Поиск полиморфных вариантов кандидатных генов мочекаменной болезни в российской популяции

Аполихин О.И., Сивков А.В., Константинова О.В., Сломинский П.А., Тупицына Т.В., Калиниченко Д.Н.

Мочекаменная болезнь (МКБ) является широко распространенным заболеванием и ее медикосоциальная значимость продолжает увеличиваться. Об этом свидетельствуют многочисленные публикации, как отечественных, так и зарубежных исследователей. По мировым данным уролитиазом страдают до 13% взрослого и детского населения [1, 2]. Абсолютное число зарегистрированных пациентов с этим заболеванием в России в 2010 году составило 760 237 человек, а показатель зарегистрированных больных на 100 000 всего населения равнялся 535,7. По сравнению с 2005 годом прирост абсолютного числа пациентов с МКБ составил 15,7% [3].

Несмотря на успехи, достигнутые в лечении мочекаменной болезни, рецидивы заболевания в течение 5 лет могут возникать у 50% пациентов [4, 5, 6]. Мировой опыт, накопленный при исследовании проблемы с позиций различных областей знаний, свидетельствует о том, что мочекаменная болезнь является, вероятно, самым полиэтиологичным заболеванием с очень сложным патогенезом [7].

Вопрос о роли наследственности при МКБ до настоящего времени изучен недостаточно, хотя фактов, свидетельствующих о возможности существовании такой зависимости, в литературе накопилось немало. По данным различных авторов почти в 40%-50% случаев пациенты с уролитиазом имеют отягощенный семейный анамнез по этому заболеванию [1, 4, 8, 9]. Доказана наследственная природа ряда заболеваний, связанных с нарушениями тех или иных звеньев обмена веществ и приводящих к образованию камней в почках. МКБ наблюдается при таких наследственных моногенных формах нарушений обмена веществ, как алкаптонурия, глицинурия, ксантинурия, первичная оксалурия, цистинурия (синдром Абдергальдена-Линьяка), идиопатический ацидоз (синдром Батлера-Олбрайта). В основе обменных или, метаболических, нефропатий, обусловленных генетическими факторами и нередко проявляющихся МКБ, лежат обменные нарушения, избыточное выведение ряда метаболитов, интерстициальные изменения [4].

По степени участия наследственных факторов в этиологии и патогенезе условно выделяют 3 группы заболеваний [10, 11]. В первую группу входят заболевания, в развитии которых наследственные факторы играют главную роль. Эти заболевания относятся к моногенно наследуемым, то есть они детерминированы одним главным геном.

В противоположную группу входят заболевания, возникновение которых определяется, главным образом, внешними факторами. Наследственные факторы здесь обычно играют вспомогательную роль. Находящиеся между этими противоположными полюсами заболевания относятся к мультифакториальным, так как их возникновение определяется не только наследственной предрасположенностью, но и действием факторов внешней среды.

В нашей стране исследования, посвященные изучению иммуногенетических аспектов уролитиаза, осуществлены под руководством Тиктинского О.Б. и Александрова В.П. Ими проведена большая работа по определению ассоциации между МКБ и главным комплексом гистосовместимости – HLA-системой [8, 12, 13]. Также обширные исследования по установлению связи между уролитиазом и группой крови выполнены Газымовым М. М. [9].

В последние десять лет, по данным зарубежной литературы, проводятся исследования, посвященные изучению ассоциации того или иного генного полиморфизма с МКБ. Часть работ показывает наличие связи исследуемого гена с МКБ. Однако ряд публикаций свидетельствует об отсутствии подобных ассоциаций. Наибольший интерес исследователей во всем мире проявляется к изучению ассоциаций МКБ с разными аллелями генов, участвующих в регуляции обмена витамина D [14, 15, 16, 17, 18, 19] и к исследованию роли полиморфизма гена, кодирующего рецептор к кальцию-CASR [17, 20, 21, 22, 23, 24]. Стоит отметить, что кроме изучения генов, участвующих в обмене витамина D и кодирующих рецепторы к кальцию, значение которых в патогенезе МКБ наиболее изучено, проводится множество исследований по поиску новых генов. Telci D. et al. исследовали ген KL (Клото) и показали, что один из полиморфизмов гена KL ассоциирован с МКБ и может являться генетическим фактором риска [25].

Выявление предрасположенности к МКБ, а также выделение групп риска имеет большое практическое значение для разработки методик ранней диагностики и мер по его предупреждению. Одним из наиболее перспективных методов выявления предрасположенности к заболеванию является установление ассоциации его с тем или иным генетическим маркером.

Таким образом, работы, посвященные выявлению генных полиморфизмов, связанных с развитием уролитиаза, проводятся постоянно. Большой спектр задач, стоящих во всем мире по проблеме мочекаменной болезни, указывает на необходимость продолжения генетических исследований, их углубления и расширения.

Целью данного исследования явился поиск генов, ассоциированных с МКБ, в российской популяции.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

С помощью методов генетического анализа обследован 101 пациент с МКБ (основная группа) и 393 здоровых человека из общей российской популяции (контрольная группа). Группа больных состояла из 32 пациентов со здоровыми родственниками (первая подгруппа) и 69 пациентов, имеющих кровных родственников, страдающих уролитиазом, т.е. с семейной кластеризацией МКБ (вторая подгруппа). Средний возраст пациентов в основной группе составил 45,3 года (от 21 до 74 лет). В первой подгруппе было 17 (53,1%) мужчин и 15 женщин (46,9 %). Во второй подгруппе было 44 (63,8 %) мужчины и 25 женщин (36,2 %). Для проведения анализа полиморфных ДНК-маркеров в кандидатных генах у пациентов с уролитиазом и в контрольной группе были созданы две коллекции ДНК, выделенной из венозной крови обследуемых лиц посредством стандартного фенолхлороформного метода или с использованием набора AxyPrepBlood Genomic DNA Miniprep Kit («Axygene», США). Осуществлен анализ полиморфных вариантов пяти кандидатных генов МКБ: гена рецептора фактора некроза опухолей 11Б (TNFRSF11B, rs3134057), гена альфасубъединицы ядерного рецептора эстрогенов (ESR1, rs851982), гена Клото (KL, rs526906), гена рецептора витамина D (VDR, rs1540339), гена внеклеточного кальций-чувствительного рецептора (CASR, rs2202127). Полиморфные варианты анализируемых генов определяли методом ПЦР в режиме реального времени с использованием тест-систем компании «Applied Biosystems» в контрольной группе и у больных уролитиазом: в подгруппе пациентов со здоровыми родственниками и в подгруппе больных с семейной кластеризацией МКБ. Статистический анализ осуществляли с помощью метода углового преобразования Фишера и критерия c².

Таблица 1. Спектр вариантов ДНК–маркеров кандидатных генов в случайной популяционной выборке из Центральной России

Ген Варианты генотипов
и аллелей
Встречаемость
абс.число частота, %
1 TNFRSF11B генотип А/А
А/G
G/G
148
181
62
37,9
46,3
15,8
аллель A
G
477
305
61
39
2 ESR1 генотип T/T
T/C
C/C
118/
196/
79
30
49,9
20,1
аллель T
C
432
354
55
45
3 KL генотип C/C
C/T
T/T
275
104
12
70,3
26,6
3,1
аллель C
T
654
128
83,6
16,4
4 VDR генотип G/G
G/A
A/A
104
199
89
26,5
50,8
22,7
аллель G
A
407
377
51,9
48,1
5 CASR генотип A/A
A/G
G/G
47
42,5
10,5
47
42,5
10,5
аллель AG 534
248
68,3
31,7

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенные исследования позволили установить спектр и частоты встречаемости вариантов генотипов и аллелей 5 кандидатных генов мочекаменной болезни в контрольной группе и в 2 подгруппах пациентов с уролитиазом и провести их сравнительный анализ (табл. 1, 2, 3).

При определении полиморфизма гена TNFRSF11B встречаемость генотипов следующая: в контрольной группе А/А – 37,9%; А/G – 46,3%; G/G – 15,8%, у пациентов с МКБ со здоровыми родственниками (первая подгруппа) А/А – 40,6%; А/G – 43,7%; G/G – 15,7%, у пациентов с отягощенной наследственностью по МКБ (вторая подгруппа) А/А – 34,7%; А/G – 52,1%; G/G – 13,2%. Выявлено, что отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются недостоверными: p= 0,462, соотношение шансов – Odds Ratio (OR)=0,938, доверительный интервал 95%: 0,554-1,588. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p= 0,977, OR = 1,005 доверительный интервал 95%: 0,693-1,457. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и вы-борке пациентов с МКБ являются недостоверными: p=0,950, c²= 0,102. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными p=0,645, c²=0,879.

Для гена ESR1 встречаемость генотипов следующая: в контрольной группе Т/Т – 30,0%; Т/С – 49,9; С/С – 20,1%, у пациентов первой подгруппы: Т/Т – 34,3%; Т/С – 31,2%; С/С – 34,5%, у пациентов второй подгруппы: Т/Т – 24,6%; Т/С – 63,7%; С/С – 11,7%. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборках пациентов с МКБ являются недостоверными: p=0,443, OR=1,220 доверительный интервал 95%: 0,7332,032. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборках пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,732, OR=0,970 доверительный интервал 95%: 0,6754-1,393. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются недостоверными: p=0,076, c²=5,148. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборках пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,081, c²=5,021.

Для KL встречаемость генотипов следующая: в контрольной группе С/С – 70,3%; С/Т – 26,6; Т/Т – 3,1%, у пациентов первой подгруппы С/С – 71,8%; С/Т – 28,2%; Т/Т – 0%. У пациентов второй подгруппы С/С – 72,4%; С/Т – 27,6%; Т/Т – 0%. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются недостоверными: p=0,392, OR=0,836 доверительный интервал 95%: 0,4031,735. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,264, OR=0,816 доверительный интервал 95%: 0,485-1,372. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются недостоверными: p=0,601, c²=1,018. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,337, c²=2,175.

Для гена VDR встречаемость генотипов следующая: в контрольной группе G/G – 26,5%; G/А – 50,8%; А/А – 22,7%, у пациентов первой подгруппы: G/G – 46,8%; G/А – 34,4%; А/А – 18,9%, у пациентов второй подгруппы G/G – 24,6%; G/А – 53,6%; А/А – 21,8%. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются достоверными: p=0,040, OR=0,606 доверительный интервал 95%: 0,357-1,028, при этом повышена встречаемость аллеля G. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,920, OR=1,019 доверительный интервал 95%: 0,7091,463. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются достоверными: p=0,046, c²=6,174, при этом повышена встречаемость генотипа GG. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,906, c²=0,198.

Для гена CASR встречаемость генотипов следующая: в контрольной группе А/А – 47,0%; А/G – 42,5%; G/G – 10,5%, у пациентов первой подгруппы А/А – 40,6%; А/G – 53,1%; G/G – 6,3%, у пациентов второй подгруппы А/А – 50,7%; А/G – 36,2%; G/G – 13,1%. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются недостоверными p=0,478, OR=1,052 доверительный интервал 95%: 0,610-1,810. Отличия в частоте аллелей в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными: p=0,897, OR=0,974 доверительный интервал 95%: 0,659-1,440. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборке пациентов с МКБ являются недостоверными: p=0,458, c²=1,563. Отличия в частоте генотипов в контрольной выборке и выборках пациентов с МКБ с семейной кластеризацией являются недостоверными p=0,587, c²=1,066.

Таким образом отличия в частоте аллелей и генотипов в контрольной выборке и выборках пациентов с МКБ в российской популяции являются достоверными только в случае полиморфизма в гене VDR у пациентов МКБ со здоровыми родственниками.

Сравнение полученных данных с результатами зарубежных работ указывают на то, что связь гена VDR с мочекаменной болезнью выявлена во многих этнических популяциях [14, 15, 16, 17], однако без учета семейной отягощенности анамнеза. Что касается ассоциации гена CASR с уролитиазом, то по данным зарубежных исследователей существует зависимость между аллелями названного гена и рецидивной кальций-оксалатной формой заболевания [20-23]. Изучение гена KL без учета различных клинических характеристик уролитиаза показало, что один из его полиморфизмов может оказывать влияние на развитие болезни [25].

Таблица 2. Спектр вариантов ДНК–маркеров кандидатных генов в подгруппе больных мочекаменной болезнью со здоровыми родственниками (без семейной кластеризации)

Ген Варианты генотипов
и аллелей
Встречаемость Уровень значимости различий c контрольной группой (p)
абс.число частота, %
1 TNFRSF11B генотип А/А
А/G
G/G
13
14
5
40,6
43,7
15,7
0,950
аллель A
G
40
24
62,5
37,5
0,462
2 ESR1 генотип T/T
T/C
C/C
11
10
11
34,3
31,2
34,5
0,076
аллель T
C
32
32
50
50
0,443
3 KL генотип C/C
C/T
T/T
23
90
0
71,8
28,2
0
0,601
аллель C
T
55
9
85,9
14,1
0,392
4 VDR генотип G/G
G/A
A/A
15
11
6
46,8
34,4
18,9
0,046
аллель G
A
41
23
64,0
36,0
0,040
5 CASR генотип A/A
A/G
G/G
13
17
2
40,6
53,1
6,3
0,458
аллель A
G
43
21
67,1
32,9
0,478

Таблица 3. Спектр вариантов ДНК–маркеров кандидатных генов в подгруппе больных мочекаменной болезнью с семейной кластеризацией

Ген Варианты генотипов
и аллелей
Встречаемость Уровень значимости различий c контрольной группой (p)
абс.число частота, %
1 TNFRSF11B генотип А/А
А/G
G/G
24
36
9
34,7
52,1
13,2
0,645
аллель A
G
84
54
60,8
39,2
0,977
2 ESR1 генотип T/T
T/C
C/C
17
44
8
24,6
63,7
11,7
0,081
аллель T
C
78
60
56,5
43,5
0,732
3 KL генотип C/C
C/T
T/T
50
19
0
72,4
27,6
0
0,337
аллель C
T
119
19
86,2
13,8
0,264
4 VDR генотип G/G
G/A
A/A
17
37
15
24,6
53,6
21,8
0,906
аллель G
A
71
67
51,4
48,6
0,920
5 CASR генотип A/A
A/G
G/G
35
25
9
50,7
36,2
13,1
0,587
аллель A
G
95
43
68,8
31,2
0,897

ВЫВОДЫ 

Выявлена связь между наличием гена VDR и мочекаменной болезнью в российской популяции. Зависимости между развитием МКБ и генами TNFRSF11B, ESR1, KL, CASR обнаружено не было. Однако не исключена роль гена ESR1 в развитии заболевания. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в генезе уролитиаза без семейной кластеризации в российской популяции могут играть роль генетические факторы, в частности, полиморфизм гена рецептора витамина D. Хотя связи между вышеуказанными генами и развитием мочекаменной болезни с семейной кластеризацией в российской популяции обнаружено не было, целесообразным является продолжение исследований.

Резюме:

Проведено изучение генетических факторов риска развития мочекаменной болезни в российской популяции. Обследован 101 взрослый пациент с мочекаменной болезнью (основная группа) из Центральной России и 393 здоровых взрослых (контрольная группа) из этого же региона. Среди больных было 32 человека со здоровыми родственниками (17 мужчин и 15 женщин) и 69 человек – с кровными родственниками, страдающими мочекаменной болезнью (44 мужчины и 25 женщин).

Материалом для исследований служили образцы венозной крови. С помощью метода ПЦР с использованием тестсистем компании «Applied Biosystems» определяли спектр и частоты встречаемости полиморфных вариантов пяти кандидатных генов МКБ: гена фактора некроза опухолей 11Б (TNFRSF11B, rs3134057), гена альфа-субъединицы ядерного рецептора эстрогенов (ESR1, rs851982), гена Клото (KL, rs526906), гена рецептора витамина D (VDR, rs1540339), гена внеклеточного кальций-чувствительного рецептора (CASR, rs2202127). Установлены достоверные различия в частотах встречаемости аллельных вариантов ДНК-маркеров в гене VDR у пациентов с уролитиазом без семейной кластеризации по сравнению с контрольной группой.

Сделан вывод о существовании связи между наличием гена VDR и мочекаменной болезнью в российской популяции. Для генов TNFRSF11B, ESR1, KL, CASR такой зависимости обнаружено не было. Выявлено, что в развитии уролитиаза без семейной кластеризации в российской популяции могут играть роль генетические факторы в частности, полиморфизм гена рецептора витамина D. Связи между вышеуказанными генами и развитием заболевания с семейной кластеризацией в российской популяции не обнаружено.

ЛИТЕРАТУРА

1. Attanasio M. The genetic components of idiopathic nephrolithiasis. // Pediat Nephrol. 2011. Vol. 26, N 3. P.337346.

2. Мартов А.Г., Ергаков Д.В., Лисенок А.А. Современные методы хирургического лечения у детей. // Избранные лекции по урологии [Под ред. Лопаткина Н.А., Мартова А.Г.]. М.: Литтерра, 2008. С. 277-287

3. Аполихин О.И., Сивков А.В., Солнцева Т.В., Комарова В.А. Анализ урологической заболеваемости в Российской Федерации в 2005-2010 годах. // Экспериментальная и клиническая урология. 2012. N 2. C. 4-12

4. Тиктинский О.Л., Александров В.П. Мочекаменная болезнь. СПб.: Питер, 2000. 384 с.

5. Tiselius HG. Patients attitudes on how to deal with the risk of future stone recurrences. // Urol Res. 2006. Vol.34, N 4. P. 255-260.

6. Pasch A. Metaphylaxis of recurrent renal calcium stones. // Ther Umsch. 2007. Vol. 64, № 5. P.253-258.

7. Яненко Э.К., Константинова О.В. Современный взгляд на лечение больных мочекаменной болезнью. // Урология. 2009. N 5. С. 61-64.

8. Тиктинский О.Л. Уролитиаз. Л.: Медицина, 1980. 192 c.

9. Газымов М.М. Мочекаменная болезнь. Чебоксары, 1993. 180 с.

10. Вартанян М.Е., Снежневский А.В. Клиническая генетика болезней с наследственным предрасположением. // Вестгник АМН СССР. 1976. N 7. С. 76-83.

11. Лимборская С.А., Сломинский П.А. Молекулярная генетика человека: Медико-генетические и популяционные исследования. ВКН. Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1. М.: Наука, 2003, C. 307-371.

12. Тиктинский О.Л., Александров В.П., Серова Л.Д., Моисеева Л.М. Антигены системы HLA у больных с различными формами уролитиаза. // Урология и нефрология. 1986. N2. с.29-32.

13. Александров В.П. Этиология и патогенез уролитиаза. (клинико-биохимические и иммуногенетические аспекты: Дисс. … д-рат. мед. наук. Ленинград, 1988, 452 С.

14. Wang S, Wang X, Wu J. Association of vitamin D receptor gene polymorphism and calcium urolithiasis in the Chinese Han population. // Urol Res. 2012. Vol. 40, N 4. P. 277-284.

15. Lin Y, Mao Q, Zheng X. Vitamin D receptor genetic polymorphisms and the risk of urolithiasis: a meta-analysis. // Urol internat. 2011. Vol.86. P. 249-255.

16. Seo IY, Kang IH, Chae SC, Park SC, Lee YJ, Yang YS, Ryu SB, Rim JS. Vitamin D receptor gene Alw I, Fok I, Apa I, Taq I Seo polymorphisms in patients with urinary stone. // Urol. 2010. Vol. 75, N 4. P. 923-929.

17. Ferreira L, Pereira A, Heilberg I. Vitamin D receptor and calcium-sensing receptor gene polymorphisms in hypercalciuric stone-forming patients. // Nephron Clin Pract. 2010. Vol. 114, N 2. P. 135-144.

18. Moyano M, Gómez de Tejada M, García Lozano R. Alterations in bone mineral metabolism in patients with calcium kidney stone disease and polymorphism of vitamin D receptor. Preliminary results. // Nefrologia. 2007. Volume 27. P. 694-703.

19. Seyhan S, Yavascaoglu I, Kilicarslan H. Association of vitamin D receptor gene Taq I polymorphism with recurrent urolithiasis in children. // Int J Urol. 2007. Vol. 14. P. 1060-1062.

20. Shakhssalim N, Kazemi B, Basiri A. Association between calcium-sensing receptor gene polymorphisms and recurrent calcium kidney stone disease: a comprehensive gene analysis. // Scand J Urol Nephrol. 2010. Vol. 44. P. 406-411.

21. Chou YH, Woon PY, Chen WC. A genetic polymorphism (rs17251221) in the calcium-sensing receptor gene (CASR) is associated with stone multiplicity in calcium nephrolithiasis. // Publ Library Science One (USA). 2011. Vol. 6, N 9. P. 1-9.

22. Vezzoli G, Scillitani A, Corbetta S. Polymorphisms at the regulatory regions of the CASR gene influence stone risk in primary hyperparathyroidism. // Eur J Endocrin. 2011. Vol. 164. P. 421-427.

23. Vezzoli G, Terranegra A, Arcidiacono T. Calcium kidney stones are associated with a haplotype of the calcium-sensing receptor gene regulatory region. // Nephrol. Dial Transplant. 2010. Vol. 25. P. 2245-2252.

24. Scillitani A, Guarnieri V, Battista C. Primary hyperparathyroidism and the presence of kidney stones are associated with different haplotypes of the calcium-sensing receptor. // J Clin Endocrin Metab. 2007. Vol. 92. P. 277-283.

25. Telci D, Dogan A, Ozbek E. KLOTHO gene polymorphism of G395A is associated with kidney stones. // Amer J Nephrol. 2011. Vol. 33. P.337-343.

Прикрепленный файлРазмер
Скачать статью168.24 кб