Ассоциация однонуклеотидных полиморфных вариантов гена NOS1AP с продолжительностью интервала QT у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии

Шизофрения — это многофакторное психическое расстройство, которое сопровождается повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний [1, 2], являющихся ведущими причинами преждевременной смертности среди данной когорты больных [3]. В свою очередь изменения электрокардиографического (ЭКГ) интервала QT, отражающего сумму процессов деполяризации и последующей реполяризации миокарда желудочков сердца, являются предикторами развития серьезных сердечно-сосудистых заболеваний и наблюдаются у части пациентов с шизофренией [4], особенно на фоне приема антипсихотиков [5, 6]. Увеличенный интервал QT (синдром удлинения интервала QT) повышает риск развития желудочковой тахиаритмии, известной как пируэтная тахикардия, или «Torsades de pointes», которая может привести к внезапной остановке сердца [7]. К факторам риска удлинения интервала QT и внезапной сердечной смерти также относится метаболический синдром (МС) [8, 9], часто встречающийся при шизофрении [2, 3].

Адаптерный белок синтазы оксида азота 1 (NOS1AP) — это цитозольный белок, который связан как с шизофренией, так и с сердечно-сосудистыми заболеваниями [10]. По данным ряда исследований, повышенная экспрессия гена NOS1AP часто наблюдается в префронтальной коре головного мозга пациентов с шизофренией [10, 11]. Выделены отдельные полиморфные варианты NOS1AP, которые играют роль в развитии некоторых психических расстройств, в том числе шизофрении, а также эндотелиальной дисфункции и, как следствие, МС [12]. В последующем ген NOS1AP был обнаружен и в кардиомиоцитах. Установлено, что сверхэкспрессия NOS1AP ускоряет реполяризацию желудочков сердца, обусловливая дисперсию интервала QT на ЭКГ [13].

Первое исследование ассоциаций гена NOS1AP с реполяризацией сердца показало, что вариант NOS1AP rs10494366 вызывает удлинение интервала QT в среднем на 4 мс [14]. Другие исследования подтвердили эту связь, показав, что аллель G увеличивает продолжительность интервала QT [15]. В последующих исследованиях был обнаружен другой вариант гена NOS1AP — rs12143842, который также был связан с увеличением продолжительности интервала QT на 4,5 мс в случае носительства T-аллеля [16, 17]. Длительное время считалось, что полиморфные варианты rs10494366 и rs12143842 были единственными достоверно ассоциированными с удлинением интервала QT. Однако в последние годы спектр вариантов NOS1AP, ассоциированных с удлинением интервала QT, значительно расширился [18, 19].

Следует отметить, что само по себе лечение антипсихотиками является фактором риска как удлинения интервала QT, так и развития МС. Соответственно, предполагается, что NOS1AP участвует в индуцированном антипсихотическими препаратами удлинении интервала QT. Указанные выше результаты в совокупности дают основание для дальнейших исследований вариантов NOS1AP, связанных с удлинением интервала QT, вызванным антипсихотиками, что в перспективе может обеспечить более безопасное назначение этих препаратов при оказании психиатрической помощи.

Цель исследования — изучение ассоциаций однонуклеотидных полиморфных вариантов гена NOS1AP с продолжительностью интервала QT у больных шизофренией на фоне приема антипсихотиков.

На базе клиники НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра (отделение эндогенных расстройств) были обследованы 168 пациентов (78 мужчин и 90 женщин, возраст 34 [29; 42] года), родившихся и проживающих на территории Сибирского федерального округа, с установленным диагнозом шизофрении (F20 в соответствии с критериями Международной классификации болезней 10-го пересмотра, МКБ-10).

Критерии включения: возраст 18—55 лет, принадлежность к славянской группе национальностей, диагноз шизофрении по критериям МКБ-10, согласие на участие в исследовании.

Критерии невключения: умственная отсталость, деменция, тяжелая органическая патология или соматические расстройства в стадии декомпенсации.

Протокол исследования был одобрен локальным Этическим комитетом при НИИ психического здоровья (протокол №157 от 18.11.2022). Все пациенты подписали письменное информированное согласие после получения подробной информации об исследовании.

Оценка тяжести клинико-психопатологической симптоматики пациентов проводилась с использованием шкалы позитивных и негативных синдромов (Positive and Negative Syndrome Scale, PANSS) [20] в адаптированной русской версии SCI PANSS [21]. Общий балл по шкале PANSS составил 96 [86; 108], при этом по субшкале позитивных симптомов — 20 [16; 24], негативных — 25 [21; 27], общепсихопатологических — 51 [44; 57]. Дополнительно были проанализированы данные историй болезни на предмет диагноза, демографических характеристик, наличия сопутствующих соматических заболеваний и характера проводимой ранее терапии. Длительность заболевания у пациентов составила 11 [4; 17] лет, возраст манифестации шизофренического процесса — 23 [19; 28] года.

Пациенты, включенные в исследование, получали базисную антипсихотическую терапию, из них 135 (80,4%) — атипичные антипсихотики (рисперидон, кветиапин, оланзапин, клозапин), 33 (19,6%) — конвенциональные (галоперидол, алименазин, хлорпротиксен, трифлуоперазин). Для унификации оценки фармакотерапии пациентов с шизофренией дозы антипсихотиков были переведены в хлорпромазиновый эквивалент (CPZeq, мг/сут). Длительность базисной терапии составила 4 [1; 10] года.

На момент поступления пациентов в стационар была проведена стандартная запись электрокардиограммы (ЭКГ) в 12 отведениях с помощью электрокардиографа NIHON KOHDEN CARDIOFAX S ECG-2250 (Япония) при скорости записи 50 мм/с, в положении лежа на спине. QT измерялся от начала комплекса QRS до конца зубца T (в соответствии с общепринятыми рекомендациями) как минимум в трех разных отведениях 12-канальной ЭКГ, далее рассчитывался QTc по формуле Базетта [22]:

Таким образом, значение QTc отражает интервал QT, нормализованный к частоте сердечных сокращений. Значения интервала QTc выражали в миллисекундах (мс). Основываясь на рекомендациях по стандартизации и интерпретации ЭКГ — AHA/ACCF/HRS Recommendations for Interpretation of the ECG [23], были использованы следующие пороговые значения удлинения интервала QTc — ≥450 мс (у мужчин) и ≥460 мс (у женщин).

Забор крови для генотипирования проводился натощак (после 12-часового голодания), образцы крови (10 мл) были взяты через локтевую венепункцию в пробирки-вакутейнеры с ЭДТА. ДНК была выделена из образцов венозной крови с использованием фенол-хлороформного метода. Генотипирование проводилось с помощью амплификатора QuantStudio 5 («Applied Biosystems», Уолтем, Массачусетс, США) с использованием набора TaqMan Assays Kit согласно инструкции. Проведено генотипирование пациентов по трем однонуклеотидным полиморфизмам (SNP) гена NOS1AP (rs12029454, rs10494366 и rs12143842). В качестве стратегии выбора SNP использовались следующие критерии: частота минорного аллеля (MAF) не менее 5%, наличие информации из предыдущих исследований по данному SNP, локализация маркера. Для включения в исследование достаточно было соответствия хотя бы одному критерию.

Частотный анализ проводился с помощью критерия χ². Количественные данные между группами сравнивались с помощью критерия Манна—Уитни. Для оценки влияния полиморфных вариантов гена NOS1AP на продолжительность интервала QTc и терапию использовался однофакторный дисперсионный анализ ANOVA. Корреляционный анализ проводился с помощью критерия Спирмена с поправкой Бонферрони на множественную проверку гипотез. Все данные представлены в виде медианы (Me) и межквартильного диапазона (Q₁—Q₃). Статистические данные были проанализированы с использованием программы Statistica 12. Генетическое равновесие рассчитывалось с использованием пакета «genetics» в R 4.2.2.

С целью изучения влияния антипсихотиков и полиморфных вариантов гена NOS1AP на продолжительность интервала QTc у пациентов с шизофренией были проанализированы данные ЭКГ 78 мужчин и 90 женщин. У женщин медиана интервала QTc составила 410,3 [394,4; 419,1] мс, тогда как у мужчин — 406,2 [392,5; 413,7] мс (U=3076; p=0,167). Удлинение интервала QTc было зарегистрировано у 17 (10,1%) из 168 пациентов. В эту группу вошли 12 (15,4%) мужчин и 5 (5,6%) женщин (χ²=2,705; p=0,101). Критическое повышение интервала QTc (>500 мс) не было зарегистрировано ни у одного пациента.

Для изучения влияния минорных аллелей rs12029454, rs10494366 и rs12143842 на экспрессию гена NOS1AP в сердце проанализированы данные электронной библиотеки GTEx (www.gtexportal.org). A-аллель rs12029454, G-аллель rs10494366 и T-аллель rs12143842, ассоциированные с удлинением интервала QTc, значительно повышали уровни экспрессии NOS1AP в миокарде левого желудочка. Аллель T rs12143842 также повышал уровень экспрессии NOS1AP в ушке левого предсердия (рис. 1).

Рис. 1. Полиморфные варианты гена NOS1AP, ассоциированные с удлинением интервала QTc (данные взяты из библиотеки GTEx (www.gtexportal.org)).

Частоты генотипов rs12029454, rs10494366 и rs12143842 (частота минорных аллелей A, G и T составила 0,164, 0,366 и 0,229 соответственно) находились в равновесии Харди—Вайнберга (см. таблицу).

Частоты генотипов однонуклеотидных полиморфных вариантов у пациентов с шизофренией

С помощью однофакторного дисперсионного анализа ANOVA проведена оценка различий продолжительности интервала QTc у носителей мажорных (например, rs12029454-GG, rs10494366-TT и rs12143842-CC) и минорных (rs12029454-AA и AG, rs10494366-GG и GT, rs12143842-TT и CT) вариантов среди исследуемой группы больных шизофренией. По результатам анализа не было выявлено статистически значимых различий по rs12029454 (F(1,76)=0,847; p=0,361 у мужчин и F(1,88)=0,789; p=0,376 у женщин), rs10494366 (F(1,76)=1,087; p=0,301 у мужчин и F(1,88)=0,021; p=0,882 у женщин) и rs12143842 (F(1,76)=2,668; p=0,106 у мужчин и F(1,88)=0,269; p=0,604 у женщин).

Также нам не удалось выявить различий в продолжительности интервала QTc у носителей мажорных и минорных вариантов пациентов с шизофренией в зависимости от наличия/отсутствия МС по rs12029454 (F(1,14)=3,382; p=0,068 без МС и F(1,53)=0,034; p=0,853 с МС), rs10494366 (F(1,14)=0,261; p=0,611 без МС и F(1,53)=1,625; p=0,207 с МС) и rs12143842 (F(1,14)=0,191; p=0,663 без МС и F(1,53)=0,475; p=0,493 с МС).

Общая антипсихотическая нагрузка у пациентов с шизофренией составила 320 [200; 593] мг/сут и в целом была сопоставима у мужчин — 399 [200; 587] мг/сут и женщин — 300 [200; 598] мг/сут (U=3367; p=0,649). По критерию Спирмена в группе мужчин была выявлена статистически значимая корреляция между CPZeq и продолжительностью интервала QTc (r_s=0,262; p=0,021; p_Bonf=0,042), тогда как у женщин корреляция отсутствовала (r_s=–0,137; p=0,196; p_Bonf=0,392) (рис. 2).

Рис. 2. Диаграммы корреляции антипсихотической терапии с продолжительностью интервала QTc у мужчин и женщин с шизофренией.

Корреляционный анализ (рис. 3, а) показал, что у мужчин с генотипами AA и AG rs12029454 CPZeq положительно коррелировала с продолжительностью интервала QTc (r_s=0,717; p=0,00025; p_bonf=0,0015). У женщин с генотипами AA и AG rs12029454 не удалось выявить статистически значимой корреляции CPZeq с QTc (r_s=–0,009; p=0,959; p_bonf=1). Носительство генотипа GG rs12029454 не сопровождалось статистически значимыми корреляциями CPZeq с продолжительностью QTc ни у мужчин (r_s=0,063; p=0,641; p_bonf=1), ни у женщин (r_s=–0,193; p=0,134; p_bonf=0,804).

Аналогично CPZeq и продолжительность интервала QTc статистически значимо коррелировали у мужчин с генотипами GG и GT rs10494366 (r_s=0,381; p=0,008; p_bonf=0,048), но не у женщин (r_s=–0,145; p=0,293; p_bonf=1) (рис. 3, б). В случае генотипа TT rs10494366 значимых корреляций не обнаружено (мужчины: r_s=–0,031; p=0,865; p_bonf=1 и женщины: r_s=–0,148; p=0,387; p_bonf=1).

Рис. 3. Диаграммы корреляции антипсихотической терапии с продолжительностью интервала QTc у больных шизофренией с разным носительством генов.

Также у мужчин с генотипами TT и CT rs12143842 были обнаружены статистически значимые корреляции между CPZeq и продолжительностью интервала QTc (r_s=0,389; p=0,003; p_bonf=0,018) (рис. 3, в), тогда как в остальных случаях значимые корреляции отсутствовали.

В настоящее время известен ряд однонуклеотидных полиморфных вариантов гена NOS1AP, связанных с синдромом удлиненного интервала QT и внезапной сердечной смерти [24—27]. В исследовании D. Arking и соавт. [26] идентифицированы 35 вариантов данного гена, которые в совокупности объясняют около 8—10% вариабельности интервала QT. В частности, показана ассоциация аллеля T rs12143842 с увеличением интервала QT на 3,5 мс у пациентов кардиологического стационара, что в дальнейшем также нашло подтверждение в исследованиях «случай—контроль» в финской [26] и шведской [27] популяциях.

Согласно данным литературы, ген NOS1AP, шизофрения и прием антипсихотиков связаны с удлинением интервала QTc [18]. Однако взаимодействие этих факторов пока не доказано. В данной работе мы исследовали влияние трех различных вариантов гена NOS1AP (rs12029454, rs10494366 и rs12143842) на интервал QTc у пациентов с шизофренией на фоне антипсихотической терапии. Частоты генотипов в нашей исследуемой популяции были сопоставимы с европейскими генетическими справочными данными, представленными в LDlink, и соответствуют результатам исследования, в котором приняли участие 4606 человек [16].

Результаты исследования показывают, что генотипы AA/AG rs12029454, GG/GT rs10494366 и TT/CT rs12143842 связаны с удлинением интервала QTc в ответ на прием антипсихотиков. Следовательно, можно предположить, что носительство минорных аллелей (rs12029454-A, rs10494366-G или rs12143842-T) гена NOS1AP опосредует удлинение интервала QTc, вызванное антипсихотическими препаратами у мужчин с шизофренией. Мужчины-носители минорного аллеля имели увеличенный интервал QTc при приеме более высоких доз антипсихотиков, что подвергает их более высокому риску сердечно-сосудистых заболеваний. У женщин, больных шизофренией, подобных ассоциаций обнаружено не было.

В соответствии с данными литературы [28, 29] можно утверждать, что дозировка антипсихотических препаратов положительно коррелирует с продолжительностью интервала QTc, по крайней мере, у пациентов мужского пола. Значения QTc в выборке наших пациентов были сопоставимы с данными других исследований [18, 28], при этом у женщин продолжительность QTc была незначительно выше. Однако половые различия в контексте шизофрении, включая реакцию на терапию, метаболизм антипсихотических препаратов, могут обусловливать более высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний именно у мужчин в данной когорте пациентов.

При условии, что настоящее исследование может быть воспроизведено на более широкой когорте пациентов, полученные результаты могут быть актуальны для мужчин — носителей минорных аллелей, принимающих антипсихотики, особенно в высоких дозах. Результаты свидетельствуют о необходимости более тщательного мониторинга безопасности антипсихотической терапии у мужчин — носителей минорных аллелей rs12029454, rs10494366 или rs12143842, который может включать в себя периодический мониторинг ЭКГ и электролитов в крови, а также индивидуальный анализ соотношения риска и пользы для мужчин — носителей минорных аллелей с интервалом QTc >450 мс, чтобы помочь клиницистам в возможном снижении дозы или прекращении приема препарата. Также не исключен скрининг пациентов на наличие исходных факторов риска [5] и других вариантов генов.

Полиморфные варианты rs12029454, rs10494366 и rs12143842 гена NOS1AP ассоциированы с длительностью интервала QTc у мужчин, больных шизофренией, в ответ на прием антипсихотиков. Носительство генотипов AA/AG rs12029454, GG/GT rs10494366 и TT/CT rs12143842 у мужчин способствует удлинению интервала QTc и развитию нежелательных сердечно-сосудистых нарушений на фоне антипсихотической терапии.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №23-75-10088, https://rscf.ru/project/23-75-10088/

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.