Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






А.Н. Бойко, О.Г. Кулакова, О.О. Фаворова




Участие генетических факторов в предрасположенности к развитию рассеянного склероза (РС) и формированию особенностей клинической картины не вызывает соменения. Этиология рассеянного склероза продолжает являтся областью активных исследований. Наиболее обоснованной считается мультифакториальная теория, подразумевающая необходимость воздействия внешнего фактора, вероятнее всего инфекционного, на генетически предрасположенных лиц. Это стало очевидным уже в начале 50-х годов после обнаружения повышенной частоты повторных случаев РС в семьях больных, т.е. наличия “семейных” форм заболевания. Популяционные исследования четко указывают на роль наследственных факторов в развитии РС – заболевание чаще встречается у представителей европейских народов, особенно северных, и очень редко – у коренных жителей Африки и Восточной Азии. Анализ частоты РС среди близнецов, сестер и братьев (сибсов), сестер и братьев по одному из родителей (полусибсов) и приемных детей, показывает преимущественную роль генетических факторов как факторов риска РС. Значение наследственной предрасположенности в этиологии РС было подтверждено данными обследования близнецов, показавшими, что у монозиготных близнецов конкордантность по РС (22%) была более чем в семь раз выше, чем у дизиготных (3%). Относительно низкий процент конкордантности у монозиготных близнецов может свидетельствовать о вкладе в развитие РС пока не установленных внешних воздействий, вероятнее всего инфекционных. Величина относительного риска (ОР) заболевания, т.е. преобладание вероятности заболеть над вероятностью остаться здоровым, в 20 - 50 раз выше для родственников больных РС, чем в популяции в среднем. Показано систематическое уменьшение ОР в зависимости от генетической дистанции по отношению к больному; при этом не наблюдалось разницы для родственников по материнской и отцовской линии.

В настоящее время можно считать доказанным, что РС - полигенное заболевание, причем значение отдельных генов в наследственной предрасположенности (повышенном риске развития РС) установлено с разной степенью достоверности. Несмотря на явный наследуемый характер этого заболевания, главный ген обнаружить не удалось, более того, в различных этнических группах, а даже и в пределах одной этнической группы с РС ассоциированы и даже сцеплены различные полиморфные участки различных генов.

Особое значение в последнее время приобретают два новых направления в генетике РС – поиск ассоциации с различными клиническими вариантами РС и фармакогенетика. Выявления связи тех или иных локусов с различающимися клиническими проявлениями заболевания может иметь большое значение для прогнозирования и ранней диагностики РС. В настоящее время остается невыясненным, почему лекарственный препарат из группы иммуномодуляторов эффективен для одних больных РС, и неэффективен – для других, вследствие чего встает вопрос о роли генетического статуса больных как основной причины индивидуальных различий в чувствительности к этим дорогостоящим методам лечения. Решение этой проблемы лежит в русле современных тенденций к развитию индивидуализированной (персонифицированной) медицины и может позволить не только осуществлять индивидуальный подбор лекарств, но и способствовать в дальнейшем созданию более эффективных лекарственных препаратов

 

Основные методы исследований генетики РС,

как заболевания с мультигенной предрасположенностью.

Для идентификации генов, определяющих генетическую предрасположенность к РС как к мультигенному заболеванию, применяют два основных типа анализа - популяционный и семейный. И популяционный, и семейный анализ используют для целенаправленного выяснения роли того или иного гена-кандидата, выбранного исходя из функции его белкового продукта (путь от фенотипа к гену). Семейный анализ позволяет также проводить полное геномное сканирование с использованием панели анонимных генетических маркеров с известной хромосомной локализацией для идентификации областей генома, вовлеченных в развитие заболевания, с последующей идентификацией генов (путь от генома к гену).

При популяционном анализе изучают ассоциацию определенных аллелей гена или генетического маркера с заболеванием, исходя из сравнения их частот в группах больных и здоровых индивидов из одной популяции (метод "случай- контроль"). При обнаружении статистически достоверных различий данный ген (генетический маркер) считается ассоциированным с болезнью. Однако на основании этих данных еще нельзя сделать окончательных выводов о роли гена в развитии заболевания. Дело в том, что ассоциация между болезнью и генетическим маркером может быть вторична из-за сцепления изучаемого маркера с каким-то другим, достаточно близко расположенным локусом, белковый продукт которого непосредственно вовлечен в патогенез заболевания. Кроме того, кажущиеся ассоциации могут возникать вследствие неоднородности популяции, приводящей, например, к неправильному формированию групп сравнения.

Семейный анализ позволяет выявить сцепление между генетическим маркером и заболеванием. В отличие от ассоциации, сцепление прямо доказывает роль гена (маркера) в формировании предрасположенности к заболеванию. Анализ сцепления проводится в семьях с несколькими пораженными сибсами, как правило, с помощью метода, основанного на выявлении у них общих родительских аллелей. Недостатком этого метода является его низкая чувствительность: для того, чтобы сделать вывод о значимости гена в развитии заболевания, требуется анализ сотен пар пораженных сибсов.

Поиск генов, вовлеченных в развитие таких полигенных заболеваний, как РС, в настоящее время проводят при помощи двух основных подходов: полного геномного поиска (позиционное картирование, сканирование) и метода "ген-кандидат" (функциональное картирование) с применением сложных статистических расчетов. Для обоих подходов применяют как семейный, так и популяционный анализ. При полном геномном поиске используют панели анонимных генетических маркеров с известной хромосомной локализацией, более или менее равномерно распределенных по геному. С их помощью локализуют области генома, вовлеченные в развитие данного заболевания, и далее в найденных областях проводят поиск генов, ассоциированных/сцепленных с данным заболеванием. При этом подходе природа заболевания, его патогенез и этиология не имеют значения для выбора области ДНК.

В отличие от полного геномного поиска, при подходе "ген-кандидат" предположение о возможном участии гена в этиопатогенезе заболевания выдвигают, исходя из природы заболевания и функции продукта гена, а далее проверяют это предположение. Такой подход при успешном поиске сразу позволяет выявить связь гена с заболеванием на любом уровне, вплоть до конкретного точечного изменения ДНК. Кроме того, с помощью подхода "ген-кандидат" можно легко анализировать связь генотипа с особенностями течения заболевания.

В рамках этих основных подходов применяют семейный анализ и популяционный анализ методом "случай-контроль". При анализе методом "случай-контроль" проводят сравнение распределения аллелей того или иного генетического полиморфного участка между репрезентативными выборками неродственных больных и неродственных здоровых индивидов. Конкретный генетический маркер считается ассоциированным с болезнью в том случае, если обнаружены статистически достоверные отличия по его содержанию в группах больных и здоровых. Помимо прямой связи между исследованным локусом и наследственной патологией, в основе ассоциации может лежать неравновесие по сцеплению между маркерным локусом и локусом болезни, если эти локусы расположены достаточно близко друг от друга. Кроме того, наблюдаемая ассоциация может оказаться артефактом еще и в случае неоднородности популяции. Поэтому важным требованием при использовании метода "случай-контроль" является использование гомогенных изолированных популяций или семейного материала, когда контрольную группу составляют из тех аллелей здоровых родителей, которые не передаются больным потомкам (метод AFBAC - Affected Family-Based Controls).

Анализ сцепления генетического локуса с заболеванием проводят на семьях больных. Наличие сцепления означает, что доказана прямая роль гена (маркера, области) в предрасположенности к заболеванию. Анализ сцепления проводится в семьях с несколькими пораженными сибсами, как правило, с помощью метода идентичности по наследованию (Identity-By-Descent, или IBD), основанного на выявлении у них общих родительских гаплотипов. При этом оцениваются шансы (вероятности) за и против сцепления в данной семье. Анализ сцепления проводится с использованием параметрического и непараметрического тестов. Количественным показателем сцепления при параметрическом анализе является логарифм соотношения шансов (правдоподобия) за и против сцепления - лод-балл (от английского "Logarithm of Odds Ratio"), а при непараметрическом тесте - NPL-статистика (non-parametric linkage statistics). Недостатком метода является его низкая чувствительность: для того, чтобы сделать вывод о значимости гена в развитии заболевания, требуется анализ сотен пар сибсов.

Более чувствительным при анализе сцепления какого-либо маркера с заболеванием является тест на неравновесие по переносу (Transmission-Disequilibrium Test, TDT), основанный на анализе случаев передачи маркерного гаплотипа от гетерозиготных родителей больным и здоровым детям. Однако этот тест применим в основном для тех генов (маркеров), для которых ранее была показана их ассоциация с заболеванием.

Ассоциированные с РС аллели полиморфных участков могут быть вовлечены в развитие заболевания за счет изменения структуры белка. Особый случай представляет выявление ассоциаций РС с полиморфными участками, расположенными в промоторных и энхансерных областях анализируемого гена, непосредственно участвующих в регуляции транскрипции. Известно, что связывание регуляторных белков с промоторами и энхансерами определяет экспрессию генов и, тем самым, спектр и уровень белкового синтеза. По существу, любой полиморфный участок ДНК, включая и экзоны, и интроны, и промоторные области может оказаться важным для развития заболевания.

В ряде случаев выявляли ассоциацию РС с микросателлитными маркерами, расположенными в некодирующих областях генома поблизости от гена-кандидата или даже непосредственно в гене (в интронах или нетранслируемых участках экзонов). Обладая преимуществом, связанным с их высокой информативностью, микросателлиты являются удачными маркерами заболевания. Однако вывод о вовлечении соседствующего с микросателлитом гена-кандидата в формирование наследственной предрасположенности к РС нуждается в дальнейшем подтверждении, поскольку ассоциация может определяться неравновесным сцеплением маркера с кодирующей областью гена.

 

Результаты исследований по методу "ген-кандидат"

При подходе "ген-кандидат" целенаправленно выясняют роль того или иного гена, выбранного исходя из функции его белкового продукта в этиопатогенезе заболевания. В случае РС гены-кандидаты выбирали на основании аутоиммунной природы этого заболевания. При выборе гена-кандидата также оказывается полезным принимать в рассмотрение данные полного геномного поиска. Однако иногда выявляют ассоциации с генами, лежащими за пределами областей сцепления с РС при полном геномном поиске. Учитывая огромный размер областей, сцепленных с РС по данным полного геномного поиска, не удивительно, что часто не удается найти ассоциацию с конкретным геном-кандидатом, лежащим внутри области сцепления. В таблице 1 представлены данные о генах, ассоциация которых с РС установлена, по крайней мере, в одном исследовании.

Во многих исследованиях в разных странах и в разных этнических группах были выявлены ассоциации РС с аллельным полиморфизмом генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГ), или HLA-системы, локализованных на коротком плече хромосомы 6 (с HLA-генами области 6p21). Хорошо известна ведущая роль продуктов HLA-генов в формировании иммунного ответа. HLA-система представляет собой группу тесно сцепленных полиморфных генетических локусов, которые кодируют три различных класса полипептидных продуктов, играющих центральную роль в развитии и регуляции иммунного ответа, в первую очередь в процессе «представления» любого антигена. Существенное значение для запуска и поддержания демиелинизирующего процесса при РС имеют выраженность и длительность транзиторного повышения экспрессии молекул HLA на эндотелии сосудов мозга, микроглии и, в меньшей степени, астроцитов, а также способность этих молекул избирательно представлять пептиды определенной аминокислотной последовательности.

Сначала в ранних работах классическими методами идентификации HLA-антигенов класса I - серотипированием или смешанной культурой лимфоцитов - обнаружили ассоциации РС с молекулами HLA класса I. Была обнаружена связь риска РС с молекулами HLA класса I - чаще всего у больных РС по сравнению со здоровыми донорами отмечали повышение частоты экспрессии локусов А3 и В7. Эти исследования проводились с помощью классических методов идентификации HLA-антигенов - серотипированием или на смешанной культуре лимфоцитов. Поскольку один серологический маркер часто выявляется на нескольких типах HLA-молекуле, такими методами невозможно специфически определить ассоциированный с РС генотип. Однако эти ассоциации были слабы, а использованные методы не позволяли специфически определить ассоциированный с РС генотип. К сожалению, до сих пор для анализа ассоциации РС с HLA класса I не применялись геномные методы типирования. Одной из причин этого является отсутствие доступных методов анализа этого высокополиморфного участка.

Более информативным оказалось исследование генов HLA класса II, которые объединены в три области: DR, DQ и DP. В большинстве работ, проведенных методом "случай-контроль", обнаруживали ассоциацию каких-либо аллелей областей DR, DP или DQ, а также их протяженных гаплотипов, с РС. Многочисленные результаты вначале серологического, а позже и геномного типирования указывают на связь восприимчивости к РС с отдельными специфичностями HLA-молекул класса II и входящими в их состав отдельными аллелями гена DRB1, соответствующими определенным DR-специфичностям. Для европеоидов (большая часть населения Европы, включая Россию, североамериканские европеоиды) прослеживается устойчивая связь РС со специфичностью DR2 и, особенно, с ее подгруппой DR15, хотя эти ассоциации не сильны - значения относительного риска (ОР) не превышает 5. Функциональная значимость DR15 при РС подтверждается увеличением относительного риска РС для гомозигот по DR15. Проведенное для тех же популяций геномное типирование генов DQA1 и DQB1 показало, что в силу их прочного сцепления друг с другом и с DRB1 выявляется характерная для РС ассоциация c набором аллелей (или гаплотипом) DRB1*1501,DQA1*0102,DQB1*0602 (соответствует серологической специфичности DR2(DR15),DQ6(DQ1), или DR15,DQ6), который часто обозначается как DR2-гаплотип. Устойчивая, хотя и не сильная ассоциация с группой аллелей, соответствующей серологической специфичности DR2, особенно с подгруппой DR15 (т.е. DR2-гаплотип) характерна для большинства европейских популяций.

В ряде популяций отмечены более слабые связи РС со специфичностями DR4 и DR3, причем зачастую они выявляются только в группе лиц, не несущих DR15 - главный фактор риска по HLA-DR. Доказанной считается ассоциация РС с DR4 и DR3 в популяции жителей Сардинии, причем в составе гаплотипов с определенными DR и DQ аллелями. Для больных РС русской национальности нами обнаружена достоверная связь РС с DR15, особенно при раннем начале РС, в детском возрасте. В не европейских популяциях также выявляли ассоциации с группами аллелей гена DRB1, например DR4 и DR3 - у больных РС из Северной Африки и DR3 в Турции.

Область DP расположена в ГКГ слева от DR и экспрессируется среди генов HLA класса II в наименьшей степени. Несмотря на некоторую противоречивость данных, наиболее распространено мнение, что область DP находится за пределами ассоциированного с РС DR2-гаплотипа. Для области DP находили не зависимые от DRB1 ассоциации с РС в русской, японской и австралийской популяциях. Например, среди белых австралийцев и жителей г. Кантон (Гуанджоу), РС был ассоциирован с DPB1*0301 у индивидов, не имеющих DQB1*0602 (этот аллель входит в DR2-гаплотип). Повышение частоты встречаемости аллеля DPB1*0401 мы наблюдали у больных РС из России, причем связь с РС была более отчетливой именно у DR15-негативных лиц.

Хотя роль генов HLA класса II в генетической восприимчивости к РС безусловно установлена, вклад этих генов как правило невелик и в любом случае не полностью обуславливает развитие заболевания. По различным оценкам, он колеблется в пределах от 10% до 62%. Исходя из этих данных, можно оценить вклад в развитие заболевания других генов. Гены-кандидаты расположены на различных хромосомах и, как правило, кодируют белки, так или иначе вовлеченные в процесс воспаления и развития аутоиммунной реакции. К ним относятся различные про- и антивоспалительные цитокины и их рецепторы, молекулы, участвующие в активации и функционировании B- и T- лимфоцитов, молекулы адгезии, белки, участвующие в апоптозе и презентации аутоантигенов, а также известные для РС аутоантигены (например, ОБМ, ПЛП, МОГ), иммуноглобулины и др. Все больший интерес привлекают гены-кандидаты, продукты которых могут быть вовлечены в нейродегенерацию и эндокринную регуляцию нейроиммунологических процессов.

Неоднократно сообщали о выявлении ассоциации РС с полиморфными участками в локусе, содержащем гены факторов некроза опухолей (ФНО) - ФНОальфа и ФНОбета (лимфотоксина). Эти цитокины не только активируют клеточный иммунитет, но и могут принимать непосредственное участие в разрушении миелина при РС. Локус ФНО располагается на хромосоме 6 между регионами HLA-B класса I и HLA класса III. Описано несколько полиморфных участков в этой области. Популяционные исследования выявили ассоциацию РС с отдельными аллелями микросателлитных повторов ФНОа - ФНОа1 и ФНОа9 у русских, ФНОа11 у шведов и ирландцев, а также с ФНОа1 у норвежцев. Не ясно, является ли ассоциация РС с маркерами локуса ФНО первичной, вторичной или дополнительной по отношению к ассоциации с аллелями HLA. По данным ряда исследований, связанный с РС у большинства европеоидов “расширенный” DR2-гаплотип включает ряд полиморфных маркеров в области ФНО: аллели ФНОa11, ФНОb4, ФНОc1, ФНОd130, ФНОe1 и другие. С другой стороны, получены данные, свидетельствующие, что полиморфизм некоторых участков локуса ФНО может иметь самостоятельное значение для развития РС. Для популяции Северной Ирландии показана независимая по отношению к DR15 ассоциация РС с микросателлитным гаплотипом ФНОa11b4d130. Высказано предположение, что полиморфные вариации в промоторной области гена ФНО могут иметь значение для развития РС вследствие того, что влияют на уровень продукции этого цитокина.

Имеются сообщения о связи РС с полиморфизмом генов других цитокинов и их рецепторов. Например, с аллелем G49 в первом экзоне и с полиморфизмом маркера в четвертом экзоне гена, кодирующего ассоциированный с цитотоксическими Т-лимфоцитами белок (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, CTLA4), участвующий в терминации T-клеточной активации. Популяционный анализ не выявил ассоциаций между РС и полиморфизмом генов одного из рецепторов хемокинов, и антивоспалительного цитокина трансформирующего ростового фактора-b (ТРФ-b).

В нескольких исследованиях выявили ассоциацию РС с определенными аллотипами генов иммуноглобулинов (Ig) и с полиморфизмом локуса вариабельного (V) сегмента тяжелой цепи Ig, с некоторыми аллельными формами факторов комплемента. Многочисленные исследования подтвердили наличие ассоциации РС с микросателлитным маркером в области первого интрона гена белка аполипопротина С-II (APOC-II) на хромосоме 19. Этот белок играет большую роль в процессах формирования и регенерации нервной ткани и привлекает особое внимание специалистов, изучающих клиническую генетику РС.

Также при РС исследовали полиморфные гены, кодирующие V-сегменты T-клеточных рецепторов. Первоначально данные о связи отдельных типов молекул ТКР с демиелинизацией были получены на модельных животных с экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом (ЭАЭ). Было показано, что предрасположенность к ЭАЭ зависит не только от области ГКГ мыши, эквивалентной HLA класса II у человека, но и от набора генов ТКР, кодирующих вариабельную область бета-цепи ТКР. ОБМ-специфические клоны Т-лимфоцитов больного РС преимущественно используют ТКР, вариабельную область которых кодируют определенные гены ТКР. Следовательно, по крайней мере, в отношении аутоиммунного ответа на ОБМ, возможна связь РС с наследуемыми аллелями генов ТКР. Высоко достоверное различие в частоте субгаплотипа гена ТКР V-бета8.1/V-бета11 наблюдали при сравнении подгрупп больных РС и здоровых доноров, позитивных по HLA-DR15, т.е. предполагается совместное участие этих локусов в формировании предрасположенности к РС.

Активно исследуется полиморфизм генов, кодирующие основные белковые компоненты миелина: оснóвный белок миелина (ОБМ), протеолипидный белок (ПЛП), миелин-олигодендроцитарный гликопротеин (МОГ) и другие. Ген ОБМ расположен на 18-й хромосоме. Была описана новая изоформа ОБМ - X2-ОБМ, продуцируемая при ремиелинизации и включающая область, кодируемую вторым экзоном гена ОБМ. Не исключено, что появление при ремиелинизации измененного ОБМ может приводить к срыву толерантности и хронизации аутоиммунных реакций.

Вклад в развитие РС каждого из не- HLA генов, как и HLA-генов, невелик, что характерно для полигенных заболеваний. Кроме того, поскольку полигенным заболеваниям свойственна генетическая и клиническая гетерогенность, отдельный ген может быть существенным только для одной из форм заболевания, и его вклад будет маскирован присутствием других форм заболевания в полной выборке больных.

 

Результаты семейных исследований генетики РС

Исследование семей с несколькими случаями РС наиболее информативно для доказательства сцепления маркера и РС. В то же время следует отметить, что не исключена возможность того, что семейный РС генетически несколько отличается от спорадического. Пока не получено убедительных данных о клиническом отличии этих форм болезни, хотя не исключена возможность разной степени участия генетических факторов в их этиологии и патогенезе. Так, для спорадического РС в нескольких работах был проведен анализ ассоциации аллелей гена DRB1 с РC на семейном материале методом AFBAC. Эти исследования показали, что выявленные ассоциации РС с DR2 у больных на юго-западе Франции, в США и в центральной России, а также с DR3 и DR4 в Сардинии не являются артефактом популяционной стратификации. Также, на семейном материале исследовали сцепление РС с генами HLA методом идентичности по наследованию. Применение более чувствительного метода TDT позволило показать сцепление РС с DR15 в Исландии, США и России, а также с DR3 и DR4 в Сардинии. В то же время сцепления DR2-гаплотипа с РС не отмечено при анализе большого числа семей с несколькими случаями РС в разных странах. В качестве основных причин несовпадения результатов семейного анализа сцепления с результатами популяционных исследований можно отметить: 1) возможные генетические различия между семейным и спорадическим РС; 2) этнические особенности формирования предрасположенности к “семейному” РС; 3) разную этиологию РС в анализируемых в одном исследовании семьях.

Семейные исследования позволяют более детально анализировать генную комплементарность, т.е. совместный вклад нескольких генетических маркеров на одной или разных хромосомах в формирование предрасположенности к РС. Для популяции о. Сардиния анализ числа случаев передачи маркерного гаплотипа от гетерозиготных родителей больным и здоровым детям выявил сцепление с РС аллеля I2 гена провоспалительного цитокина гамма-интерферона, но только в семьях, не несущих аллелей предрасположенности DRB1 *03 или *04. Ассоциация РС с аллелями гена Т-клеточного рецептора (ТКР) также была подтверждена на семейном материале DR15-позитивных больных РС. Сцепление с полиморфными маркерами внутри локуса ТКР было отмечено при анализе генотипов 37 семей с двумя или тремя больными РС. Наиболее активно семейные случаи РС изучались при проведении полного геномного поиска.

 

Ассоциации РС с несколькими полиморфными участками

Относительно неразработанным направлением при исследовании генетической предрасположенности РС является анализ ассоциаций РС с сочетанной встречаемостью аллелей различных генов-кандидатов. Если выявление полигенности при полном геномном поиске может во многом определяться наличием генетически гетерогенных форм заболевания, то обнаружение сочетанных ассоциаций генов, не наследуемых как единое целое, служит непосредственным доказательством того, что наследственный компонент РС обусловливается совместным влиянием нескольких генов у конкретного индивида.

Самым распространенным способом поиска сочетанных ассоциаций генов до сих пор является поиск ассоциаций с аллелями генов-кандидатов в подгруппах индивидов, сформированных (стратифицированных) по принципу носительства той или иной группы аллелей генов HLA класса II (таблица 2). Возможно, присутствие предрасполагающего аллеля одного из входящих в конкретный набор генов не приводит к выходу за рамки нормы, а только немного изменяет какой-либо из параметров гомеостаза. Изменение же второго гена из данного набора генов приводит к тому, что создаются этиологические предпосылки для развития РС.

Результаты полного геномного поиска при РС.

Полный геномный поиск при РС с применением анализа сцепления проводили для различных этнических групп в разных странах, затем по данным этих исследований провели два мета-анализа, объединяющие результаты сначала первых четырех, а потом всех исследований.

Области положительного сцепления, характеризующиеся максимальным лод-баллом более 2 или NPL более 2,1 (что соответствует шансам в пользу сцепления ³ 100:1). Такие области обнаружены на большинстве хромосом, что подтверждает полигенную природу РС. Следует отметить, что значения лод-балла и NPL в большинстве из включенных в таблицу случаев не превышали 3,0, что свидетельствует о небольшом вкладе каждой отдельной области в развитие РС. Таким образом, эти исследования не показали присутствия главной области, сцепленной с заболеванием, ни на одной из хромосом. Из данных таблицы видно также, что в большинстве случаев полный геномный поиск в различных этнических группах не дал совпадающих результатов, что может свидетельствовать о генетической гетерогенности РС в разных популяциях. Хотя области положительного сцепления выявлены в разных исследованиях на большинстве хромосом (кроме 21 и Y), только области 3q21-24 и 6p21 совпадали в большинстве работ. Применение глобального мета-анализа подтвердило сцепление с РС области 6p21, но не 3q21-24, и выявило несколько дополнительных областей сцепления, в частности с РС оказались связаны полиморфизмы генов рецептора ИЛ2 и рецептора ИЛ7.

При полном геномном поиске проводили также исследования ассоциаций областей ДНК с РС методом "случай-контроль". Во многих из этих исследований обнаружена связь РС с областью 6p21 и другими областями генома, для которых ранее было показано сцепление с заболеванием, а также выявлены некоторые новые ассоциированные с РС области. Снова, как и при анализе сцепления, результаты, полученные в разных этнических группах, не совпадали, и не удалось выявить главной области, ассоциированной с РС.

В целом, можно заключить, что к настоящему времени полный геномный поиск не позволил выявить универсальные области сцепления/ассоциации с РС, однако доказал полигенную природу заболевания и, по-видимому, отсутствие главного гена. Показан небольшой вклад каждого из вовлеченных в развитие заболевания генов и зависимость развития РС от этнической принадлежности больных.

 

Ассоциации полиморфных участков генома

с клинической картиной РС.

Одним из преимуществ подхода "ген-кандидат" является возможность выявить ассоциации генов не только с заболеванием в целом, но и с различными клиническими характеристиками заболевания, и, напротив, найти сходные генетические признаки у клинически различающихся групп больных. Этот подход позволяет получить значимые результаты при разделении имеющейся группы на подгруппы по принципу носительства какого-либо клинического признака и последующем поиске генетических ассоциаций в пределах подгрупп. Наиболее часто сообщается о связи генетического маркера с определенным типом течения РС (ремиттирующий или прогрессирующий, благоприятный или злокачественный). Реже оценивается связь генетических маркеров со степенью и/или скоростью накопления необратимых неврологическых нарушений, т.е. с тяжестью РС. Также анализируются ассоциации генетических маркеров с возрастом начала РС, преобладанием того или иного симптомокомплекса и другими клиническими параметрами. Ассоциации отдельных аллелей полиморфных генов с клиническими признаками РС перечислены в таблице 3.

Было проведено несколько исследований, оценивающих влияние HLA-DR на особенности клинического течения РС. Противоречивые данные получены в отношении DR15; DR3 чаще связывали с ремиттирующим течением РС, а DR4 - с прогрессирующим. Мы отмечали более тяжелое течение РС у больных с DR3. Цикл работ, проведенных в Москве, позволил высказать предположение, что при раннем начале РС (“детском РС”) генетическая предрасположенность к РС может быть выражена сильнее. По нашим данным относительный риск развития РС у детей с РС, несущих с DR15 оказался выше, чем у взрослых больных, особенно он высок при раннем начале заболевания с оптического неврита. Недавно были получены данные о комбинированной ассоциации ремитирующего РС с DR15 и аллелем 2 гена антагониста рецептора провоспалительного цитокина ИЛ-1.

С ремиттирующим типом течения РС в норвежской популяции был связан аллель G49 из биаллельного полиморфного участка A-G49 в первом экзоне гена, кодирующего ассоциированный с цитотоксическими Т-лимфоцитами белок (CTLA4). Только у больных с прогрессирующей формой РС, не имеющих DR15, выявлена ассоциация с аллелями гена Т-клеточного рецептора (ТКР). Мы получили данные о более мягком клиническом течении РС у больных с ФНОа7. Показана также корреляция между частотой встречаемости аллеля гена цитокина ИЛ4 и более поздним возрастом дебюта РС. Клинический признак также может быть ассоциирован с сочетанной встречаемостью аллелей разных генов, например, так обнаружено, что в группе больных РС, несущих группу аллелей DR4 гена DRB1 и делецию CCR5D32, РС ассоциирован с ранним началом.

При анализе ассоциации РС с аллелями HLA в японской популяции на основании осо бенностей клинического течения выделили две подгруппы РС - "азиатский", характеризующийся преимущественным поражением зрительного нерва и спинного мозга (т.е. оптикомиелит, близкий к болезни Девиса), и "западный", или “классический” РС. При этом наблюдали повышение частоты аллелей DRB1*0802 для РС “азиатского” типа и DRB1*1501 - для “западного типа”. В другом исследовании было показано, что DR2 выявляется у 41% больных с “классическим” РС, но отсутствует у больных с “азиатским” типом РС (оптикомиелитом).

С особенностями клинической картины РС могут асоциироваться мутации в митохондриальной ДНК. В целом по группе больных не обнаружили связи РС с митохондриальными мутациями, однако у больных РС (преимущественно женщин) с тяжелыми двусторонними повреждениями зрительного нерва выявлены мутации митохондриальной ДНК, характерные для болезни Лебера - наследственной невропатии зрительного нерва. Это позволило высказать предположение о возможной связи митохондриальных мутаций с некоторыми клиническими формами РС. Предполагалось, что мутации в митохондриальной ДНК могут обусловливать более ранний возраст клинического начала заболевания, например у детей, т.е. начало РС в возрасте до 16 лет. Хотя секвенирование митохондриальной ДНК нескольких детей с РС и оптическим невритом не выявило статистически достоверных ассоциаций мутаций, характерных для болезни Лебера, с РС, показано возможное влияние этих мутаций на степень тяжести поражения зрительной системы.

 

Фармакогенетический анализ при РС

Фармакогенетический анализ, направленный на изучение эффективности терапии лекарственными препаратами в зависимости от генетических особенностей больных, становится все более важным направлением генетических исследований в современной медицине. Оценка эффективности лечения РС и правильное формирование групп является важнейшим условием проведения фармакогенетических исследований. Для больных РС формируются группы: 1) больные с определенным улучшением течения РС после лечения; 2) больные, не ответившие или слабо ответившие на лечение.

В настоящее время в мире проведены первые фармакогенетические исследования эффективности терапии больных РС иммуномодулирующими препаратами. Первым объектом для фармакогенетических исследований эффективности терапии ИФНб стали гены ГКГ класса II, которые являются одной из мишеней этого лекарственного препарата. В наших предварительных исследованиях проводился поиск ассоциации между носительством аллелей гена DRB1 у больных РС русской этнической группы и результатом лечения ИФНб-1b. Группы формировали исходя из частоты обострений и прогрессирования заболевания. Показано, что у носителей аллеля DRB1*15 - основного аллеля предрасположенности к РС у русских - после годичного курса лечения ИФНб достоверно чаще уменьшается показатель инвалидизации (EDSS). При этом у носителей аллеля DRB1*15 также достоверно уменьшалась частота обострений. Аналогичная картина наблюдается также у больных РС, имеющих хотя бы один из аллелей гена DRB1 класса II, связанных, по данным литературы, с повышенным риском РС в некоторых популяционных исследованиях (DRB1*0301, или DRB1*04). Таким образом, наличие у пациента вышеупомянутых аллелей гена DRB1 класса II можно считать благоприятным предсказательным признаком для ответа на терапию ИФНб в русской этнической группе.

Фармакогенетические исследования позволили установить значение отдельных полиморфных участков в генах, которые кодируют клеточные рецепторы, в эффективности некоторых лекарственных препаратов. Интерфероны первого типа, к которым относится ИФНб, связываются с общим рецептором IFNAR. Две субъединицы этого рецептора – IFNAR1 и IFNAR2 – кодируются двумя различными генами, IFNAR1 и IFNAR2,расположенными на хромосоме 21 в области 21q22.1. Анализ фармакогенетического эффекта восьми однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphism, SNP) в этих генах у больных РС испанской этнической принадлежности при терапии ИНФб выявил ассоциацию однонуклеотидного полиморфизма в положении 16469 (замена аденина на тимин (A/T) в третьем интроне гена IFNAR1) с отсутствием обострений при лечении ИФНб.

Одной из причин благоприятного воздействия ИФНб при лечении больных РС является регуляция баланса цитокинов. При изучении влияния динуклеотидных микросателлитных повторов в первом интроне гена провоспалительного цитокина ИНФг (IFNG) у больных РС, получающих терапию ИФНб, было выявлено различное распределение аллелей IFNG среди групп больных без обострений и больных, у которых обострения продолжались. Анализ распределения гаплотипов в промоторе гена, кодирующего ИЛ-10 (промоторами называются некодирующие части генов, которые связывают регуляторные белки), у больных ремитирующей формой РС при терапии ИФНб, также показал их различное распределение в группах больных с разной эффективностью лечения, судя по данным МРТ. Полученные результаты дают основание предполагать непосредственное влияние различных полиморфизмов в регуляторных частях генов цитокинов на эффективность иммуномодулирующей терапии РС.

Интерфероны I типа проявляют свое действие, по крайней мере, частично, через взаимодействие специфических транскрипционных факторов с элементами интерферон - индуцированного ответа (interferon-stimulated response elements, ISREs), которые, в основном, расположены в промоторных областях многих ИФН-индуцибельных генов. Можно предположить, что полиморфизм в последовательностях ISRE-элементов или вблизи них влияет на регуляцию ИФН-индуцибельных генов, приводя к изменению клинического ответа на терапию ИФНб у носителей тех или иных генетических вариантов. Фармакогенетическое исследование влияния полиморфных вариантов в последовательностях ISRE-элементов (или вблизи от них) на эффективность терапии ИФНб больных ремиттирующей формой РС выявило 4 гена, полиморфизмы в которых достоверно ассоциированы с эффективностью лечения ИФНб больных РС: 1) IFNAR1 – ген, кодирующий одну из субъединиц рецептора интерферонов I типа; 2) LMP7 – ген, кодирующий бета-субъединицу протеасомы – структуры, участвующей в процессировании цитозольных белков для презентации их молекулами ГКГ I класса; 3) CTSS – ген, кодирующий протеолитический фермент катепсин S, участвующий в презентации антигенов молекулами ГКГ II класса и, как сейчас полагают, непосредственно вовлеченный в нейродегенерацию; 4) ген MxA, кодирующий белок MxA (myxovirus resistance protein A), участвующий в противовирусной защите и являющийся одним из самых известных биомаркеров активности интерферонов типа I. Результаты этого исследования подтвердили полигенный характер ответа на терапию ИФНб. Исследования роли генетических вариантов в эффективности иммуномодулирующего лечения РС только начинаются и в дальнейшем должны быть проведены на больших выборках больных РС разных этнических групп.

У части больных РС при лечении ИФНб образуются нейтрализующие анти-ИФНб антитела (НАТ), которые могут влиять на эффективность терапии. Недавно была выявлена ассоциация между носительством аллеля гена DRB1 класса II (DRB1*0701) и формированием анти-ИФНб НАТ. Эти результаты дают основание предполагать, что выявление подобных ассоциаций в различных этнических группах и проведение ГКГ-типирования больных РС позволит выявлять тех из них, у которых, вероятнее всего, будут образовываться анти-ИФНб НАТ, и заранее рекомендовать им альтернативную терапию.

Фармакогенетические исследования эффективности применения копаксона при лечении РС касались пока только генов ГКГ. Для копаксона эти исследования могут быть более значимы, чем в случае ИФНб, поскольку копаксон конкурирует с антигенами оснóвного белка миелина за связывание с молекулами ГКГ класса II при формировании тримолекулярного комплекса. Действительно, было показано, что у итальянских больных РС носительство аллеля DRB1 *1501 достоверно ассоциировано с улучшением течения РС и с уменьшением частоты осложнений после лечения копаксоном.

 

Заключение

Несмотря на существенный прогресс в изучении клинической генетики РС как мультигенного заболевания, вопрос о генетической предрасположенности к РС далек от своего разрешения. Одной из основных причин этого является генетическая гетерогенность, определяющаяся как этнической неоднородностью исследуемых групп больных, так и полиморфизмом клинических форм и вариантов течения РС. РС возникает скорее при независимом, либо эпистатическом действии множества генов, каждый из которых вносит небольшой вклад в развитие заболевания, чем при участии небольшого количества генов, оказывающих сильный патологический эффект. Нельзя недооценивать участие внешних факторов в этиологии РС.

На сегодняшний день, после многочисленных исследований с применением подходов полного геномного поиска и "гена-кандидата", популяционных и семейных исследований, РС представляется полиэтиологическим симптомокомплексом полигенной природы, характеризующимся различающимся набором предрасполагающих генов для каждой из форм заболевания. В целом, подход "ген-кандидат" в данный момент представляется более перспективным, чем полный геномный поиск. Применение этого подхода доказало полигенную природу и показало множественность клинических форм, за которыми стоит генетическое разнообразие, т.е. связало клиническую гетерогенность с генетической. Кроме того, подход "ген-кандидат" позволяет учитывать влияние нескольких генов на развитие и клиническую картину РС.

Вопрос о факторах генетической предрасположенности к РС пока далек от своего разрешения. Но даже сейчас, ряд ассоциаций позволяют предложить ряд генетических маркеров в качестве прогностических маркеров особенностей течения заболевания.

Наконец, предварительные результаты фармакогенетических исследований дают основание предполагать влияние некоторых изученных полиморфизмов на эффективность лечения больных РС иммуномодулирующими препаратами. И хотя некоторые данные противоречивы, это можно объяснить тем, что когорты больных из разных этнических групп были немногочисленны, исследовали различные полиморфные участки одних и тех же генов и использовали различные критерии эффективности лечения в разных исследованиях. Хотя фармакогенетические исследования эффективности терапии больных РС иммуномодулирующими препаратами находятся в самом начале развития, им придают все большее значение. Идентификация генов, влияющих на эффективность иммуномодулирующей терапии, позволит в дальнейшем выбрать индивидуальное лекарство для каждого больного РС, исходя из его генетических характеристик, и откроет новые перспективы для персонифицированной терапии РС.


Таблица 1. Гены, для которых найдены ассоциации с РС.

Хромо-сома Ген-кандидат Локализация Типы полиморфизма Страна (популяция)
  FAS-ligand 1q23 МКП 46 т.п.н. перед геном Испания, США
TGFβ2 1q41 МКП, 5'- регион Швеция
PTPRC 1q31-q32 ОНП 77C → G Германия, Италия
IL-10 1q31-q32 ОНП 12G → A Испания
TNFR II 1p36.3-p36.2 ОНП 1668 T → G Австрия
  CTLA4 2q33 ОНП 49A → G Норвегия, Швеция, Япония
МКП, экзон 3 США
МКП, экзон 4 Швеция
NRAMP1 2q35 МКП, промотор ЮАР (европеоиды)
  CCR2 3p21 ОНП CCR2 кодон-64Val → Ile Япония
  OPN 4q21 ОНП 8090 C → T Япония
IL-2 4q26-q27 МКП, 3'-фланк. Германия
ОНП -384 G → T Испания
  IL-4 5q31.1 МКП, 3 интрон Италия, США
  гены области HLA 6p21 HLA Класса I большинство популяций
HLA Класса II большинство европейцев, Иран, Северная Африка, Япония
TNF 6p21.3 МКП, 5'-фланк.(TNFa) Германия, Швеция, Ирландия
МКП, 5'-фланк.(TNFb) Ирландия
ОНП -376 A → G Испания
ОНП -308 A → G Германия, Сербия
LTα 6p21.3 ОНП 252A → G Россия, США
IKBL 6p21.31 ОНП Германия
ESR1 6q25.1 ПЦР-ПДРФ Xba I Япония
  TCRb 7q35 TCRBV6S3 Германия
IL-6 7p21 МНП, 3'-фланк Сардиния
  VDR 12q12-q14 ПЦР-ПДРФ Bsm 1 Япония
IFN-γ 12q14-q15 МКП, 1 интрон Швеция, Сардиния
  TCRα 14q11.2 МКП Германия
  IL-4R 16p12.1-p11.2 МКП Швеция
  MCP-3 17q11.2-q12 МКП, промотор Бельгия
PNMT 17q21-q22 ОНП -387 A → G США
Fas 17q25 ОНП -670 A → G Голландия
  MBP 18q23 МНП, 5'-фланк. Финляндия, Дания Италия, Россия
  APOE 19q13 несколько ОНП США
ICAM-1 19q13 ОНП 13848 A → G Финляндия, Испания
  SYN3 22q12-q13 ОНП -631C → G Италия
  IgG 22q11.1-q11.2 ПДРФ Bst EII европеоиды

Таблица 2. Выявленные ассоциации РС с генами-кандидатами в подгруппах, составленных по носительству аллелей генов HLA класса II.

Ген (продукт) Подгруппа аллелей генов HLA класса II Страна
IL4R (рецептор интерлейкина 4) гаплотип DRB1 *1501- DQB1 *0602-отрицательная подгруппа США
CCR5 (рецептор CC-хемокинов 5) DR4-положительная подгруппа аллелей гена DRB1 Россия
TCR (T-клеточный рецептор) DR15-положительная и отрицательная подгруппы аллелей гена DRB1 Австралия
ICAM-1 (молекула адгезии ICAM-1) DQB1 *0602 положительная подгруппа Финляндия Испания
CTLA4 (ассоциированный с цитотоксическими Т-лимфоцитами белок) DR15-положительная подгруппа аллелей гена DRB1 Франция
MBP (основный белок миелина) DR4- и DR5-положительные подгруппы аллелей гена DRB1 Россия Италия
TGFβ1 (трансформирующий фактор роста β1) DR15-положительная подгруппа аллелей гена DRB1 США

 

 

Таблица 3. Ассоциации полиморфизма генов с различными клиническими признаками РС.

Ген (сочетания) Аллель или генотип Обнаруженная ассоциация Страна (регион)
CCR5 CCR5Δ32 РРС Дания
Более позднее начало США, Северная Ирландия
Более медленное развитие Израиль
CCR5+DRB1 CCR5Δ32+DR4 Более позднее начало Россия
DRB1 DR13 Более мягкое течение Северная Италия
APOE ε2 Более позднее начало ВПРС Италия
Более мягкое течение США
ε4 Более тяжелое течение Австрия, США
Более быстрое прогрессирование Израиль
IL-4 R551 Увеличенная частота при ППРС по сравнению с РРС Германия
IL-1RN МКП Более мягкое течение у пациентов с длительностью РС более 10 лет Великобритания
IL-1β Ava 1,1 Alu 1,1 Более тяжелое течение у пациентов с длительностью РС более 10 лет
PAI-1 4G/5G в промоторе У женщин Финляндия
TCRβ Bv8s1*2 РРС Австралия
ESR1 X/x полиморфизма XbaI Возраст начала заболевания Япония
IL-6 аллель A5 Мягкое течение заболевания Сардиния
A6-A9 Быстро прогрессирующий РС
TGFβ1 Гаплотип GCTGC Более мягкое течение США
CNTF G →A нуль-мутация в положении -6 2-ого экзона Более раннее начало с преобладанием двигательных нарушений Германия
IL-10 G9/9, G10/13, G11/13 и G13/14 Более тяжелое течение Франция
G9/10, G9/11, G9/13 и G12/13 Более мягкое течение
A/G в положении -1082 Меньше вероятность тяжелого течения; увеличивается с возрастом Финляндия
FAS (CD95) аллель G ОНП -670 A→G Большая чувствительность к РС только у женщин США
OPN 3 1284A Больший риск развития ВПРС США
G/G в положении 9583 Более позднее начало Япония

 


 

Примечание для таблиц 1-3: генотипы представлены в форме X/X; ВПРС - вторично-прогрессирующий РС, МКП – микросателлитный повтор, МНП - минисателлитный повтор, ОНП – однонуклеотидный полиморфизм, ПДРФ - полиморфизм длин рестрикционных фрагментов, ППРС - первично-прогрессирующий РС, ПЦР - полимеразная цепная реакция; РРС - ремиттирующий РС; продукты исследованных генов:, APOE -аполипопротеин E, CCR2 - рецептор CC-хемокинов 2, CNTF - цилиарный нейротрофический фактор, CTLA4 - ассоциированный с цитотоксическими Т-лимфоцитами белок, ESR1 - эстрогеновый рецептор 1, Fas - CD95/Apo-1, Fas-ligand – Fas-лиганд,, HLA - лейкоцитарный антиген человека, ICAM-1 - молекула адгезии ICAM-1, IFN-γ - интерферон-g, IKBL - ингибитор kB-подобного белка, IL - интерлейкин, IL-1RN - антагонист рецептора интерлейкина 1, IL-4R - рецептор интерлейкина-4, LTα - лимфотоксин, MBP - основный белок миелина, MCP-3 - белок хемотаксиса моноцитов 3, NRAMP1 - природный связанный с резистентностью белок макрофагов-1, OPN - остеопонтин, PAI-1 - ингибитор активатора плазминогена 1, PNMT - фенилэтаноламин-N-метилтрансфераза, PTPRC - CD45, SYN3 - синапсин III, TCRb - b-цепь Т-клеточного рецептора, TCRα - α-цепь Т-клеточного рецептора, TGFβ2 - трансформирующий ростовой фактор β2, TNF - фактор некроза опухолей, TNFR II - рецептор II фактора некроза опухолей, VDR - рецептор витамина D.

 

 


Эпилепсия






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных