Введение к работе
Актуальность проблемы
Хронические заболевания органов дыхания (ХЗОД) - это распространенные воспалительные заболевания дыхательных путей, сопровождающиеся необратимыми морфологическими изменениями в бронхах и легочной ткани. В структуре хронических респираторных заболеваний значительную часть занимают хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ - обобщающий термин для хронического бронхита, бронхоэктатической болезни и эмфиземы) у взрослых и хронические бронхо легочные заболевания (ХБЛЗ) у детей и подростков, такие как хронический бронхит и хроническая (рецидивирующая) пневмония. По социально-экономическому ущербу, влиянию на состояние здоровья и качество жизни пациентов ХЗОД занимают 4-5 место в структуре заболеваний человека. Хроническое рецидивирующее течение ХЗОД, часто проявляющееся в детстве и продолжающееся в течение всей жизни, может быть причиной не только инвалидности, но и смертельных исходов, что определяет необходимость исследования сложных невыясненных механизмов развития данной патологии с целью разработки эффективных методов диагностики и профилактики [European Lung White Book, 2003; Чучалин, 1999, 2004; World Health Report, 2007; GOLD, 2010].
ХЗОД являются одной из самых сложных распространенных много факторных патологий, развивающейся при взаимодействии многочисленных факторов окружающей среды и наследственной предрасположенности. Молекулярно-генетические исследования при ХЗОД в последние годы стали областью пристального внимания многих ученых. Так, согласно результатам полногеномных анализов и многочисленных ассоциативных исследований показано, что в патогенезе ХЗОД принимает участие большое количество функционально взаимосвязанных генов, среди которых можно выделить главные гены и гены-модификаторы [Баранов и др., 2000; Bosse, 2009]. Существенная часть исследований молекулярно-генетических основ ХЗОД посвящена генам системы протеолиза и антипротеолиза [Chakrabarti, Patel, 2005, Kuzminski et. al., 2007, Gosman et al., 2007, McAloon et al., 2009, Wang et al, 2009, Sadeghnejad et al, 2009,
Haq et. al., 2010]. Большой опыт накоплен и в отношении генов цитокиновой сети, которые играют решающую роль в развитии воспаления в бронхах и легочной ткани, а также оказывают воздействие на протеолитические ферменты [Barnes, 1999, Hull et al., 2000; Hull et al., 2001]. Взаимосвязь полиморфных вариантов генов системы протеолиза и цитокиновой сети с развитием ХЗОД у жителей России изучена несколькими группами исследователей [Баранов B.C. и др., 2000, Пузырев В.П., 2003; Ивчик Т.В. и др., 2004]. Полученные результаты, однако, весьма противоречивы и не дают однозначного ответа на вопрос об их патогенетической роли. Вышеизложенное свидетельствует о необходимости дальнейших исследований генетических механизмов развития ХЗОД для оценки факторов риска с учетом индивидуальной предрасположенности конкретного больного, что является основой персонализированной медицины.
На основании вышесказанного были определены цели и задачи исследования.
Цель работы - оценка вклада полиморфных вариантов генов протеолитических ферментов, ингибиторов протеолиза и цитокинов в формировании предрасположенности к хроническим заболеваниям органов дыхания у жителей Республики Башкортостан. Задачи исследования
Провести анализ распределения частот аллелей, генотипов и гаплотипов полиморфных локусов генов протеолитических ферментов - матриксных металлопротеиназ (MMP1(-1607G>GG, -519A>G), MMP12(-82A>G), ММРЗ(-11715А>бА), ММР9(-1562С>Т, 836A>G), ММР2(-735С>Т)) и дизинтегрина и металлопротеазы 33 (ADAM33(13491C>G)) у больных хроническими заболеваниями органов дыхания и здоровых индивидов.
В группах больных хроническими заболеваниями органов дыхания и здоровых индивидов изучить распределение частот аллелей, генотипов и гаплотипов полиморфных локусов генов ингибиторов протеолиза - сериновых ингибиторов протеаз кластера A (SERPINA3(25G>A), SERPINA1(1237G>A), SERPINA1(863A>T), SERPINA1(1096G>A)) и тканевых ингибиторов матриксных металлопротеиназ (TIMP2(-418G>C), Т1МРЗ(-129бТ>С)).
Исследовать распределение частот аллелей, генотипов и гаплотипов полиморфных локусов генов цитокинов TNFA(-308G>A), LTA(252A>G), 1ЫВ(-5 ПОТ), 1ЫВ(3539С>Т), ILIRN(VNTR), IL6(-174G>C), 118(-251Т>А) у больных хроническими заболеваниями органов дыхания и здоровых индивидов.
Провести анализ ассоциаций полиморфных локусов генов протеолитических ферментов, ингибиторов протеолиза и цитокинов с риском развития и клиническими формами хронических заболеваний органов дыхания, а также с учетом этнической принадлежности обследуемых, возраста и статуса курения.
Оценить роль межгенных взаимодействий полиморфных локусов генов протеолитических ферментов, ингибиторов протеолиза и цитокинов в развитии хронических заболеваний органов дыхания.
Научная новизна исследования
Впервые проведен анализ ассоциаций полиморфных локусов генов ММР1(-
519A>G), ММРЗ(-11715А>бА), MMP9(836A>G), ММР2(-735С>Т),
ADAM33(13491C>G), ADAM33(12418A>G), TIMP2(-418G>C), TIMP3(-1296T>C) с развитием ХЗОД у взрослых и детей. Выявлены генетические маркеры риска развития заболеваний у индивидов с учетом их этнической принадлежности, клинических форм и статуса курения. Впервые с помощью программы GMDR исследовано межгенное взаимодействие генов систем протеолиза, антипротеолиза и цитокинов, а также изучена их взаимосвязь с учетом возраста больных хроническими заболеваниями органов дыхания.
Научно-практическая значимость работы
Результаты работы вносят вклад в общее представление о генетических основах формирования предрасположенности к хроническим заболеваниям органов дыхания. Данные диссертационной работы могут послужить основой для последующих исследований по определению генетических факторов риска развития ХЗОД и разработки способов профилактики. Результаты исследования могут быть использованы в учебном процессе на биологических и медицинских факультетах ВУЗов, а также на курсах последипломного образования.
Положения, выносимые на защиту
Распределение частот аллелей и генотипов полиморфных локусов ММР1(-519A>G) и Т1МРЗ(-129бТ>С) между контрольными выборками русских и татар различается.
Генетическим маркером предрасположенности к хроническим заболеваниям органов дыхания являются генотип ММРЗ*—11716А/6А и аллель ММРЗ*-11716А.
Генетические маркеры повышенного риска развития ХОБЛ с учетом этнической принадлежности, пола, возраста манифестации, тяжести течения заболевания и статуса курения - генотипы ММР1*-519А/А, ММРЗ*-11716А/6А, LTA*252G/G, IL6*-174G/G и аллели ММРЗ*-1171 б А, MMP9*-1562TADAM33*T1A, LTA*252G, IL6*-174G
К генетическим маркерам повышенного риска развития ХБЛЗ у детей относятся генотипы ММР*1-519А/А, ММР12*-82А/А, ММРЗ*-11716А/6А, ADAM33*T1A/A, TNFA*-308G/G и аллели TNFA*-308G, ММР12*-82А. Маркерами пониженного риска являются генотипы MMP12*—82G/G, MMP9*279A/G и аллелиММР12*-82G, ADAM33*T1G.
Межгенное взаимодействие полиморфных локусов генов систем протеолиза, антипротеолиза и цитокинов ММР9, ММРЗ, ММР12, ADAM33, TIMP2, TIMP3, SERPINA3, TNF, LTA, IL1B, 1L6, IL8 детерминирует риск развития хронических заболеваний органов дыхания.
Апробация работы Основные положения диссертации представлены на X Всероссийском Форуме с международным участием им. акад. В.И.Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2006), II Санкт-Петербургском международном экологическом форуме (Санкт-Петербург, 2008), 3rd Europaediatncs Congress (Istanbul, 2008), European Respiratory Society Annual Congress (Berlin 2008; Vienna, 2009; Barcelona, 2010), European Human Genetics Conference (Barcelona, 2008, Vienna, 2009), V съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Москва, 2009), XX Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания
(Москва, 2010), VI Съезде Российского общества медицинских генетиков (Ростов-на-Дону, 2010).
Публикации По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации Диссертационная работа изложена на 225 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа содержит 20 рисунков и 58 таблиц. Список литературы включает 285 источника.
