Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследование воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), к которым относятся болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК), является одной из наиболее актуальных задач современной гастроэнтерологии. Несмотря на относительно невысокую частоту ВЗК, неуклонный рост заболеваемости БК и ЯК, смещение начала заболевания в более ранний возраст, появление тяжелых форм, учащение внекишечных проявлений делают ВЗК серьезнейшей проблемой среди патологий желудочно-кишечного тракта (Адлер, 2001; Барановский и др., 2009). Воспалительные заболевания кишечника являются социально значимой проблемой медицины, что обусловлено большими затратами на лечение, потерей трудоспособности в молодом и зрелом возрасте, частой инвалидизацией и сложностью социальной реабилитации больных (Халиф, Лоранская, 2004).
Несмотря на многолетнюю историю изучения ВЗК, этиология заболеваний остается по-прежнему неизвестной, а патогенез исследован недостаточно. В настоящее время признана точка зрения, согласно которой, в возникновении ВЗК участвуют многие внешние и внутренние факторы. На сегодняшний день накоплены данные о роли генетических факторов в развитии заболеваний, их влиянии на особенности клинической картины, и установлено более 40 генов, полиморфизм которых ассоциирован с развитием ВЗК. Прежде всего, это гены, задействованные в регуляции таких процессов как дифференцирование ТЫ7-лимфоцитов, аутофагия, поддержание целостности эпителиального барьера и иммунный ответ (Zhang et al., 2008; Thompson, Lees, 2011; van Limbergen et al., 2007; Cooney, Jewell, 2009).
Несомненную важность имеют работы, направленные на комплексную оценку вклада генетических нарушений в развитие ВЗК. Такие исследования позволят расширить представления о механизмах возникновения и прогрессировать данных тяжелых патологий желудочно-кишечного тракта. Изучение генетических маркеров развития ВЗК в будущем позволит выявлять индивидуумов с высоким риском возникновения БК и ЯК, а в дальнейшем может послужить основой для разработки профилактических мероприятий и оптимизации лечения патологий желудочно-кишечного тракта.
Цель и задачи исследования. Изучить роль аллелей генов рецепторов системы врожденного иммунитета, дифференцировки Т1і17-лимфоцитов, аутофагии, эпителиального барьера и иммунного ответа в развитии болезни Крона и язвенного колита.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи исследования: 1. Определить частоты генотипов и аллелей по генам рецепторов системы врожденного иммунитета (NOD2/CARD15); дифференцировки Th 17-лимфоцитов (IL-23R, STAT3, JAK2, IL-12B); аутофагии (ATG16L1, IRGM); иммунного ответа (TNFa; TNFSF15, PTPN2, PTPN22, IL-10, IL-18RAP, MST1, IL-4, IL-4R); эпителиального барьера (IBD5), а также NKX2-3 и BTNL2 в общей группе пациентов с ВЗК, группе пациентов с БК, группе пациентов с ЯК и в популяционном контроле.
Провести сравнительный анализ частот генотипов и аллелей по генам рецепторов системы врожденного иммунитета, дифференцировки ТЫ 7-лимфоцитов, аутофагии, эпителиального барьера, иммунного ответа, а также NKX2-3 и BTNL2 в общей группе пациентов с ВЗК, группе пациентов с БК, группе пациентов с ЯК и в популяционном контроле.
Исследовать ассоциацию полиморфных вариантов генов рецепторов системы врожденного иммунитета, дифференцировки ТЫ 7-лимфоцитов, аутофагии, эпителиального барьера, иммунного ответа, а также NKX2-3 и BTNL2 с клиническими параметрами у пациентов с болезнью Крона и язвенным колитом.
Провести поиск и идентификацию новых полиморфных вариантов в вариабельной области экзона 4, а также в экзоне 11 гена NOD2/CARD15 у пациентов с БК.
Определить комплексный вклад и прогностическое значение полиморфных аллелей генов рецепторов системы врожденного иммунитета, дифференцировки ТЫ 7-лимфоцитов, аутофагии, эпителиального барьера, иммунного ответа, а также NKX2-3 и BTNL2 в развитии ВЗК.
Научная новизна работы. В рамках данного исследования впервые изучено распределение частот генотипов и аллелей по генам рецепторов системы врожденного иммунитета (NOD2/CARD15 (2104*С/Т, 2722Ю/С, Leu3020fsinsQ); дифференцировки ТЫ7-лимфоцитов (IL-23R (798+2778*С/Т, 1142Ю/А), STAT3 (-1-13666*Т/С), JAK2 (1358*С/А), IL-12B (rsl0045431*С/А)); аутофагии (ATG16L1 (841*A/G), IRGM (rsl3361189*Т/С)); иммунного ответа (TNFa (-238*G/A, -308*G/A); TNFSF15 (rs4263839*G/A), PTPN2 (rs2542151*G/T), PTPN22 (1858*C/T), IL-10 (rs3024505*C/T), IL-18RAP (rs917997*G/A), MST1 (1965Ю/Т), IL-4 (-590*C/T), IL-4R (1727*A/G)); эпителиального барьера (IBD5 (rs2522057*G/C)), а также NKX2-3 (rs!0883365*A/G) и BTNL2 (1050*C/T) у пациентов с БК, у пациентов с ЯК и популяционной выборке Северо-Западного региона РФ. Впервые был проведен анализ ассоциации полиморфизма генов с клиническими параметрами воспалительных заболеваний кишечника (форма течения БК, степень тяжести ЯК). Впервые получены результаты, свидетельствующие об ассоциации полиморфных вариантов генов NOD2/CARD15 (Leu3020fsinsC), JAK2 (1358*С/А), TNFa (-308Ю/А), IL-4R (1727*A/G) с развитием БК, а также полиморфных вариантов генов NOD2/CARD15 (2104*С/Т), IL-12B (rsl 0045431*С/А), JAK2 (1358*С/А), IRGM (rsl3361189*T/C) с развитием ЯК. Впервые обнаружены достоверные различия частот генотипов и аллелей для вариантов генов NOD2/CARD15 (2722*G/C, Leu3020fsinsC), IL-10 (rs3024505*C/T), IL-4R (1727*A/G) в группах с осложненными (стриктурирующая, пенетрирующая) и воспалительной формами течения БК. Впервые у пациентов с БК в Северо-западном регионе России идентифицированы 3 новых полиморфных варианта в экзоне 4 гена NOD2/CARD15. Разработана система детекции данных вариантов гена NOD2/CARD15. Впервые получены результаты, свидетельствующие о роли взаимодействия генов JAK2 (1358*С/А), IL4R (1727*A/G), TNFa (-308*G/A) в развитии БК. Впервые разработаны логические регрессионные
модели - модель прогнозирования риска развития БК и модель риска развития
осложненных форм БК.
Основные положения, выносимые на защиту:
Полиморфные аллели генов рецепторов системы врожденного иммунитета, дифференцировки ТЫ 7-лимфоцитов, аутофагии и иммунного ответа вовлечены в развитие воспалительных заболеваний кишечника в Северо-Западном регионе России.
Маркерами повышенного риска развития БК являются аллели 3020*insC (NOD2/CARD15), 1358*С (JAK2), -308*А (TNFa), 1727*G (IL-4R).
Полиморфные аллели rsl0045431*A (IL-12B), 2104*С (NOD2/CARD15), 1358*С (JAK2) и генотип rsl3361189*CC (IRGM) являются маркерами повышенного риска развития язвенного колита.
Взаимодействие аллелей генов JAK2, IL-4R, TNFa вносит вклад в формирование генетической предрасположенности к развитию болезни Крона.
Критериями прогнозирования развития осложненных форм болезни Крона являются следующие факторы: курение, женский пол, аллели генов 1727*G (IL-4R), 3020*insC (NOD2/CARD15), 2722*С (NOD2/CARD15).
Апробация работы. Результаты работы были представлены на Всероссийской конференции студентов и молодых ученых (Москва, 2008), на Европейских конгрессах по генетике человека (Nice, 2007; Barcelona, 2008; Vienna, 2009; Gothenburg, 2010), на VI Съезде российских медицинских генетиков (Ростов-на-Дону, 2010), на научных семинарах Лаборатории пренатальной диагностики наследственных и врожденных болезней человека ГУ НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О.Отта СЗО РАМН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 3 статьи - в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 164 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов, обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Библиографический указатель включает 214 источников, из них 200 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 18 таблицами и 18 рисунками, содержит 3 приложения.
