Введение к работе
Актуальность исследования.
Наркологические заболевания представляют собой серьезную медицинскую и социальную проблему, наносят значительный ущерб здоровью населения и приводят к огромным совокупным (прямым и косвенным) потерям для экономики страны. Согласно эпидемиологическим данным, 3-5% населения России страдают наркологическими заболеваниями (Кошкина Е.А и соавт.2008), а с учетом латентных случаев, не регистрируемых официальной статистикой, этот показатель оценивается в размере 8-12% (Гофман А.Г., 2003) и является максимальным для заболеваний психической сферы (Spanagel R., 2010).
Проблема зависимости от психоактивных веществ (ПАВ) как стержневого синдрома любого наркологического заболевания, изучается достаточно давно, однако механизмы, посредством которых ПАВ вызывают зависимость, а также генетические факторы, делающие некоторых подверженными зависимости, остаются непонятыми. Доступные способы и виды лечения не дают достаточных результатов и остаются малоэффективными. Основной задачей для успешной диагностики, профилактики и лечения болезней зависимости от ПАВ представляется поиск нейрохимических и генетических механизмов этиопатогенеза зависимости от ПАВ.
Согласно данным классической медицинской генетики, вклад наследственных факторов в развитие зависимости составляет, по разным оценкам, 40-70%. С учетом того, что черты личности и характера индивидуума в значительной мере контролируются генетически, а социальное функционирование во многом зависит от черт личности и индивидуального типа реакций на стресс, также имеющих генетическую компоненту (Голимбет В.Е. 2004), роль генетических факторов еще более возрастает и приобретает критическое значение для конкретного человека.
Основным результатом генетических исследований болезней зависимости от ПАВ стало ясное понимание важнейшей роли наследственности в подверженности этим заболеваниям, что позволило сформулировать представление о существовании феномена биологической предрасположенности к развитию зависимости от ПАВ, которая носит врожденный характер и закреплена генетически. Современная медицинская генетика относит зависимость от ПАВ к обширному классу болезней с наследственным предрасположением, для которых характерны прогредиентность течения, ремиттирующий характер и нарастание тяжести симптоматики с возрастом больного. Предполагается полигенный тип наследования предрасположенности.
Индивидуумы с выраженной предрасположенностью имеют высокий генетический риск развития наркологических заболеваний- высокую вероятность развития заболевания, обусловленную только генетическими причинами. Выявление таких лиц, в том числе методами молекулярно-генетической диагностики, оценка индивидуального уровня генетического риска и проведение мероприятий ранней профилактики и превентивной терапии может значительно снизить заболеваемость наркоманиями и алкоголизмом.
Среди населения существует группа высокого генетического риска развития болезней зависимости от ПАВ, которая составляет 11-15% популяции. Такие индивидуумы быстро заболевают и относятся к категории тяжелых больных, требуют особого внимания специалистов, проведения ранней профилактики и интенсивной терапии, нуждаются в ранней и эффективной диагностике (до начала заболевания или в момент обращения).
Имеется насущная необходимость создания и верификации молекулярно-генетического инструмента для диагностики уровня генетического риска заболевания и прогноза наиболее вероятных вариантов развития и течения болезней зависимости.
В настоящей работе предложена, разработана и развивается концепция молекулярно-генетического полигенного профиля (генопрофиля) зависимости от ПАВ, построение и валидизация которого является насущной задачей молекулярно- генетических исследований в наркологии.
Молекулярно-генетический профиль (генопрофиль) - система взаимосвязанных генетических детерминант (полиморфных локусов), совокупность вариантов которых наиболее полно характеризует полигенное заболевание. Составляют генопрофиль его элементы: варианты аллелей, генотипов, гаплотипов по генам, вовлеченным в этиопатогенез заболевания. Построение генопрофиля базируется на знаниях о принципах работы ДА системы и ее роли в патогенезе зависимости от ПАВ (Анохина И.П. 1988-2008). В нашем исследовании мы включили в генопрофиль шесть основных генов, контролирующих центральную дофаминовую нейромедиацию на нескольких уровнях или звеньях, критических как для работы ДА системы в целом, так и для развития собственно заболевания.
Рассмотрение наркологических заболеваний в общем контексте болезней предрасположения приводит к ясному представлению о реальности наследственной формы, хотя бы по аналогии с такими заболеваниями этого же класса как бронхиальная астма, сахарный диабет или гипертоническая болезнь. В широком спектре клинических форм этих заболеваний уже выявлены и в настоящее время уточняются, в том числе и с помощью молекулярно-генетических методов, наследственные формы, обладающие набором своеобразных клинических параметров или фенотипом. Обязательным условием выделения таких форм является обнаружение высокой степени семейной отягощенности по данному заболеванию.
Существование особой, наследственной, формы болезней зависимости от ПАВ, интуитивно признается большинством исследователей, по крайней мере, в рамках алкоголизма, и косвенно отражено в известных системах типологии алкоголизма Cloninger C.R (1988) и Babor T.F. (1994). В тоже время, в систематике наркологических заболеваний таких форм не выделяется и клиническая картина «наследственной» зависимости размыта и слабо дифференцирована. Сохраняется значительный разрыв между констатацией факта семейной отягощенности («отягощенная наследственность») пациента и выявлением специфических клинических вариантов течения заболевания, условно относящихся к «наследственной» или «биологической» форме зависимости от ПАВ.
Идентификация и выявление больных с «наследственной» зависимостью от ПАВ, обладающих специфическим клиническим фенотипом заболевания, крайне затруднено. Обоснованным можно считать обсуждение динамики развития зависимости в терминах «траектории» развития заболевания с вовлечением генетических факторов, которые влияют на активность ДА системы мозга и формируют как «ожидание подкрепления», так и сниженную способность самостоятельного отказа от потребления ПАВ (Osby U et al.,2010). Понятие клинического фенотипа предполагает использование в качестве фенотипических элементов или признаков лишь те, связь которых с наследственностью доказана и характер их проявления определяется в первую очередь наследственными причинами.
Выявление специфических вариантов генопрофиля у лиц с высокой степенью отягощенности и характерных для определенных клинических вариантов развития заболевания (элементов фенотипа) может способствовать подтверждению и выявлению «наследственных» форм болезней зависимости от ПАВ.
Предпосылки исследования
-
Показан значительный вклад генетических факторов в этиопатогенез болезней зависимости от ПАВ: до 70%
-
Генетическим субстратом болезней предрасположения, в том числе и болезней зависимости от ПАВ, считается феномен генетического полиморфизма (разные варианты структуры генов в популяции).
-
Патофизиологическим субстратом болезней предрасположения является дофаминэргическая нейромедиаторная система головного мозга (Анохина И.П. 1988 - 2008)
-
Болезни зависимости от ПАВ являются заболеваниями полигенной природы.
-
Современные технологии прямого анализа ДНК позволяют проводить генотипирование любого идивидуума.
Все это создает возможность создания диагностического инструмента: полигенного молекулярно-генетического профиля (генопрофиля) дофаминовой системы на основе вариантов полиморфизма генов, контролирующих работу системы.
Базовая гипотеза.
Мы предположили, что в случае реального существования связи генетических маркеров (вариантов полиморфных локусов генов в составе генопрофиля ДА системы ) с генетической предрасположенностью к болезням зависимости будут наблюдаться изменения частоты встречаемости генетических маркеров при сравнении адекватных групп больных с контрольной группой здоровых лиц и между собой.
Если такие варианты полиморфизма являются патогенетическими маркерами предрасположенности, то сдвиги частот, возможно, окажутся близкими для больных алкоголизмом и героиновой наркоманией, что подтвердит единство этиопатогенеза болезней зависимости.
Мы предположили, что процесс развития зависимости от ПАВ в наибольшей степени контролируется генетически. Клинические проявления зависимости от ПАВ, вероятно, выступают в качестве сложного фенотипа, определяемого многовариантным взаимодействием генов, в том числе элементов генопрофиля.. Анализ связи клинических параметров процесса развития (траектории) зависимости со степенью семейной отягощенности позволит выявить те параметры, диапазоны значений которых достоверно зависят от уровня генетической нагрузки и могут считаться элементами клинического фенотипа зависимости. Если будут построены генопрофили этих элементов и выявлены достоверные различия между ними, то будет возможно выявление клинически ориентированного молекулярно-генетического профиля болезней зависимости от ПАВ.
Алкоголизм и опийная (героиновая) наркомания являются наиболее распространенными наркологическими заболеваниями в России. Предполагая принципиальное единство механизма этиопатогенеза болезней зависимости, мы рассматривали больных алкоголизмом и героиновой наркоманией в сравнительном аспекте.
До сих пор не было проведено исследований по генопрофилированию болезней зависимости, а результаты исследований связи полиморфизма некоторых генов ДА системы с болезнями зависимости от ПАВ остаются противоречивыми. Существенными причинами расхождения данных считаются недостаточный объем выборок, стратификация (расслоение) выборок по этническому и половому признаку, а также клиническая дифференциация выборок, когда при наборе групп больных часто смешивают злоупотребление и зависимость, в одной группе оказываются как относительно легкие амбулаторные, так и тяжелые стационарные больные.
Для проверки базовой гипотезы и успешного построения генопрофиля болезней зависимости от ПАВ, необходимо преодолеть как указанные субъективные ограничения, так и ряд объективных ограничений, выбирая в качестве группирующих переменных квантифицированные клинические параметры развития заболевания на стадии становления зависимости от ПАВ. Верификация этих параметров в отношении взаимосвязи с семейной отягощенностью и ее степенью позволяет оценить вклад вариантов полиморфизма в формирование клинических признаков «наследственной» формы заболевания.
Цели исследования:
1. Выявить молекулярно-генетический профиль (генопрофиль) по генам, контролирующим дофаминовую нейромедиацию, характерный для алкоголизма и героиновой наркомании, разной степени семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям, различных траекторий развития алкоголизма и героиновой наркомании с учетом влияния семейной отягощенности
2. Предложить и обосновать практическое применение молекулярно-генетических профилей (генопрофилирования) для индивидуальной оценки величины генетического риска, а также прогноза вариантов развития и течения наркологических заболеваний.
Задачи исследования:
-
Построить молекулярно-генетический профиль зависимости от ПАВ по полиморфным локусам генов, контролирующих центральную дофаминовую нейромедиацию: рецепторное звено (дофаминовые рецепторы, типы D2 и D4), звено синаптического транспорта (переносчик дофамина, DAT), биосинтетическое звено: тирозингидроксилаза (TH), звено биотрансформации (дофамин-бета-гидроксилаза (DBH), катехол-орто-метилтрансфераза(COMT).
-
Провести генотипирование образцов ДНК по элементам молекулярно-генетического профиля у больных алкоголизмом, героиновой наркоманией и контрольной группы здоровых индивидуумов.
-
По результатам генотипирования выявить: генопрофиль алкоголизма, генопрофиль героиновой наркомании, единый базовый генопрофиль зависимости от ПАВ. Оценить вклад каждого из элементов генопрофиля в формирование риска развития зависимости.
-
По результатам генотипирования провести сравнительный анализ групп больных алкоголизмом и героиновой наркоманией с разной степенью наследственной отягощенности, построить генопрофиль «семейной» формы заболевания.
-
На основе статистического анализа клинических данных, разработать объективные возрастные, динамические и качественные параметры, описывающие период становления зависимости от ПАВ (на примере алкоголизма и героиновой наркомании) и изучить их распределение в массивах больных.
-
Провести анализ взаимосвязи параметров и диапазонов их значений с семейной отягощенностью по наркологическим заболеваниям и степенью ее выраженности. Выявить и обосновать использование ряда параметров как элементов «клинического фенотипа» зависимости от ПАВ.
-
По результатам генотипирования выявить генопрофили элементов клинического фенотипа зависимости от ПАВ и верифицировать роль генетических факторов в формировании «семейных» форм заболевания.
-
Оценить вклад отдельных элементов генопрофиля в эффективность комплексной оценки риска развития, семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям и вариантов клинического фенотипа каждого элемента генопрофиля
-
Разработать систему оценки индивидуального генетического риска развития зависимости от ПАВ и прогноза наиболее вероятного типа течения заболевания на основе генопрофилирования.
Научная новизна исследования
Впервые на больших репрезентативных, этнически и клинически гомогенных выборках проведено сравнительное исследование полиморфизма 6-ти ключевых генов ДА системы у больных алкоголизмом, опийной (героиновой) наркоманией и здоровых индивидуумов.
Впервые предложен, построен и валидизирован молекулярно-генетический профиль (генопрофиль) болезней зависимости от ПАВ по генам ДА системы.
Впервые показано единство этиопатогенеза болезней зависимости от ПАВ на примере алкоголизма и героиновой наркомании на молекулярно-генетическом уровне.
Впервые доказано, что с точки зрения степени семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям, больные алкоголизмом и героиновой наркоманией представляют собой единую группу.
Впервые удалось показать наличие «генетического следа» семейной отягощенности по наркологическим заболевания на молекулярно-генетическом уровне.
Впервые предложена и валидизирована система взаимосвязанных возрастных, динамических и качественных клинических параметров, позволяющая количественно описать траекторию развития зависимости от ПАВ и выделить достоверно различимые варианты этих траекторий в качестве клинических фенотипов болезней зависимости.
Впервые предложена гипотеза функционального вклада генов ДА системы в этиопатогенез болезней зависимости в качестве генов «генетического следа» наследственной отягощенности и генов «реактивности».
Впервые удалось построить, выявить и валидизировать путем генопрофилирования молекулярно-генетические маркеры для оценки: общего и специфического генетического риска развития наркологических заболеваний, нагрузки наследственной отягощенностью наркологической патологией, прогноза развития и течения зависимости от разных видов ПАВ.
Научно-практическое значение результатов работы
Полученные результаты позволяют использовать систему молекулярно-генетических маркеров на основе генопрофилирования в качестве диагностической системы для оценки генетического риска развития наркологических заболеваний. Важным применением генопрофилирования является предварительный прогноз наиболее вероятной клинической динамики и тяжести течения зависимости. Согласно нашим результатам, генопрофили больных с разной динамикой и тяжестью течения заболевания значительно отличаются. Проведение медико-генетического консультирования в наркологии позволит решить задачи первичной профилактики, ранней диагностики, превентивной и персонифицированной терапии наркологических заболеваний.
Практическое применение и внедрение результатов исследования
На основе результатов исследования разработана система оценки генетического риска развития болезней зависимости от ПАВ путем индивидуального генопрофилирования и выявления носительства генетических маркеров в рамках медико-генетического консультирования в наркологической практике. С 2010 года в учреждениях наркологической службы областного уровня (Липецкий областной наркологический диспансер) проводится генопрофилирование среди подростков из групп высокого наркологического риска с целью назначения комплекса индивидуальных профилактических мероприятий в зависимости от уровня генетического риска. С 2011 года проводится сплошное генопрофилирование пациентов Клиники ФГБУ «ННЦ наркологии» с целью оценки генетического риска у больных алкоголизмом и опийной наркоманией и выявления наиболее эффективных терапевтических схем комплексной терапии у лиц с разным уровнем генетического риска. В 2011 году подобная программа проводилась в ГУЗ «Московский НПЦ наркологии».
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Вклад генетических факторов, оцениваемый как степень семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям, одинаков для больных с зависимостью от разных видов ПАВ (алкоголь и опиаты (героин)).
-
Согласно теоретическим представлениям о механизмах генетического контроля дофаминовой нейромедиации в ЦНС и их роли в наследовании и реализации генетической предрасположенности к болезням зависимости от ПАВ построен молекулярно-генетический профиль (генопрофиль) дофаминовой нейромедиаторной системы.
-
Выявлен и подтвержден молекулярно-генетический профиль (генопрофиль) зависимости от ПАВ по полиморфным локусам генов ДА системы
-
Ряд элементов профиля (гены дофаминового рецептора 2 типа и тирозингидроксилазы) универсален для болезней зависимости от разных ПАВ, что, в силу значительной патогенетической роли продуктов этих генов, подтверждает единство этиопатогенеза болезней зависимости от ПАВ. Эти элементы могут быть использованы как маркеры общего генетического риска развития болезней зависимости.
-
Ряд элементов генопрофиля специфичен для алкоголизма и опийной (героиновой) наркомании и могут быть использованы в качестве маркеров специфического генетического риска развития этих заболеваний.
-
Выявлены генетические маркеры семейной отягощенности по наркологическим заболеваниям в виде набора вариантов генопрофиля, близкие для больных алкоголизмом и героиновой наркоманией.
-
Выявлены элементы «клинического фенотипа» алкоголизма и опийной (героиновой) наркомании в виде ряда клинических параметров траектории развития зависимости от ПАВ, достоверно связанных с наличием и степенью семейной отягощенности.
-
Выявлены специфические варианты генопрофиля, связанные с элементами «клинического фенотипа», которые могут использоваться в качестве генетических маркеров прогноза наиболее вероятных вариантов развития и течения болезней зависимости от ПАВ
-
Выдвинута гипотеза о существовании двух групп (типов) маркеров-элементов генопрофиля: маркеры "генетического следа" (гены DRD2 и DRD4) и маркеры "реактивности" (гены TH, DAT, DBH и COMT). Можно предполагать, что маркеры «генетического следа» непосредственно связаны с феноменом генетического предрасположения к болезням зависимости и наследуются лицами с высоким уровнем риска от предков с высоким риском. При реализации же генетического риска в виде болезней зависимости от ПАВ на первый план выступают маркеры «реактивности», связанные с тем, каким образом и с какой скоростью будет развиваться заболевание.
-
Доказана возможность и эффективность использования генопрофилирования в качестве валидного диагностического инструмента для оценки уровня генетического риска развития и наиболее венроятных клинических вариантов течения болезней зависимости от ПАВ.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 65 научных работ, из них статей в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации материалов докторских диссертаций-24, тезисы докладов-34, главы в коллективных монографиях-3, методические рекомендации Минздравсоцразвития-2, пособия для врачей-1.
Апробация результатов диссертации.
Основные положения диссертации доложены на следующих научных конференциях: Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы наркологии» (Москва,2002г.), 12 Конгресс ISBRA (Москва, 2004), European College of Neuropsychopharmacology (Москва,2005; Санкт-Петербург,2011), XIV съезде психиатров России (Москва,.2005), XV съезде психиатров России (Москва,.2010), Международная конференция "Современные достижения наркологии" (Москва,2005г), 4-ая Международная конференция «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2006), научно-практическая конференция "Актуальные вопросы биологической, клинической и профилактической наркологии" (Москва.2007г.), 3 сьезде фармакологов России (Санкт-Петербург,2007), Российская конференция «Взаимодействие науки и практики в современной психиатрии» (Москва,2007), Вторая всероссийская конференция с международным участием "Современные проблемы биологической психиатрии и наркологии"(Томск.2008г), Международной конференции "Современные проблемы наркологии (Москва,2008), Общероссийской конференции "Взаимодействие специалистов в оказании помощи при психических расстройствах" (Москва,2009), 1-ом Российском конгрессе по наркологии (Москва,2009г)., Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование организации и оказания наркологической помощи населению. (Москва.2011г), Научно-практической конференции с международным участием «Комплексные подходы к стандартизации диагностики и терапии психических расстройств». Санкт-Петербург.,2011г.; Научно-практической конференции с международным участием «Мир аддикций: химические и нехимические зависимости, ассоциированные психические расстройства. Санкт-Петербург. 29-30 ноября 2012г.
Структура и объем диссертации:
Диссертация изложена на 368 страницах машинописного текста, состоит из следующих разделов: «Введение», «Цели и задачи исследования», «Обзор литературы», «Базовая гипотеза исследования», «Материалы и методы исследования», «Результаты исследования и обсуждение», изложенные в 8 главах, «Выводы» и «Библиография». Список литературы содержит 833 библиографических источника, в том числе 98 отечественных и 735 иностранных. Диссертация иллюстрирована 114-ю таблицами и 6-ю рисунками.
