XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Введение. Известно, что туберкулез легких является мультифакториальным заболеванием, в формировании которого играют роль не только факторы внешней среды, но и генетические особенности макроорганизма [1].

В настоящее время проведено достаточно много исследований, посвященных исследованию ферментов биотрансформации ксенобиотиков (ФБК) в формировании как соматической, так и инфекционной патологии [2]. Следует отметить, что ФБК принимают участие не только в обезвреживании чужеродных веществ, но и медиаторов воспаления [3]. При многих видах патологии, в том числе и инфекционной, достаточно хорошо изучен полиморфизм генов фактора некроза опухоли (TNF-a), однако исследования, посвященные ассоциации данного цитокина с туберкулезной патологией, носят противоречивый характер [4]. В одних исследованиях показано, что сама по себе роль TNF-a не играет никакой роли в формировании туберкулезной инфекции, а в других — наоборот, отмечена прямая корреляционная связь с развитием инфильтративного туберкулеза легких [5–8].

С целью оценки выраженности воспалительного процесса при ряде вирусных заболеваний предлагается определять содержание TNF-a, IL-1b, IL-6 и IFN-g [9].

В настоящее время имеются многочисленные сведения о роли цитокинов в формировании протективного иммунитета при туберкулезе легких, однако прямых данных об участии TNF-a в развитии деструктивных изменений легочной ткани до настоящего времени нет [10]. В работах ряда ученых показано, что ключевую роль в формировании деструкции легочной ткани играет не столько само содержание уровня TNF-a, сколько соотношение уровня про- и противовоспалительных цитокинов, другие исследователи утверждают, что высокий уровень продукции данного цитокин напрямую связан с формированием деструкции легочной ткани [11–13]. Ряд авторов в своих исследованиях приводят данные об участии TNF-a в формировании хронического воспалительного процесса [14].

В проведенных нами ранее исследованиях установлено, что деструкция легочной ткани статистически значимо ассоциирована с генами GSTM1 (E/D) и TNF-a (308G >A (rs1800629)) [15].

Цель. Изучить ассоциацию полиморфных вариантов генов GSTM1 (E/D) и TNF-a (–308G>A (rs1800629) с  формированием и  размеров полостей распада у больных туберкулезом легких.

Материалы и  методы. Группа исследования представлена 335 больными, страдающими туберкулезом легких (впервые выявленный туберкулез легких  — 212 человек, хронический туберкулез легких — 123 человека), в возрасте от 18 до 65 лет, получающими интенсивную фазу химиотерапии. Критериями исключения из исследования явились тяжелые сопутствующие заболевания (злокачественные новообразования, системные заболевания кровеносной системы, сердечно-легочная и почечная недостаточность в стадии декомпенсации, резкое истощение, анемия, тиреотоксикоз, психические заболевания).

Исследование было выполнено в  соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и  принципами Хельсинской Декларации. Протокол исследования был одобрен Комитетом по этике КГМА-филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России (выписка из  Протокола № 04/05 заседания Комитета по этике от 27.05.2021).

Среди 335 больных туберкулезом легких мужчин было 76,7% (257 чел.), женщин  — 23,3% (78 чел.). Средний возраст пациентов, включенных в исследование, составляет 46,4 года.

В группе исследования преобладал инфильтративный туберкулез легких, который установлен в 40,3% наблюдений. На втором месте был диссеминированный туберкулез легких  — 35,2%, в  19,7% случаев определяли фиброзно-кавернозный туберкулез легких, в 4,8% — очаговый туберкулез легких.

Генотипирование пациентов туберкулезом лег-ких проводилось в иммуногенетической лаборатории ООО «Томограф» (г. Курск).

Для проведения молекулярно-генетических исследований у  335 человек была взята из  вены цельная кровь в  пробирку с  ЭДТА. Выделение геномной ДНК осуществляли с помощью наборов реагентов Arrow Blood DNA 500 из цельной крови (на станции NorDiag Arrow). Далее проводили постановку полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с  использованием наборов реагентов для генотипирования SNPs: GSTM1 (E/D) и TNF-a (–308G>A (rs1800629)).

Постановка проводилась согласно протоколу производителя реагентов. Контроль качества результатов генотипирования осуществляли путем случайного «слепого» отбора 100 пациентов и повторного генотипирования отобранных образцов ДНК по  исследуемым полиморфным вариантам генов методом ПЦР-РВ (по одной ПЦР-плашке для каждого SNP).

Сопоставление данных первичного и «контрольного» генотипирования показало 100% воспроизводимость результатов.

Статистическая обработка данных проводилась на персональном компьютере с  использованием программных пакетов IBM SPSS Statistics 26 и MS Excel 2013.

Ассоциации аллелей и генотипов, изученных ДНК-маркеров с предрасположенностью к объему полостей распада у  больных туберкулезом легких оценивали с  помощью анализа таблиц сопряженности 2×2 с расчетом критерия 2 (df=1) и отношения шансов (OR) с 95% доверительными интервалами (CI).

Результаты и  их обсуждение. Полученные результаты свидетельствуют, что носительство определенных генотипов ферментов метаболизма ксенобиотиков могут оказывать существенное влияние на восприимчивость к  возникновению туберкулеза легких, в том числе на формирование объемов распада легочной ткани.

В ходе проведенного исследования было установлено, что у  больных с  впервые выявленным туберкулезом легких генотип DD гена GSTM1 в  52,7% случаев статистически значимо (р<0,0001) ассоциируется с  формированием размеров полостей распада до  2 см в  диаметре, в  то время как генотип ЕЕ данного гена  — в  47,3% (р<0,0001) случаев, генотип DD данного гена в 62,5% (р<0,0001) случаев ассоциирован с формированием полостей распада от 2 до 4 см в диа-метре, в то время как генотип ЕЕ — в 37,5% случаев (р<0,0001), генотип DD в 52,3% (р<0,0001) случаев ассоциирован с формированием размеров полостей распада более 4 см, в то время как генотип ЕЕ — в 47,7% случаев (р<0,0001) (рис. 1).

Рис. 1. Ассоциация генотипа GSTM1 у больных с впервые выявленным туберкулезом легких с формированием размеров полостей распада (р<0,0001)

Установлено, что у  больных с  хроническим туберкулезом легких генотип DD гена GSTM1 в 69,2% случаев ассоциирован с развитием полостей распада до  2 см в  диаметре (р<0,0001), а  генотип DD данного гена  — в  30,8% случаев (р<0,0001), генотип DD данного гена в 65,0% случаев (р<0,0001) ассоциировался с формированием размеров полостей распада от 2 до 4 см в диаметре, в то время как генотип ЕЕ данного гена — в 30,2% случаев (р<0,0001), генотип DD данного гена в  69,8% случаев (р<0,0001) ассоциировался с  формированием размеров полостей распада более 4 см в  диаметре, а  генотип ЕЕ  — в  30,2% случаев (р<0,0001) (рис. 2).

Рис. 2. Ассоциация генотипа GSTM1 у больных с хроническим туберкулезом легких с формированием размеров полостей распада (р<0,0001)

Выявлено, что генотип GG гена TNF-a –308G>A (rs1800629) у  больных с  впервые выявленным туберкулезом легких в 61,3% случаев ассоциировался с формированием размеров полостей распада до 2 см в диаметре (р<0,0001), а генотип GA данного гена — в 38,7% случаев (р<0,0001), в то время как генотип GG данного гена в 66,7% случаев ассоциировался с формированием размеров полостей распада от 2 до 4 см в диаметре (р=0,07), а генотип GA данного гена  — в  33,3% случаев (р=0,07), генотип GG данного гена в 40,0% случаев (р=0,1) ассоциировался с формированием размеров полостей распада более 4 см, а генотип GА — в 60,0% случаев (р=0,1) (рис. 3).

Рис. 3. Ассоциация генотипа TNF-a у больных с впервые выявленным туберкулезом легких с формированием размеров полостей распада (р<0,0001)

Установлено, что у  больных с  хроническим туберкулезом легких генотип GG гена TNF-a –308G>A (rs1800629) в 62,2% случаев статистически значимо (р<0,0001) ассоциировался с формированием полостей распада до 2 см в диаметре, а  генотип GA данного гена  — в  37,8% случаев (р<0,0001), в  то время как генотип GG данного гена в 60,0% случаев (р<0,0001) ассоциировался с  формированием размера полостей распада от  2 до 4 см в диаметре, а генотип GA данного гена —в 40,0% случаев (р<0,0001), генотип GG данного гена в  55,6% случаев (р=0,1) ассоциировался с  формированием размеров полостей распада более 4 см в  диаметре, в  то время как генотип GA — в 44,4% случаев (р=0,1) (рис. 4).

Рис. 4. Ассоциация генотипа TNF-a у больных с хроническим туберкулезом легких с формированием размеров полостей распада (р<0,0001)

В ходе проведенного исследования было выявлено, что определенные генотипы гена GSTM1 статистически значимо ассоциировались с формированием размеров полостей распада легочной ткани. Можно предположить, что в полученных статистически значимых ассоциациях определенных генотипов GSTM1 играют роль их белковые продукты, которые, в свою очередь, участвуют в метаболизме медиаторов воспаления, что может быть связано с размерами полостей распада легочной ткани.

Что касается TNF-a, то следует отметить, что данный цитокин участвует во многих иммунологических реакциях, а  при туберкулезной инфекции играет роль как медиатор гранулематозной реакции. Вполне вероятно, наибольший процент ассоциированных генотипов TNF-a с  формированием размеров полостей распада связан с  продукцией данного цитокина.

Заключение. Результаты проведенного исследования позволили сделать заключение о том, что одним из  предполагаемых функциональных механизмов, лежащих в основе полученных ассоциаций генотипов, может быть участие белковых продуктов соответствующих генов в  метаболизме эндо-генных ксенобиотиков, в  том числе многочисленных медиаторов воспалительных реакций, поскольку метаболизм ксенобиотиков через глутатион-опосредованную детоксикацию играет важную роль в  обеспечении устойчивости клеток к перекисному окислению жиров, свободным ради-калам, алкилированию белков, в  формировании резистентности к  лекарственным препаратам и предотвращении поломок ДНК. Таким образом, можно сделать следующие выводы.

Выводы.

1. Установлено, что у  больных с  впервые выявленным туберкулезом легких генотип DD гена GSTM1 в 1,2, 1,66 и 1,09 раза чаще ассоциируется с  формированием размеров полостей распада до 2 см, от 2 до 4 см, более 4 см в диаметре соответственно, чем генотип ЕЕ гена GSTM1.

2. У больных с хроническим туберкулезом лег-ких генотип DD гена GSTM1 в 2,3; 2,1 и 2,3 раза чаще ассоциируется с  формированием размеров полостей распада до 2 см, от 2 до 4 см, более 4 см в  диаметре соответственно, чем генотип ЕЕ гена GSTM1.

3. Выявлено, что генотип GG гена TNF-308G>A (rs1800629) у  больных с  впервые выявленным туберкулезом легких в  1,5 и  2,0 раза чаще ассоциируется с  формированием размеров полостей распада до 2 см и от 2 до 4 см соответственно, чем генотип GА данного гена.

4. Установлено, что у  больных с  хроническим туберкулезом легких генотип GG гена TNF-308G>A (rs1800629) в 1,64, 1,5 и в 1,2 раза чаще ассоциируется с формированием размеров полостей распада до 2 см, от 2 до 4 см, более 4 см в диаметре соответственно, чем генотип GА данного гена.

5. Целесообразно внедрить в  практику врача фтизиатра генотипирование генов GSTM1 и TNF-a как дополнения к общепринятому алгоритму ведения пациентов, в  том числе на  фоне лечения, с целью прогнозирования вероятности формирования размеров полостей распада у больных туберкулезом легких.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белушкина Н.Н., Чемезов А.С., Пальцев М.А. Генетические исследования мультифакториальных заболеваний в концепции персонализи-рованной медицины // Профилактическая медицина. 2019. Т. 3. С. 26–29 [Belushkina N.N., Chemezov A.S., Paltsov M.A. Genetic studies of multifactorial diseases in the concept of personalized medicine. Preventive medicine, 2019, Vol. 3, рр. 26–29 (In Russ.)].

2. Michael L., Scott M. Catherine M. Unusual Biotransformation Reactions of Drugs and Drug Candidates. Genetics and evolution of tuberculosis pathogenesis: New perspectives and approaches // Infection Genetic Evolution. 2020. Vol. 81. Р. 104204. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104204.

3. Emre M. Unusual Biotransformation Reactions of Drugs and Drug Candidates // Drug Metab. Dispos. 2023. Vol. 51, No. 4. Р. 413–426. doi: https://doi.org/10.1124/dmd.121.000744.

4. Чурина Е.Г, Уразова О.И., Ситникова А.В., Новицкий В.В., Кононова Т.Е., Чумакова С.П., Патышева М.Р. Дифференцировка моноцитов крови и особенности цитокинового статуса у больных туберкулезом легких // Патологическая физиология и экспериментальная тера-пия. 2020. Т. 64, № 4. С. 79–87 [Churina E.G., Urazova O.I., Sitnikova A.V., Novitsky B.B., Kononova T.E., Chumakova S.P., Patysheva M.R.

5. Lin Q., Chen X., Dai X. The association of cytokine gene polymorhpism with tuberculosis susceptibility in several regional populations //Cytokine. 2022. Р. 1–14. doi: 10.10162022.155915.

6. Bo H., Moure U., Yang Y., Pan J., Li L., Wang M., Ke X., Cui H. Mycobacterium tuberculosis — macrophage interaction // Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2023. No. 13. Р. 1–14. doi: 10.3389/fcimb.2023.1062963.

7. Sima C., Smith D., Petersen D., Schurz H., Uren C., Moller M. The immunogenetics of tuberculosis (TB) susceptibility // Immunogenetics. 2023. Vol. 75, No. 3. Р. 215–230. doi: 10.1007/s00251-022-91-01-290-5.

8. Amoras E., Morais T., Ferreira R., Gomes S., Sousa F., Ishak R. Association of Cytokine Gene Polymorphism and Teir Impact on Active, and Latent Tuberculosis in Braziles Amazon Region. Biomolecules. 2023. Vol. 13. Р. 1–14. doi: 10.3390/biom13101541

9. Dayvson M., Juliana P., Joses V., Joaquim S., Thaísa R. et al. Evaluation of IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-<a>, and IFN-<g> cytokines in HIV/HHV-8 coinfection // Journal of Medical Virology. 2021. Vol. 93, No. 6. Р. 4033–4037. doi: 10.1002/jmv.26516. Epub 2020 Sep 28.

10. Сартаева Г.Ш., Исаева А.Г., Рахышева А.А. Особая роль фактора некроза опухоли-альфа в противотуберкулезном ответе (литературный обзор) // Вестник КазНМУ. 2018. № 4. С. 69–73 [Sartaeva G.Sh., Isaeva A.G., Rakhysheva A.A. The special role of tumor necrosis factor-alpha in the antitubercular response (literature review). Bulletin of KazNMU, 2018, No. 4, рр. 69–73 (In Russ.)].

11. Barnacle J., Davis A., Wilkinson R. Recent advances in understanding the human host immune response in tuberculosis meningitis // Frontiers in Immunology. 2024. Vol. 9, No. 14. Р. 1–14. doi: 10.3389/fimmu.2023.1326651.

12. Boni F., Handi I., Kaundi L., Shrestha K., Xie J. Cytokine storm in tuberculosis and IL-6 involvement // Infection. Genetics and Evolution. 2022. Vol. 97. Р. 1–6. doi: 10.1016/j.meegid.2021.105166.

13. Живечкина А.Е., Рапшаева А.В. Современный взгляд на  роль цитокинов в  инициации и  течении туберкулеза легких // Астраханский медицинский журнал. 2019. Т. 14, № 4. С. 17–28. [Zhivechkova A.E., Lapshaeva A.V. A modern view of the role cytokine in the initiation and course of pulmonary. Astrakhan Medical Journal, 2019, Vol. 14, No. 4, pp. 17–28 (In Russ.)].

14. Hunter R.L., Jagannath C., Actor J.K. Pathology of postprimary tuberculosis in humans аnd mice:contradiction of long-held beliefs //Tuberculosis. 2007. Vol. 4, No. 87. Р. 267–278. 10.1016/j.tube.2006.11.003.

15. Алыменко М.А., Валиев Р.Ш., Валиев Н.Р. и др. Ассоциация полиморфных вариантов генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков и  цитокинов с  деструкцией легочной ткани у  больных туберкулезом // Туберкулез и  болезни легких. 2022. Т. 100, № 8. С. 25–30.[Alymenko M.A., Valiev R.S., Valiev N.R. et al. Association of polymorphic gene variants of xenobiotic and cytokine biotransformation enzymes with destruction of lung tissue in tuberculosis patients. Tuberculosis and lung diseases, 2022, Vol. 100, Nо. 8, рр. 25–30 (In Russ.)].