АССОЦИАЦИЯ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ С

АССОЦИАЦИЯ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ С РИСКОМ
РАЗВИТИЯ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА
ОБЗОРЫ
ЗАРУБЕЖНЫХ НАУЧНО-МЕДИЦИНСКИХ ПУБЛИКАЦИЙ
Обзорные статьи сотрудников СПб ГБУЗ «Городская больница №40» посвящены
анализу современных публикаций, задачей которых являлся поиск генетических
детерминант риска развития (клинических проявлений) ИБС. С целью систематизации
имеющихся данных, гены были объединены в группы в соответствии с теми процессами, в
которые вовлечены кодируемые ими белки (рассмотрены гены, аллельный полиморфизм в
которых оказывает существенное влияние на уровень липопротеинов низкой плотности;
гены оксидантной/антиоксидантной систем; гены ферментов метаболизма гомоцистеина и
фолатов; гены, регулирующие биосинтез оксида азота; гены системы воспаления,
гемостаза, металлопротеиназы).
Работа поддержана грантом РНФ № 14-50-00069. Статьи будут представлены на
страницах журнала «Вестник СЗГМУ им. И.И.Мечникова» (http://vestnik.szgmu.ru/) и
«Клиническая лабораторная диагностика» (http://www.medlit.ru/journal/420).
СОДЕРЖАНИЕ
Вступление
Ассоциация аллельного полиморфизма генов с риском развития ишемической
болезни сердца (гены биомаркеров воспаления и иммунного ответа)
Генетический полиморфизм системы гемостаза и риск развития ишемической
болезни сердца
Ассоциация аллельного полиморфизма генов ферментов метаболизма гомоцистеина
и фолатов, и генов, регулирующих биосинтез оксида азота, с риском развития
ишемической болезни сердца
Заключение
ВСТУПЛЕНИЕ
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются одной из ведущих причин
заболеваемости и смертности населения в развитых странах. В структуре смертности от
сердечно-сосудистой патологии 90-95% случаев летального исхода приходится на
ишемическую болезнь сердца (ИБС). В связи с этим, вопросы предсказания риска
развития ИБС и реабилитации после данной сосудистой катастрофы являются крайне
актуальными.
Согласно
современной
концепции,
ИБС
рассматривается
как
полиэтиологическое заболевание с выраженной генетической детерминантой. В связи с
этим,
анализу
генетических
особенностей,
влияющих
на
развитие
данного
патологического состояния, уделяется большое внимание. В настоящее время существуют
два подхода к поиску генов, предрасполагающих к развитию заболеваний с генетической
детерминантой. В основе первого (ассоциационного) лежат гипотезы о возможной роли
того или иного гена в развитии заболевания. Другой подход объединяет методы,
свободные от априори выбранных гипотез. Это метод сцепления, основанный на
позиционнном картировании локуса и более современный метод полногеномного анализа
ассоциаций (Genome Wide Association Studies –GWAS). В основе метода GWAS лежит
сравнение результатов генотипирования по тысячам полиморфных вариантов в когортах
больных и контроля (как правило, исследования проводятся на нескольких тысячах
образцах индивидуумов).
К настоящему времени в рамках ассоциативного подхода рассмотрено более 300
генов-кандидатов развития ИБС (такой список находится, например, по адресу http://www.
bioguo.org/CADgene), а также свыше 32 локусов идентифицировано в ходе GWASисследований. Однако, несмотря на огромное количество работ по данной тематике
(например, только в базе PubMed по запросу [“coronary artery disease” OR “CAD” OR
“coronary heart disease” OR “CHD” OR “myocardial infarction” OR “MI” OR “ischemic
cardiovascular disease” OR “ischemic cardiovascular events”] AND [“genetics” OR “genetic
variation” OR “sequence variation” OR “genome-wide association study” OR “polymorphism”
OR “mutation” OR “gene variation” OR “genotype” OR “gene-gene combination effect”] за
последние 5 лет свыше 7000), выполненных в ведущих лабораториях по всему миру,
данные о влиянии тех или иных генов на развитие ИБС в большинстве случаев носят
противоречивый характер. Причина этому – этнические различия; плейотропный эффект
генов; наличие субклинических фенотипов; неучтённые факторы окружающей среды,
оказывающие влияние на фенотипическое проявление генетических особенностей
индивида и т. д.
В обзорах, c целью систематизации имеющихся данных, гены были объединены в
группы в соответствии с теми процессами, в которые вовлечены кодируемые ими белки.
Рассмотрены следующие группы генов:
-
гены
ферментов
метаболизма
гомоцистеина
и
фолатов
(метилентетрагидрофолат редуктазы MTHFR; метионин синтазы (MTR или MS);
редуктазы метионин синтазы (MTRR), тимидилат синтазы (TYMS));
- гены, нарушения в функционировании которых могут способствовать развитию
эндотелиальной
дисфункции
диметиламингидролазы-1
и
(DDAH1);
оксидантного
гены
стресса
нейрональной
(ген
(nNOS
диметиларгинин
или
NOS-1)
и
эндотелиальной (eNOS или NOS-3) синтаз оксида азота; ген GTP циклогидролазы IGCH1; ген CYBA, кодирующий мембранную α-субъединицу (p22phox) флавоцитохрома b245, входящего в состав мультикомпонентного ферментного комплекса NADPH – оксидаза
(русск. НАДФ(Н)-оксидаза); гены параоксоназ PON1 и PON3);
- гены, продукты которых поддерживают физиологический баланс между
процессами синтеза и деградации межклеточного матрикса (гены матриксных
металлопротеиназ MMPs – MMP3, MMP9, MMP2, MMP7, MMP12 и ингибиторов
тканевых металлопротеиназ TIMPs (TIMP1, TIMP2, TIMP3);
- гены, продукты которых вовлечены в каскад реакций воспаления и иммунного
ответа (гены интерлейкинов – IL-1альфа, IL-1бета, IL-10, IL-6, IL-18 их рецепторов –
IL4R; антогониста рецептора интерлейкинов IL-1RN; ген С-реактивного белка CRP);
- гены системы гемостаза (гены фибриногена FGAи FGB; ген фактора фон
Виллебранда VWF; ген ингибитора активации плазминогена I типа (PAI-1); гены,
кодирующие плазменные факторы свертывания крови – FV, FII(протромбин), FVII; ген
мембранного рецептора тромбоцитов – гликопротеина GPIIIa, рецептора к регуляторным
пуринам - P2RY12).
Анализ имеющихся данных литературы будет способствовать выбору оптимальной
тактики генетического типирования, планируемой к внедрению в СПб ГБУЗ ГБ№40, для
пациентов с кардиоваскулярной патологией и лиц группы риска.
АССОЦИАЦИЯ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ С РИСКОМ
РАЗВИТИЯ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА
(ГЕНЫ БИОМАРКЕРОВ ВОСПАЛЕНИЯ И ИММУННОГО ОТВЕТА)
Резюме. Ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда являются наиболее
серьезными сердечно-сосудистыми заболеваниями и ведущими причинами смерти во всем
мире. Воспаление играет ключевую роль в развитии атеросклероза и других сердечнососудистых болезней, которая обусловлена взаимодействием между генетическими и
экологическими факторами. Поэтому генетические различия в молекулах, связанных с
врожденным иммунитетом, связаны с прерасположенностью к этим заболеваниям.
Существует значительная линейная связь между рядом вариантов генов высокого риска
(IL-6 –174CC и др.) и долей пациентов с клинически значимой ишемической болезнью
сердца. Аддитивный эффект подчеркивает важность исследования нескольких генов
предрасположенности у этих пациентов. Модифицирующие эффекты полиморфизмов в
других
генах
приводят
касающейся полиморфизма
к
генов
противоречивым
иммунной
результатам
системы.
Данный
в
обзор
литературе,
посвящен
имеющимся в литературе данным об ассоциации ряда полиморфных вариантов генов
системы воспаления и иммунного ответа с развитием ишемической болезни сердца.
Рассмотрен полиморфизм в наиболее часто упоминающихся в литературе в связи с данной
кардиопатологией генов – IL1А, IL1В, IL10, IL6, IL18, TGFВ, CRP.
Ключевые слова: воспаление, атеросклероз, сердечно-сосудистые болезни,
генетические факторы, ишемическая болезнь сердца, ген, полиморфизм, IL1A, IL1V, IL10,
IL6, IL18, TGFВ, CRP.
Abstract. Ischemic heart disease and myocardial infarction are two of the most
serious cardiovascular diseases, and they are the first and second leading causes of death
worldwide. Inflammation plays a key role in the development of atherosclerosis and other
cardiovascular diseases, which is caused by interactions between genetic and environmental
factors. Genetic differences in molecules related to innate immunity have therefore been linked
to the susceptibility for these diseases. There was a significant linear association between the
number of high-risk gene variants (for instance IL6 −174CC) and the proportion of patients
with significant coronary artery disease. The additive effect emphasizes the importance of
investigating several susceptibility genes in the same patients. Modifying effects of other
unrelated polymorphisms could explain the conflicting results in the literature concerning
the immune genes polymorphism. This review focuses on the available data in the literature
about the association of a number of polymorphic variants of genes of inflammation and
immune response to the development of coronary artery disease. Considered a polymorphism
in the most frequently mentioned in the literature in connection with this kardiopatology genes
- IL1A, IL1V, IL10, IL6, IL18, TGFВ, CRP.
Key words: Inflammation, atherosclerosis, cardiovascular diseases, genetic factors,
coronary artery disease, polymorphism, gene, IL1A, IL1V, IL10, IL6, IL18, TGFВ, CRP.
Важную роль в патофизиологии ИБС и инфаркта миокарда (ИМ) играют процессы
воспаления и иммунного ответа. В связи с этим изучению ассоциативных связей между
полиморфизмом генов, вовлеченных в каскад реакций воспаления и иммунного ответа,
экспрессией этих генов и риском развития сердечно-сосудистой патологии посвящено
большое
количество
концептуального
исследований.
подхода
к
Результатом
использованию
противовоспалительных препаратов.
работы
станет
формирование
соответствующих
специфичных
Целью данного исследования было описать
индивидуальные полиморфизмы и гаплотипы воспалительных генов, ассоциацированных
с предрасположенностью к ИБС.
Одним из наиболее крупных исследований по данной тематике является работа
B. Brown и соавт. [3], в которой проанализировано влияние 51 полиморфного варианта в
35 генах системы воспаления (IL1А, IL1В, IL4, IL6, IL9, IL10, IL13, IL4R, IL5RA, CCR2,
CCR3, CCR5, VCAM, SELP, SELE, CTLA4, GC, CD14, TGF7, CSF2, ADRB2, LTC4S, LTA,
TNF, NOS2A, NOS3, C5, SDF1, UGB, FCERB1, VDR, SCYA11, TGFB1, ICAM1, C3) на
риск развития ИБС у 2870 жителей Великобритании из 930 семей. Наиболее
статистически значимая связь отмечена для генного кластера IL1 (interleukin-1), в котором
локализованы гены IL1А и IL1В, кодирующие цитокины IL-1α и IL-1. У носителей
гаплотипа ССС по генам IL1А (rs1800587, C–889T) и IL1В (rs1143634, С3954T; rs16944,
C–511T), встречающегося в европейской популяции с частотой 41%, выявлен
повышенный риск развития ИБС (p=0,006), ИМ (p=0,01), ИБС в возрасте < 50 лет
(p=0,0002). В этом исследовании повышенный риск ИБС выявлен также для некоторых
гаплотипов по генам SCYA11 (eotaxin, rs3744508, G361A) и IL4R (interleukin 4 receptor,
rs1805010, A398G), однако статистическая значимость результатов была существенно
ниже.
Ген IL10 кодирует противовоспалительный цитокин интерлейкин-10, который
экспрессируется в атеросклеротических бляшках человека и участвует в атерогенезе.
Мета-анализ 6 исследований с участием в общей сложности 5006 больных ИБС и 3968
здоровых лиц (контроль) идентифицировал в промоторе гена IL10 полиморфизм rs1800896
(G–1082A), влияющий на экспрессию гена. Носительство аллеля A (генотипы GA и AA)
связано с повышенным риском ИБС, особенно, в европейской популяции (р=0,03).
Аналогичные результаты дал мета-анализ 9 исследований у пациентов с ИМ (р=0,05) [20].
Ген IL6 кодирует противовоспалительный цитокин интерлейкин-6. Повышение
концентрации IL-6 в крови приводит к повышенной восприимчивости к развитию
атеросклероза. Генотип –174GG полиморфизма G–174C в промоторе гена IL6 (rs1800795)
повышает генную транскрипцию и ассоциирован с повышенными уровнями общего
холестерина и липопротеинов низкой плотности [16]. На основании этих данных авторы
предположили влияние полиморфизма гена IL6 на метаболические факторы атерогенеза.
Известно, что концентрация IL-6 в атеросклеротической бляшке на 35% выше, чем в
нормальной интиме, и в 200 раз выше в атеросклеротической артериальной стенке, чем в
нормальной сыворотке. К.К. Berg
и соавт. показали, что генотип IL6 –174СС
ассоциирован с высоким риском значительного стеноза коронарной артерии [1]. Авторы
объясняют корреляцию генотипа со стенозом коронарной артерии тем, что гомозиготность
по С-аллелю полиморфизма IL6 G–174C дает более высокую локальную концентрацию
IL-6 в артериальной стенке, которая не отражается при измерении в плазме.
IL-18 является провоспалительным цитокином и способствует усиленной секреции
хемокинов, адгезионных молекул, матриксных металлопротеиназ и цитокинов, включая
интерферон-γ
(IFN-γ).
Согласно
результатам
экспериментальных
и
клинических
исследований IL-18 играет ключевую роль в процессах воспаления, приводящих к
атеросклерозу [15], и ассоциирован с нестабильностью атеросклеротических бляшек и
тяжестью ИБС, верифицированной на аутопсийном материале (p=0,026) [8]. Аллель С
полиморфного сайта rs187238 (G–137C) в промоторе гена IL18 ассоциирован со
сниженной транскрипционной активностью гена и, соответственно, пониженным
синтезом IL-18 [9]. J. Hernesniemi и соавт. [9] анализировали влияние данного
полиморфизма на риск ИБС и внезапной сердечной (коронарной) смерти в популяции
Финляндии. У носителей аллеля –137С отмечен сниженный риск внезапной смерти,
обусловленной ИБС. В работе W. Liu и соавт. прослежена ассоциация между
носительством аллеля –137G и повышенным риском рестеноза после операции
стентирования [12]. В то же время, в проспективном исследовании T. Opstad и соавт. [15]
связь между полиморфизмом промотора гена IL18 в сайтах rs187238 (G–137C) и rs1946518
(C–607A) и клиническими точками исследования (нефатальный острый ИМ, инсульт,
нестабильная стенокардия, общая смертность от сердечно-сосудистой патологии) не
выявлена. Однако авторы получили интересные данные в отношении сайта IL18 rs5744292
(A183G), локализованного в 3’-нетранслируемой области гена и снижающего уровень
циркулирующего IL-18. У носителей аллеля 183G общая смертность была снижена на 35%
(p=0,04). T. Opstad и соавт. отмечают важность определения содержания IL-18 в сыворотке
крови, поскольку данный показатель является прогностическим маркером развития
острого ИМ, и предполагают, что, результат генотипирования по полиморфизму IL18
A183G может служить важным прогностическим маркером развития острых эпизодов у
пациентов с ИБС, однако, для подтверждения этого требуются дальнейшие исследования.
В качестве гена-кандидата, который может оказывать влияние на развитие ИБС,
рассматривается и ген TGFB1, кодирующий трансформирующий фактор роста β
(transforming growth factor-, TGF-β). К числу атеропротективных свойств цитокина TGF-β
исследователи относят способность к стабилизации фиброзной бляшки, ингибирование
пролиферации
клеток
гладких
мышц
сосудов
и
препятствование
миграции
эндотелиальных клеток, однако, дисрегуляция функционирования TGF-β может нарушать
эти процессы. D. Morris и соавт. [14] провели мета-анализ исследований, выполненных
преимущественно в популяциях Западной Европы, по изучению связи между
полиморфизмом сайтов rs1800468 (G–800A), rs1800469 (C–509T), rs1800471 (913G/C),
rs1800472 (788С/Т), rs1800470 (29C/T) в гене TGFВ1 и клиническими точками развития
ИБС (ИМ, нестабильная
стенокардия, внезапная сердечная (коронарная) смерть).
Повышенный риск ИБС (ИМ), согласно результатам мета-анализа, выявлен у носителей
минорных аллелей по сайтам rs1800469, rs1800470 и rs1800471. Точный механизм,
объясняющий
выявленные
ассоциативные
особенности,
неизвестен.
В
случае
полиморфного сайта rs1800469 статистически значимых различий по концентрации
циркулирующего TGF-β1 между пациентами с ИБС (ИМ) и группой здоровых
добровольцев, имеющих тот же генотип, не отмечалось. По мнению авторов, данный факт
свидетельствует о том, что изменение содержания TGF-β1 не является причиной развития
ИБС. Однако этот вывод является спорным, поскольку циркулирующие уровни TGF-β1 не
отражают реальных локальных уровней TGF-β1 в сосудах, напрямую вовлеченных в
патогенез ИБС [13]. Y. Lu и соавт. [13] провели мета-анализ влияния полиморфных сайтов
в гене TGFВ1 rs1800468 (G–800A), rs1800469 (C–509T), rs1982073 (T868C), rs1800471
(G913C), rs1800472 (C11929T), rs1800470 (T869C) на риск развития ИБС в популяциях
Европы. Ассоциация была выявлена для однонуклеотидных замен в сайтах rs1800469 (как
и в работе [14]) и rs1982073. Повышенных риск ассоциирован с минорными аллелями
обоих полиморфизмов, а сочетанное носительство двух неблагоприятных аллелей
повышает риск ИБС на 15% [13].
С-реактивный белок (СРБ) является белком острой фазы воспаления и в настоящее
время рассматривается как один из наиболее надежных и чувствительных показателей
воспалительного процесса. На индивидуальный (базовый) уровень СРБ оказывают
влияние такие факторы как ожирение, курение, инфекции (повышение содержания СРБ
наиболее выражено при бактериальных инфекциях), возраст, пол, артериальное давление и
др. СРБ обладает низкой специфичностью – повышенные уровни данного белка
отмечаются при вирусных и бактериальных инфекциях, системных ревматических
заболеваниях, злокачественных опухолях, хирургических операциях, ИМ, ожогах, сепсисе
и т.д. Тем не менее, при оценке риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и
связанных с ними осложнений показана прогностическая значимость содержания СРБ в
крови даже в пределах нормальных значений. Установлено, что межиндивидуальная
вариабельность уровней СРБ на 35–40% детерминирована генетически [7]. В связи с этим
ведется поиск генетических детерминант, которые могут оказывать влияние на уровень
СРБ, особенности его функционирования и развитие сердечно-сосудистых заболеваний.
В гене CRP, кодирующем СРБ, идентифицировано свыше 40 однонуклеотидных
замен [7]. Ассоциация с повышенным уровнем СРБ и повышенным риском развития ИБС
отмечается у гомозиготных носителей аллеля –717A полиморфизма rs2794521 (A–717G). В
исследованиях, выполненных в популяциях Китая, продемонстрирована функциональная
значимость варианта rs2794521 (A–717G): аллель –717G повышает транскрипционную
активность
промотора
гена
CRP
благодаря
усиленному
связыванию
с
глюкокортикоидными рецепторами [19], а носительство алелля –717А повышает риск
развития ИБС в 6,8 раз [4, 19]. Генотип ТТ (у представителей белой расы) по
триаллельному полиморфизму rs3091244 (–390C/T/A) ассоциирован
с повышенным
уровнем СРБ и повышенным риском развития ИБС и острого коронарного синдрома.
Генотип −409GG полиморфизма CRP −409G/A (rs3093062) наиболее сильно повышает
уровень СРБ в крови по сравнению с генотипами −409GА и −409АА. Т-аллель
полиморфизма CRP T–757C (rs3093059) повышает уровень СРБ и ассоциирован с риском
развития ИБС у представителей европеоидной расы [5] и с риском ИМ у представителей
негроидной расы [7]. Аллель А полиморфизма rs1417938 (A29T) и аллель С
полиморфизма rs1205 (C1846T) повышают уровень СРБ и риск смертности от сердечнососудистых заболеваний у представителей европеоидной расы. В мета-анализе, в который
были включены исследования, выполненные в популяциях Европы и Азии, Y. Zhu и соавт.
[24] изучали связь полиморфизмов CRP rs1800947, rs2794521, rs3093059 c риском развития
ИМ. В популяциях Азии отмечена ассоциация полиморфизма rs3093059 с развитием ИМ
(в работе [7] та же закономерность отмечена у представителей негроидной расы), в то
время как влияние двух других полиморфизмов на развитие данной кардиопатологии не
выявлено ни в одной из рассмотренных популяций.
Согласно сведениям, представленным в работе F. Hage и соавт. [7], только 10%
межиндивидуальных вариаций уровня СРБ в плазме могут быть объяснены аллельным
полиморфизмом гена CRP. Мета-анализ полногеномных исследований (genome-wide
association study, GWAS), выпоненный A. Dehghan и соавт. [6] идентифицировал 17
локусов (вне гена CRP), кодирующих белки иммунной системы и оказывающих влияние
на уровень СРБ. Среди полиморфизмов в других генах, которые могут оказывать влияние
на уровень СРБ, предполагают прежде всего, влияние однонуклеотидных замен в генах,
кодирующих регуляторы экспрессии CRP – цитокины IL-1α, IL-1, IL-1RN, IL-6 [2, 6, 11,
18]. На уровень СРБ влияют полиморфизмы сайтов IL1В rs1143634 (C3954T), IL1А
rs17561 (G4845T), IL6 rs1800795 (G174C), минорные аллели которых ассоциированы с его
повышением. Однако вопрос о том, может ли генетически детерминированное повышение
уровня СРБ быть причиной сердечно-сосудистой патологии, остается открытым [17]. В
ответе на данный вопрос могут помочь рандомизированные исследования применения
фармакологических ингибиторов данного протеина [17].
В многочисленных проспективных эпидемиологических исследованиях и крупных
мета-анализах продемонстрирована связь между высокими уровнями ряда биомаркеров
воспаления и иммунного ответа (особенно, С-реактивным белком, а также некоторыми
членами семейства интерлейкинов) и риском развития ИБС (по критериям заболеваемости
и смертности) [23]. Однако рядом авторов поднимается вопрос об обратной причинноследственной связи наблюдаемых явлений. Возможна ситуация, когда субклиническое
течение заболевания является уже достаточным для того, чтобы вызвать повышенные
уровни биомаркеров воспаления и иммунного ответа. В этом случае проспективное
исследование может выявить ассоциацию не между уровнями биомаркеров и риском
развития ИБС у здоровых индивидов, а между уровнями биомаркеров и последующей
клинической манифестацией у лиц с субклиническим течением болезни [10]. Еще одна
сложность в сопоставлении уровней биомаркеров воспаления и иммунного ответа с
риском развития ИБС заключается в том, что существует огромное количество других
факторов, которые также могут влиять на их уровень (прежде всего, инфекционные
агенты). Показана важная роль хронических инфекций в инициации и прогрессировании
атеросклероза.
Колонизация
стенок
сосудов
инфекционными
агентами
может
способствовать развитию атеросклеротического процесса, непосредственно повреждая
сосудистую стенку или инициируя иммунный ответ. Инфекционными агентами, для
которых этиологическая связь c атеросклерозом установлена, являются Chlamydia
pneumonia и цитомегаловирусная инфекция. В качестве потенциальных агентов
рассматриваются некоторые разновидности вирусов
герпеса, грипп, Mycoplasma
pneumonia [23]. В ряде исследований подчеркивается также тот факт, что системный
уровень циркулирующих провоспалительных и противовоспалительных биомаркеров не
соответствует локальному уровню в сосудах, непосредстенно вовлеченных в патогенез
атеросклеротического процесса [22]. В связи с вышеизложенным при планировании
ассоциативных исследований чрезвычайно важным представляется детальное изучение
анамнестических данных лиц, включаемых в анализ.
Белки
суперсемейства
ABC
обладают
способностью
модулировать
и
транспортировать различные субстраты, такие как сахара, аминокислоты, белки, токсины,
ионы,
и
изменять
фармакокинетику
лекарственных
веществ.
Филогенетически
высококонсервативный транспортный белок ABCB1 (ATP binding cassette transporter 1),
также называемый MDR1 (multidrug resistance protein 1), участвует в системной реакции
на воспаление и является высокочувствительным маркером воспаления, играет важную
роль в развитии атеросклероза и прогрессировании сердечно-сосудистых заболеваний.
Белок ABCB1 вовлечен в повреждение тканей при остром ИМ [21].
Повышенные уровни ABCB1 в сыворотке считаются фактором риска развития
ИБС. Генетические варианты гена ABCB1 могут изменить его экспрессию, структура и
функции, и тем самым влияют на предрасположенность человека к ИБС. В связи с этим
предположено,
что
распространенные
функциональные
полиморфизмы
в
высокополиморфном гене ABCB1 могут иметь влияние на предрасположенность человека
к ИБС. Мета-анализ семи исследований типа «случай–контроль» при участии в общей
сложности 2310 пациентов с ИМ и 10506 пациентов с острым коронарным синдромом
показал, что полиморфизм ABCB1 С3435Т (rs1045642) ассоциирован с повышенным
риском развития ИМ и ОКС в европейских и азиатских популяциях. Следовательно,
детекция полиморфизма ABCB1 С3435Т может быть перспективным биомаркером для
раннего выявления ИМ и острым коронарным синдромом [21].
Несмотря на имеющиеся сложности и гетерогенность полученных на текущий
момент результатов, анализ связи между полиморфизмом генов системы воспаления и
развитием ИБС представляется крайне актуальным. Важным является установление
причинно-следственной связи между биомаркером и развитием ИБС. Если биомаркер
играет роль в развитии ИБС, знание аллельных вариантов генов, которые могут влиять на
уровень его экспрессии или особенности функционирования, позволит осуществлять
профилактические меры в отношении пациентов группы риска. Если же изменение уровня
биомаркера ассоциировано с течением заболевания (в сублинической или клинической
форме), то важно знать, как влияет активность рассматриваемого биомаркера на тяжесть
ИБС (клинический исход), что предопределяет актуальность поиска генетических
вариантов, отвечающих за особенности протекания данного патологического процесса.
Возможен и обратный подход – исходя из результатов генотипирования пациентов по
генам биомаркеров воспаления и иммунного ответа в проспективных и ретроспективных
исследованиях, определить генетические варианты, ассоциированные с риском развития
(особенностями течения) ИБС, и механизмы, посредством которых данное влияние
реализуется.
Литература
1. Berg, K.K. The additive contribution from inflammatory genetic markers on the severity of
cardiovascular disease / K.K. Berg [et al.] // Scand. j. immunol. – 2009. – Vol. 69, №1. – Р.
36–42.
2. Berger, P. C-reactive protein levels are influenced by common IL-1 gene variations / P.
Berger [et al.] // Cytokine. – 2002. – Vol. 17, №4. – P. 171–174.
3. Brown, B. An evaluation of inflammatory gene polymorphisms in sibships discordant for
premature coronary artery disease: The GRACE-IMMUNE study / B. Brown [et al.] // BMC
med.
[Электронный
ресурс]
–
2010.
–
Режим
доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2823655/, свободный. – Загл. с экрана. –
Текст на экране англ.
4.
Chen, J. –717A>G polymorphism of human C-reactive protein gene associated with
coronary heart disease in ethnic Han Chinese: the Beijing atherosclerosis study / J. Chen [et
al.] // J. mol. med. – 2005. – Vol. 83, №1. – P.72–78.
5. Danik, J.S. Influence of genetic variation in the C-reactive protein gene on the inflammatory
response during and after acute coronary ischemia / J.S. Danik [et al.] // Ann. hum. genet. –
2006. – Vol. 70, №6. – P. 705–716.
6. Dehghan, A. Meta-analysis of genome-wide association studies in >80 000 subjects identifies
multiple loci for C-reactive protein levels / A. Dehghan [et al.] // Circulation. – 2011. –Vol.
123, №7. – P. 731–738.
7. Hage, F. C-reactive protein gene polymorphisms, C-reactive protein blood levels, and
cardiovascular disease risk / F. Hage, A. Szalai // J. am. coll. cardiol. – 2007. –Vol. 50, №12.
– P. 1115–1122.
8. Hernesniemi, J. Interleukin 18 gene promoter polymorphism: a link between hypertension
and pre-hospital sudden cardiac death: the Helsinki Sudden Death Study / J. Hernesniemi [et
al.] // Eur. heart j. – 2009. – Vol. 30, №23. – P.2939–2346.
9. Hernesniemi, J. Interleukin-18 promoter polymorphism associates with the occurrence of
sudden cardiac death among Caucasian males: the Helsinki Sudden Death Study / J.
Hernesniemi [et al.] // Atherosclerosis. – 2008. – Vol. 196, №2. – P.643–649.
10. Keavney, B. The interleukin-1 cluster, dyslipidaemia and risk of myocardial infarction / B.
Keavney //
BMC
med.
[Электронный
ресурс]
–
2010.
–
Режим
доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2822811/, свободный. – Загл. с экрана. –
Текст на экране англ.
11. Latkovskis, G. C-reactive protein levels and common polymorphisms of the interleukin-1
gene cluster and interleukin-6 gene in patients with coronary heart disease / G. Latkovskis [et
al.] // Eur. j. immunogenet. – 2004. – Vol. 31, №5. – P. 207–213.
12. Liu, W. Plasma levels of interleukin 18, interleukin 10, and matrix metalloproteinase-9 and –
137G/C polymorphism of interleukin 18 are associated with incidence of in-stent restenosis
after percutaneous coronary intervention / W. Liu [et al.] // Inflammation. – 2013. – Vol. 36,
№5. – P. 1129–1135.
13. Lu, Y. TGFB1 genetic polymorphisms and coronary heart disease risk: a meta-analysis / Y.
Lu [et al.] // BMC med. genet. [Электронный ресурс]
– 2012.
– Режим доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3497590/, – свободный. – Загл. с экрана. –
Текст на экране англ.
14. Morris, D. Meta-analysis of the association between transforming growth factor-beta
polymorphisms and complications of coronary heart disease / D. Morris [et al.] // PLoS one.
– 2012. –Vol. 7, №5. – e37878.
15. Opstad, T. The co-existence of the IL-18+183 A/G and MMP-9 –1562 C/T polymorphisms is
associated with clinical events in coronary artery disease patients / T. Opstad [et al.] // PLoS
one. – 2013. – Vol. 8, №9. – e74498.
16. Riikola, A. Interleukin-6 promoter polymorphism and cardiovascular risk factors: the Health
2000 Survey / A. Riikola [et al.] // Atherosclerosis. – 2009. – Vol. 207, №2. – P. 466–470.
17. Szalai, A. Inhibiting C-reactive protein for the treatment of cardiovascular disease: promising
evidence from rodent models / A. Szalai [et al.] // Mediators inflamm. [Электронный
ресурс]
–
2014.
–
Режим
доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3996300/, – свободный. – Загл. с экрана. –
Текст на экране англ.
18. Vickers, M. Genotype at a promoter polymorphism of the interleukin-6 gene is associated
with baseline levels of plasma C-reactive protein / M. Vickers [et al.] // Cardiovasc. res. –
2002. – Vol.53, №4. – P.1029–1034.
19. Wang, L. Functional analysis of the C-reactive protein (CRP) gene –717A>G polymorphism
associated with coronary heart disease / L. Wang [et al.] // BMC med. genet. [Электронный
ресурс]
–
2009.
–
Режим
доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2723087/, – свободный. – Загл. с экрана. –
Текст на экране англ.
20. Wang, Y. Association between the Interleukin 10 –1082G>A polymorphism and coronary
heart disease risk in a Caucasian population: a meta-analysis / Y. Wang [et al.] // Int. j.
immunogenet. – 2012. – Vol. 39, №2. – P.144–150.
21. Wang, Q. ABCB1 C3435T Polymorphism and the risk of ischemic heart disease: a metaanalysis / Q. Wang [et al.] // Genet. test. mol. biomarkers. – 2014. – Vol. 18, №9. – Р. 636–
645.
22. Yan, H. Clinical implication and association between local and systemic levels of
interleukin-1β and interleukin-10 in patients with coronary artery disease / H. Yan [et al.] //
Zhonghua xin xue guan bing za zhi. – 2011. – Vol. 39, №2. – P.142–146.
23. Zakynthinos, E. Inflammatory biomarkers in coronary artery disease / E. Zakynthinos [et
al.] / // J. cardiol. –2009. – Vol. 53, №3. – P.317–333.
24. Zhu, Y. C-reactive protein gene polymorphisms and myocardial infarction risk: a metaanalysis and meta-regression / Y. Zhu [et al.] // Genet. test. mol. biomarkers. – 2013. – Vol.
17, №12. –P. 873–880.
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ СИСТЕМЫ ГЕМОСТАЗА
Резюме. Активация и агрегация тромбоцитов играют важную роль в патогенезе
атеротромботической болезни и развитии ее наиболее важных осложнений, таких как
ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда. В клинической практике хорошо
известно, что, несмотря на доказанное наличие прогрессирующей атеротромботической
болезни, только у определенной группы пациентов развивается острый инфаркт миокарда.
Причины индивидуальных различий в предрасположенности к развитию инфаркта
миокарда мало изучены. Лица с повышенной свертываемостью крови и повышенной
склонностью к тромбообразованию могут быть подвержены повышенному риску. Однако
это трудно оценить в клинической практике, поскольку отсутствует уникальный и
надежный лабораторный маркер гиперкоагуляции. Кроме того, функциональные тесты,
оценивающие концентрации и функции белков коагуляции и гемостаза, часто дают
неадекватные результаты вследствие использования антитромботических препаратов и
антикоагулянтов или наличия сопутствующего воспаления. Генетические полиморфизмы с
доказанным функциональным влиянием на белки свертывания крови могут стать
полезным диагностическим и прогностическим инструментом. В течение последнего
десятилетия исследования полиморфизмов как факторов риска ишемической болезни
сердца
и
инфаркта
Продемонстрировано,
миокарда
что
дали
во
полиморфизмы
многом
генов
убедительные
гемостаза
и
результаты.
особенно
их
комбинированные эффекты являются фактором риска ишемической болезни сердца и ее
главного тромботического осложнения – инфаркта миокарда. Гемостаз как сложный
феномен модулируется взаимодействием нескольких генетических факторов, не имеющих
преимущественного действия. Полигенный подход как инструмент для выявления
индивидов с повышенным риском развития осложнений предполагает, что одновременное
присутствие нескольких генетических вариаций со слабыми, но достоверными эффектами
на процесс гемостаза может повлиять на риск серьезных тромботических осложнений и
что
у
пациентов
с
прогрессирующей
атеротромботической
болезнью
число
протромботических аллелей коррелирует с риском развития инфаркта миокарда.
Ключевые слова: атеротромботическая болезнь, ишемическая болезнь сердца,
инфаркт миокарда, тромбоцит, коагуляция, гемостаз, генетический полиморфизм,
полигенный подход, протромботический аллель.
GENETIC POLYMORPHISM OF HAEMOSTASIS
Abstract. Platelets activation and aggregation play an important role in the pathogenesis
of atherothrombotic disease and its most important complications such as coronary artery disease
and myocardial infarction. In clinical practice it is well-known that, in spite of the documented
presence of advanced atherothrombotic disease, only a subset of patients develops acute
myocardial infarction during their life-course. The reasons for individual differences in
susceptibility to MI are poorly understood. Subjects with hypercoagulability and an increased
tendency to form blood clots may be at increased risk. However, this is difficult to assess in
clinical practice, since we lack a unique and reliable laboratory marker of hypercoagulability.
Moreover, functional tests evaluating concentration and function of blood coagulation proteins
are often subjected to multiple transient interferences, e.g. due to the use of antithrombotic and
anticoagulant agents or the presence of concomitant inflammation. Genetic polymorphisms with
a documented functional effect on blood coagulation proteins may represent a useful diagnostic
and prognostic tool. During the last decade the study of polymorphisms as a risk factor for
coronary artery disease and myocardial infarction were given largely convincing results. It
demonstrated that gene polymorphisms of hemostasis and especially their combined effects are a
risk factor for coronary heart disease and its major thrombotic complication – myocardial
infarction. Hemostasis as a complex phenomenon modulated by the interaction of multiple
genetic factors that do not have predominant action. Polygenic approach as a tool to identify
subject at increased risk of developing complications suggests that the simultaneous presence of
multiple genetic variations with a weak but significant effect on the process of hemostasis can
affect the risk of serious thrombotic complications and that the number of prothrombotic alleles
correlates with the risk of myocardial infarction in patients with advanced atherothrombotic
disease.
Key words: atherothrombotic disease, thrombosis, coronary artery disease, myocardial
infarction, platelet, coagulation, hemostasis, genetic polymorphism, polygenic approach,
prothrombotic allele.
Введение
Атеротромботическая болезнь является главной причиной смертности во всем мире
[1]. ИМ и ишемический инсульт представляют собой наиболее важные осложнения
артериального тромбоза. Плазматические уровни циркулирующих белков гемостаза
(белков свертывания крови и фибринолитических белков) представляют собой важный
промежуточный фенотип сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и ассоциированы с
риском развития ССЗ. В большинстве случаев ИМ является результатом разрыва
атеросклеротических бляшек. Разрыв бляшки инициирует каскад свертывания крови и
приводит к окклюзии сосудов, сокращению кровотока и некрозу миокарда [2]. Окклюзия
коронарных артерий тромбоцитами и богатыми фибрином тромбов приводит к ИМ [3].
Состояние гиперкоагуляции связано с повышенной смертностью [4]. И плазматические
уровни белков гемостаза, и риск ССЗ имеют существенный генетический компонент [5].
Ассоциация однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) с уровнем белков гемостаза и
риском ССЗ предполагает причинно-следственную роль этих белков в развитии ССЗ.
Полиморфизмы генов системы гемостаза
Фибриноген (фактор I) является одним из основных факторов системы коагуляции,
который участвует в процессе гемостаза. Помимо своей роли в реакции коагуляции,
фибриноген участвует в патогенезе атеросклероза, способствуя адгезии тромбоцитов и
лейкоцитов к поверхности эндотелия и модуляции связывания плазмина с его рецептором.
Данные эпидемиологических исследований и мета-анализов показывают, что повышенные
уровни фибриногена в плазме связаны с повышенным риском ИБС и ИМ. Повышение
уровня фибриногена в плазме на 1 г/л связано с более чем двукратным увеличением риска
ИБС, инсульта и сосудистой смертности [6]. Высокая концентрация фибриногена в плазме
крови считается независимым предиктором риска ИМ [7].
Фибриноген циркулирует в плазме в виде димера. Зрелый белок фибриногена
состоит из двух цепей, каждая из которых в свою очередь состоит из альфа-, бета- и
гамма-полипептидов, которые кодируются генами FGA, FGB и FGG, расположенными в
одном
кластере
на
хромосоме
4.
В
генах
фибриногена
обнаружены
ОНП,
ассоциированные с различиями в уровнях фибриногена в плазме. Ретроспективное
исследование «случай–контроль» с участием 305 пациентов с ИБС или острым
коронарным синдромом (ОКС) и 305 здоровых лиц (контроль) выполнено в целях
изучения влияния таких ОНП и гаплотипов по генам FGA, FGB и FGG на возникновение
заболевания. ОНП FGB –156C>T (rs1800787) и FGB –1428G>A (rs1800789) оказывают
протективное действие, снижая риск развития ССЗ приблизительно на 50% у гомозигот
по минорным аллелям [8].
Минорные аллели четырех полиморфизмов в гене FGB, двух в гене FGA и одного
полиморфизма в гене FGG ассоциированы с повышенным уровнем фибриногена в плазме.
ОНП в промоторе гена FGB (–455GА, rs1800790) и в промоторе гена FGA (−58GA,
rs2070011) влияют на уровень фибриногена в плазме и ассоциированы с риском ИБС.
Авторы исследования пришли к выводу, что при изучении причинно-следственной связи
между полиморфизмом генов фибриногена, уровнем фибриногена в плазме и развитием
ИБС необходимо включать в исследование эти две ОНП. Аллель FGB –455A действует как
независимый фактор риска ИБС, ОКС, болезни периферических артерий и инсульта [9].
Исследования in vitro показали, что аллель FGB –455А, ассоциированный с повышенным
уровнем фибриногена, нарушает связывание с белком-репрессором, вследствие чего
увеличивается траскрипция цепи FGB [5].
M.N. Mannila и др. изучили 8 распространенных фибриногеновых ОНП у 377
постинфарктных пациентов и 387 здоровых людей и обнаружили, что гаплотипы, но не
индивидуальные ОНП в отдельных генах фибриногена, ассоциированы с риском ИМ [7].
Наиболее распространенный гаплотип FGG–FGA*1 (FGG 1299+79T / FGA –58G, частота
46,6%) ассоциирован с повышенным риском развития ИМ, в то время как наименее
распространенный гаплотип FGG–FGA*4 (FGG 1299+79С / FGA –58А, частота 11,8%),
снижает риск развития ИМ.
Фактор FVII, кодируемый геном F7, представляет собой витамин К-зависимый
гликопротеин, секретируемый печенью, и играет важную роль в инициации коагуляции.
Уровни
коагулянтной
тромбообразования
после
активности
разрушения
FVII
(FVIIc)
обширных
предопределяют
атеросклеротических
степень
бляшек.
Повышенные уровни FVIIc в плазме также ассоциированы с повышенным риском
венозных тромбозов, ИБС и ее основного тромботического осложнения – ИМ. Минорные
аллели полиморфизмов в сайтах F7 rs2146751, rs10665, rs1755685, rs6039 снижают
уровень FVII, в то время как минорные аллели ОНП в сайтах rs964617 и rs762636
повышают его [5]. К «снижающим» полиморфизмам, оказывающим протективный эффект
на риск ССЗ, относится ОНП в сайте rs6046, приводящий к аминокислотной замене
Arg353Glu, которая вероятно снижает функциональную активность белка F7 [10].
Минорный аллель –402A, возникающий в результате ОНП –402GА (rs510317) в промоторе
гена F7, увеличивает активность транскрипции и ассоциирован с повышенным уровнем
FVIIс в плазме и повышенным риском развития ИМ в европеоидных популяциях [10, 11].
Среди основных генетических детерминант концентрации FVII идентифицирован
функциональный полиморфизм вставка/делеция (insertion/deletion, I/D) 10 пар оснований в
позиции –3 промотора гена F7, где аллель А1 соответствует отсутствию декамера, а аллель
А2 – инсерции. Полиморфизм – 3I/D влияет на риск атеротромбоза и ИМ у пациентов с
ИБС. Активность промотора гена F7 снижается на 33% у носителей аллеля А2, носители
генотипа А2А2 имеют самые низкие концентрации FVIIa и наименьший риск ИБС и ИМ
по сравнению с пациентами генотипа А1А1. Метилирование промотора F7 влияет на
концентрацию FVII и риск ИБС. Плазматический уровень FVII обратно пропорционален
степени метилирования промотора гена F7 у носителей генотипов A1A1 и –402GG по
сравнению с А2А2, в то время как различия в метилировании отсутствуют у носителей
генотипа –402GА. Модуляция метилирования индуцированных концентраций FVII
наблюдалась только у носителей генотипа A1A1, где усиленное метилирование приводит к
снижению уровня FVII. Этот феномен чаще наблюдается у здоровых лиц, чем у больных
ИБС. Таким образом, эпигенетическая регуляция путем метилирования промотора F7
ассоциирована с риском ИБС, влияя на концентрацию FVII в плазме у носителей генотипа
F7 A1A1 [11].
Чтобы
охарактеризовать
неравновесное
сцепление
локусов
в
гене
F7,
генотипировали 1811 участников исследования Framingham Heart Study. Статистическая
значимость ассоциаций значительно повышается при рассмотрении гаплотипов. Выявлена
высокодостоверная (р<0,00001) ассоциация гаплотипов В (ATCG) и Е (ATCT) по сайтам
rs10665, rs9464617, rs6039 и rs1475931 с повышенным уровнем фактора FVII и гаплотипа
D (GCTG) по этим же сайтам – с пониженным уровнем фактора FVII [5].
Тканевой
активатор
плазминогена
tPA (tissue
plasminogen
activator)
–
серинпротеаза, катализирующая превращение плазминогена в плазмин, основной фермент,
отвечающий за эндогенный фибринолиз. В некоторых популяциях повышенные уровни
tPA в плазме крови ассоциированы с ИМ и другими атеротромботическими ССЗ. В гене
PLAT (plasminogen activator), который кодирует tPA, идентифицированы генетические
корреляты уровней циркулирующего tPA. Минорный Т-аллель полиморфизма PLAT –
7351СТ (rs2020918) ассоциирован с 50%-ным уменьшением сосудистой секреции tPA
после стресса [5]. Обнаружено 2,5-кратное увеличение риска ССЗ и более чем 3-кратное
увеличение риска развития ИМ, ассоциированное с Т-аллелем rs2020918. ОНП PLAT –
7351СТ находится в области энхансера (регулятора транскрипции), которая содержит сайт
связывания транскрипционного фактора Sp1. Замена С на Т в сайте rs2020918 снижает
сродство Sp1 к этому сайту, что является механизмом, посредством которого ОНП –
7351СТ ассоциирован с низкой транскрипцией гена PLAT [5, 12]. Мета-анализ геномных
ассоциативных
исследований
(genome-wide
association
studies,
GWAS)
позволил
обнаружить дополнительные ОНП в гене PLAT rs2020921 (A/G/T) и rs3136739 (A/G),
изменяющие уровень циркулирующего tPA [13].
Ингибитор активатора плазминогена PAI-1 (plasminogen activator inhibitor-1) –
многофункциональный белок, фермент острой фазы, член суперсемейства протеазных
ингибиторов
SERPIN
(serine
protease
inhibitors).
PAI-1
является
основным
физиологическим ингибитором эндогенной фибринолитической активности, препятствует
росту бляшек, но способствует развитию тромбоза и уязвимости бляшки, провоцирующих
острый ИМ. Уровень PAI-1 повышается при сосудистом воспалении и атеросклерозе [2].
Нарушение фибринолиза из-за высокой активности PAI-1 ассоциировано с повышенным
риском тромботических осложнений. Гиперэкспрессия PAI-1 может также способствовать
образованию фиброзных бляшек (бляшек с тонкими фиброзными покрышками),
ингибируя клеточную адгезию и миграцию. Таким образом, гиперэкспрессия PAI-1 может
играть важную роль в развитии ИМ, нарушая тромболизис и стабильность бляшек [14].
В гене SERPIN1, кодирующем PAI-1, идентифицированы ОНП: инсерция/делеция
гуанозина в позиции –675 (4G/5G, rs1799889), –844GA (rs2227631), c.43GА (rs6092) и
p.I17V (rs6090), которые изменяют концентрацию PAI-1 в плазме крови [2]. Наиболее
изученный клинически значимый полиморфизм SERPIN1 –675 4G/5G в промоторной
области гена SERPIN1 играет важную роль в регуляции экспрессии PAI-1 и увеличивает
риск ИМ. Повышение уровня PAI-1 в плазме специфично для пациентов с генотипом
4G/4G [2, 14, 15, 16]. Полиморфизм гена SERPIN1 4G/5G изучен у 156 пациентов с острым
ИМ, 111 пациентов со стабильной ИБС и жизнеугрожающим стенозом коронарных
артерий и 281 здоровых доноров крови [14]. Частота генотипа 4G/4G была значительно
выше в группе ИМ по сравнению с группой ИБС, но не отличалась от контрольной группы
здоровых доноров. Данный генотип оказался единственным независимым фактором риска
ИМ в этом исследовании. Авторы объясняют выявленную ассоциацию тем, что PAI-1
связан
с
несколькими
компонентами
атеротромботического
процесса,
включая
тромбоциты и эндотелиальные клетки. PAI-1, секретированный активированными
тромбоцитами
и
эндотелиальными
клетками,
считается
основным
фактором,
определяющим устойчивость к тромболизису, а избыточная экспрессия PAI-1 может
играть роль в развитии ИМ, нарушая тромболизис [14]. Кроме того, у носителей аллеля 4G
повышенная активность PAI-1 приводит к более высокой распространенности рецидива
ИМ [17]. Установлена ассоциация между генотипом SERPIN1 4G/4G, высоким
плазматическим уровнем PAI-1 и ишемическим стенозом у пациентов с тяжелым
атероматозом [16]. Среди пациентов с ИМ риск окклюзии коронарной артерии у носителей
генотипа 4G/5G увеличен в 1,6 раза. Это означает, что генотип 4G/5G можно использовать
в качестве индивидуального биомаркера усиленного фибринолиза у пациентов с ИМ [2].
Фактор V Leiden системы свёртывания крови входит в многочисленную группу
факторов каскада коагуляции. Лейденская мутация типа «усиление функции» – замена
гуанина на аденин в позиции 1691 (F5 1691GA, Arg506Gln, rs6025), которая приводит к
замене аргинина-506 на глицин в молекуле белка, является причиной гиперкоагуляции и
ответственна за высокий риск возникновения спонтанных венозных тромбозов. Мутация
20210GA (rs1799963) в гене F2, кодирующем фактор коагуляции FII протромбин, также
относится к мутациям типа «усиление функции» и является фактором риска венозного
тромбоза. Мета-анализ 66155 случаев ИМ и стеноза коронарных артерий (контрольная
группа включала в себя 91307 здоровых лиц) обнаружил небольшое, но значимое
увеличение риска ИБС, ассоциированное с мутацией либо фактора V Leiden, либо
протромбина [3]. Таким образом, Лейденская мутация и ОНП F2 20210GA –
установленные факторы риска не только венозной тромбоэмболии, но и артериального
тромбоза.
Минорный аллель полиморфизма F5 1691GA ассоциирован с повышенным риском
ИМ у лиц моложе 45 лет, причем ассоциация значима после статистической поправки на
традиционные факторы риска (P = 0,006). Ранний ИМ выбран в качестве модели в связи с
тем, что генетические факторы играют более заметную роль в возникновении острого ИМ
у молодых людей до 45 лет [18, 19, 20]. Результаты по FV Leiden независимо
подтверждены в параллельном генотипировании, проведенном в рамках контроля
качества, выполняемого перед включением образцов ДНК в исследования геномных
ассоциаций [21]. Ассоциация аллеля F2 20210A с ИМ в этом исследовании не достигла
статистической значимости [19].
Большой
мультимерный
гликопротеин
фактор
фон
Виллебранда
(ФВ),
секретируемый эндотелиальными клетками сосудов, имеет пятикратную вариабельность
уровня антигена в плазме крови здоровых людей, функционирует как антигемофильный
фактор и интерфейс между тромбоцитом и сосудистой стенкой в системе свертывания
крови. ФВ играет ключевую роль в процессе гемостаза и формировании артериального
тромбоза,
действуя
как
молекулярный
мост,
привязывающий
тромбоциты
к
поврежденному эндотелию, и как молекула-носитель для фактора свертывания VIII,
облегчая адгезию тромбоцитов к нормальному эндотелию и агрегацию тромбоцитов в
местах сосудистого повреждения [22, 23]. Низкие уровни ФВ ассоциированы с
кровотечением, а повышенные – с риском тромбоза, ИМ и инсульта. Плазматические
уровни ФВ на 53–75% зависят от генетических факторов и вносят свой вклад в
генетическую предрасположенность к ССЗ [24]. Повышенные уровни ФВ в плазме
являются независимым фактором риска венозной тромбоэмболической болезни, ИМ,
инсульта [22]. Роль ФВ в артериальном тромбообразовании и атеросклеротических
процессах
делает
его
полезным
клиническим
маркером
риска,
связанного
с
атеросклерозом. ФВ ассоциирован с эндотелиальной дисфункцией и патогенезом
атеросклероза, благодаря способности опосредовать адгезию тромбоцитов. Выявлена
ассоциация между ОНП rs216809 в гене VWF (von Willebrand factor) и толщиной
каротидной бляшки [25]. В гене VWF идентифицированы также ОНП, влияющие на
уровень ФВ. В популяции здоровых людей гомозиготы по минорному аллелю
промоторного полиморфизма VWF rs7966230 (−3268GA) имеют значительно более
высокие уровни ФВ, чем гомозиготы по распространенному аллелю. Минорный аллель
этого полиморфизма ассоциирован с артериальным тромбозом, а также с повышенным
риском ИБС у лиц с прогрессирующим атеросклерозом [23, 24, 26]. Носители минорного
аллеля VWF –1793G имеют 2,6-кратное, а носители генотипа VWF –1793GG – 3,5-кратное
увеличение риска ИБС [24].
В кодирующей области гена VWF также обнаружены ОНП, ассоциированные с
уровнем ФВ и риском развития ССЗ. Идентифицированы несколько ОНП, участвующих в
регуляции размера мультимера ФВ. При генотипировании молодых пациентов с первым
эпизодом острой ИБС или ишемического инсульта установлено, что минорные аллели
ОНП rs4764478 (А/Т), rs216293 (С/А) и rs1063857 (2385T/C) ассоциированы со
значительным повышением уровней ФВ и риском артериального тромбоза и ССЗ
независимо от других классических факторов риска [27]. ОНП rs1063856 (2365A/G,
Thr789Ala) в домене, который участвует в мультимеризации и связывании с фактором
FVIII, ассоциирован с уровнем ФВ и риском артериальных тромбозов. Эта ассоциация
выявлена у здоровых лиц и больных ИБС [23]. ОНП rs1063856 также ассоциирован с
риском ИБС у молодых пациентов европеоидной популяции с диабетом типа 1 [26]. У
американцев европейского происхождения выявлена наиболее значимая ассоциация
уровня ФВ с ОНП FVIII Gly2705Arg (rs7962217), по-видимому, вследствие нарушения
образования мультимера ВФ [28]. Эти данные указывают на причинно-следственную связь
между ФВ и артериальным тромбозом. Наиболее сильные ассоциации между уровнями
ФВ и ССЗ отмечены в популяциях высокого риска, например, у пациентов с ИБС [29].
Белок ADAMTS-13 (A Disintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin type 1
motif) является важным регулятором размера мультимерной молекулы ФВ. Он расщепляет
активированную молекулу ФВ в сайте Tyr1605–Met1606, что приводит к образованию
более мелких и менее гемостатически активных молекул ФВ. Снижение уровня и
активности белка ADAMTS-13 ассоциировано с повышенным риском развития ИМ и
ишемического инсульта [30]. У пациентов с хронической ИБС ОНП ADAMTS13 Pro475Ser
(rs11575933) и Ala900Val (rs685523), снижающие активность белка ADAMTS-13,
ассоциированы со значительно повышенным риском смерти от всех причин и особенно
смерти от ССЗ [31]. Полиморфизмы гена ADAMTS-13 влияют на риск артериального
тромбоза. Поскольку процессинг молекулы ФВ является наиболее важной функцией белка
ADAMTS-13, связь между изменениями в гене ADAMTS-13 и риском артериального
тромбоза следует объяснить его влиянием на уровень и/или активность ФВ [23].
Мембранный рецептор тромбоцитов гликопротеин GPIIIa (glycoprotein, β3субъединица αIIbβ3-интегрина) связывается с фибриногеном и ФВ, что ведет к агрегации
тромбоцитов и образованию кровяного сгустка. Известны две аллельные изоформы A1 и
А2 гликопротеина GPIIIa. Структурной основой этого полиморфизма является мутация
замены цитозина на тимидин в гене ITGB3, кодирующем гликопротеин GPIIIa, которая
приводит к замене Leu33Pro в молекуле рецептора. ОНП ITGB3 A1/А2 (rs5918), наиболее
распространенный полиморфизм тромбоцитов, изменяет функции αIIbβ3-интегрина, такие
как адгезия и ретракция кровяного сгустка, и играет важную роль в патогенезе
атеротромботических заболеваний. Полиморфизм A1/А2 ассоциирован с изменениями
морфологии и структуры атеросклеротических бляшек и повышенным риском ИМ, ИБС,
ИМ с подъемом ST, особенно у пациентов до 45 лет, острого коронарного тромбоза,
тромбоза стента, рестеноза и окклюзии стента [32, 33]. Аллель 2 повышает
тромботический риск путем усиления связывания фибриногена тромбоцитов и агрегации
тромбоцитов. S.M. Boekholdt и др. [34] показали, что аллель A2 существенно влияет на
риск развития CCЗ у лиц с максимальным содержанием фибриногена. ОНП A1/А2
представляет собой независимый фактор риска ИМ с подъемом ST у лиц моложе 45 лет.
ИМ с подъемом ST составляет более 80% всех случаев ИМ у молодых людей до 45 лет и
чаще всего является результатом острого окклюзионного тромбоза в месте разрыва
атеросклеротической бляшки в коронарной артерии. Эффект полиморфизма Leu33Pro на
характеристики бляшки наблюдается только у гомозигот по аллелю риска. Полиморфизм
Leu33Pro ассоциирован не только с повышенным уровнем активации тромбоцитов, но и с
уменьшением толщины фиброзной покрышки атеросклеротической бляшки. Связаны ли
эти два проявления протромботического состояния причинно-следственной связью, не
установлено. Однако результаты позволяют предположить, что гомозиготы по мутации
Leu33Pro
могут
быть
предрасположены
к
повышенному
риску
разрыва
атеросклеротической бляшки как из-за истончения ее фиброзного покрытия, так и в
результате длительного провоспалительного состояния [32, 35]. Антагонист гликопротеина
GPIIIa eptifibatide используется в профилактике тромбообразования у больных с острым
коронарным синдромом [36].
Тромбоциты играют ключевую роль в патофизиологии атеросклероза и его
осложнений. Функция тромбоцитов значительно варьирует, повышенная реактивность
тромбоцитов
связанный
увеличивает
рецептор
атеротромботический
аденозиндифосфата
риск.
P2RY12
Пуринергический
играет
центральную
G-белокроль
в
функционировании, активации и необратимой агрегации тромбоцитов, ключевого события
артериальной и венозной тромбоэмболии, и является терапевтической мишенью
тиенопиридина [37] и клопидогреля [38] в лечении тромбоэмболии и других расстройств
коагуляции. Четыре ОНП (139CT, 344TC, 801ins>А, 34CT и 52GТ в сайтах rs10935838,
rs2046934, rs5863517, rs6785930 и rs6809699, соответственно) гена P2RY12 сгруппированы
в два функциональных гаплотипа H1 и H2. Минорный гаплотип H2 с эффектом усиления
функции ассоциирован с повышенной реактивностью тромбоцитов, межиндивидуальной
изменчивостью АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов у здоровых субъектов и
более низким риском тромбоэмболии по сравнению с эталонным гаплотипом Н1. Изучены
ассоциации гаплотипов H1 и H2 в образцах ДНК 14916 изначально здоровых мужчин
среднего возраста, в том числе 708 мужчин, у которых впоследствии развилась
тромбоэмболия (ИМ, ишемический инсульт, глубокая венозная тромбоэмболия или
тромбоэмболия легочной эмболии). Гаплотип Н2 идентифицирован как детерминант риска
заболеваний периферических артерий [37, 38].
Выявлена сильная ассоциация гаплотипа P2RY12 Н2 с ИБС у некурящих лиц.
Следует отметить, что тромбоциты курильщиков обладают повышенной реактивностью и
спонтанной агрегацией. Кроме того, никотин повышает экспрессию рецепторов P2Y12 на
сосудистых клетках. Поэтому наличие генетических детерминант функции тромбоцитов
может быть замаскировано курением. Примечательно, что ассоциация между гаплотипом
H2 и ИБС у некурящих остается значимой даже после поправки на другие факторы
(возраст, пол, индекс массы тела, уровень триглицеридов и липопротенинов высокой и
низкой плотности, гипертония, курение и диабет) в многомерном логистическом
регрессионном анализе, то есть ген P2RY12 является независимым фактором риска ИБС
[39].
Полигенный подход является эффективным инструментом выявления индивидов с
риском развития ССЗ. Одновременное присутствие в одном генотипе нескольких ОНП со
слабыми, но достоверными эффектами на процесс гемостаза может повлиять на риск
серьезного тромботического осложнения у пациента с ИБС. Определенные условия, такие
как эрозия или разрыв бляшки, могут предрасполагать к непрерывному образованию
тромбина, ведущему к острому тромбозу. Функциональные исследования in vitro показали
ассоциацию между числом прокоагулянтных аллелей и образованием тромбина.
Последний модулируется взаимодействием нескольких факторов, ни один из которых не
имеет преимущественного действия [4]. Исследования на мышах показали, что
генетически индуцированный избыточный синтез тромбина особенно клинически значим
на поздних стадиях атеросклероза. И наоборот, состояние умеренной гиперкоагуляции
может быть менее значимым в отсутствие уязвимых атеросклеротических бляшек [40].
Термин «уязвимая бляшка» [35] относится к фиброзному атеросклеротическому
поражению, сердцевина которого с высоким содержанием липидов, инфильтрированная
макрофагами, находится под тонкой фиброзной покрышкой.
Для эффективного использования прогностического потенциала ОНП предложен
термин «механистический фенотип» как совокупность всех клинических заболеваний,
которые
возникают
вследствие
нарушения
дискретного
клеточного
механизма.
Механистический фенотип включает в себя широкий спектр заболеваний с общим
клеточным механизмом, что увеличивает аналитические возможности обнаружения
истинной функциональной ассоциации с генетическим фактором, если ОНП нарушает или
прерывает
этот
общий
клеточный
механизм.
Все
заболевания,
входящие
в
механистический фенотип, считаются эквивалентными, хотя они могут быть клинически
различными. Используя механизм-ориентированное фенотипирование, протестировали
ассоциации между 833 ОНП в 748 генах, представленными на платформе GWAS и
отсортированными по силе их связи с фенотипами, выявленными в электронных
медицинских
записях
идентифицировать
3009
американцев
функциональные
европейского
механизмы,
лежащие
происхождения,
в
основе
чтобы
диагноза.
Тромботический фенотип ассоциирован исключительно с генами, контролирующими
коагуляцию и гемостаз, особенно сильно – с генами F5 и P2RY12. Анализ
чувствительности этого фенотипа показал, что исключение ИМ из дефиниции
механистического фенотипа улучшило этот подход. Это означает, что ИМ может быть
вызван иными механизмами, нежели другие заболевания тромботического фенотипа [41].
Тестирование аддитивной модели из ряда распространенных протромботических
полиморфизмов (F2 20210GА, SERPIN1 4G/5G, FGB –455GА, FV Leiden, F7 –402GА и –
3ID, P2Y12 –744TС, Platelet Glycoprotein Ia 873GА и Platelet Glycoprotein IIIa 1565TC),
выполненное у 489 пациентов с ангиографически доказанной тяжелой ИБС с ИМ (n=307)
или без ИМ (n=182) и 315 здоровых лиц, показало, что частота ИМ линейно возрастает с
увеличением числа неблагоприятных аллелей. У лиц с числом аллелей ≤2 риск ИМ в 7 раз
ниже, чем у лиц с числом аллелей ≥8. Таким образом, в то время как индивидуальные
генетические детерминанты предрасположенности имеют ограниченное клиническое
значение, их комбинированный эффект делает возможной стратификацию групп людей с
высоким и низким риском развития ИБС и ИМ. В специфическом контексте
прогрессирующей ИБС данный подход может быть использован в качестве маркера
предрасположенности к тромботическому ИМ [4].
М. Satra и соавт. оценили эффект пяти генетических полиморфизмов: F5 1691GА
(rs6025), F2 20210GA (rs1799963), SERPINE1 –675 4G/5G (rs1799889), FGB –455GА
(rs1800790) и F13A1 103GТ (rs5985) на перфузию миокарда у 523 больных ИБС, у которых
с помощью перфузионной сцинтиграфии миокарда были рассчитаны следующие индексы:
суммарное количество баллов при нагрузке (summed stress score, SSS), суммарное
количество баллов в покое (summed rest score, SRS) и разность сумм баллов при нагрузке и
в покое (summed difference score, SDS). Генотипы по фактору V Лейден, фактору XIII, βфибриногену и PAI-1 являются независимыми прогностическими предикторами SSS и
SDS. Протромбин FII также является независимым прогностическим предиктором SSS.
Данное исследование дает первое свидетельство ассоциации этих полиморфизмов с
перфузией миокарда, предполагающее, что течение и прогноз ИБС зависят от генотипа по
F5 1691GА, F2 20210GА, SERPINE1 –675 (4G/5G), FGB –455G> А и F13A1 103GT [42].
М. Agirbasli и соавт. подтвердили, что многофакторная прогностическая модель,
которая включает в себя панель генетических факторов, предсказывает риск ИБС лучше,
чем любая моногенная. Авторы провели многофакторный анализ, используя 5
генетических полиморфизмов в различных генах (MTHFR C677T, SERPIN1 4G/5G, повтор
3–27 пар оснований в гене eNOS, вставка или делеция I/D 287 пар оснований Aluпоследовательности в гене ACE и PON1 Gln192Arg) у больных с ранним началом ИБС.
Эти гены являются важными элементами биохимических путей, ассоциированных с ИБС.
Полученные данные показывают, что панель маркеров намного эффективнее какого-либо
одного полиморфизма, и что полиморфизмы в составе панели действуют исключительно
аддитивным образом [15].
Заключение
Комплексное взаимодействие между генетическими и экологическими факторами в
патогенезе сложных заболеваний с доказанным генетическим компонентом, таких как
атеросклероз, ИБС и ИМ, в которых влияние отдельных генов на риск слабое, объясняет,
почему функциональный полиморфизм может влиять не только на промежуточный
(активацию тромбоцитов), но и на клинический фенотип (например, атеросклероз). Это
наблюдение согласуется с концепцией, что в многофакторных заболеваниях генетические
полиморфизмы
чаще
влияют
на
риск
заболевания,
определяя
индивидуальную
чувствительность к экологическим факторам риска, нежели являются причиной самого
патологического процесса [39]. Так как один ОНП объясняет лишь небольшую долю
общей фенотипической дисперсии, дополнительные ОНП могут предоставить более
подробную информацию о взаимосвязи между уровнями гемостатических белков и ССЗ
[43]. Многие авторы полагают, что генотипирование по отдельным полиморфизмам
бесполезно для клинической оценки индивидуального риска атеротромботической
болезни и ее осложнений и что необходимо проводить генотипирование пациентов по
панели маркеров гемостаза и коагуляции [3, 4, 15, 41, 42]. В частности, сочетание
протромботических полиморфизмов может помочь прогнозировать ИМ у больных с ИБС
[4].
Такие сложные заболевания как атеротромботические ССЗ вызваны нелинейным
взаимодействием многочисленных генетических и экологических факторов риска.
Характеристика не только генов-кандидатов, но и сложных взаимодействий между ними,
– по-видимому, более мощный подход к изучению таких заболеваний. Несовпадение
данных различных исследований объясняется тем, что генетический риск ИБС
основывается не на эффекте одного гена, а на взаимодействиях между несколькими
патофизиологическими путями, контролируемыми несколькими генами, и другими
факторами риска [15].
Ассоциативные исследования имеют важное ограничение, которое состоит в том,
что коронарная ангиография остается золотым стандартом в диагностике ИБС, однако ее
использование не позволяет делать прямые выводы об ассоциации факторов риска с
доклинической стадией заболевания [15]. Тем не менее, чтобы исключить возможность
ошибочной стратификации участников исследования и распределения индивидов с
латентной
ИБС
в
контрольную
группу,
рекомендуется
проводить
коронарную
ангиографию или стресс-тест, что имеет ключевое значение в анализе корреляции
генотип–фенотип [8]. Другое ограничение исследований типа «случай–контроль» состоит
в том, что в исследование включены только оставшиеся в живых больные ССЗ. Это
приводит к недооценке влияния генетической изменчивости на риск ССЗ [26].
Ассоциативные исследования часто не могут исключить возможность того, что
тестируемые полиморфизмы/гаплотипы находятся в неравновесном сцеплении с еще
неидентифицированным
полиморфным
сайтом/геном
предрасположенности,
ответственным за наблюдаемые ассоциации. Поэтому необходимо продолжать работу по
изучению комплексных физиологических и молекулярных механизмов, приводящих к
развитию ССЗ со сложной этиологией. Это позволит оптимизировать терапевтический
выбор и идентифицировать новые лекарственные мишени.
Литература
1. Lloyd-Jones D. et al., American Heart Association. Heart disease and stroke statistics—
2009 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke
Statistics Subcommittee // Circulation. – 2009. – Vol. 119, №3. – e21–181.
2. Parpugga T.K. et al. The effect of PAI-1 4G/5G polymorphism and clinical factors on
coronary artery occlusion in myocardial infarction // Dis. markers. [Электронный ресурс] –
2015. – Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4529953//, свободный.
– Загл. с экрана. – Текст на экране англ.].
3. Ye Z. et al. Seven haemostatic gene polymorphisms in coronary disease: meta-analysis of
66,155 cases and 91,307 controls // Lancet. – 2006. – Vol. 367, №9511. – Р. 651–658.
4. Martinelli N. et al. Combined effect of hemostatic gene polymorphisms and the risk of
myocardial infarction in patients with advanced coronary atherosclerosis // PLoS one. – 2008. –
Vol. 3, №2. – e1523.
5. Kathiresan S. et al. Common genetic variation in five thrombosis genes and relations to
plasma hemostatic protein level and cardiovascular disease risk // Arterioscler. thromb. vasc.
biol. – 2006. – Vol. 26, №6. – Р. 1405–1412.
6. Danesh J. et al. Plasma fibrinogen level and the risk of major cardiovascular diseases and
nonvascular mortality: an individual participant meta-analysis // JAMA. – 2005. – Vol. 294,
№14. – Р. 1799–809.
7. Mannila M.N. et al. Contribution of haplotypes across the fibrinogen gene cluster to
variation in risk of myocardial infarction // Thromb. haemost. – 2005. – Vol. 93, №3. – Р. 570–
577.
8. Theodoraki E.V. et al. Fibrinogen beta variants confer protection against coronary artery
disease in a Greek case-control study // BMC med genet. [Электронный ресурс] – 2010. –
Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2834581/, свободный. – Загл.
с экрана. – Текст на экране англ.].
9. Martiskainen M. et al. Βeta-fibrinogen gene promoter A −455 allele associated with poor
longterm survival among 55–71 years old Caucasian women in Finnish stroke cohort // BMC
neurol.
[Электронный
ресурс]
–
2014.
–
Режим
доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4131463/, свободный. – Загл. с экрана. – Текст
на экране англ.].
10. Ken-Dror G. et al. Haplotype and genotype effects of the F7 gene on circulating factor
VII, coagulation activation markers and incident coronary heart disease in UK men // J. thromb.
haemost. – 2010. – Vol. 8, №11. – Р. 2394–2403.
11. Friso S. et al. Promoter methylation in coagulation F7 gene influences plasma FVII
concentrations and relates to coronary artery disease // J. med. genet. – 2012. – Vol. 49, №3. – Р.
192–199.
12. Ladenvall P. et al. Tissue-type plasminogen activator -7351C/T enhancer polymorphism
is associated with a first myocardial infarction // Thromb. haemost. – 2002. – Vol. 87, №1. – Р.
105–109.
13. Huang J. et al. Genome-wide association study for circulating tissue plasminogen
activator (tPA) levels and functional follow-up implicates endothelial STXBP5 and STX2 //
Arterioscler. thromb. vasc. biol. – 2014. – Vol. 34, №5. – Р. 1093–1101.
14. Onalan O. et al. Plasminogen activator inhibitor-1 4G4G genotype is associated with
myocardial infarction but not with stable coronary artery disease // J. thromb. thrombolysis. –
2008. – Vol. 26, №3. – Р. 211–217.
15. Agirbasli M. et al. Multifactor dimensionality reduction analysis of MTHFR, PAI-1,
ACE, PON1, and eNOS gene polymorphisms in patients with early onset coronary artery disease
// Eur. j. cardiovasc. prev. rehabil. 2011. – Vol. 18, №6. – Р. 803–809.
16. Lima L.M. et al. PAI-1 4G/5G polymorphism and plasma levels association in patients
with coronary artery disease // Arq. bras. cardiol. – 2011. – Vol. 97, №6. – Р. 462–389.
17. Ploplis V. A. Effects of altered plasminogen activator inhibitor-1 expression on
cardiovascular disease // Current drug targets. – 2011. – Vol. 12, №12. – Р. 1782–1789.
18. Bladbjerg EM, et al. Genetic influence on thrombotic risk markers in the elderly–a
Danish twin study // J. Thromb. haemost. – 2006. – Vol. 4, №3. – Р. 599–607.
19. Mannucci P.M. et al. The association of factor V Leiden with myocardial infarction is
replicated in 1880 patients with premature disease // J. thromb. haem. – 2010. – Vol. 8, №10. – Р.
2116–2121.
20. Zdravkovic S. et al. Heritability of death from coronary heart disease: a 36-year followup of 20 966 Swedish twins // J. intern. med. – 2002. – Vol. 252, №3. – Р. 247–254.
21. Myocardial Infarction Genetics Consortium. Genome-wide association of early-onset
myocardial infarction with single nucleotide polymorphisms and copy number variants // Nat.
genet. – 2009. – Vol. 41, №3. – Р. 334–341.
22. Desch K.C. et al. Linkage analysis identifies a locus for plasma von Willebrand factor
undetected by genome-wide association // Proc. natl. acad. sci. USA. – 2013. – Vol. 110, №2. –
Р 588–593.
23. Van Schie M. et al. Genetic determinants of von Willebrand factor levels and activity in
relation to the risk of cardiovascular disease: a review // J. thromb. haemost. –2011. – Vol. 9,
№5. – Р. 899–908.
24. Van der Meer I.M. et al. Genetic variability of von Willebrand factor and risk of coronary
heart disease: the Rotterdam Study // Br. j. haematol. – 2004. – Vol. 124, №3. – Р. 343–347.
25. Della-Morte D. et al. Association between variations in coagulation system genes and
carotid plaque // J. neurol. sci. – 2012. – Vol. 323, №1-2. – Р. 93–98.
26. Van Schie M.C. et al. Variation in the von Willebrand factor gene is associated with von
Willebrand factor levels and with the risk for cardiovascular disease // Blood. 2011. – Vol. 117,
№4. – Р. 1393–1399.
27. Smith N.L. et al. Novel associations of multiple genetic loci with plasma levels of factor
VII, factor VIII, and von Willebrand factor: The CHARGE (Cohorts for Heart and Aging
Research in Genome Epidemiology) Consortium // Circulation. – 2010. –Vol. 121, №12. – Р.
1382–1392.
28. Tang W. et al. Gene-centric approach identifies new and known loci for FVIII activity
and VWF antigen levels in European Americans and African Americans // Am. j. hematol. –
2015. – Vol. 90, №6. – Р. 534–540.
29. Spiel A.O. et al. von Willebrand factor in cardiovascular disease: focus on acute coronary
syndromes // Circulation. – 2008. – Vol. 117, №11. – Р. 1449–1459.
30. Bongers T.N et al. Lower levels of ADAMTS13 are associated with cardiovascular
disease in young patients // Atherosclerosis. – 2009. – Vol. 207, №1. – Р. 250–254.
31. Schettert I.T. et al. Association between ADAMTS13 polymorphisms and risk of
cardiovascular events in chronic coronary disease // Thromb. res. – 2010. – Vol. 125, №1. – Р.
61–66.
32. Kucharska-Newton A.M. et al. Association of the platelet GPIIb/IIIa polymorphism with
atherosclerotic plaquemorphology: the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study //
Atherosclerosis. – 2011. – Vol. 216, №1. – Р. 151–156.
33. Rivera-García B.E. et al. Platelet glycoprotein IIIA PLA1/A2 polymorphism in young
patients with ST elevation myocardial infarction and idiopathic ischemic stroke // Mol. cell.
biochem. – 2013. – Vol. 384, Issue 1. – P. 163–171.
34. Boekholdt S.M. et al. Interaction between a genetic variant of the platelet fibrinogen
receptor and fibrinogen levels in determining the risk of cardiovascular events // Am. heart. j. –
2004. – Vol. 147, №1. – P. 181–186.
35. Aikawa M, Libby P. The vulnerable atherosclerotic plaque: pathogenesis and therapeutic
approach // Cardiovasc. pathol. – 2004. – Vol. 13, №3. – Р. 125–138.
36. Zeymer U, Wienbergen H. A review of clinical trials with eptifibatide in
cardiology // Cardiovascular. drug reviews. – 2007. – Vol. 25, №4. – Р. 301–315.
37. Zee R.Y. et al. Purinergic receptor P2Y, G-protein coupled, 12 gene variants and risk of
incident ischemic stroke, myocardial infarction, and venous thromboembolism // Atherosclerosis.
– 2008. – Vol. 197, №2. – Р. 694–699.
38. Fontana P. et al. P2Y12 H2 haplotype is associated with peripheral arterial disease. A
case-control study // Circulation. – 2003. – Vol. 108, №24. – Р. 2971–2973.
39. Cavallari U. et al. Gene sequence variations of the platelet P2Y12 receptor are associated
with coronary artery disease // BMC med genet. [Электронный ресурс] – 2007. – Режим
доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2048504/, свободный. – Загл. с
экрана. – Текст на экране англ.].
40. Eitzman D.T. et al. Homozygosity for factor V Leiden leads to enhanced thrombosis and
atherosclerosis in mice // Circulation. – 2005. – Vol 111, №14. – Р. 1822–1825.
41. Mosley J.D. et al. Mechanistic phenotypes: an aggregative phenotyping strategy to
identify disease mechanisms using GWAS Data // PLoS one. – 2013. – Vol. 8, №12. – e81503.
42. Satra M. et al. Sequence variations in the FII, FV, F13A1, FGB and PAI-1 genes are
associated with differences in myocardial perfusion // Pharmacogenomics. – 2011. – Vol. 12,
№2. – Р. 195–203.
43. Ken-Dror G. et al. A genetic instrument for Mendelian randomization of fibrinogen //
Eur. j. epidemiol. – 2012. – Vol. 27, №4. – Р. 267–279.
АССОЦИАЦИЯ АЛЛЕЛЬНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ФЕРМЕНТОВ
МЕТАБОЛИЗМА ГОМОЦИСТЕИНА И ФОЛАТОВ, И ГЕНОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ
БИОСИНТЕЗ ОКСИДА АЗОТА, С РИСКОМ РАЗВИТИЯ ИШЕМИЧЕСКОЙ
БОЛЕЗНИ СЕРДЦА
Резюме. Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является наиболее распространенной
формой сердечно-сосудистых заболеваний. Около 30% случаев ИБС не может быть
объяснено обычными факторами риска (сахарный диабет 2 типа, артериальная
гипертензия, гиперлипидемия, ожирение, отсутствие физической активности, нездоровое
питание, курение), и накапливаются доказательства того, что изучение генетических
факторов может помочь предсказать риск развития ИБС. В последние годы наблюдается
значительный интерес к роли вариаций в генах, кодирующих ферменты, участвующие в
метаболизме гомоцистеина и фолиевой кислоты. Эти полиморфизмы, как полагают,
повышают риск развития ИБС, хотя механизм, с помощью которого это может произойти,
не ясен. Несколько молекулярно-эпидемиологических исследований оценивали роль
полиморфизмов генов метионинсинтетазы (MTR) A2756G, метионинсинтетазредуктазы
(MTRR) A66G, и бетаингомоцистеинметилтрансферазы (BHMT) G742A и некоторых
других в патогенезе ИБС; ассоциации между этими полиморфизмами и риском ИБС
остаются противоречивыми. Цель данного исследования заключалась в оценке связи
полиморфизмов фолат-гомоцистеинового метаболического пути с риском ИБС путем
обзора мета-анализов всех исследований, имеющих отношение к этой теме.
Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца, сердечно-сосудистые заболевания,
факторы
риска,
генетические
факторы,
метилентетрагидрофолатредуктаза,
гомоцистеин,
метионинсинтетаза,
фолат,
полиморфизм,
метионинсинтетазредуктаза,
бетаингомоцистеинметилтрансфераза.
ASSOCIATION OF GENETIC POLYMORPHISM OF HOMOCYSTEINE AND
FOLATE METABOLIZING ENZYMES AND NITRIC OXIDE BIOSYNTHESIS GENES
WITH THE RISK OF CORONARY HEART DISEASE
Abstract. Coronary artery disease (CAD) is the most common form of cardiovascular
diseases. About 30% of CAD cases cannot be explained by these conventional risk factors (2
diabetes mellitus, hypertension, hyperlipidemia, obesity, physical inactivity, unhealthy diet, and
cigarette smoking), and evidence is accumulating that the study of genetic factors may help
predict the risk of developing CAD. These studies, which can help determine the cause of CAD
will have a tremendous effect on public health. In recent years, considerable interest in the role
of variations in genes encoding enzymes involved in homocysteine and folate metabolism has
developed. These polymorphisms are believed to contribute to the risk for CAD, although the
mechanism by which this may occur is not clearly understood. Several molecular epidemiologic
studies have evaluated the role of methionine synthase (MTR) A2756G, methionine synthase
reductase (MTRR) A66G, betaine homocysteine methyltransferase (BHMT) G742A and other
polymorphisms in pathogenesis of CAD; the association between these polymorphisms and CAD
risk is still controversial. Therefore, the aim of this study was to assess the relation of these
polymorphisms in the folate metabolic pathway with risk for CAD by conducting a review of
meta-analysis of all eligible studies on this subject.
Key words: сoronary artery disease, cardiovascular diseases, risk factors, genetic factors,
homocysteine, folate, polymorphism, methylenetetrahydrofolate reductase, methionine synthase,
methionine synthase reductase, betaine homocysteine methyltransferase.
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются одной из ведущих причин
заболеваемости и смертности населения в развитых странах. В структуре смертности от
сердечно-сосудистой патологии 90–95% случаев летального исхода приходится на
ишемическую болезнь сердца (ИБС) [1]. Согласно современной концепции, ИБС
рассматривается
как
полиэтиологичное
заболевание с выраженной генетической
детерминантой [2, 3]. В связи с этим вопросы предсказания риска развития ИБС и
реабилитации после данной сосудистой катастрофы стоят чрезвычайно остро и анализу
генетических особенностей, влияющих на развитие данного патологического состояния,
уделяется большое внимание. В настоящее время существуют два подхода к поиску генов,
предрасполагающих к развитию генетически детерминированных заболеваний [3]. В
основе первого (ассоциативного) лежит гипотеза о возможной роли того или иного гена в
развитии заболевания. Как правило, выбор «гена-кандидата» осуществляется на
основании данных об этиологии и патогенезе болезни и результатов, полученных в ходе
исследования моногенных форм заболевания с выраженным фенотипом. К настоящему
времени в рамках ассоциативного подхода рассмотрено более 300 генов-кандидатов
развития ИБС (http://www.bioguo.org/CADgene). Другой подход объединяет метод
неравновесного сцепления, основанный на позиционном картировании локуса, и метод
полногеномного анализа ассоциаций (genome wide association studies, GWAS), основанный
на сравнении результатов генотипирования пациентов по тысячам полиморфных
вариантов с контролем (геномом здоровых индивидов). Однако, несмотря на огромное
количество работ по данной тематике (например, в PubMed по запросу «coronary artery
disease OR CAD OR coronary heart disease OR CHD OR myocardial infarction OR MI OR
ischemic cardiovascular disease OR ischemic cardiovascular events AND genetics OR genetic
variation OR sequence variation OR genome-wide association study OR polymorphism OR
mutation OR gene variation OR genotype OR gene-gene combination effect» за последние 5
лет свыше 7000), выполненных в лабораториях разных стран, данные о влиянии тех или
иных генов на развитие ИБС в большинстве случаев носят противоречивый характер.
Причина этому – этнические различия, плейотропный эффект генов, наличие
субклинических фенотипов, неучтённые факторы окружающей среды, оказывающие
влияние на фенотипическое проявление генетических особенностей индивида и т.д.
Данный обзор посвящен анализу публикаций, задачей которых являлся поиск
генетических детерминант риска развития ИБС.
Гомоцистеин (ГЦ) – токсичный продукт метаболизма метионина, в норме не
накапливается в организме благодаря обратному превращению в метионин с помощью
витаминов группы В. Патогенные мутации в генах фолатного обмена затрудняют данное
превращение, что может приводить к гипергомоцистеинемии. Накапливаясь в организме,
гомоцистеин повреждает сосудистые стенки с образованием атеросклеротических бляшек,
что может привести к тромбозу или разрыву сосуда. Наиболее серьезными осложнениями
гипергомоцистеинемии
являются
инсульты
и
инфаркты. Среди
генов
ферментов
метаболизма ГЦ и фолатов наиболее изучаемым является ген MTHFR, кодирующий
метилентетрагидрофолатредуктазу (methylenetetrahydrofolate reductase, MTHFR), особенно
однонуклеотидный полиморфизм (ОНП) С677T в сайте rs1801133 этого гена. Фермент
MTHFR
катализирует
конверсию
5,10-метилентетрагидрофолата
в
5-
метилтетрагидрофолат – основную циркуляторную форму фолата и ко-субстрат в реакции
метилирования ГЦ в метионин. Сниженная активность MTHFR ассоциирована с
предрасположенностью к атеросклерозу и ИБС.
Интенсивные исследования по изучению связи между полиморфизмом MTHFR
C677T и риском развития ИБС продолжаются уже свыше 20 лет. Несмотря на это, единого
мнения относительно самого факта влияния, а также того, какой аллель с большей
вероятностью может предрасполагать к данному заболеванию, нет до сих пор. Одним из
наиболее крупных исследований, посвященных изучению влияния ОНП MTHFR С677T на
риск развития ИБС, является мета-анализ данных 80 клинических исследований (26000
больных ИБС и 31183 здоровых лиц контрольной группы из популяций Европы, Северной
Америки, Азии и Австралии), который продемонстрировал большую гетерогенность
результатов. Так, эффект носительства генотипа MTHFR 677TT, ассоциированного с
гипергомоцистеинемией, в отношении риска ИБС оценивался от протективного до
выраженного негативного [4]. Более поздние данные свидетельствуют о том, что ОНП
MTHFR С677T приводит к снижению активности MTHFR, генотип 677TT ассоциирован с
более высокими уровнями ГЦ по сравнению с вариантом 677CC, однако клиническая
эффективность идентификации данного ОНП не доказана [5].
P. Ashfield-Watt и соавт. [6] показали, что различия в концентрации ГЦ у носителей
разных генотипов по полиморфизму MTHFR C677T зависят от содержания фолатов в
плазме крови (сильно выражены при низком уровне фолатов и исчезают после применения
богатой фолатами диеты и/или препаратов фолиевой кислоты). С целью объяснения
гетерогенности имеющихся результатов в отношении влияния ОНП MTHFR 677CT на
риск развития ИБС S. Lewis и др. [7] выполнили анализ ассоциации средних концентраций
ГЦ в плазме крови носителей генотипов TT и СС с риском развития данной
кардиоваскулярной патологии. Полученные данные убедительно свидетельствуют о
позитивной связи между оцениваемыми параметрами. Сделан вывод, что влияние
полиморфизма MTHFR 677CT на риск развития ИБС значимо в том случае, если имеются
отличия по уровню ГЦ между носителями различных генотипов. В свою очередь, эти
отличия в существенной степени связаны с содержанием фолатов в плазме крови и во
многом обуславливаются особенностями диеты индивида. Влияние полиморфизма
MTHFR С677T на риск развития ИБС практически отсутствует среди лиц, проживающих в
Австралии и Северной Америки, и выражено у жителей Азии. Полагают, что одной из
причин отсутствия данной ассоциации у жителей Северной Америки является
законодательно регламентированное в США обогащение продуктов питания фолиевой
кислотой, что приводит к повышению концентрации фолатов и снижению содержания ГЦ
в плазме крови [7]. Возможно, изучение влияния ОНП MTHFR C677T на фоне терапии
фолиевой кислотой
является методической ошибкой, приведшей к противоречивым
результатам и отсутствию консенсуса.
K. Mehlig и соавт. [8] анализировали ассоциацию ОНП С677T с риском развития
ИБС (рассматривались такие клинические проявления, как инфаркт миокарда (ИМ) и
нестабильная стенокардия) у жителей Швеции (дизайн исследования «случай–контроль»).
В результате исследования установлено, что с повышенным уровнем ГЦ и риском
развития ИБС ассоциирован не термолабильный аллель T, а аллель C, вне зависимости от
таких факторов риска развития ИБС как курение, физическая активность и ожирение.
Одним из объяснений гетерогенности имеющихся в литературе данных об ассоциации Т
или С аллеля с риском развития ИБС могут быть другие полиморфные варианты в самом
гене MTHFR или в иных генах, кодирующих ферменты метаболизма метионина и фолатов,
также оказывающих влияние на уровень ГЦ и риск развития ИБС.
Наряду с геном MTHFR изучается влияние на риск развития ИБС ряда других
генов, кодирующих ферменты метаболизма ГЦ и фолатов и оказывающих влияние на
процессы реметилирования ГЦ в метионин. Это гены метионинсинтетазы MTR (methionine
synthase remethylation), метионинсинтетазредуктазы MTRR ( methionine synthase reductase),
бетаингомоцистеинметилтрансферазы BHMT (betaine homocysteine S-methyltransferase),
тимидилатсинтазы TYMS (thymidylate synthase). L. Сhen и соавт. выполнили мета-анализ
23 исследований, в которых изучалась ассоциация ОНП MTHFR A1298C, MTR A2756G
(rs1805087), MTRR A66G (rs1801394) с риском развития ИБС (ИМ) [9]. Из всех
рассмотренных ОНП ассоциированным с ИБС является только полиморфизм MTR A2756G
(Asp919Gly).
Метионинсинтетаза
–
витамин-В12-зависимый
фермент,
который
катализирует реметилирование ГЦ в метионин, забирая метильную группу у 5метилтетрагидрофолата. Метионинсинтетаза играет ключевую роль в поддержании
адекватных внутриклеточных концентраций фолата и метионина и нормального уровня
гомоцистеина. Хотя функциональное значение ОНП MTR A2756G не установлено,
предполагается, что G-аллель активирует экспрессию гена; носители генотипа GG имеют
более низкие концентрации гомоцистеина. Авторы установили, что носительство аллеля
2756G ассоциировано с повышенным риском ИБС (ИМ), особенно в европейских
популяциях. В мета-анализе 17 исследований (3801 пациент и 4196 контрольных здоровых
индивидов), выполненном P. Singh и S. Lele [10], оценивалось влияние ОНП MTR A2756G,
MTRR A66G и BHMT G742A на риск развития ИБС. Авторы подтвердили повышенный
риск ИБС у носителей аллеля MTR 2756G.
В работе S. Lakshmi и соавт. [11] проанализировано влияние ОНП MTHFR C677T,
MTR A2756G, MTRR A66G и тандемного повтора (2R/3R) 28 нуклеотидных пар в
нетранслируемой области 5'-UTR гена TYMS на риск развития ИБС и показано, что
минорные аллели по ОНП MTHFR C677T и MTRR A66G повышают риск развития данной
патологии, а аллель TYMS 2R, напротив, является протективным. Обнаружено, что MTHFR
C677T и MTRR A66G увеличивают риск развития ИБС в 1,6 и 1,9 раза соответственно,
тогда как аллель TYMS 2R его уменьшает, супрессируя фенотипическое проявление
аллелей риска генов MTHFR и MTRR. Среди носителей аллеля MTR 2756G повышенный
риск развития ИБС отмечен в группе индивидов, регулярно употребляющих алкоголь.
Сочетанный анализ по генам MTHFR/MTR/MTRR/TYMS показал важность учета
взаимодействий типа «ген–ген» (p<0,0001). Так, в присутствии аллеля TYMS 2R вариант
MTHFR 677T не ассоциируется с риском развития ИБС, тогда как на фоне аллеля TYMS 3R
риск развития ИБС у носителей аллеля MTHFR 677T повышен, что может указывать на
нейтрализующий эффект TYMS 2R по отношению к MTHFR 677T. Авторы связывают
влияние мутантного аллеля MTHFR 677T с существенным нарушением процесса
реметилирования ГЦ, о чем свидетельствует повышенный уровень ГЦ у лиц с данным
генотипом, особенно у индивидов с низким потреблением фолатов [11]. Таким образом,
продемонстрирован синергизм факторов внешней среды и генов, влияющих на процессы
реметилирования ГЦ и синтез ДНК, что следует учитывать при планировании
ассоциативных исследований по данным генам.
Гомоцистеин-индуцированная эндотелиальная дисфункция способствует развитию
ССЗ за счет накопления асимметричного диметиларгинина (АДМА) – ингибитора еNOS
(эндотелиальной нитрооксидсинтетазы) и уменьшению образования одного из наиболее
сильных вазодилататоров – оксида азота (NO) [12]. AДMA является эндогенным
ингибитором
синтеза
NO,
образуется
в
результате
метилирования
L-аргинина
внутриклеточных белков и высвобождается в межклеточную жидкость и кровь после
гидролиза белков. Основной путь элиминации AДMA –деградация, осуществляемая
ферментом диметил-аргинин-диметил-амингидролазой DDAH (dimethyl-arginine dimethylaminohydrolase). Повышенный уровень AДMA ассоциирован с более высоким риском
острого коронарного синдрома (ОКС) и смертностью от кардиоваскулярной патологии
[13]. По данным V. Valkonen и др. [14], повышение уровня AДMA в сыворотке крови
ассоциировано с 4-кратным увеличением риска развития ОКС у клинически здоровых
некурящих мужчин. Наряду с изучением факторов, опосредованно влияющих на уровень
AДMA, ведется и поиск аллельных вариантов генов, которые могут оказывать
непосредственное влияние на уровень данного протеина. К числу генов-кандидатов,
прежде всего, относят ген DDAH1, кодирующий изоформу DDAH1, которая вносит
основной вклад в суммарную активность DDAH [3]. Полиморфизм –396 4N del/ins в
области промотора гена DDAH1 коррелирует с уровнем экспрессии DDAH1 и
содержанием AДMA. Исследования показали, что аллель –396 4N ins нарушает
связывание промотора с транскрипционным фактором, приводит к отсутствию фермента и
ассоциирован с более высоким содержанием AДMA в плазме, а также с повышенным
риском развития ИБС и инсульта.
Оксид азота является универсальным регулятором метаболических процессов в
различных
тканях
человека.
NO
синтезируется
из
L-аргинина
с
участием
нитрооксидсинтетазы, которая имеет три изоформы: две конститутивные — нейрональная
(nNOS, ген NOS1) и эндотелиальная (eNOS, ген NOS3) и одну индуцибельную (iNOS, ген
NOS2). Все изоформы NOS осуществляют свое действие при наличии множества кофакторов, в том числе флавинов, NADPH, тетрагидробиоптерина. Считается, что в
регуляции сердечно-сосудистой системы главной является изоформа еNOS, которой
отводится ведущая роль в обеспечении постоянного базового уровня NO, необходимого
для реализации механизмов локальной эндотелиальной цитопротекции и поддержании
сосудистого гомеостаза. Снижение активности этой изоформы приводит к эндогенной
недостаточности NO и является одним из ключевых звеньев патогенеза ИБС и
цереброваскулярной патологии. Мембраносвязанная форма eNOS локализована в клетках
эндотелия кровеносных сосудов [15].
Аллельный полиморфизм генов, вовлеченных в контроль биосинтеза NO, может
оказывать влияние на содержание NO и, тем самым, на риск развития сосудистых
катастроф [16]. Согласно данным Human Genome Epidemiology (HuGE) Navigator browser
(www.hugenavigator.net), гены NOS являются одними из самых изучаемых в связи с
проблемой ИБС (ИМ), а также гипертензией и сахарным диабетом.
Результаты мета-анализа ассоциативных исследований по изучению ОНП NOS3
rs1799983 (G894T, Glu298Asp) и rs2070744 (T–786C) свидетельствуют об ассоциации
минорных аллелей этих полиморфизмов с риском развития ИБС [17]. Полученные данные
согласуются с данными мета-анализа, выполненного ранее J. Casas и соавт. [18]. S. Salimi и
соавт. [19] подтвердили ассоциацию ОНП rs2070744 с риском развития ИБС (аллель С
является фактором риска) в популяции Ирана. В исследовании A. Levinsson и др. [20]
ассоциации 58 однонуклеотидных замен в генах NOS c развитием ИБС и артериальной
гипертензии показано, что на развитие ИБС оказывают влияние ОНП в гене NOS1
rs3782218 и rs2682826 и NOS3 rs1549758, а с артериальной гипертензией ассоциированы
полиморфные сайты NOS1 rs3782218 и NOS3 rs3918226. B. Brown и др. [21] анализировали
связь с ИБС полиморфизмов NOS3 rs1800779 (–A922G) и rs1799983(G894T). Ни для
одного из вариантов не был достигнут порог статистической значимости, однако показан
пониженный риск развития ИБС и ИМ у лиц старше 50 лет с гаплотипом АТ по гену NOS3
(–922A, 894T), который встречается в популяции с частотой 11%.
R. Carreras-Torres и соавт. [22] проанализировали 78 ОНП в генах NOS в 30
популяциях Европы, Северной Африки, Центральной Азии и выявили 4 ОНП,
ассоциированных с риском развития ИМ: rs3793342, rs3918188, упомянутый ранее
rs17999833
в
гене
NOS3
и
rs3782219
в
гене
NOS1.
Анализ
распределения
ассоциированного с генами NOS риска продемонстрировал существенную вариабельность
риска от носительства неблагоприятных аллелей в зависимости от популяции. Так,
показано, что наименьший риск отмечен для жителей юга Европы с постепенным
увеличением по направлению к северу и северо-востоку до максимальных значений в
Великобритании, Польше и Финляндии (Россия в данное исследование включена не
была). Кроме того, повышенный риск отмечался в Испании, Турции на Среднем Востоке.
Вопрос, с чем преимущественно связаны выявленные межпопуляционные различия, –
обусловлены ли они различиями в факторах внешней среды или же в большей степени
связаны с тем, что эффект от конкретного локуса может быть модифицирован
неучтенными полиморфными вариантами, влияющими на фенотип, – остается открытым.
Поиск генетических детерминант риска ИБС осуществляется также в генах,
продукты которых могут влиять на функционирование нитрооксидсинтетаз. Согласно
современной концепции, NOS следует рассматривать как сложный ферментный комплекс,
синтезирующий высокоактивные соединения в зависимости от функционального
состояния клетки. При концентрациях ко-фактора NOS тетрагидробиоптерина (BH4) <10-9
М продуцируется O2-, при концентрациях от 10-9 до 10-6 М – пероксинитрит ОNОО-, а при
концентрациях >10-6 М – NО. При недостатке L-аргинина NOS вырабатывают Н 2О2..
Снижение уровня BH4 усиливает постишемическую дисфункцию еNOS, а инфузия BH4
частично восстанавливает коронарный кровоток при ИМ [15, 23].
GTP-циклогидролаза I (GTPCH) является первым ферментом биосинтеза BH4 и
лимитирует скорость его синтеза. В связи с этим, полиморфизм гена GCH1, кодирующего
GTPCH, представляет интерес при рассмотрении генетически детерминированного риска
развития ИБС. C. Antoniades и соавт. [23] изучали влияние аллельного полиморфизма в
гене GCH1 на уровень BH4 в плазме, а также в тканях сосудов, полученных
интраоперационно от пациентов с ИБС. Носительство гаплотипа «X», характеризуемого
сочетанием трех минорных аллелей по сайтам rs8007267 (–9610GA в 5′-нетранслируемой
области), rs3783641 (c.343+8900AT в интроне 1) и rs10483639 (c.*4279CG в 3′нетранслируемой области) ассоциировано со сниженной экспрессией гена GCH1 в
сосудистой ткани и уровня BH4 в сосудистой ткани и плазме крови. У пациентов,
гомозиготных по гаплотипу «Х» (генотип «XX»), содержание BH4 в плазме было на 80%
ниже, чем у носителей других генотипов. Кроме того, у лиц с гаплотипом «X» отмечался
повышенный уровень супероксида в сосудистой ткани, а также повышенное содержание
липопротеинов низкой плотности и сниженная вазорелаксация в ответ на действие
ацетилхолина. Носительство гаплотипа «Х» является независимым фактором риска
развития ИБС, так как полученные результаты не зависят от наличия/отсутствия других
классических факторов риска ССЗ.
В работе Y. Tu и др. [16] выполнен анализ ассоциации с риском развития ИБС в
популяции Китая 7 ОНП: NOS3 rs1799983 (G894T), локализованный в кодирующей части
гена, и rs2070744 (T–786C), локализованный в области промотора; NOS2 rs2297518
(Leu608Ser); NOS1 rs41279104 (G84A); CYBA (ген α-субъединицы цитохрома b-245) rs4673
(Tyr72His) и rs1049255 (C640T); GCH1 rs841 (G243A). Статистически значимый результат
в отношении риска развития ИБС был получен для ОНП rs1049255 в 3'-нетранслируемой
области гена CYBA и rs841 гена GCH1. Носители А-аллеля полиморфизма rs2297518
(генотипы GA и АА) и Т-аллеля rs1049255 полиморфизма (генотипы СТ и TT) имели
значительно более низкий риск развития ИБС. Анализ генных взаимодействий выявил
ассоциацию с риском ИБС сочетания минорных аллелей rs2297518 (ген NOS2) и
rs1049255(CYBA) или rs841 (GCH1). Сочетанное носительство минорного аллеля ОНП
NOS2 rs2297518 и гомозиготного генотипа «дикого типа» по GCH1 rs841 повышает риск
развития ИБС. Одно из возможных объяснений полученных ассоциаций состоит в том, что
все полиморфизмы этих генов связаны с продукцией NO. Полиморфизм C640T в гене
CYBA
модулирует
активность
НАДН/НАДФН-оксидазы
и
снижает
уровень
окислительного стресса в сосудистой сети. ОНП G243А в гене GCH1 регулирует
экскрецию NO. Учитывая то, что все эти полиморфизмы приводят к потере функции и
функционально вовлечены в патогенез атеросклероза, их сочетание может придавать
повышенный риск ИБС, хотя ни гены, ни кодируемые ими молекулы не взаимодействуют
непосредственно друг с другом.
J. Yan и соавт. [24] изучали те же полиморфные варианты, что и в работе [21] (NOS3
rs1799983 и rs2070744, NOS2 rs2297518, CYBA rs4673, rs1049255, GCH1 rs841), при
рассмотрении генетически детерминированного риска развития ишемического инсульта.
Данные J. Yan и соавт. [23] свидетельствуют о том, что ОНП в сайте rs841 гена GCH1
ассоциирован с ишемическим инсультом, особенно в комбинации с С-аллелем CYBA
rs1049255, вне зависимости от традиционных факторов риска, таких как артериальная
гипертензия, гиперлипидемия, ожирение, отсутствие физической активности, сахарный
диабет 2 типа, нездоровое питание, курение.
Литература
1. Go A., Mozaffarian D., Roger V. et al. Heart disease and stroke statistics-2014 update: A
report from the American Heart Association // Circulation. – 2014. –Vol. 129, №3. – P. e28–
e292.
2. Kullo I., Cooper L. Early identification of cardiovascular risk using genomics and
proteomics // Nat. Rev. Cardiol. – 2010. – Vol. 7, № 6. – P. 309–317.
3. Swerdlow D., Holmes M., Harrison S. et al. The genetics of coronary heart disease // Br.
Med. Bull. – 2012. –Vol. 102, №1. – P. 59–77.
4. Lewis S., Ebrahim S., Davey S. Meta-analysis of MTHFR 677C->T polymorphism and
coronary heart disease: does totality of evidence support causal role for homocysteine and
preventive
potential
of
folate?
//
BMJ.
–
2005.
–
Режим
доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1283183/ , свободный. – Загл. с экрана. – Текст
на экране англ.
5. Whayne TF. Methylenetetrahydrofolate reductase C677T polymorphism, venous
thrombosis, cardiovascular risk, and other effects // Angiology. – 2015. – Vol. 66, №5. – Р.
401–404.
6. Ashfield-Watt P., Pullin C., Whiting J. et al. Methylenetetrahydrofolate reductase 677C→T
genotype modulates homocysteine responses to a folate-rich diet or a low-dose folic acid
supplement: a randomized controlled trial // Am. J. Clin. Nutr. – 2002. – Vol. 76, №1. –P. 180–
186.
7. Hickey S., Curry C., Toriello H. ACMG Practice Guideline: lack of evidence for MTHFR
polymorphism testing // Genet. Med. – 2013. – Vol. 15, №2. – P.153–156.
8. Mehlig K., Leander K., de Faire U. et al. The association between plasma homocysteine
and coronary heart disease is modified by the MTHFR 677C>T polymorphism // Heart. – 2013.
– Vol. 99, №23. – P.1761–1765.
9. Chen L., Liu L., Hong K. et al. Three genetic polymorphisms of homocysteinemetabolizing enzymes and risk of coronary heart disease: a meta-analysis based on 23 casecontrol studies // DNA Cell Biol. – 2012. – Vol. 31, №2. – P.238–249.
10. Singh P., Lele S. Folate Gene Polymorphisms MTR A2756G, MTRR A66G, and BHMT
G742A and Risk for Coronary Artery Disease: A Meta-Analysis // Genet. Test. Mol. Biomarkers.
– 2012. – Vol. 16, №6. – P. 471–475.
11. Lakshmi S., Naushad S., Rupasree Y. et al . Interactions of 5'-UTR thymidylate synthase
polymorphism with 677C → T methylene tetrahydrofolate reductase and 66A → G
methyltetrahydrofolate homocysteine methyl-transferase reductase polymorphisms determine
susceptibility to coronary artery disease // J. Atheroscler. Thromb. – 2011. – Vol. 18, №1. – P.
56–64.
12. Lakshmi S., Naushad S., Rao D. et al. Oxidative stress is associated with genetic
polymorphisms in one-carbon metabolism in coronary artery disease // Cell Biochem. Biophys. –
2013. – Vol. 67, №2. – P. 353–361.
13. Ding H., Wu B., Wang H. et al. A novel loss-of-function DDAH1 promoter
polymorphism is associated with increased susceptibility to thrombosis stroke and coronary heart
disease // Circ. Res. – 2010. – Vol. 106, №6. – Р. 1145–1152.
14. Valkonen V., Paiva H., Salonen J. et al. Risk of acute coronary events and serum
concentration of asymmetrical dimethylarginine // Lancet. – 2001. –Vol. 358, №9299. – P. 2127–
2128.
15. Малахов В.А., Завгородняя А.Н., Лычко В.С. и др. Проблема оксида азота в
неврологии. Монография. – Видавництво СумДПУ ім. А.С. Макаренка, 2009. – 242 с.
16. Tu Y., Ding H., Wang X. et al. Exploring epistatic relationships of NO biosynthesis
pathway genes in susceptibility to CHD // Acta Pharmacol. Sin. – 2010. – Vol. 31, №7. –
P.874–880.
17. Li J., Wu X., Li X. et al. The endothelial nitric oxide synthase gene is associated with
coronary artery disease: a meta-analysis // Cardiology. – 2010. – Vol. 116, №4. – P. 271–278.
18. Casas J., Cavalleri G., Bautista L. et al. Endothelial nitric oxide synthase gene
polymorphisms and cardiovascular disease: a HuGE review // Am. J. Epidemiol. – 2006. –Vol.
164, №10. – P. 921–935.
19. Salimi S., Naghavi A., Firoozrai M. et al. Association of plasma nitric oxide
concentration and endothelial nitric oxide synthase T-786C gene polymorphism in coronary
artery disease // Pathophysiology. – 2012. – Vol. 19, №3. – P. 157–162.
20. Levinsson A., Olin A., Björck L. et al Nitric oxide synthase (NOS) single nucleotide
polymorphisms are associated with coronary heart disease and hypertension in the INTERGENE
study // Nitric Oxide. – 2014. – Vol. 30, №39. – P. 1–7.
21. Brown B., Nsengimana J., Barrett J et al. An evaluation of inflammatory gene
polymorphisms in sibships discordant for premature coronary artery disease: The GRACEIMMUNE study // BMC Med. [Электронный ресурс] – 2010. – Режим доступа:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2823655/, свободный. – Загл. с экрана. – Текст
на экране англ.
22. Carreras-Torres R. , Kundu S., Zanetti D. et al. Genetic Risk Score of NOS Gene Variants
Associated with Myocardial Infarction Correlates with Coronary Incidence across Europe //
PLoS One. – 2014. – Vol.9, №5. – e96504.
23. Antoniades C., Shirodaria C., Van Assche T. et al. GCH1 haplotype determines vascular
and plasma biopterin availability in coronary artery disease effects on vascular superoxide
production and endothelial function // J. Am. Coll. Cardiol. – 2008. – Vol.52, №2. –P. 158–165.
24. Yan J., Zhang L., Xu Y. Polymorphisms of genes in nitric oxide-forming pathway
associated with ischemic stroke in Chinese Han population //Acta Pharmacol. Sin. – 2011. – Vol.
32, №11. – P.1357–1363.