Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_2994_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
101
AlzD от всех других болезней, что свидетельствует об их молекулярной
специфичности (Рисунки 9-11).
Представляет интерес идентифицируемая на графике генетическая связь
туберкулеза и ожирения (Рисунок 11). Фактические данные о связи туберкулеза и
ожирения весьма противоречивы. С одной стороны, установлено, что
заболеваемость туберкулезом снижена у индивидов с избыточным весом и
ожирением [Lönnroth et al., 2010], а успех лечения заболевания связан с более
быстрым увеличением массы тела [Diallo et al., 2020]. С другой стороны, несмотря
на высокую активность иммунокомпетентных клеток, регистрируемых при
ожирении, отмечают снижение противоинфекционного иммунитета и увеличение
риска развития инфекционных заболеваний, как у пациентов с низким, так и
высоким индексом массы тела [Dobner, Kaser, 2018].
Связь ожирения и инфекционных заболеваний имеет давнюю историю.
Эпидемия туберкулеза способствует усилению метаболической дисфункции и
воспалительных процессов, которые, в свою очередь связаны с ожирением.
Соответственно, можно говорить, что провоспалительная защита в сочетании с
метаболическими дисфункциями, возможно, обеспечивали преимущество во
время эпидемии туберкулеза, когда доступность продовольствия и средняя
продолжительность жизни были ограничены. В настоящее время в развитых
странах туберкулез встречается относительно редко, продовольствие имеется в
изобилии, а ожидаемая продолжительность жизни после репродуктивного
возраста значительно выросла, соответственно эволюционно усиленные
иммунные и метаболические проявления теперь, возможно, связаны с
патологическими последствиями ожирения. В связи с этим гены, регуляция и
функционирование которых связано с развитием метаболического синдрома,
представляют интерес в контексте развития туберкулеза.
Близость по генам двух аллергических заболеваний, составляющих
наиболее распространенную коморбидность, бронхиальной астмы и
аллергического ринита [Togias et al., 2019], отражают все модели многомерного
102
шкалирования (Рисунки 9-11). Между тем в результате использования Φи-
коэффициента корреляции дерматит несколько удален от бронхиальной астмы и
ринита (Рисунок 11), что вероятно обусловлено, как уже было сказано выше,
ограниченной возможностью Φи-коэффициента для такого рода анализа.
Стоит отметить, что бронхиальная астма и туберкулез, относящиеся к
дистропным заболеваниям, в координатах многомерного шкалирования
расположены достаточно близко. Это обстоятельство свидетельствует о
генетической близости иммунологически полярных заболеваний, дистропность
которых может достигаться разнонаправленной регуляцией генов, связанных с их
развитием, и модифицирующим влиянием факторов внешней среды, например,
микобактерии туберкулеза.
В результате проведенного анализа ассоциативных генных сетей
распространенных МФЗ установлены особенности их структуры в зависимости от
окружающих компонентов, включая белки, гены, метаболиты, пути, заболевания
и взаимодействий между ними. Анализ общих и специфических белков/генов,
ассоциированных с изученными заболеваниями, позволил оценить связи между
этими заболеваниями относительно друг друга на молекулярном уровне.
Установлено, что большинство исследуемых патогенетически различающихся
болезней имеет общий генетический компонент, сфера компетенции которого
преимущественно связана с иммунным ответом и воспалением. В целом
полученное представление о генетической общности/специфичности между
рассматриваемыми болезнями укладывается в их традиционную классификацию,
основанную на патогенезе. Использование измерений, основанных на
ранжировании общих/специфических генов, может быть, одним из подходов для
исследования генетических взаимоотношений между многофакторными
заболеваниями. Полученные результаты говорят о перспективности
использования молекулярно-генетических данных в качестве существенного
дополнения для классификации заболеваний и их синтропных/дистропных
состояний.
103
ГЛАВА 3. ПОИСК ОБЩИХ И СПЕЦИФИЧНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ
МАРКЕРОВ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ ПРИ ИЗОЛИРОВАННОМ
ФЕНОТИПЕ И КОМОРБИДНОСТИ С АЛЛЕРГИЧЕСКИМИ
ЗАБОЛЕВАНИЯМИ
Одно из первых полногеномных ассоциативных исследований,
посвященных поиску генетических и средовых факторов риска развития
бронхиальной астмы, проведено в рамках крупнейшего международного
консорциума GABRIEL
1
. Помимо идентификации новых локусов подверженности
бронхиальной астме в результате полногеномного исследования, включающего
10365 больных и 16110 здоровых лиц европейского происхождения (платформа
Illumina 610-Quad), удалось зафиксировать несколько важных фактов с точки
зрения генетики коморбидности этого заболевания.
В таблице 10 перечислены исследования, привлекшие данные консорциума
GABRIEL относительно развития коморбидных фенотипов бронхиальной астмы.
Таблица 10 – Исследования коморбидных фенотипов бронхиальной астмы с участием когорты
GABRIEL консорциума
Название
Фенотип
Основные результаты
Источник
1
2
3
4
A large-scale,
consortium-based
genomewide
association study
of asthma
Начало
бронхиальной
астмы и
связанные с ней
особенности
коморбидных
фенотипов
Выявлен специфический геномный
локус ORMDL3/GSDMB (17q21)
подверженности детской
бронхиальной астме
Moffatt et al.,
2010
1
www.gabriel-fp6.org; https://cordis.europa.eu/project/id/18996
104
Продолжение Таблицы 10
1
2
3
4
A genome-wide
meta-analysis of
genetic variants
associated with
allergic rhinitis
and grass
sensitization and
their interaction
with birth order
Бронхиальная
астма в сочетании
с аллергическими
заболеваниями
rs7775228 (HLA-DRB4),
rs2155219 (C11orf30/LRRC32) и
rs17513503 (TMEM232/SLC25A46)
ассоциированы с сенсибилизацией к
травам и с развитием аллергического
ринита
Ramasamy et
al., 2011
Genome-wide
association
studies of asthma
indicate opposite
immunopathogen
esis direction
from autoimmune
diseases
Бронхиальная
астма и
аутоиммунные
заболевания
rs1422673 и rs10036748 (TNIP1)
ассоциированы с бронхиальной
астмой (P = 3,4 × 10
-7
и P = 1,4 × 10
-6
,
соответственно). Аллель T (rs20541)
в гене IL13 является рисковым для
развития бронхиальной астмы, но
протективным для псориаза. Аллель
T варианта rs2395185 в гене HLA-
DRA является рисковым для
бронхиальной астмы и протективным
для язвенного колита. Аллель A
полиморфного варианта rs2872507 в
гене GSDMB является протективным
для бронхиальной астмы, но
рисковым для ревматоидного
артрита, болезни Крона, язвенного
колита. Подобные противоположные
корреляции наблюдаются для
варианта rs10036748 в гене TNIP1
относительно риска астмы и
протекции аутоиммунных болезней
Li et al., 2012
Genome-wide
association study
of body mass
index in 23 000
individuals with
and without
asthma
Бронхиальная
астма и ожирение
Идентифицированы варианты в гене
DENND1B (1q31), ассоциированные с
индексом массы тела у пациентов с
бронхиальной астмой
Melén et al.,
2013
Genome-wide
association
analysis identifies
11 risk variants
associated with
the asthma with
hay fever
phenotype
Бронхиальная
астма в сочетании
с аллергическими
заболеваниями
Установлены варианты, связанные с
риском развития бронхиальной
астмы у пациентов с аллергическим
ринитом, наиболее значимые:
ZBTB10 (rs7009110; P = 4,0 × 10
-9
) и
CLEC16A (rs62026376; P = 1,0 × 10
-
8
)
Ferreira et al.,
2014
105
Продолжение Таблицы 10
1
2
3
4
A genome-wide
cross-trait
analysis from UK
Biobank
highlights the
shared genetic
architecture of
asthma and
allergic diseases
Бронхиальная
астма в сочетании
с аллергическими
заболеваниями
Обнаружены сильные генетические
корреляции между астмой и другими
аллергическими заболеваниями
(r = 0,8, P = 6,8 × 10
−62
).
Идентифицированы 38 геномных
локусов подверженности
аллергическим болезням, включая 7
новых локусов
Zhu et al.,
2018
Genome-wide
association
analysis of
350 000
Caucasians from
the UK Biobank
identifies novel
loci for asthma,
hay fever and
eczema
Бронхиальная
астма в сочетании
с аллергическими
заболеваниями
141 локус ассоциирован с
изолированными фенотипами:
бронхиальная астма, аллергический
ринит или атопический дерматит, а
также с их сочетанием
Johansson et
al., 2019
Identification of
OCA2 as a novel
locus for the co-
morbidity of
asthma-plus-
eczema
Бронхиальная
астма в сочетании
с аллергическими
заболеваниями
Выявлены SNPs, ассоциированные с
фенотипом бронхиальной астмы в
сочетании с экземой. Два SNPs
локализованы в пределах гена OCA2
Margaritte-
Jeannin et al.,
2022
В этих работах преимущественно изучены фенотипы бронхиальной астмы
коморбидной с другими аллергическими заболеваниями, включая аллергический
ринит, атопический дерматит и сенсибилизацию к пыльце растений. Два
исследования посвящены исследованию патогенетики ожирения и аутоиммунных
заболеваний у пациентов с бронхиальной астмой.
Наиболее масштабное GWAS по генетике коморбидного фенотипа
бронхиальной астмы с другими аллергическими болезнями, как по объему
привлеченного материала, так и по количеству ассоциированных локусов
опубликовано в 2019 г. Åsa Johansson с соавт. [Johansson et al., 2019]. У 346 545
индивидов европейского происхождения, отобранных на основании данных о
статусе аллергического заболевания (бронхиальная астма, аллергический ринит,
атопический дерматит), изучено 15 688 218 генетических вариантов. Результаты,
106
полученные в ходе GWAS, реплицированы в трех когортах консорциумов по
экземе EAGLE и астме, включая GABRIEL и 23andMe.
Информация об SNPs и генах, ассоциированных с «изолированными» и
коморбидными фенотипами бронхиальной астмы, полученная в работе Johansson
с соавт. [2019], привлечена для выполнения одной из задач настоящего
исследования (Таблица Б.1). Для этого выполнена оценка
общности/специфичности генов, ассоциированных с «изолированными» и
коморбидными аллергическими заболеваниями, включая бронхиальную астму и
аллергический ринит/атопический дерматит, а также охарактеризована
функциональная компетенция общих и специфических генов путем анализа
сверхпредставленности соответствующих наборов генов. Ассоциации SNPs с
изолированными и коморбидными аллергическими болезнями были изучены в
выборке г. Томска и Томской области с привлечением данных о генотипах
индивидов из GWAS консорциума GABRIEL.
3.1. Материалы и методы
3.1.1. Характеристика исследованной группы
Для исследования SNPs, ассоциированных с развитием коморбидного
фенотипа бронхиальной астмы в сочетании с другими аллергическими
заболеваниями, была привлечена семейная выборка, сформированная в 1998–2007
гг., на базе клинических учреждений г. Томска и г. Иркутска. Семьи
зарегистрированы по пробандам – детям, больным бронхиальной астмой. Для
всех членов семей проведена клиническая и лабораторная диагностика для
постановки диагноза аллергического заболевания согласно критериям Глобальной
стратегии по лечению и профилактики бронхиальной астмы (GINA) в редакции
2011 г.. Кроме того, для всех индивидов, включенных в исследование собран
107
семейный анамнез, проведены кожные аллерготесты на распространенные
аллергены, оценена легочная функция, определен уровень общего и
специфического сывороточного IgE. Клинико-лабораторное исследование, а
также процедура сбора образцов крови для молекулярно-генетического анализа
выполнен сотрудниками лечебно-профилактических учреждений г. Томска и г.
Иркутска под руководством профессора Л. М. Огородовой.
Всего обследовано 196 семей (n = 804). Средний возраст ± S.D. больных
бронхиальной астмой с возрастом начала заболевания в детстве (возраст начала
до 16 лет) составил 13,7 ± 9,9 лет (82 девочки, 143 мальчика); средний возраст
больных бронхиальной астмой с возрастом начала старше 16 лет составил
38,8 ± 9,4 лет (45 женщин, 18 мужчин). Средний уровень сывороточного IgE
среди пациентов с бронхиальной астмой (начло заболевания до 16 лет) составил
163,4 ± 20,4 М.Е., что свидетельствует об атопическом характере заболевания.
У 151 индивида в исследуемой выборке зарегистрирован атопический
дерматит, у 244 – аллергический ринит. У 194 человек установлено сочетание
бронхиальной астмы с атопическим дерматитом и/или аллергическим ринитом.
Наличие любого из аллергических заболеваний, включая бронхиальную астму,
аллергический ринит, атопический дерматит, крапивницу, поллиноз,
пищевую/лекарственную аллергию диагностировано у 397 индивидов.
Атопическая сенсибилизация к наиболее распространенным аллергенам по
данным кожного аллерготестирования установлена у 194 человек.
3.1.2. Молекулярно-генетические методы
Для генетического анализа у всех членов семей основной группы была взята
периферическая кровь и выделена ДНК с использованием стандартных методик.
Для генотипирования использован микрочип Illumina 610-Quad BeadChip,
включающий более 600 тысяч однонуклеотидных полиморфизмов и вариаций по
108
числу копий генов. Генотипирование выполнено в Национальном центре
генотипирования Франции в г. Эври (Centre National de Génotypage, Evry).
3.1.3. Статистические методы
Для оценки «генетической специфичности» в развитии «изолированных» и
коморбидных аллергических фенотипов (бронхиальная астма, аллергический
ринит/атопический дерматит), использовали результаты наиболее масштабного на
сегодняшний день GWAS аллергических заболеваний [Johansson et al., 2019]. В
результате этой работы установлены 75 SNPs и 111 целевых генов, связанных с
развитием «изолированной» бронхиальной астмой; 109 SNPs и 133 гена,
имеющих отношение к аллергическому риниту/атопическому дерматиту; 110
SNPs и 276 генов в связи с развитием коморбидного фенотипа (бронхиальная
астма в сочетании с аллергическим ринитом/атопическим дерматитом). Списки
соответствующих генов представлены в Таблице Б.1.
Эти списки сравнили между собой для выявления общих /специфических
генов разных фенотипов. В качестве мер, оценивающих «генетическое сходство»
между заболеваниями, использовали индекс Жаккара и евклидово расстояние.
Для оценки асоциаций SNPs в связи с развитием коморбидных и
изолированных аллергических заболеваний использовали тест неравновесной
передачи аллелей Transmission Disequilibrium Test (TDT), основанный на анализе
частот передачи аллелей от гетерозиготных родителей к больному потомку,
непереданные аллели от гетерозиготных родителей в этом случае служат
внутренним контролем. Значительное отклонение передачи аллелей от
гетерозиготных родителей их потомству может быть интерпретировано как
доказательство ассоциации. Для оценки выраженности ассоциаций SNPs с
заболеванием рассчитано отношение шансов (OR
TDT
) относительно
109
альтернативного (минорного) аллеля. Расчеты проводили с помощью программы
PLINK v.1.07 [Purcell et al., 2007].
3.1.4. Биоинформатические методы
Для биологической интерпретации пересекающихся/специфических генов,
связанных с разными аллергическими фенотипами, выполнена функциональная
аннотация. Представленность функциональных групп генов интереса в терминах
«генной онтологии» (GO) проводилась с помощью биоинформатического
алгоритма анализа обогащения набора генов, заключающегося в статистической
оценке наблюдаемого числа генов, попавших в ту или иную категорию генной
онтологии, с их теоретически ожидаемым количеством в этой группе. Этот анализ
выполнен с помощью онлайн ресурса Metascape [https://metascape.org],
представляющий собой исчерпывающий источник знаний о генах в открытом
доступе [Zhou et al., 2019].
3.2. Результаты и обсуждение
3.2.1. Гены-кандидаты синтропии «бронхиальная астма и аллергический
ринит/атопический дерматит»
В результаты сравнения генов, ассоциированных с «изолированными» и
коморбидными аллергическими фенотипами, установлено, что в развитии
коморбидного фенотипа бронхиальной астмы с аллергическим
ринитом/атопическим дерматитом принимает участие максимальное количество
(n = 276), что составляет 53,1 % от числа всех генов, ассоциированных с каждым
из исследуемых фенотипов. Практически в два раза меньше генов ассоциировано
с развитием «изолированной» бронхиальной астмы (n = 111 /21,3 %) и
110
аллергическим ринитом/атопическим дерматитом (n = 133 /25,6 %)
соответственно (Рисунок 12, Таблица 11).
Рисунок 12 – А) Общность и специфичность генов, ассоциированных с коморбидным и
«изолированным» фенотипами бронхиальной астмы и других аллергических заболеваний по
данным GWAS [Johansson et al., 2019]; В) в верхней строке каждой ячейки представлено
количество общих (пересекающихся) генов между рассматриваемыми заболеваниями, а в
нижней строке приведен JI для ассоциированных наборов генов.
С генетической точки зрения сочетание бронхиальной астмы с другими
болезнями, по крайней мере, аллергическими, отличается относительно
«изолированной» бронхиальной астмы, несмотря на известное сходство
патогенеза аллергических заболеваний [Брагина с соавт., 2020]. Индекс Жаккара
(Рисунок 12В), отражающий сходство между сравниваемыми генами, показывает,
что гены изолированной бронхиальной астмы в меньшей степени пересекаются с
генами подверженности бронхиальной астме коморбидной с аллергическими
заболеваниями (JI = 0,2404). Более выраженное сходство (JI = 0,3454)
наблюдается при сравнении генов подверженности аллергическому
риниту/атопическому дерматиту с фенотипом бронхиальной астмы в сочетании с
аллергическим ринитом/атопическим дерматитом.
Кластерные дендрограммы (Рисунок 13), выполненные с использованием
данных о количестве общих (пересекающихся) и специфических (не
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана