Генетические аспекты диабетической нефропатии у пациентов с сахарным диабетом 2 типа азербайджанской популяции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

Генетические аспекты диабетической нефропатии у пациентов с сахарным диабетом 2 типа азербайджанской популяции

Сардарлы Ф.З., Ахмедова З.Г., Ахмедова У.А. Азербайджанский государственный институт усовершенствования врачей им. А. Алиева, г. Баку, Азербайджан Республиканский центр эндокринологии, г. Баку, Азербайджан

Введение

почка геном лептин опухоль

Основными факторами риска развития и прогрессирования диабетических микро- и макроангиопатий являются гипергликемия, артериальная гипертония и дислипидемия. Достижение их целевых значений [1] способствует устранению модифицируемых факторов риска, предрасполагающих к реализации генетически отягощенного генотипа по сахарному диабету 2 типа (СД2) и его осложнениям, прежде всего - диабетической нефропатии (ДНФ) [1]. Кроме метаболических, иммунологических и гемодинамических факторов, существуют молекулярно-генетические, определяющие развитие и прогрессирование или напротив, обладающие протективным действием, снижающим риск возникновения сосудистых осложнений СД2.

В последние годы активно развиваются ассоциативные исследования, изучающие генетическую предрасположенность к заболеваниям [2,3]. Поиск генетических маркеров, ответственных за предрасположенность или, напротив, устойчивость к заболеваниям, являются одной из наиболее актуальных задач современной медицинской науки. Выявление таких маркеров позволит выделить группы риска развития заболеваний, устанавливать индивидуальный прогноз или диагноз еще до клинической манифестации [4-6].

В настоящее время в литературе широко обсуждается генетический риск развития СД2 и его осложнений в зависимости от выявленного у индивидуума носительства генов инсулинорезистентности, генов, определяющих секрецию инсулина, а также проводятся исследования, позволяющие идентифицировать множество генов-кандидатов СД2 [7-9]. В последние годы появились данные о том, что существуют определенные генотипы, ассоциированные с различными клиническими вариантами течения СД2 [10-12].

Цель исследования: изучить ассоциацию между носительством полиморфизмов гена лептина, фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-б), адипонектина А и ядерного активатора пролиферации пероксисом гамма (Pro12Ala), а также стадиями ДНФ и хронической болезни почек (ХБП).

Материал и методы

Обследовано 107 пациентов с СД2 (58 мужчин, 49 женщин) 40-81 лет (средний возраст - 63,5±6,12) лет. Пациенты были разделены на 2 группы: в I группу включено 72 из них, страдающих СД2 и ДНФ, во II группу - 35 (27,6%) с СД2 типа без ДНФ. Длительность установления диагноза СД2 варьировала от 1 года до 22 (медиана - 7) лет.

Критериями включения в исследование явились следующие: СД2, ДНФ (стадии микроальбуминурии (МАУ), протеинурии (ПУ)), ХБП 1-5, принадлежность к азербайджанская национальности. К критериям исключения относились сахарный диабет 1 типа, первичные заболевания почек, мочекаменная болезнь, аномалии развития почек, симптоматическая артериальная гипертензия, хроническая сердечная недостаточность (ХСН) II-IV функционального класса (ФК) по классификации New York Heart Association (NYHA).

Осуществлено стандартное комплексное клинико-лабораторное обследование пациентов, генетические исследования. Уровень креатинина сыворотки крови оценивался фотоколориметрическим методом с помощью тест-набора Creatinine liquicolor (Human GmbH, Германия), гликированного гемоглобина - фотометрическим методом с использованием набора Glycohemoglobin (HbA1c liquidirect) (Human GmbH, Германия). Индекс массы тела (ИМТ) раасчитан по формуле Кетле, скорость клубочковой фильтрации (СКФ) - по формуле Кокрофта-Голта со стандартизацией на площадь поверхности тела [1].

У всех обследованных пациентов проведено молекулярно-генетическое исследование полиморфных вариантов четырех генов: гена активатора пролиферации пероксисом PPARG2 Pro12Аla (rs1801282), гена лептина Lep (g65911626G>A) (rs7799039), провоспалительного гена ФНО-б (c-233+8274С>T g.4682G>A) и гена адипонектина ADIPOQ (g.93054571A>G) (rs4994). Полиморфизм генов изучен на основе метода MALDI-TOF на масс-спектрометре фирмы Sequenon (США).

Массив данных обработан с помощью методов вариационной статистики с использованием программ «Microsoft Excel for Windows». Использовали методы параметрической статистики. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты и их обсуждение

Характеристика обследованных групп больных представлена в табл. 1.

Таблица 1 - Характеристика обследованных больных азербайджанской национальности

Результаты исследования показали, что у 51 (70,8%) пациента с СД2+ДНФ была установлена стадия микроальбуминурии (МАУ), у 14 (19,4%) - стадия протеинурии (ПУ) и у 7 (9,7%) пациентов - ХБП5. В III группе из 20 пациентов с нефропатией у 5 (25,0%) больных диагностирована ХБП1, у 2-х (10,0%) - ХБП2, у 4-х (20,0%) - ХБП3, у 7-х (35,0%) - ХБП4 и у 2-х (10,0%) - ХБП5 [9]. Частота носительства однонуклеотидных полиморфизмов генов изученных генов-кандидатов представлена в табл. 2.

Таблица 2 - Частота генотипов полиморфизма генов-кандидатов диабетической нефропатии в азербайджанской популяции

Примечание: * статистически достоверные различия между группами (р<0,05).

Установлено, что ген лептина (g65911626G>A) находится на 7q31.3 хромосоме, состоит из 3 экзонов и 2 интронов и кодируется 4,5 kb мРНК. Ген экспрессируется в белой жировой ткани, желудке, плаценте и, возможно, в молочной железе. Лептин секретируется жировой тканью преимущественно в ночное время и играет важную роль в регулировании массы тела и стимуляции расхода энергии. Мутации гена LEP изменяют секрецию гормона лептина и вызывают наследственное ожирение и ассоциированные с ним заболевания. Известны возможные генотипы: AG, AA, GG [13]. Проведенный анализ частоты встречаемости полиморфных вариантов гена лептина (g65911626G>A) у пациентов |I группы СД2+ДНФ позволил установить большую частоту выявления генотипа AG (62,5%) и наименьшую - генотипа GG (16,7%). Во II группе больных с СД2 без ДНФ генотипы AG и AA встречались с одинаковой частотой - 40,0%.

Сравнительный анализ частоты генотипов показал, что у пациентов обеих исследованных групп встречались два генотипа полиморфного маркера лептина - АА и AG, в то время как генотип GG - лишь при СД2+ДНФ. Вариант генотипа АА у пациентов с СД2 и ДНФ был обнаружен почти с одинаковой частотой и превышал таковую у обследованных I и II групп на 19,2 и 14,2% соответственно. Генотип AG часто обнаруживали у пациентов СД2 при сочетании с ДНФ.

Установлено, что ген фактора некроза опухоли (ФНО-б) - картирован на 6-й хромосоме (6p21.3) в главном комплексе гистосовместимости. В промоторной зоне гена расположены несколько полиморфных вариантов, определяющих экспрессию гена. Размер гена 2762 п.о. Синтезируемый ФНО-б состоит из 233 аминокислотных остатков молекулярной массой 25644 Да. Однонуклеотидная замена гуанина на аденин в положении -308 промотора (G-308A) приводит к увеличению продукции ФНО-б [14]. Возможные генотипы: GG, AG, AA.

При исследовании частот генотипов полиморфизма гена ФНО-б распределение оказалось следующим: у всех пациентов с СД2+ДНФ встречался лишь гомозиготный вариант полиморфизма этого гена - GG, у большинства пациентов с СД2 также обнаруживали данный генотип (в 88,6%), и лишь у небольшого числа пациентов этой группы (в 11,4%) выявлен данный гетерозиготный вариант AG. При этом генотип АА у пациентов с СД2 азербайджанской популяции не был обнаружен.

Ген адипонектина ADIPOQ (g.93054571A>G) кодирует белковый гормон массой 26 кДа, который экспрессируется преимущественно в жировой ткани, участвует в регуляции катаболизма жирных кислот, влияет на чувствительность к инсулину, уровень гликемии и течение других метаболических процессов. Ген имеет длину 16 тысяч пар оснований, расположен на хромосоме 3q27 и состоит из 3 экзонов и 2 интронов. Возможные генотипы: АА, АG, GG [15]. Из 3-х возможных генотипов полиморфного маркера адипонектина среди больных трех обследованных групп пациентов генотип АА встречался с довольно высокой частотой. Гетерозиготный вариант полиморфизма адипонектина AG выявлен лишь у пациентов с СД2-ДНФ(+) и СД2-ДНФ(-). При этом среди пациентов с СД2-ДНФ(-), носители данного генотипа встречались достоверно чаще (в 3,0 раз, р<0,01) в сравнении с относящимися к I группе - с СД2-ДНФ(+). Гомозиготный вариант GG у больных изученной выборки не встречался.

Ген гамма-рецептора PPARG (Pro12Ala) PPAR-gamma2 расположен на 3-ей хромосоме в положении 3p25, кодирует гамма-рецептор, который в основном продуцируется в жировой ткани и индуцирует пролиферацию пероксисом, отвечающих за окисление свободных жирных кислот. Данный рецептор также регулирует дифференцировку адипоцитов и гомеостаз глюкозы (определяет потребность мышечной ткани в глюкозе и ее чувствительность к инсулину), стимулирует синтез и выброс печенью параоксоназы, связывает гиполипидемические препараты и жирные кислоты, участвует в регуляции костного метаболизма. Полиморфизм Pro12Аla (rs1801282), умеренно снижающий функцию этого рецептора, является показателем снижения риска развития СД2, гиперинсулинемии, инсулинорезистентности и атеросклероза. Частота гетерозигот в популяциях европейского типа достигает 20%, гомозигот, носителей генотипа GG (что соответствует Ala/Ala) - 2%. Возможные генотипы: СС, СG, GG [16]. При изучении распределения генотипов этого полиморфного маркера Pro12Аla установлено, что среди пациентов обеих групп встречались лишь гомозиготный вариант СС и гетерозиготный вариант СG (с преобладанием первого). Частота пациентов-носителей генотипа СС среди больных с СД2-ДНФ(+), СД2-ДНФ(-) в азербайджанской популяции была сопоставимой.

Ассоциация генетического полиморфизма со стадиями ДНФ у пациентов с СД2 и ДНФ на примере гена лептина представлена на рис. 1.

Рис. 1 - Ассоциация полиморфизма гена лептина со стадиями диабетической нефропатии у больных с сахарным диабетом 2 типа в азербайджанской популяции

На всех стадиях ДНФ преобладали гетерозиготные носитeли AG. Так, из 51 пациента со стадией МАУ 31 из них был носителем генотипа AG, 15 пациентов - генотипа АА и 7 человек - генотипа GG. Из 14 обследованных в стадии протеинурии и 7 пациентов при ХБП5 носителями генотипа AG были соответственно 8 и 6 человек, генотипа АА - 1 и 1 пациент и GG - лишь 5 пациентов в стадии протеинурии.

Отмечено увеличение числа пациентов - носителей генотипов AG среди пациентов I группы (СД2+ДНФ) в стадии МАУ в сравнении с носителями генотипов АА и GG было в 2,4 (р<0,05) и 3,9 раз (р<0,01) соответственно. Увеличение количества пациентов - носителей генотипов AG среди пациентов III группы (СД2+ДНФ) в стадии ПУ в сравнении с носителями генотипов АА и GG было в 8,0 (р<0,001) и 1,6 раз (р<0,05) соответственно, повышение количества носителей генотипов AG у больных СД2+ДНФ при ХБП5 в сравнении с носителями генотипов АА было в 6,0 (р<0,001).

Определение частоты встречаемости полиморфизма гена адипонектина у пациентов I группы с различными стадиями ДНФ показало, что среди пациентов с ДН в стадии МАУ 2 пациента явились носителями гетерозиготного генотипа AG, а остальные 49 больных с МАУ, и 14 больных в стадии ПУ и 7 - в стадии ХБП5 оказались носителями гомозиготного генотипа АА.

Изучение распределения частот генотипов в зависимости от стадии ДНФ показало, что носительство гомозиготного генотипа СС у пациентов с СД2+ДНФ на стадии МАУ обнаружено в 51 случае (70,8%), гетерозиготного генотипа CG у 3-х пациентов. На стадии ПУ носителем генотипа СС явились 13, носителем генотипа CG - 1 пациент, а ХБП5 - 6 и 1 пациент соответственно.

В табл. 3 представлено распределение частот рассмотренных генотипов у пациентов с СД2 в зависимости от степени нарушения углеводного обмена и развития нефропатии.

Таблица 3 - Частота встречаемости полиморфизмов генов-кандидатов диабетической нефропатии у пациентов с СД2 и нефропатией при эугликемии

Использование мультипликативной и общей моделей наследования для однонуклеотидных полиморфизмов, распределение которых подчиняется закону Харди-Вайнберга, позволило подтвердить, что в качестве предиктора развития ДНФ у пациентов с СД2 может быть рассмотрен однуклеотидный полиморфизм rs1800629 гена FNO-б.

В ходе исследования были протестированы 4 гена, оказывающие влияние на генетическую предрасположенность к развитию ожирения и СД2, с точки зрения их вклада в развитие ДН при СД2. Необходимо отметить сопоставимые частоты встречаемости однонуклеотидных полиморфизмов генов rs7799039 LEP, rs16861194 ADIPOQ, rs1801282 PRARgamma. Однако данное обстоятельство не следует рассматривать как отсутствие вклада рассматриваемых генов в патогенез ДНФ, а с точки зрения имеющегося общего патогенетического механизма развития СД2 и ДНФ у лиц с висцеральным ожирением и превалирующего влияния глюкозотоксичности и липотоксичности и их причастности к развитию ДНФ. В нашем исследовании большинство пациентов с СД2 азербайджанской популяции имели 1 степень висцерального ожирения с абдоминальным типом распределения жира. Это усиливает роль метаболических факторов, играющих важную роль в развитии СД2 и его микрососудистых осложнений. Так, установлена негативная роль гипергликемии, конечных продуктов гликирования (в том числе - гликированных белков), переключения на полиоловый путь обмена глюкозы, активации протеинкиназы С, дислипидемии, окислительного стресса. Хроническое воспаление также является одним из звеньев патогенеза СД2 и ДНФ, при этом локальный процесс в области почечного фильтра играет важную роль в развитии ДНФ при СД2, так как способствует ее клинической манифестации. Воспалительный процесс вызывает ускорение процесса повреждения почек - миграцию моноцитов, активацию системы комплемента, нарушению агрегации тромбоцитов, «закупориванию» почечного фильтра [17]. Отсюда следует, что генетический полиморфизм гена TNF-б, являющегося ключевым в развитии хронического воспаления, оказывает влияние на развитие процесса диабетической нефропатии, при этом полиморфизм данного гена может рассматриваться в качестве генетического предиктора развития ДНФ при СД2 у пациентов азербайджанской популяции.

Выводы

У пациентов с СД2 азербайджанской национальности выявлена высокая встречаемость генотипа AG (62,5%) гена лептина (относительный риск RR=2,50(1,09-5,72)), генотипа GG (100%) гена ФНО-б (RR=20,71(1,08-396,39)), генотипа АА (97,2%) гена адипонектина (RR=3,28(0,52-20,51)), (RR=20,71(1,08-396,39)) и генотипа СС (97,0%) полиморфного маркера Pro12Аla гена PPARG2 (RR=1,23(0,23-6,47)).

Стадия микроальбуминурии ДН при СД2 чаще встречались у пациентов-носителей генотипа AG гена лептина(60,8%), генотипа GG гена ФНО-б (70,8%), гомозиготного генотипа АА гена адипонектина (68,0%) и генотипа СС полиморфного маркера Pro12Аla PPARG2 (70,8%).

У больных СД2 азербайджанской популяции однуклеотидный полиморфизм rs1800629 гена FNO-б следует рассматриваться в качестве маркера развития диабетической нефропатии.

Список использованных источников

1. Дедов И.И., Шестакова М.В. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. М., 2013.- 118 с.

2. Бондарь И.А., Шабельникова О.Ю. Генетические основы сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет.- 2013, №4.- C.11-16.

3. Левит Ш., Филиппов Ю.И., Горелышев А.С. Сахарный диабет 2 типа: время изменить концепцию // Сахарный диабет.- 2013, №1.- C.91-102.

4. Хамнуева Л.Ю., Андреева Л.С., Шагун О.В. Сахарный диабет и его осложнения: современные принципы диагностики, лечения и профилактики. Иркутск: ИГМУ, 2011.- 138 с.

5. Шестакова М.В., Шамхалова М.Ш., Ярек-Мартынова И.Я. и др. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек: достижения, нерешенные проблемы и перспективы лечения// Сахарный диабет.- 2011, №1.- C.81-87.

6. Coll-de-Tuero G., Mata-Cases M., Rodriguez-Poncelas A. et al. Chronic kidney disease in the type 2 diabetic patients: prevalence and associated variables in a random sample of 2642 patients of a Mediterranean area// BMC Nephrology. 2012. Vol.13, P.87-95.

7. Савельева С.А., Крячкова А.А., Железнякова А.В. и др. Исследование полиморфного маркера Pro12Ala гена г формы рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом, у больных сахарным диабетом 2 типа с диабетической нефропатией// Матер. VII съезда Научного общества нефрологов России. М., 2010.- C.110-111.

8. ADVANCE Collaborative Group, Patel A, MacMahon S et al. Intensive blood glucose control and vascular outcomes in patients with type 2 diabetes// N Engl J Med. 2008;358(24):2560-72.

9. Nelson RG, Tuttle KR, Bilous RW et al. National Kidney Foundation. KDOQI Clinical Practice Guideline for Diabetes and CKD: 2012 Update// Am J Kidney Dis. 2012;60(5):850-86.

10. Балаболкин М.И., Дедов И.И., Клебанова Е.М. и др. Инсулиновая резистентность. Молекулярно-генетические механизмы развития, диагностики и коррекции при сахарном диабете 2 типа. М., 2007.- 36 с.

11. Потапов В.А. Поиск генетических маркеров, определяющих предрасположенность к сахарному диабету 2 типа: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2010.- 24 с.

12. Lukacs K., Hosszufalusi N., Dinya E. et al. The type 2 diabetes-associated variant in TCF7L2 is associated with latent autoimmune diabetes in adult Europeans and the gene effect is modified by obesity: a meta-analysis and an individual study// Diabetologia. 2012;55(3):689-93.

13. Van der Graaff E., Hooykaas P.J., Keller B. Activation tagging of the two closely linked genes LEP and VAS independently affects vascular cell number// Plant J. 2002;32(5):819-30.

14. Rosmond R., Chagnon M., Bouchard C., Bjцrntorp P. G-308A polymorphism of the tumor necrosis factor alpha gene promoter and salivary cortisol secretion// J Clin Endocrinol Metab. 2001;86(5):2178-80.

15. Gu H.F. Biomarkers of adiponectin: plasma protein variation and genomic DNA polymorphisms// Biomark Insights. 2009;4:123-33.

16. Hong G., Davis B., Khatoon N. et al. PPAR gamma-dependent anti-inflammatory action of rosiglitazone in human monocytes: suppression of TNF alpha secretion is not mediated by PTEN regulation// Biochem Biophys Res Commun. 2003;303(3):782-7.

17. Lampropoulou I.T., Stangou M., Papagianni A. et al. TNF-б and microalbuminuria in patients with type 2 diabetes mellitus// J Diabetes Res. 2014; 2014:394206.

Размещено на Allbest.ru