Роль полиморфных вариантов генов IL-1β, TNF-α, IL-10, IL-17, IL-4 в патогенетических механизмах формирования полипозного риносинусита | Баранова Н.И., Молотилов Б.А., Ащина Л.А., Шкурова Н.А.

Введение

Хронический полипозный риносинусит (ХПРС) — это многофакторное заболевание, механизмы возникновения которого до конца не выяснены. Считается, что ведущую роль в патогенезе ХПРС играет измененная иммунологическая реактивность как на уровне местного, так и на уровне системного  иммунитета [1, 2]. Кроме того, доказана значимая роль интерлейкина (IL) 4, IL-10, IL-17, IL-1β, фактора некроза опухоли α (TNF-α) в патогенезе ХПРС [3]. В настоящее время в научной литературе обсуждается роль генетической предрасположенности к данному заболеванию [4, 5]. Также предпринимаются попытки обобщения данных о связи дефекта генов с течением ХПРС и эффективностью проводимой терапии [6, 7]. Однако полученных данных недостаточно, в связи с чем изучение генов, которые контролируют активность наиболее значимых цитокинов, является важной задачей для обнаружения предрасположенности к заболеванию, а также прогнозирования эффективности лечения [4]. Выявление особенностей функционирования генов цитокинов при ХПРС позволит найти точки приложения для ранней диагностики и выбора патогенетической терапии больных.

Цель исследования: изучить полиморфные варианты генов IL-1β (Т-31С), TNF-α (G-308A), IL-10 (G-1082A), IL-17(G-197A), IL-4 (С-589Т) и их роль в патогенетических механизмах формирования ХПРС.

Материал и методы

Было проведено открытое проспективное рандомизированное контролируемое исследование на базе оториноларингологического отделения ГБУЗ «ГКБСМП им. Г.А. Захарьина». Иммунологические исследования были проведены на базе ЦНИЛ ПИУВ — филиала ФГБОУ
ДПО РМАНПО Минздрава России. Было включено 100 пациентов с ХПРС в возрасте от 19 до 65 лет (средний возраст составил 47,6±10,5 года). Среди них было 36 мужчин и 64 женщины. Длительность заболевания у пациентов составила от 3 до 8 лет. Диагноз ХПРС устанавливался согласно критериям EPOS 2020 [8]. Критерии включения: наличие ХПРС, возраст больных от 19 до 65 лет, наличие информированного согласия на участие в исследовании. Критерии исключения: пациенты с хроническим риносинуситом без полипов, наличие психических и онкологических заболеваний, туберкулеза, беременные женщины. В контрольную группу вошли 72 здоровых человека в возрасте от 23 до 60 лет (средний возраст составил 48,4±9,2 года), из них 14 мужчин и 58 женщин.

Кровь для исследования брали натощак из кубитальной ве edы в объеме 5 мл в вакутейнеры с ЭДТА. Выделение ДНК проводили из 1000 мкл цельной венозной крови наборами «Проба-рапид-генетика» согласно прилагаемой инструкции («ДНК-технология», Россия). Оценка полиморфных вариантов генов IL-1β (Т-31С), TNF-α (G-308A), IL-10 (G-1082A), IL-17 (G-197A), IL-4 (С-589Т) осуществлялась при помощи ПЦР в режиме реального времени («НПО Литех», Россия) на амплификаторе DT Lite («ДНК-технология», Россия). Постановку ПЦР для выявления полиморфных вариантов генов IL-1β (Т-31С), TNF-α (G-308A), IL-10 (G-1082A), IL-17 (G-197A), IL-4 (С-589Т) проводили согласно инструкции к наборам.

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программного обеспечения Statistica 12.0. Применяли критерий χ² с поправкой Yates для выявления различий по качественному признаку и двусторонний критерий Фишера. Различие между группами считали статистически значимым при р<0,05. Для оценки силы ассоциаций применяли показатель отношения шансов (OШ) с доверительным интервалом (ДИ) при 95% уровне значимости.

Результаты исследования

Проведенный анализ по изучению частоты встречаемости полиморфных вариантов генов цитокинов у больных ХПРС и здоровых лиц выявил следующие ассоциации (см. таблицу).

Изучение полиморфного варианта (С-589Т) гена IL-4 в изучаемых группах показало статистически значимое повышение распределения полиморфизма 589С/С гена IL-4 в группе больных ХПРС по сравнению с контрольной группой.

Изучение полиморфизма гена IL-10 показало, что наиболее часто среди больных ХПРС встречался генотип 1082G/A. Однако частота встречаемости данного генотипа была более низкой по сравнению с контрольной группой. Статистически значимые различия выявлены по генотипу 1082А/A гена IL-10. Так, установлено, что в группе больных ХПРС он регистрировался в 4 раза чаще по сравнению с группой контроля.

Анализ распространенности полиморфных вариантов IL-17 (G-197A) дал неоднозначное распределение по генотипам. Так, чаще других генотипов в группе пациентов с ХПРС встречался генотип 197G/A. Однако Ц fри изучении генотипа 197G/G данного гена выявлено, что у больных ХПРС он обнаруживался реже по сравнению со здоровыми людьми. Данный генотип был ассоциирован с пониженным риском развития ХПРС. Вместе с тем при изучении генотипа 197A/А гена IL-17 отмечено, что его встречаемость достоверно выше в 3 раза у больных ХПРС по сравнению с кЦ eнтрольной группой.

Исследование полиморфного варианта гена IL-1β (Т-31С) выявило достоверные различия по встречаемости генотипа 31С/С гена IL-1β: в группе пациентов с ХПРС данный генотип встречался достоверно реже в 4 раза по сравнению с контрольной группой. Таким образом, генотип 31С/С ассоциируется с пониженным риском развития заболевания.

Анализ полиморфизма G-308A гена TNF-α показал, что наиболее часто у больных ХПРС встречался генотип 308 G/G по сравнению с контрольной группой, что свидетельствует об ассоциации с повышенным риском развития патологии. Напротив, генотип 308 G/А встречался реже в группе больных ХПРС по сравнению со здоровыми лицами, что является фактором низкой вероятности развития ХПРС у носителей генотипа TNF-α (rs1800629).

Обсуждение

Изучение полиморфного варианта (С-589Т) гена IL-4 в изучаемых группах показало статистически значимое повышение распределения полиморфизма 589С/С в группе больных ХПРС по сравнению с группой контроля. Можно предположить, что данный генотип ассоциирован с повышенным риском развития ХПРС. Также продемонстрирована более редкая встречаемость генотипа 589С/Т гена IL-4 у больных ХПРС по сравнению с контрольной группой, что ассоциируется с пониженным риском развития данного заболевания. Есть основания предположить, что генотип 589С/Т гена IL-4 играет защитную роль в развитии ХПРС. Генотип 589Т/Т гена IL-4 в группе больных ХПРС оказался наименее встречаемым. В исследовании [9], посвященном выявлению распределения генотипа С-590Т гена IL-4, было продемонстрировано увеличение распространенности аллеля 590Т генотипа ТТ, что ассоциируется с повышенным содержанием сывороточного IgE в группе больных ХПРС по сравнению с контрольной группой. Вместе с тем выявлено снижение встречаемости генотипа СС у больных ХПРС по с¶ 0авнению с контролем, что говорит о возможной значимой роли генотипа СС полиморфного варианта гена IL-4 (С-590Т) в патогенезе и развитии ХПРС.

Достоверно значимые различия выявлены по генотипу 1082А/A гена IL-10. Было определено, что в группе больных ХПРС он регистрировался в 4 раза чаще по сравнению с группой здоровых лиц. Полученный результат можно интерпретировать как высоковероятное участие полиморфного варианта 1082А/A гена IL-10 в механизмах развития ХПРС. Похожее исследование [10] по анализу распределения генотипов 592 (С>А) гена IL-10, ассоциированных с различными уровнями продукции цитокина у больных ХПРС и здоровых людей, продемонстрировало, что среди больных ХПРС наблюдалось повышение частоты носительства генотипа СС, а также тенденция к снижению частоты встречаемости генотипа AC аллеля 592А ген а IL-10. Это ассоциировалось со сниженным уровнем продукции IL-10 по сравнению с группой контроля.

При изучении генотипа 197A/А гена IL-17 выявлено, что его встречаемость была достоверно выше (в 3 раза) у больных ХПРС по сравнению с контрольной группой. Полученные результаты по генотипу 197A/А гена IL-17 дают основание считать данный генотип возможным участником патогенеза ХПРС. По данным другого исследования [11] выявлено, что уровень мРНК IL-17А между больными ХПРС и здоровыми людьми не несет различий. Однако еще в одном исследовании [4] выявлено увеличение экспрессии гена IL-17F. Дальнейшее изучение гена IL-17A, наряду с Th17 в тканях и носовой слизи при рецидивирующих, плохо поддающихся лечению ХПРС, доказало, что уровень IL-17A достоверно повышен и коррелирует с количеством нейтрофилов и эозинофилов в тканях полипов [12].

Исследование полиморфного варианта гена IL-1β (Т-31С) установило достоверные различия по встречаемости генотипа 31С/С гена IL-1β: так, в группе пациентов с ХПРС данный генотип встречался достоверно реже (в 4 раза) по сравнению с контрольной группой. В исследованиях других авторов [5, 6, 13, 14] показано, что уровень экспрессии генов провоспалительных цитокинов семейства IL-1β в группах с ХПРС был статистически значимо выше, чем в контрольной группе. Установлено также, что генотип C/T гена IL-1β повышает, а генотип С/С гена IL-1β снижает вероятность развития ХПРС у женщин [6]. При этом установлено, что в группе больных ХПРС генотип С/С полиморфизма 3953 гена IL-1β встречался достоверно чаще, чем в группе здоровых лиц [13]. Повышенная частота носительства также выявлена и по генотипу 511T/T гена IL-1β в группе больных ХПРС по сравнению с контрольной [14].

Анализ полиморфизма G-308A гена TNF-α показал, что наиболее часто встречающимся у больных ХПРС был генотип 308 G/G по сравнению с контрольной группой, что свидетельствует об ассоциации с повышенным риском развития патологии. Как известно, носители генотипа TNF-α (rs1800629) также имеют повышенный риск развития полипоза носа [15]. Вместе с тем доказана низкая вероятность участия гаплотипа ТGG гена TNF-α в развитии полипоза носа [16]. Однако сравнительное исследование других авторов [13] по изучению генотипа 308G/A гена TNF-α показало статистически более значимую частоту наличия данного генотипа у пациентов с ХПРС по сравнению с группой контроля. Более того, все изученные полиморфные варианты не имели связи с наличием аллергопатологии и не зависели от пола больных. В другом исследовании [17] поли морфного варианта гена TNF-α-308 с мазков слизистой полости рта у пациентов с хроническим риносинуситом с полипами и без полипов также сделан вывод, что данный полиморфизм несет высокий риск развития ХПРС. Кроме того, в исследовании других авторов [18] доказано, что генотип G/G гена TNF-α в позиции 308 и генотип C/C полиморфного варианта IL-1β 511 у больных с ХПРС несут высокий риск формирования полипоза.

Заключение

Среди изученных полиморфных вариантов генов цитокинов наиболее значимыми предикторами повышенного риска развития ХПРС были: генотип G/G полиморфизма гена TNF-α (G-308A), генотип А/A полиморфизма гена IL-10 (G-1082A), генотип A/А полиморфизма гена IL-17 (G-197A), генотип С/С полиморфизма гена IL-4 (С-589Т). Генетическими факторами пониженного риска развития ХПРС были: генотип 308 G/А гена TNF-α, генотип 31С/С гена IL-1β, генотип 197G/G гена IL-17, генотип 589С/Т гена IL-4.

На сегодняшний день выделены и изучены различные фенотипы и эндотипы ХПРС, которые различаются по выраженности клинических проявлений, интенсивности воспалительной реакции и, соответственно, по эффективности и тактике терапии [19]. Поэтому дальнейшее исследование генотипа данного заболевания позволит назначать патогенетическую терапию и значительно улучшать качество жизни пациентов в целом.

Сведения об авторах:

Баранова Надежда Ивановна — д.б.н., профессор, заведующая лабораторией ПИУВ — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России; 440060, Россия, г. Пенза, ул. Стасова, д. 8А; ORCID iD 0000-0002-2991-0898.

Молотилов Борис Александрович — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой аллергологии и иммунологии ПИУВ — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России; 440060, Россия, г. Пенза, ул. Стасова, д. 8А; ORCID iD 0000-0003-4129-2815.

Ащина Людмила Андреевна — к.б.н., старший научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории ПИУВ — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин-
здрава России; 440060, Россия, г. Пенза, ул. Стасова, д. 8А; ORCID iD 0000-0002-4445-5619.

Шкурова Наталья Александровна — ассистент кафедры оториноларингологии и сурдологии-оториноларингологии ПИУВ — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России; 440060, Россия, г. Пенза, ул. Стасова, д. 8А; врач-оториноларинголог ГБУЗ «ГКБСМП им. Г.А. Захарьина»; 440064, Россия, г. Пенза, ул. Стасова, д. 7; ORCID iD 0000-0003-0434-1972.

Контактная информация: Баранова Надежда Ивановна, e-mail: baranova.nadezhda.2014@mail.ru.

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 05.02.2022.

Поступила после рецензирования 02.03.2022.

Принята в печать 29.03.2022.

About the authors:

Nadezhda I. Baranova — Dr. Sc. (Biol.), Рrofessor, Head of the Laboratory, Penza Institute of Advanced Training of Physicians — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 8A, Stasov str., Penza, 440060, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-2991-0898.

Boris A. Molotilov — Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department of Allergy and Immunology, Penza Institute of Advanced Training of Physicians — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 8A, Stasov str., Penza, 440060, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-4129-2815.

Lyudmila A. Ashchina — C. Sc. (Biol.), senior researcher of the Central Research Laboratory, Penza Institute of Advanced Training of Physicians — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 8A, Stasov str., Penza, 440060, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-4445-5619.

Natalya A. Shkurova — assistant of the Department of Otorhinolaryngology and Audiology-Otorhinolaryngology, Penza Institute of Advanced Training of Physicians — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education, 8A, Stasov str., Penza, 440060, Russian Federation; ENT specialist, G.A. Zakhar’in Clinical Hospital No. 6; 7, Stasov str., Penza, 440064, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-0434-1972.

Contact information: Nadezhda I. Baranova, e-mail: baranova.nadezhda.2014@mail.ru.

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interests.

Received 05.02.2022.

Revised 02.03.2022.

Accepted 29.03.2022.