параллельно увеличению степени отягощенности, и он может считаться достоверным маркером предрасположенности, по крайней мере у больных алкоголизмом. В то же время в нашем исследовании не была подтверждена связь генотипа LL с отягощенностью по алкоголизму (это согласуется с данными по финской популяции [19]). Больные с высокой степенью отягощенности оказались также единственной группой, в которой резко снижена частота генотипа НН. Можно предполагать, что накопление алкоголизма в семье неким образом связано с элиминацией гомозигот по высокоактивному аллелю гена СОМТ. Учитывая значительные клинические отличия течения алкоголизма у отягощенных больных, особенно с высокой степенью отягощенности (ранний возраст манифестации, высокая прогредиентность течения), велика вероятность связи НН генотипа с «легким» течением болезни, которая может быть выявлена в дальнейших исследованиях специфических клинических фенотипов.

Героиновая наркомания . Диагностическая когорта больных наркоманией не отличалась от контрольной группы. Мы не подтвердили сообщения ряда авторов о возможном превалировании высокоактивного аллеля Н и генотипа НН среди групп больных с зависимостью от опиатов [9, 20], что согласуется с результатами, полученными в корейской популяции [4]. Было выявлено снижение частоты генотипа НН у больных со средней степенью отягощенности по сравнению с неотягощенными больными (13,24 и 27,5%), достоверность различий на границе значимости (рб=0,058). У больных с высокой степенью отягощенности по сравнению с больными со средней степенью достоверно снижена частота генотипа LH (38,78 и 61,76%, рб=0,0028, χ2=6,03 (df=1), OR=2,51 [CI 95% 1,19; 5,3].Это свидетельствует, что больные наркоманией близки к контрольной группе, однако среди них выявляется снижение частоты генотипа НН у больных с отягощенностью по сравнению с неотягощенными. Возможно, стертая картина сдвига частот в этой когорте вызвана достоверно большим числом неотягощенных больных по сравнению с больными алкоголизмом, а также высокой наркогенностью героина, что обеспечивает относительно высокую долю больных без предрасположенности среди наркоманов.

Исходные группы больных и группы отягощенных и неотягощенных больных достоверно не различались по частоте аллелей и генотипов, что можно считать доказательством генотипического единства зависимости от двух разных ПАВ. Однако при сравнении групп больных из разных групп пациентов с одинаковой степенью отягощенности был обнаружен ряд различий: у больных со средней степенью: 2-кратное снижение частоты генотипа НН у больных наркоманией (13,24%) по сравнению с больными алкоголизмом (28,78%, рб=0,027, χ2=6,1 (df=1), OR=2,55 [CI 95% 1,17; 5,54]); у больных с высокой степенью - повышение частоты аллеля L (65,09 и 52,04%), р=0,028, χ2=4,8 (df=1), OR=1,71 [CI 95% 1,06; 2,78] и резкое снижение частоты генотипа НН (7,55 и 28,57%, рб=0,001, χ2=12,16 (df=1), OR=4,73 [CI 95% 1,87; 11,99] у больных алкоголизмом по сравнению с больными героиновой наркоманией. Дальнейшие исследования взаимосвязи генотипов по локусу Val158Met гена СОМТ с клиническим фенотипами аддикции могли бы обьяснить обнаруженные факты. Показательно, что разделение больных по степени отягощенности выявило скрытые генотипические различия между пациентами с разными диагнозами. Отмечают [8], что носители НН генотипа характеризуются повышенной реактивностью лимбической системы на негативные эмоциональные стимулы. Возможно, различия между больными из основных групп, выявленные при сравнении групп с одинаковой степенью отягощенности, связаны с мотивационными характеристиками выбора ПАВ (алкоголь или героин) в момент начала злоупотребления и манифестации болезни.

В целях верификации данных, полученных о связи вариантов генотипов со степенью семейной отягощенности, был проведен обратный (реверсивный) анализ распределения степени отягощенности в генотипических группах (геногруппах) пациентов. Геногруппы формировали по факту выявления носительства определенного генотипа по полиморфному локусу Val158Met гена СОМТ. Состав геногрупп и распределение степени отягощенности представлены в табл. 4.

Проводили попарное сравнение геногрупп внутри каждой из основных групп и сравнение носителей одинакового генотипа в разных группах.

Геногруппы не различались по соотношению долей отягощенных (FH) и неотягощенных (FH0) больных. В когорте больных алкоголизмом обнаружено превалирование доли пациентов с высокой степенью отягощенности в геногруппах LH (32,77%, рб=0,0006, χ2=12,98 (df=1), OR=3,83 [CI 95% 1,76; 8,35] и LL (35,4%, рб=0,0003, χ2=14,17 (df=1), OR=4,31 [CI 95% 1,92; 9,7] по сравнению с геногруппой HH (10,81%). В когорте больных героиновой наркоманией выявлено превалирование доли пациентов со средней степенью отягощенности среди геногруппы LH (41,18%, рб=0,026, χ2=6,18 (df=1), OR=2,7 [CI 95% 1,2; 6,09] по сравнению с геногруппой HH (20%). Оба факта подтверждают наше предположение об элиминации («вымывании») гомозигот НН по мере нарастания степени отягощенности, более выраженное среди больных алкоголизмом.

Сравнение геногрупп в каждой из основных групп позволило обнаружить, что в геногруппе HH средняя степень отягощенности среди больных алкоголизмом встречается достоверно чаще (54,05%) по сравнению с больными героиновой наркоманией (20%, рб=0,0005, χ2=13,4 (df=1), OR=4,51 [CI 95% 1,94; 10,51]), в геногруппе LH высокая степень отягощенности среди больных алкоголизмом также встречается достоверно чаще (32,77%) по сравнению с больными героиновой наркоманией (18,63%, рб=0,022, χ2=6,48 (df=1), OR=2,1 [CI 95% 1,17; 3,76]). Обращает на себя внимание, что только носители генотипа LL из разных когорт оказались идентичными по результатам реверсивного анализа.

Можно заключить, что функциональный полиморфный локус Val158Met гена COMT является одним из достоверных маркеров наследственной предрасположенности к наркологическим заболеваниям. Дальнейшие исследования помогут уточнить роль каждого из вариантов локуса в формировании специфических вариантов клинического фенотипа аддикции.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail