Distribution of gene allele transformations in children with atopic dermatitis, residents of the Transbaikal Territory

Abstract

Atopic dermatitis is one of the most incident and severe diseases of the skin. The genetic liability is realized under the effects of cooperative activity of genes and environmental risk factors. Cytokine polymorphic locuses IL-4 C-589T, IL-10 G-1082A, IL-10 C-592A, TNFa G-308A, IL-17a G-197A and of xenobiotic biotransformation gene GSTP1 Ile105Val (A-G) are studied.

Full Text

Целью исследования явилось изучение характера распределения аллельных вариантов генов цитоки- нов и гена биотрансформации ксенобиотиков среди больных атопическим дерматитом (АД) и среди здоровых детей. В настоящее время не вызывает сомнений значительная роль генетических факторов в развитии АД. Данная патология относится к многофакторным заболеваниям и обусловлена сочетанием аллелей нескольких генов. В то же время высокая значимость генетической предрасположенности не означает обязательного развития заболевания, реализация которого достигается при сочетании аддитивного воздействия генов и средовых факторов риска [1]. Характеристика генетического фона, лежащего в основе реализации АД, является проблемой, поскольку при этой комплексной патологии наблюдается высокий уровень генетической гетерогенности и генетических взаимодействий, а механизмы генетической предрасположенности не вполне ясны. Генетические полиморфизмы могут в некоторых ситуациях вызывать изменения в белке или его экспрессии, что приводит к изменениям во врожденном и приобретенном иммунитете [2, 6]. Анализ ассоциаций заболевания с полиморфными вариантами генов-кандидатов, является составной частью молекулярно-генетических исследований и создает предпосылки для более точного понимания тех биологических механизмов, которые лежат в основе патологического процесса. Материалы и методы Для выявления различий в полиморфизме исследуемых генов проведено генетическое тестирование 42 детей с АД (20 мальчиков и 22 девочки) в возрасте от 8 до 16 лет). Средние показатели индекса SCORAD 36,8 ± 11,4. Контрольную группу составили 100 здоровых детей (46 мальчиков и 54 девочки) в возрасте от 8 до 16 лет. Выявление мутаций проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с аллель-специфичными праймерами SNP-экспресс-РВ (НПФ «Литех», Москва). Полученные данные обработаны с применением программы SPSS 10.0 и определением статистической значимости различий при p < 0,05. При сравнении частот генотипов применяли стандартный критерий /2-Пирсона. При условии, когда объем выборки не превышал 5 случаев, использовали Х2-критерий с поправкой Йейтса. Отношение шансов (OR) подсчитывали по методу Woolf с 95% доверительным интервалом (CI). Результаты и обсуждение Цитокины являются медиаторами межклеточных взаимодействий при иммунном ответе, гемопоэзе и воспалении. Так IL-10 служит важным регулятором иммунного ответа, обеспечивая реализацию ряда биологических эффектов ТЪ2-клеток, способ- ствущих развитию гуморальной составляющей иммунного ответа и аллергической реактивности организма. Полиморфный маркер G-1082A гена IL-10 ассоциирован с регуляцией экспрессии гена IL-10. В нашем исследовании выявлены значимые различия в носительстве аномального генотипа A/А (6,8% против 3%; х2 = 6,585; p < 0,05) в группе детей с АД по сравнению с контрольной группой. Исходя из расчета показателя OR носительство генотипа IL-10 G-1082AА ассоциировано с увеличенным риском развития АД по сравнению генотипом IL-10 G-1082 GG (ORaa = 2,37; 95% CI 1,14-4,93). Риск развития АД у аномальных гомозигот в 1,33 раз выше, чем у детей с нормальным генотипом (см. таблицу; рис. 1). Биологические эффекты YNFa разнообразны, их выраженность зависит от концентрации. Основными свойствами являются: стимуляция продукции IL-1, IL-6 и процессов адгезии, антителообразования В-клетками, стимуляция Т- и ХК-клеток [5]. Проведено достаточно много исследований промоторной области TNFa G-308A. А.В. Карпова [3] указывает на повышение частоты встречаемости аномального генотипа А/А при АД. В то же время вариант длительного тяжелого течения АД ассоциируется с наличием в геноме пациента аллели G и генотипа GG в позиции G-308А [3]. В нашем исследовании выявлены значимые различия в полиморфизме TNFa G-308A, чаще выявляющийся аномальный генотип A/A у здоровых детей (18 против 15,9% у детей с АД). Генотип TNFa G-308 GG встречается чаще у детей с АД (18,2 против 2%) х2 = 12,462; p < 0,002) (см. таблицу; рис. 1). По показателю OR носительство генотипа А/А гена TNFa в позиции G308 А 15,9 ДД 13,6 10 114 6,8 3 m LL GSTP IL-4 TNF IL-17 63 50 50 не связано с риском развития АД, в то же время носительство «дикого» генотипа GG повышает риск развития заболевания в 12,7 раз (OR = 0,86; 95% CI 0,33-2,24 против 10,89; 95% CI 2,21-53,71). В исследованиях последних лет описана третья линия эффекторных клеток - ТЫ7-клетки, которые антагонистически воздействуют своими цитокинами на клеточные линии Th1 и Th2, экспрессируя цито- кины семейства IL-17 [8]. ТЫ7-клетки вовлекаются в иммунный ответ при бактериальном заражении и патогенетически связаны с развитием хронических воспалительных заболеваний. IL-17A является защитой от внеклеточных патогенов и часто ассоциируется с различными аутоиммунными процессами и аллергическими реакциями [4, 10]. В нашем исследовании генотипирование ДНК детей обеих групп выявило гетерозиготное носительство аллеля А у 100% детей в контрольной группе и у 97,7% детей с АД (рис. 2). Нормальные гомозиготы не выявлены ни в одной группе, аномальные только у 2,3% детей с АД (см. таблицу; рис. 1). Достаточно много работ посвящено исследованию промоторной области IL-Па G-197A [4, 9, 10]. В источниках литературы мы не встретили указаний на столь высокое (97-100%) носительство генотипа G/A в популяциях. По-видимому наличие гетерозиготного генотипа является генетической особенностью коренных жителей Забайкальского края. IL-4 участвует во множестве иммунных реакций и может провоцировать развитие аллергических реакций за счет усиления выработки IgE. В то же время он повышает цитокинетическую активность макрофагов, способствует миграции в очаг воспаления нейтрофилов, усиливает выработку колониестимулирующих факторов. Выявлены различия в носительстве аллеля Т IL-4 C589T (37,5% против Частота полиморфных маркеров генов интерлейкинов и фермента биотрансформации в контрольной группе (п = 100) и в группе детей с АД (п = 44) (в %) Ген Аллель Дети с АД Контроль Генотип Дети с АД Контроль GSTP А 69,3 80,5** АА АА 66 105 G 30,7** 19,5 АG 38,6* 29 (A-G) GG 11,4* 5 TNFa G 51,1 42 GG 18,2*** 2 G308-A А 48,9 58 GА 65,9 80*** АА 15,9*** 18 IL-17A G 51,1 50 GG 2,3 G197-A А 48,9 50 GА 97,7 100 АА - - IL-10 G 68,2 63,5 GG 43,2* 30 G1082-A А 31,8 36,5 GА 50 67* АА 6,8* 3 IL-4 С 62,5 64,5 СС 38,6 39 C589-T Т 37,5 35,5 СТ 47,7 51 ТТ 13,6 10 Примечание. * -р < 0,05; ** -p < 0,03; *** -p < 0,001. | Дети с АД Q Контроль Рис. 1. Носительство аномальных гомозиготных вариантов GSTP1 Ile105Val (A-G), IL-4 C-589T, IL-10 G-1082A, TNFa G-308A, IL-Па G-197A у детей с АД и здоровых детей (в %). 35,5%) и генотипа ТТ IL-4 C589T (13,6% против 10%) в группе детей с АД по сравнению с контрольной группой (см. таблицу; рис. 1). Различия статистически незначимы (р > 0,05). Реализация генетической предрасположенности осуществляется при сочетании действия генов и средовых факторов риска [2]. В процессе эволюции организм выработал определенные механизмы адаптации к воздействию токсичных экзогенных и эндогенных веществ, суть которых сводится к процессам биотрансформации с участием ферментов ксенобиотиков. Из ферментов наиболее широким спектром действия обладают глутатион^-трансферазы (GST), являющиеся важным компонентом антиоксидантной защиты клетки. Гены ферментов биотрансформации рассматривают как источники в формировании атопии и аутоиммунных реакций. Так, в исследовании О.Г. Сафроновой [7] указано, что гетерозиготность по варианту GSTP1 Ile105Val является протективным фактором в отношении развития АД. В то же время участие глутатион^-трансфераз в воспалительных и аллергических реакциях остаются малоизученными. В нашем исследовании проведен анализ промотор- ного участка гена GSTP1 Ile105Val (A-G), кодирующего глутатион^-трансферазу п1. Выявлены статистически значимые различия в носительстве аллеля G GSTP1 Ile105Val (30,7% против 19,5%; х2= 7,009; р < 0,01) и генотипа GSTP1 Ile105Val GG (11,4% против 5%; х2 = 6,68; р < 0,05) в группе детей с АД по сравнению с контрольной группой (см. таблицу; рис. 1). Исходя из расчета показателя OR, носительство аллеля GSTP1 Ile105Val G и генотипа GSTP1 Ile105Val GG ассоциировано с увеличен- IL-4 GSTP TNF IL-17 IL-10 G 1082 А | Дети с АД □ Контроль Рис. 2. Носительство гетерозиготных вариантов GSTP1 Ile105Val (A-G), IL-4 C-589T, IL-10 G-1082A, TNFa G-308A, IL-Па G-197A у детей с АД и здоровых детей (в %). IL-10 G 1082 А 97,7 100 47,7 51 20 15 10 5 0 65,9 38,6 100 80 29 ным риском развития АД по сравнению с аллелем GSTP1 Ile105Val А и генотипом GSTP1 Ile105Val АА ^А = 1,83; 95% CI 1,03-3,24 и ORAA = 2,44; 95% CI 0,67-8,89 соответственно). Риск развития АД у аномальных гомозигот в 4,69 раз выше, чем у детей с «диким» генотипом. Риск развития патологии у детей с аномальной аллелью выше в 3,32 раза. Выводы: 1. Факторами риска развития АД в популяции коренных жителей Забайкальского края являются наличие в геноме пациента генотипа GG промотор- ного участка гена GSTP1 Ile 105Val (A-G), генотипа A/А IL-10 в позиции G-1082A, генотипа GG гена TNFa в позиции G-308А. 2. Особенностью популяции Забайкальского края является носительство гетерозиготного генотипа G/A IL-17A в позиции G 197A.