Генетические факторы в развитии диабетической полиневропатии при сахарном диабете 1-го типа

Рис. 1. Сравнительный анализ аллельного распределения гена SOD2 Ala16Val (rs4880)

Таблица 1. Сравнительный анализ аллельного распределения гена SOD2 Ala16Val (rs4880) и гена IL-1082 G/A (rs1800896) у пациентов основной (ДПН и СД 1-го типа) и контрольной групп

Рис. 2. Сравнительный анализ аллельного распределения гена IL-1082 G/A (rs1800896)

Таблица 2. Частота встречаемости генотипов SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-1082 G/A (rs1800896). Описательная статистика категориальных переменных

Таблица 3. Анализ распределения частоты встречаемости генотипов гена SOD2 Ala16Val (rs4880) и гена IL-10-1082 G/A (rs1800896)

Рис. 3. Сравнительный анализ распределения частоты встречаемости генотипов гена SOD2 Ala16Val (rs4880)

Рис. 4. Сравнительный анализ распределения частоты встречаемости генотипов гена IL-10-1082 G/A (rs1800896)

Введение

Диабетическая полиневропатия (ДПН) представляет собой серьезную медико-социальную проблему. Поражение нервной системы при сахарном диабете (СД) 1-го типа сопровождается симптоматикой, значительно снижающей качество жизни многих пациентов [1–3]. ДПН при СД 1-го типа лишь условно считается его осложнением, поскольку функциональные нарушения периферической нервной системы наблюдаются уже в дебюте заболевания, что связано с высокой чувствительностью нервных клеток к повышенной концентрации глюкозы [4–6].

Генетическая предрасположенность к развитию ДПН при СД 1-го типа обусловлена наследованием определенных аллелей обычных здоровых генов. Иногда аллели, определяющие предрасположенность к развитию ДПН при СД 1-го типа и связанные с заболеванием, называют этиологическими мутациями/вариантами. Этиологические варианты широко распространены в популяции, но каждый из них сам по себе не приводит к развитию заболевания. Только наличие определенной комбинации этиологических вариантов в целом ряде генов, определяющих предрасположенность к заболеванию и его осложнений, может приводить к физиологическим нарушениям, а следовательно, развитию ДПН при СД 1-го типа [6–8].

В связи с этим особое внимание уделяется изучению генетической предрасположенности к развитию осложнений СД 1-го типа с использованием полиморфных маркеров различных генов-кандидатов, то есть генов, чьи белковые продукты могут потенциально вовлекаться в патогенез какого-либо заболевания. Для каждой многофакторной и полигенной патологии круг генов-кандидатов строго очерчен  [8–11].

Исследование генов-кандидатов позволяет определить, существуют ли для данной патологии в конкретной популяции предрасполагающие или предохраняющие генетические факторы (маркеры) и можно ли с помощью этих маркеров предсказать развитие болезни и ее осложнений задолго до появления симптомов, то есть прогнозировать течение заболевания. Исследования маркеров, в частности биохимических, проводятся при различных заболеваниях нервной системы в разных странах, в том числе в Узбекистане и России [12].

Ген SOD2 кодирует антиоксидантный фермент, который играет важную роль в защите клеток от повреждений, вызванных свободными радикалами. В то же время ген IL-10 кодирует цитокин, регулирующий иммунную систему и воспаление.

Проведение сравнительного анализа распределения частоты встречаемости генотипов SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-1082 G/A (rs1800896) среди пациентов с ДПН на фоне СД 1-го типа и практически здоровых людей может помочь понять, как генетические варианты этих генов связаны с риском развития ДПН у пациентов с СД 1-го типа.

Цель – изучить ассоциации полиморфных маркеров генов-кандидатов SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-1082 G/A (rs1800896) у больных ДПН на фоне СД 1-го типа.

Материал и методы

Проанализирована частота встречаемости аллелей и генотипов SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-1082 G/A (rs1800896) у пациентов основной (ДПН на фоне СД 1-го типа) и контрольной групп (практически здоровые лица). Исследована ассоциация полиморфных маркеров данных генов с развитием ДПН при СД 1-го типа в узбекской популяции (Бухара). Генетические анализы выполнены у 74 пациентов, находившихся на стационарном лечении в эндокринологическом диспансере Бухарской области. Для анализа распределения частоты встречаемости генотипов и аллелей генов определяли размер выборок пациентов основной и контрольной групп. Материалом для выделения ДНК служила венозная кровь из локтевой вены объемом 3–5 мл (для забора крови использовали вакьютайнеры Beckton-Dickinson) с антикоагулянтом/консервантом 15%-ным трикалиевым EDTA (ethendianin-tetraacetic acid). Геномную ДНК получали двухэтапным методом лизиса клеток крови. Выполнены генотипирование для определения генотипов SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-1082 G/A (rs1800896) методом ПЦР и последующее секвенирование. Распределение генотипов в исследуемых полиморфных локусах изучали с помощью логистического регрессионного анализа и проверки на соответствие равновесию Харди – Вайнберга на основании точного теста Фишера. Учитывали соответствие пациентов исследуемых групп по полу и возрасту. Статистически значимыми считали различия при p < 0,05.

Результаты

Выполнен сравнительный анализ аллельного распределения гена SOD2 Ala16Val (rs4880) у пациентов основной (ДПН и СД 1-го типа) и контрольной групп (табл. 2). При оценке аллельного распределения гена SOD2 Ala16Val (rs4880) у больных основной группы по сравнению с пациентами контрольной группы выявлены статистически значимые различия (p = 0,002) (используемый метод: Хи-квадрат Пирсона ≥ 9,933). Эти данные свидетельствуют об отчетливой ассоциации между наличием данных аллельных вариантов и развитием ДПН в исследуемой выборке (рис. 1).

В контрольной группе относительный риск наличия аллеля Val был ниже, чем в основной. Различия в показателе OR были статистически значимыми (отношение шансов 0,455; 95%-ный доверительный интервал (ДИ) 0,278–0,745). Это указывает на значительное различие в распределении аллелей между двумя группами (рис. 1).

Аллельное распределение гена SOD2 Ala16Val (rs4880) может рассматриваться как перспективное направление при комплексном изучении развития ДПН у пациентов с СД. Такой анализ призван помочь в понимании генетических факторов, влияющих на развитие осложнений при СД. Результаты исследования могут быть полезны для разработки новых подходов к лечению и профилактике ДПН.

Затем был проведен сравнительный анализ распределения аллелей гена IL-10-1082 G/A (rs1800896) у пациентов обеих групп. При сравнении распределения аллелей гена IL-10-1082 G/A (rs1800896) между пациентами основной и контрольной групп не обнаружено статистически значимых различий (p = 0,234) (табл. 1, рис. 2).

Частота встречаемости G-аллеля в основной группе составила 57,4%, в контрольной – 64,4%. Однако различия в показателях OR не достигли статистической значимости. Статистически значимого различия в частоте встречаемости G-аллеля между группами не установлено. Вероятно, нет оснований полагать, что наличие или отсутствие этого аллеля связано с изучаемым заболеванием.

Сравнительный анализ распределения частоты встречаемости генотипов SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-1082 G/A (rs1800896) среди пациентов обеих групп представлен в табл. 2, частота встречаемости анализируемых генотипов генотипов гена супероксиддисмутазы 2 – в табл. 3. При сравнительном анализе распределения частоты встречаемости генотипов гена SOD2 Ala16Val (rs4880) в группах статистически значимые различия в частоте встречаемости генотипа Val/Val не установлены (p = 0,017) (используемый метод: Хи-квадрат Пирсона ≥ 5,699). В то же время генотип Ala/Ala гена SOD2 Ala16Val (rs4880) в контрольной группе наблюдался чаще, чем в основной (p = 0,008) (используемый метод: Хи-квадрат Пирсона ≥ 6,883) (рис. 3).

Кроме того, выполнен сравнительный анализ распределения частоты встречаемости генотипов гена IL-10-1082 G/A (rs1800896) в группах. При сравнении распределения частоты встречаемости генотипов гена IL-10-1082 G/A (rs1800896) значимые различия в группах не выявлены (табл. 3, рис. 4).

На основании полученных данных можно сделать вывод, что в исследуемой выборке больных ДПН значимыми предрасполагающими маркерами были аллель Val и гомозиготный генотип Val/Val гена SOD2 Ala16Val (rs4880).

Обсуждение

В ходе исследования мы провели сравнительный анализ частоты встречаемости аллельных вариантов и генотипов полиморфных маркеров SOD2 Ala16Val (rs4880) и IL-10-1082 G/A (rs1800896) у больных ДПН на фоне СД 1-го типа и пациентов контрольной группы. Как показали результаты, среди изученных полиморфных маркеров в данной выборке генотип Val/Val SOD2 Ala16Val (rs4880) служил отчетливым маркером предрасположенности к развитию ДПН, поскольку именно данный генотип был значимым при сравнении пациентов исследуемых групп.

Заключение

На основании полученных результатов можно сделать вывод о высокой вероятности ассоциации данного полиморфизма с развитием исследуемых патологий. В связи с выявлением таких ассоциаций между частотой встречаемости описанных вариантов гена SOD2 Ala16Val (rs4880) и ДПН необходимо дальнейшее комплексное изучение генов, кодирующих супероксиддисмутазу. Возможно, это окажется полезным для разработки новых направлений в диагностике, профилактике и персонификации лечения данного тяжелого мультисистемного заболевания [13–15].

Ранее основное внимание в аспекте генетических исследований уделялось моногенным заболеваниям, наследуемым по закону Менделя, в том числе и нашим коллективом [16]. Сегодня все больше работ посвящено изучению патогенеза и диагностике заболеваний с полигенным наследованием [17], фармакологическим и нефармакологическим методам помощи пациентам, что наглядно прослеживается на примере ДПН [18].

Генетически ассоциированные осложнения СД вызывают интерес у мировых исследователей. Так, в последних публикациях малайзийские авторы рассматривали мутации в генах SOD2 и IL-10 [19]. Ранее было показано, что SOD2 защищает нейроны от повреждения в клеточных культурах и на животных моделях диабетической невропатии [20]. В России работы в этом направлении ведутся более 20 лет [21, 22]. Описаны предрасполагающие к ДПН генетические факторы у пациентов с СД 1-го типа, включая полиморфизмы в генах SOD2 и SOD3.

Таким образом, в современном мире повышается роль оценки и интерпретации индивидуальных генетических особенностей, включая поиск генетических маркеров для прогнозирования, профилактики и персонификации подходов к ведению пациентов c тяжелыми инкурабельными заболеваниями. В частности, представляет интерес сравнение различных популяций. Представленные данные по узбекской популяции заслуживают дальнейшего изучения и обсуждения.