Аллельный полиморфизм генов и клинико-анамнес-тические показатели больных шизофренией детского и подросткового возрастов

Детско-подростковая психиатрия

Размещено на http://www.allbest.ru/

52

полиморфизм ген серотонин аллельный

Статья по теме:

Аллельный полиморфизм генов и клинико-анамнес-тические показатели больных шизофренией детского и подросткового возрастов

С.А. Пахомова В.Б. Вильянов, В.Е. Голимбет, ГОУ ВПО Саратовский государственный Медицинский университет Росздрава, Научный центр психического здоровья РАМН

В статье представлены результаты молекулярно-генетического исследования 57 больных шизофренией детей и подростков в возрасте до 15 лет и 111 психически здоровых лиц группы контроля. Изучен полиморфизм гена мозгового нейротрофического фактора, гена переносчика серотонина, гена рецептора серотонина типа 2А, гена дофаминового рецептора D2. Выявлена ассоциация комбинаций аллельных вариантов генов с риском развития заболевания. У больных получены различия между генетическим вариантом и возрастом начала заболевания. В группе больных с генотипом ValVal гена BDNF и генотипом с одним или двумя аллелями T гена DRD2 отмечено более раннее начало заболевания. Выявлена связь генотипа ValVal с более низким уровнем социального функционирования. Обнаружен эффект генотип-средового взаимодействия для гена DRD2 с уровнем социального функционирования. Индекс социального функционирования значимо ниже у больных с генотипом СС и родовой травмой по сравнению с больными с аналогичным генотипом без родовой травмы. Ключевые слова: детская шизофрения, генетический полиморфизм, возраст дебюта, генотип-средовое взаимодействие.

Аllele polymorphism of genes and clinical indices IN CHILDREN AND ADOLESCENTS PATIENTS WITH SCHIZOPHRENIA.S. A. Pakhomova, V. B. Vilianov, V. E. Golimbet.SaratovStateMedicalUniversity.

In the article the results of molecular-genetic research of 57 patients of schizophrenia with the early age at onset (under 15 years) are presented. Polymorphisms of the brain-derived neurotrophic factor gene, the serotonin transporter gene, the serotonin 2A receptor gene (5HTR2A), the dopamine D2receptor gene (DRD2) are studied. The association of combinations of allelic variants with risk of disease development was found. There were significant differences between variant of genotype and age of disease onset. Patients with the Val/Val BDNF genotype and the T/T or C/T DRD2 genotype had earlier onset of disease compared to other genotypes. It was found that carriers of the Val/Val BDNF genotype had lower level of social functioning. The effect of genotype-environment interactions between the DRD2 gene and the level of social functioning was revealed. The index of the social functioning was significantly lower in patients with the CC genotype and birth trauma as compared to patients with the same genotype without birth trauma. Key words: schizophrenia in children, allele polymorphism, age of debut, genotype-environment interaction.

Детская шизофрения является достаточно редкой формой заболевания. По данным эпидемиологических исследований, дебют заболевания в возрасте от 0 до 14 лет развивается в 17 раз реже по сравнению с лицами 18--19 лет (Чуркин А. А., 2000) и имеет частоту примерно 5 % от общего числа случаев заболевания (Asarnowetal., 1994). Однако развитие заболевания в такой возрастной период, когда решаются вопросы обучения, выбора профессии, становления ребенка как личности, делают его предметом повышенного внимания и обусловливают актуальность изучения. Исследований, посвященных поискам генов-кандидатов шизофрении детско-подросткового возраста, пока немного, что, прежде всего, связано с трудностями набора исследуемой группы.

В ходе исследований шизофрении у больных детского и подросткового возрастов обнаружена ассоциация между заболеванием и полиморфизмом таких генов-кандидатов шизофрении, как гена дофаминового рецептора D3 [1], серотонинового рецептора типа 2А (5-HTR2A) [2], триптофангидроксилазы [3]. Во взрослой популяции выявлена ассоциация между шизофренией и полиморфизмом гена BDNF[4,5], гена рецептора серотонина [6, 7]. Была показана ассоциация полиморфизма гена переносчика серотонина с выраженностью психопатологических проявлений у больных шизофренией [8]. С шизофренией ассоциирован полиморфизм локуса Taq1Aгена рецептора дофамина [9].

Для некоторых генов определена связь с клинико-патогенетическими особенностями заболевания. Аллельный полиморфизм гена рецептора серотонина ассоциирован с выраженностью негативной симптоматики и прогредиентностью шизофрении [10], а сочетание генотипов локусов Taq1A гена дофаминового рецептора D2и Т102С гена рецептора серотонина типа 2A у больного шизофренией увеличивают риск развития шизофрении с неблагоприятным исходом [11].

Ранее нами было проведено молекулярно-генетическое исследование шизофрении с началом в детском и подростковом возрастах, в котором были использованы 4 гена-кандидата. Это гены мозгового нейротрофического фактора (BDNF), гена переносчика серотонина, гена рецептора серотонина типа 2А, гена дофаминового рецептора D2 [12]. Обнаружена ассоциация между полиморфизмом Val66MetBDNF и шизофренией.

Целью настоящей работы являлось продолжение этого исследования, в частности выявление комбинаций аллельных вариантов 4 вышеуказанных генов, которые чаще встречаются у больных по сравнению с группой психически здоровых людей. Также предполагалось выяснить, существует ли связь между генетическими вариантами и некоторыми клиническими характеристиками больных шизофренией детско-подросткового возраста.

Материалы и методы. Обследовано 57 больных шизофренией детей и подростков (15 лиц женского пола, 42 лиц мужского пола), проживающих на территории Саратовской области. У всех больных начало заболевания приходилось на детский (до 10 лет) и пубертатный (до 14 лет) возрасты [13]. Средний возраст манифестации заболевания составил 8,73±4,2 года.

Диагноз был установлен с помощью структурированного интервью KSADS-L (the Kiddie Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia, Life-time version) с использованием диагностических критериев МКБ-10. В результате 47 больных имели диагноз F20.8 (другие формы шизофрении), 8 - F20.0x (параноидная шизофрения) и 2 - F20.6 (простая шизофрения). Диагноз был установлен по результатам обследования в стационарах психиатрического профиля и подтвержден длительным амбулаторным наблюдением. Все больные являются детьми-инвалидами по данному заболеванию, проходят ежегодное освидетельствование в бюро медико-социальной экспертизы психиатрического профиля г. Саратова. Контрольная группа включала в себя 111 человек, не состоящих в родстве с данными пациентами (42 женщины, 69 мужчин). Каждый из участников был проинформирован о целях исследования и подписал согласие на участие в нем.

Клиническое исследование. В качестве клинических характеристик оценивались возраст начала заболевания, наследственная отягощенность, патология беременности и родов, раннего развития, статус по психометрической шкале «Глобальная оценка шкалы функционирования» (Global Assessment of Functioning Scale - GAFscale). Данная шкала является осью V по DSM-IV и предназначена для определения уровня функционирования в психологической, социальной и профессиональной сферах в некотором гипотетическом континууме «психического здоровья - нездоровья». Нарушения имеют численное выражение и оцениваются в диапазоне от 100 до 1. Диапазон «10--1» присваивается больным, имеющим резко выраженные нарушения функционирования, диапазон «100--91» присваивается лицам с отсутствием симптомов болезни.

Методом семейного анамнеза среди больных шизофренией была выделена группа лиц с наследственной отягощенностью по психическим заболеваниям у родственников первой степени родства (21 человек). Учитывались только случаи, подтвержденные сведениями из амбулаторных карт пациентов, свидетельствующих о наличии у родственников психических заболеваний. Больные шизофренией составили 10 человек, лица с олигофренией - 5, с суицидальными попытками - 5, с эпилепсией - 1.Анализ средовых факторов (течение беременности и родов, оценка раннего развития больного) проводился клинико-анамнестическим методом с последующим изучением медицинской документации (амбулаторные карты, выписки из родильных домов).

Молекулярно-генетическое исследование. У участников исследования был произведен забор венозной крови, из которой выделяли ДНК с помощью фенол-хлороформного метода. Далее проводили генотипирование по выбранным молекулярно-генетическим маркерам с использованием полимеразной цепной реакции. Выделение ДНК и генотипирование были выполнены в лаборатории клинической генетики НЦПЗ РАМН.

Статистический анализ данных. Для выявления комбинаций генетических вариантов, связанных с изучаемым заболеванием, был использован метод Multifactor Dimensionality Reduction (MDR), предложенный M. D. Ritchieetal. [14]. Данный метод применяется при исследовании большого числа факторов, в том числе и генотипов. С его помощью можно выявить комбинацию генетических вариантов, которая представляет наибольший риск для развития заболевания, и определить степень влияния каждого конкретного варианта. Расчет риска в этой программе осуществляется, как и в любом анализе ассоциаций, путем установления различий между частотами аллельных вариантов в группе больных и контрольной группе с последующим определением отношения шансов (oddsratio). Поскольку в модель вводится несколько генотипов, то программа рассчитывает множество их комбинаций и отбирает только те, которые представляют наибольший риск, иначе говоря, наиболее часто встречаются в группе больных по сравнению с контролем. Далее по тексту эти комбинации будут обозначены как варианты повышенного риска. К генотипам пониженного риска, или протективным генотипам, относят варианты, частота которых не отличается в группе больных по сравнению с контролем. Для упрощения расчетов мы вводили в модель анализа как генотипы, так и группы генотипов, объединенных по принципу содержания в них 1 или 2 копий определенного аллеля.

Для выявления ассоциации между генотипом и количественными признаками, такими как возраст манифестации заболевания и число баллов по шкале GAF, применяли дисперсионный анализ, в котором генетический вариант использовался в качестве независимой переменной. Оценка взаимодействия генетических вариантов проводилась с помощью многофакторного дисперсионного анализа. Для учета возможного влияния на количественные признаки пола больных эту переменную использовали в качестве ковариаты. При введении в модель в качестве независимой переменной баллов по шкале GAF в качестве ковариаты вводили также длительность заболевания. Различия в частоте генотипов в двух сравниваемых группах оценивали с помощью критерия ч2.

Результаты и обсуждение

Для анализа ассоциации между шизофренией и геном использовали следующие маркеры: полиморфизм Val66Met (аллели Val и Met) для гена BDNF; полиморфизм 5-HTTLPR (L и S) для гена переносчика серотонина; полиморфизм Т102С (аллели С и Т) для гена 5-HTR2A и полиморфизм Taq1A (аллели Т и С) для гена дофаминового рецептора D2 (DRD2). Для снижения вероятности получения ложноположительных результатов, связанного с небольшим размером исследуемой выборки и использованием в анализе нескольких переменных, было проведено объединение генотипов. Его проводили с учетом функциональных особенностей каждого полиморфизма следующим образом: генотипы ValMet и MetMetBDNF объединяли в группу, обозначенную Met+, таким образом, генотип ValVal получал обозначение Met-. Генотипы LS и SS переносчика серотонина объединяли в группу, которую обозначили аллель S+, тогда генотип LL обозначался как S-. Генотипы СС и СТ 5-HTR2A объединяли в группу, которую обозначили аллель С+, а генотип ТТ - С-. Генотипы ТС и ТТ дофаминового рецептора D2 объединяли в группу аллель Т+, а генотип СС оозначали Т-. Таким образом, в зависимости от генетического варианта все участники исследования были разделены на 8 групп. В суммарном виде обозначения групп, соответствующие определенным генотипам, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Обозначение групп больных в зависимости от содержания в них аллелей по 4 исследуемым генам

Наилучшая статистически значимая модель (F=5,1; р=0,02), включающая 4 гена, предсказывала статус болезни с точностью 57 %. Отношение шансов составило 2,5 (ДИ 95 % 1,1--4,2). Данные о частоте изученных аллельных вариантов представлены на рисунке 1.Темно-серый фон на рисунке обозначает повышенный риск, светло-серый - более низкий. Столбик слева относится к числу людей в группе больных, столбик справа - в группе контроля.

Рис. 1 - Частота повышенного риска развития шизофрении в зависимости от генетического варианта по 4 исследуемым генам

На рисунке 1 приведены 5 вариантов повышенного риска (3 - в верхней части и 2 - в нижней). 2 последних варианта не будут включены в обсуждение в связи с небольшой численностью групп. Таким образом, к генетическим вариантам с повышенным риском можно отнести Met-S+C+T+, т. е людей, которые имеют генотип BDNFValVal, генотип переносчика серотонина, содержащий по крайней мере 1 аллель S, генотип 5-HTR2A, содержащий по крайней мере 1 аллель С, и генотип DRD2, содержащий по крайней мере 1 аллель Т.

Рис. 2 - Частота повышенного риска развития шизофрении в зависимости от генетического варианта по 3 исследуемым генам

Варианты Met-S+C+T- и Met-S-C+T+ также относятся к вариантам повышенного риска, из чего можно заключить, что присутствие аллеляS или Т в генотипе играет менее значимую роль, чем присутствие генотипов ValVal и аллеля С 5-HTR2A. Наилучшая модель для 3 генов (рис. 2) не включала полиморфизма 5-HTTLPR, а для 2 генов - полиморфизма Taq1A (рис. 3).

Рис. 3 - Частота повышенного риска развития шизофрении в зависимости от генетического варианта по 2 исследуемым генам

Сравнение частоты варианта Met- С+ в группах больных и здоровых выявило различия на уровне тенденции (р=0,06). Уровень статистической значимости не был достигнут, что можно объяснить малочисленностью сравниваемых групп.

Комбинации аллельных вариантов, включающие 2, 3 и 4 исследуемых гена, в группах больных и психически здоровых лиц представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Частота генетических вариантов исследуемых генов в группах больных шизофренией детско-подросткового возраста и психически здоровых людей

Далее было проведено изучение ассоциации между генетическим вариантом и возрастом начала шизофрении.

Статистический анализ данных показал, что средний возраст дебюта в группе больных с генотипом ValVal (Met-) меньше, чем в группе с вариантом Met+. Однако эти различия наблюдались на уровне тенденции (р=0,23). Статистически значимые различия (F=5,8; р=0,03) были получены для гена DRD2. В группе больных с генотипами, содержащими 1 или 2 копии аллеля Т (Т+), заболевание начиналось раньше, чем у носителей генотипа СС (Т-). Статистически значимый эффект взаимодействия генов BDNF и DRD2 не был обнаружен в общей модели анализа. В то же время попарное сравнение различных вариантов выявило значимые отличия между генетическими вариантами Met-T+ и Met+T- (возраст начала заболевания 5,9 и 9,4 года соответственно).

Далее было проведено исследование связи между уровнем социального функционирования больных и генетическим вариантом.

В группе больных с генотипом ValVal (Met-) среднее значение индекса было ниже, чем в группе с вариантом Met+. Однако эти различия также наблюдались на уровне тенденции (р=0,15). Для остальных 3 генов ассоциации между индексом функционирования и полиморфными вариантами обнаружено не было.

Статистически значимые результаты изучения возраста дебюта заболевания и уровня социального функционирования в зависимости от аллельного варианта генотипа представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Ассоциация варианта генотипа с возрастом дебюта заболевания, уровнем социального функционирования

Примечание. В таблице приведены только значимые результаты.

Анализ частоты генетических вариантов в группах с наследственной отягощенностью по психическим заболеваниям и без нее не выявил статистически значимых различий ни для одного из исследованных генов.

Следующий этап исследования заключался в оценке совместного влияния средовых факторов (в нашем случае осложнения при беременности и родах, патология раннего развития) и генотипа на индекс функционирования. Предварительный дисперсионный анализ, в котором осложнения при беременности и родах были использованы в качестве независимых переменных, а индекс GAF - в качестве зависимой переменной, показал, что единственным из приведенных факторов, который оказывает влияние на функционирование больного, явилось наличие родовой травмы (F=5,8; р=0,03). При включении в анализ генетического варианта оказалось, что в присутствии как варианта Met+, так и Met- индекс GAF имеет тенденцию к снижению (р=0,08) в группе больных с родовой травмой по сравнению с группой без родовой травмы, т. е. очевидного взаимодействия генетического и средового факторов не прослеживается. В то же время в случае совпадения двух факторов риска (генотипа ValVal (Met-) и родовой травмы) индекс GAF был значимо ниже - 28,6±6,5, чем в присутствии двух факторов пониженного риска (Met+ и отсутствие родовой травмы) - 37,6±6,2.

Эффект генотип-средового (F=3,9; р=0,05) взаимодействия был обнаружен для гена DRD2. В присутствии варианта Т- (генотип СС) значения индекса функционирования были значимо (р=0,01) ниже в группе больных с родовой травмой по сравнению с больными с тем же генотипом, но без родовой травмы. При этом в присутствии варианта Т+ индекс функционирования не зависел от присутствия родовой травмы у больных (табл. 4).

Таблица 4 - Ассоциация генетического варианта Met+/Met-и Т+/Т- с родовой травмой и уровнем социального функционирования

Таким образом, молекулярно-генетическое исследование группы больных шизофренией детского и пубертатного возрастов с использованием маркеров (полиморфизмов) 4 генов кандидатов позволило выявить генетические варианты повышенного риска. Оказалось, что среди аллельных сочетаний, входящих в этот вариант, только 2 (генотип BDNFValVal и генотип, содержащий 1 или 2 копии аллеля С) обладают синергетическим эффектом. При исследовании ассоциации между генетическими вариантами и возрастом начала заболевания более раннее начало болезни отмечено в группе больных с генотипом ValVal и генотипами, содержащими по крайней мере 1 копию аллеля Т (маркер Taq1A гена DRD2). Генотип повышенного риска ValVal был также связан с более низким уровнем социального функционирования больных. В настоящей работе впервые была сделана попытка обнаружить эффект генотип-средового взаимодействия на клинические показатели детской шизофрении. Ранее подобные исследования не проводились ни в России, ни за рубежом. Согласно полученным данным, у больных с генотипом СС DRD2 и родовой травмой снижение функционирования происходит в наибольшей степени, чем у больных без родовой травмы. У больных с генотипом, включающим аллель Т, родовая травма не оказывала влияние на индекс GAF.

Литература

1. Maziade M., Martinez M., Rodrigue C., Gauthier B., Tremblay G., Fournier C. et al. Childhood/early adolescence-onset and adult-onset schizophrenia. Heterogeneity at the dopamine D3 receptor gene // Br. J. Psychiatry. - 1997. -V. 170. -P. 27--30.

2. Голимбет В. Е., Митюшина Н. Г., Щербатых Т. В., Аксенова М. Г., Абрамова Л. И., Каледа В. Г. и др. Молекулярно-генетический полиморфизм некоторых генов-кандидатов психических заболеваний у больных шизофренией с ранним началом манифестации // Журн. неврологии и психиатрии. - 2001. - Вып. 4. - С. 48--50.

3. SekizawaT., IwataY., NakamuraK., MatsumotoH., SuzukiA., SuzukiK. etal. Childhood-onset schizophrenia and tryptophan hydroxylase gene polymorphism //Amer. J. Med. Genet. B Neuropsychiatr Genet. - 2005. - Jul. 5. - 136B(1). - P. 106.

4. Ho B.-C., Andreasen N. C., Dawson J. D., Wassink T. H. Association between Brain-Derived Neurotrophic Factor Val66Met Gene Polymorphism and Progressive Brain Volume Changes in Schizophrenia // Am. J. Psychiatry. -2007. - December1. -V. 164(12). -P. 1890--1899.

5. Shoval G., Weizman A. The possible role of neurotrophins in the pathogenesis and therapy of schizophrenia // Eur.Neuropsychopharmacol. - 2005. -V. 15. - P. 319--329.

6. Abdolmaleky H. M., Faraone S. V., Glatt S. J., Tsuang  M. T. Meta-analysis of association between the T102C polymorphism of the 5HT2A receptor gene and schizophrenia //Schizophr Res. - 2004. -V. 67, 1:53-62.

7. Golimbet V. E., Lavrushina O. M., Kaleda V. G. et al.Supportive evidence for the association between the T102C 5-HTR2A gene polymorphism and schizophrenia: A large-scale case-control and family-based study //Eur. Psychiat. - 2007. -V. 22 (3). - P. 167--170.

8. Goldberg T. E., Kotov R., Lee A. T., Gregersen P. K., Lencz T., Bromet E., Malhotra A. K. The serotonin transporter gene and disease modification in psychosis: evidence for systematic differences in allelic directionality at the 5-HTTLPR locus //Schizophr. Res. - 2009. - Jun. - V. 111(1--3). - P. 103--108.

9. Dubertret C., Gouya L., Hanoun N. et al.The 3' region of the DRD2 gene is involved in genetic susceptibility to schizophrenia //Schizophr.Res. - 2004. -V. 67 (1). -P. 75--85.

10. Голимбет В. Е., Абрамова Л. И., Орлова В. А., Каледа В. Г., Олейчик И. В., Юров Ю. Б., Трубников В. И. Аллельный полиморфизм гена серотонинового рецептора (5HT2A) и клинико-патогенетические особенности больных шизофренией и расстройствами шизофренического спектра // Журн. неврологии и психиатрии. - 2000. -Вып. 2. - С. 36--39.

11. Голимбет В. Е. Молекулярно-генетический полиморфизм и клиническая гетерогенность эндогенных психозов : автореф. дис. …д.б.н. - М., 2003. - 44с.

12. Пахомова С. А., Коровайцева Г. И., Вильянов В. Б., Фролова Л. П., Каспаров С. В., Голимбет В. Е., Колесниченко Е. В. Молекулярно-генетическое исследование шизофрении с ранним началом// Журн. неврологии и психиатрии. - 2010. - Т. 110 (в печати).

13. Тиганов А. С. Руководство по психиатрии. -В 2-х т. - М. : Медицина, 1999.

14. Ritchie M. D., Hahn L. W., Moore J. H. Multifactor-dimensionality reduction software for detecting gene-gene and gene-environment interactions // Bioinformatics. - 2003. -V. 19. -P. 376--382.

Размещено на Allbest.ru