XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Введение 

Открытие антигенов тканевой совместимости у человека HLA положило начало успешному развитию исследований по тканевой совместимости и распределению компонентов комплекса HLA в популяциях. В условиях экспедиций в ряде регионов России и странах постсоветского пространства проведены комплексные клинические, генетико-эпидемиологические и иммунологические исследования групп коренного населения с различной этнической принадлежностью и эпидемической ситуацией по туберкулезу [3].

Изучение распределения компонентов комплекса HLA среди здорового населения и у больных туберкулезом легких проведено в русской, татарской, узбекской, туркменской, молдавской, тувинской популяциях. Для каждой популяции обнаружены свои особенности в частотах встречаемости антигенов HLA и характерные для данной популяции ассоциации с восприимчивостью (или резистентностью) к туберкулезу легких [3].

С генетической точки зрения туберкулез, как и большинство инфекционных болезней, относится к мультифакториальным заболеваниям, возникающим в результате сложного взаимодействия большого числа генов с разнообразными факторами внешней среды. В связи с этим одни индивидуумы обладают эффективной врожденной устойчивостью к туберкулезной инфекции, тогда как другие подвержены развитию болезни при контакте с ее возбудителем [1, 5, 8].

Гены ферментов биотрансформации ксенобиотиков (ФБК), как и все гены человека, характеризуются значительным полиморфизмом первичной нуклеотидной последовательности ДНК, которой определяются межиндивидуальные фенотипические различия в активности энзимов по обезвреживанию ксенобиотиков [9].

С позиции изучения вклада генотипа макроорганизма в развитие различных болезней, в том числе и туберкулеза, особую актуальность приобретает исследование системы генов метаболизма ксенобиотиков, поскольку ферментами этой системы осуществляется метаболизм не только большинства разнообразных по химической структуре экзогенных молекул, но и многочисленных эндогенных веществ, например, медиаторов воспаления, маркером которых является и С-реактивный белок. Система ферментов метаболизма ксенобиотиков представляет собой сформировавшийся в процессе эволюции механизм адаптации организма к воздействию токсичных экзогенных и эндогенных веществ.

Предполагается, что различия в скорости деградации различных субстратов ферментами метаболизма могут лежать в основе неодинаковой восприимчивости к ряду заболеваний [4, 11].

Известно, что большинство бронхолегочных заболеваний в той или иной степени связаны с развитием окислительного стресса. Эффективной защитой от различных токсикантов внешней среды, поступающих с вдыхаемым воздухом, служит система биотрансформации ксенобиотиков при согласованном функционировании защитных механизмов. Глутатион S-трансферазы – семейство ферментов, участвующих в метаболизме большого числа электрофильных ксенобиотиков через конъюгацию с глутатионом, а также в метаболизме ряда эндогенных субстратов (гормонов, липидов, простагландинов, лейкотриенов) [6].

Многочисленные исследования генов системы метаболизма ксенобиотиков показали связь с различными заболеваниями, включая сердечно-сосудистые и атопические заболевания, хронические неспецифические заболевания легких, в том числе и туберкулез [2]. В ряде научных работ полиморфизмы генов ФБК ассоциировались с риском развития панкреатита и гипертонической болезни [10, 12].

Глутатионопосредованная детоксификация принимает непосредственное участие в защите организма от оксидативного стресса, что оправдывает изучение полиморфизма генов глутатион S-трансфераз в патогенезе различных патологических состояний, в том числе и при туберкулезе [2].

Цель исследования: исследовать взаимосвязь полиморфных вариантов генов ферментов метаболизма биотрансформации ксенобиотиков (NAT2 (590G>A (rs1799930)), CYP2E1 (9896C>G (rs2070676)), ABCB1 (3435T>C (rs1045642)),GSTM1 (E/D), GSTT1 (E/D) с восприимчивостью к заболеванию туберкулезом легких.

Материал и методы

В исследование включено 335 больных туберкулезом органов дыхания в возрасте от 18 до 65 лет (212 пациентов с впервые выявленным туберкулезом легких и 123 ‒ с хронически текущим туберкулезом легких, получающих интенсивную фазу химиотерапии в ОБУЗ «Областной клинический противотуберкулезный диспансер», г. Курск).

Контрольную группу составили 746 человек, относительно здоровых, не имеющих хронических заболеваний. Критерием невключения в исследование явилось наличие у пациентов тяжелых сопутствующих заболеваний (злокачественные новообразования, системные заболевания кровеносной системы, сердечно-легочная и почечная недостаточность в стадии декомпенсации, резкое истощение, анемия, тиреотоксикоз, психические заболевания).

Среди 335 больных туберкулезом легких мужчин было 76,7% (257 чел.), женщин ‒ 23,3% (78 чел.). Средний возраст пациентов составил 46,4 года.

Структура клинических форм туберкулеза легких была следующей:

инфильтративный – у 135 (40,3%) пациентов,

диссеминированный – у 118 (35,2%),

фиброзно-кавернозный ‒ у 66 (19,7%),

очаговый – у 16 (4,8%) пациентов.

В 38,7% случаев туберкулезный процесс выявлен активно при периодических флюорографических обследованиях, а в 61,3% ‒ при обращении к врачу с жалобами, как правило, респираторного характера.

В рамках данного исследования использовалась гомогенная по этническому составу выборка неродственных индивидов славянских национальностей (преимущественно русских), проживающих на территории Курской области, которая включала пациентов с легочной формой туберкулеза (n = 335).

Для формирования контрольной группы в исследование включены данные генотипирования интересуемых полиморфизмов у относительно здоровых добровольцев (n = 746) из выполненного ранее исследования в Курском государственном медицинском университете [7].

Генотипирование пациентов с туберкулезом легких проводилось в иммунологической лаборатории ООО «Томограф» (г. Курск).

Для проведения молекулярно-генетической части работы были отобраны полиморфные варианты генов ФБК, которые наиболее часто исследовались в мире в качестве ДНК-маркеров в рамках фар- макогенетических исследований. При этом были отобраны наиболее функционально значимые полиморфные локусы, которые на фенотипическом уровне характеризуются значительными межиндивидуальными различиями в активности или экспрессии ферментов.

Статистическая обработка данных проводилась на персональном компьютере с использованием программных пакетов Statistica 10.0 Neural Nets и MS Excel 2013.

Для оценки соответствия распределений генотипов ожидаемым значениям при равновесии Харди ‒ Вайнберга использовали критерий χ2 Пирсона. Ассоциации аллелей и генотипов изученных ДНК-маркеров с восприимчивостью к туберкулезу легких оценивали с помощью анализа таблиц сопряженности 2 × 2 с расчетом критерия 2 (df = 1) и отношения шансов (OR) с 95%-ными доверительными интервалами (CI).

Результаты исследования

В исследуемой популяции проанализированы ассоциации аллельных вариантов генов ФБК с заболеванием туберкулезом легких (табл. 1).

Установлено, что генотип del/del (D/D) GSTM1 ассоциировался с наибольшей восприимчивостью к заболеванию туберкулезом легких, тогда как носительство генотипа del/del (D/D) GSTT1 было ассоциировано с пониженной восприимчивостью к данному заболеванию. Выявленные ассоциации делеционных генотипов GSTM1 (OR = 1,33, 95% CI 1,03-1,72) и GSTT1 (OR = 0,60, 95% CI 0,4-0,87) с туберкулезом оставались статистически значимыми после коррекции по полу, возрасту и курению (p = 0,01 для обоих генотипов).

В табл. 2 для полиморфизмов NAT2 590G>A (rs1799930), CYP2E1 –1293G>C (rs3813867) и ABCB1 3435T>C (rs1045642) представлены данные по ассоциациям генотипов в рамках тестирования кодоминантной генетической модели.

Таблица1.ВлияниеассоциациигенотиповФБКназаболеваниетуберкулезомлегкихужителейКурскойобласти

Ген	Однонукле-отидныйполиморфизм	Генотипы	Частоты генотипов,n(%)				P-уровень	OR(95%CI)¹
			больныетуберкулезом(n=335)		контрольнаягруппа(n=746)
			абс.	%	абс.	%
GSTM1	E/D	EE	149	44,5	385	51,6	0,03	1,00
		DD	186	55,5	361	48,4		1,33(1,03-1,72)
GSTT1	E/D	EE	298	89,0	616	82,6	0,01	1,00
		DD	37	11,0	130	17,4		0,60(0,4-0,87)
NAT2	590G>A(rs1799930)	GG	158	47,2	362	48,5	0,18	1,00
		GA	158	47,2	314	42,1		1,23(0,95-1,59)
		AA	19	5,7	70	9,4		0,58(0,34-0,98)
CYP2E1	9896C>G(rs2070676)	CC	311	92,8	703	94,2	0,37	1,00
		CG	24	7,2	42	5,6		1,29(0,77-2,17)
		GG	0	0,0	1	0,1		-
ABCB1	3435T>C(rs1045642)	TT	80	23,9	223	29,9	0,04	1,00
		TC	172	51,3	364	48,8		1,11(0,86-1,43)
		CC	83	24,8	159	21,3		1,22(0,9-1,65)

Примечание: 1 – отношения шансов и 95%-ные доверительные интервалы для ассоциаций генотипов ФБК с риском развития легочного туберкулеза (кодоминантная модель)

Как видно из табл. 1, указанные полиморфизмы не показали статистически значимых различий при тестировании кодоминантной модели, за исключением полиморфизма 3435T>C ABCB1 (генотип TС), который ассоциировался с повышенной восприимчивостью к туберкулезу легких (OR = 1,11, 95% CI 0,86-1,43; p = 0,04).

Однако при тестировании других генетических моделей было выявлено, что отдельные полиморфизмы могут быть ассоциированы с восприимчивостью к туберкулезу легких (табл. 2). В частности, установлено, что полиморфизм 3435T>C гена ABCB1 был ассоциирован с повышенной восприимчивостью к туберкулезу легких в рамках модели доминирования (OR = 1,36, 95% CI 1,01-1,83, p = 0,04).

Таким образом, одним из предполагаемых функциональных механизмов, лежащих в основе полученных ассоциаций генотипов, может быть участие белковых продуктов соответствующих генов в метаболизме эндогенных ксенобиотиков, в том числе многочисленных медиаторов воспалительных реакций, поскольку метаболизм ксенобиотиков через

Таблица 2. Влияние ассоциации генотипов ФБК на восприимчивость к туберкулезу легких у жителей Курской области в рамках модели доминирования

Ген	Однонукле-отидныйполиморфизм	Генотипы	Частоты генотипов,n(%)				P-уровень	OR(95%CI)¹
			больныетуберкулезом(n=335)		здоровые(n=746)
			абс.	%	абс.	%
ABCB1	3435T>C(rs1045642)	ТС	80	23,9	364	48,8	0,04	1,36(1,01-1,83)
		TT+CC	255	76,1	382	51,2

глутатион-опосредованную детоксикацию играет важную роль в обеспечении устойчивости клеток к перекисному окислению жиров, свободным радикалам, алкилированию белков, в формировании резистентности к лекарственным препаратам и предотвращении поломок ДНК.

Выводы

1. Наличие определенных генотипов ферментов метаболизма ксенобиотиков может оказывать существенное влияние на восприимчивость к развитию туберкулеза легких.

2. Проведенные исследования влияния ассоциации генотипов ФБК на вероятность развития туберкулеза легких у жителей Курской области показали, что генотип del/del (D/D) GSTM1 ассоциировался с повышенной восприимчивостью к туберкулезу легких, тогда как носительство генотипа del/del (D/D) GSTT1 ассоциировано с пониженной восприимчивостью к данной болезни.

3. Полиморфизм 3435T>C ABCB1 (генотип TС) ассоциировался с повышенной восприимчивостью к туберкулезу легких в рамках модели кодоминирования, а генотипы ТТ+ТС – в рамках модели доминирования.

Список литературы

1. Белушкина Н. Н., Чемезов А. С., Пальцев М. А. Генетические исследования мультифакториальных заболеваний в концепции персонализированной медицины // Профилактическая медицина. ‒ 2019. ‒ № 3. ‒ С. 26-29.

2. Брагина Е. Ю. Сравнительный анализ структуры наследственной ком- поненты подверженности к бронхиальной астме и туберкулезу по ге- нам ферментов метаболизма ксенобиотиков: Дисс. … канд. биол. наук: 03.00.15. – Томск, 2005. ‒ 140 с.

3. Гергерт В. Я., Валиев Р. Ш., Чуканова В. П., Поспелов Л. Е., Маленко А. Ф., Валиев Н. Р. Распределение антигенов комплекса HLA у больных тубер- кулезом и здоровых лиц в татарской популяции // Пробл. туб. – 2004. ‒ № 8. – С. 45-46.

4. Землякова М. А., Кольдибекова Ю. В. Современные подходы к оценке нарушений метаболизма ксенобиотиков при поступлении в организм из внешней среды // Экология человека. – 2012. ‒ Т. 8. ‒ С. 8-13.

5. Коненков В. И., Смольникова М. В. Полиморфизм промоторных регионов генов IL4 и 10 и фактора некроза опухолей α у ВИЧ-инфицированных // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2002. – Т. 133, № 4. – С. 449-451.

6. Меньшикова Е. Б., Зеньков Н. К. Современные подходы при анализе окислительного стресса, или как измерить неизмеримое // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. ‒ 2016. ‒ Т. 1, № 3 (109). – С. 174-179.

7. Полоников А. В. Полиморфизм генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков и их комплексное влияние на предрасположенность к мультифакториальным заболеваниям: Дисс. д-ра мед. наук: 03.00.15. ‒ М., 2006. ‒ 442 с.

8. Пузырев В. П., Фрейдин М. Б., Кучер А. Н. Генетическое разнообразие народонаселения и болезни человека. – Томск: Печатная мануфактура, 2007. – 320 с.

9. Чурносов М. И., Полякова И. С., Пахомов С. П., Орлова В. С. Молекуляр- ные и генетические механизмы биотрансформации ксенобиотиков // На- учные ведомости Белгородского университета. ‒ 2011. ‒ № 16. ‒ С. 223-228.

10. Bushueva O. Yu. Single nucleotide polymorphisms in genes encoding xenobiotic metabolizing enzymes are associated with predisposition to arterial hypertension // Research Results in Biomedicine. ‒ 2020. ‒ Vol. 6, № 4. ‒ Р. 447-456. DOI: 10.18413/2658-6533-2020-6-4-0-1.

11. Danielle K., Pelkonen O., Ahokas T. Hepatocytes: The powerhouse of biotransformation // The International Jounal of Biochemistry & Cell Biology. ‒ 2012. ‒ Vol. 44. ‒ P. 257-265.

12. Samgina T. A. Influence of some risk factors and rs1799930 polymorphism of the NAT2-590 G>A gene on the development of chronic pancreatitis // Research Results in Biomedicine. ‒ 2021. ‒ Vol. 7, № 2. ‒ Р. 143-148. Russian]. DOI: 10.18413/2658-6533-2021-7-2-0-4.

Код для цитирования: Скопировать