Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 20
1.1. Клинические особенности развития шизофрении 20
1.2. Актуальные нейротрансмиттерные гипотезы шизофрении 23
1.2.1. Дофаминергическая гипотеза шизофрении 23
1.2.2. Глутаматергическая гипотеза шизофрении 26
1.3. Роль генетических особенностей в развитии шизофрении 29
1.3.1. Роль SNPs в патогенезе заболеваний 31
1.4. Общие принципы лечения шизофрении 32
1.5. Побочные эффекты антипсихотической терапии 35
1.5.1. Развитие тардивной дискинезии у больных шизофренией, длительно принимающих антипсихотические препараты 35
1.5.2. Развитие гиперпролактинемии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии 37
1.6. Фармакогенетические особенности развития нежелательных явлений при длительном лечении антипсихотическими препаратами 41
1.7. Роль гена фосфотидилинозитол-4-фосфат-5-киназы тип 2 альфа (PIP5K2A) в нейрональных сигнальных путях 42
1.7.1. Ассоциация полиморфных вариантов гена PIP5K2A с шизофренией 47
1.8. Роль гена сыворотко- и глюкокортикоид-индуцируемой киназы 1 (SGK1) в регуляции функций мозга 49
1.9. Роль гена дипептидил-пептидазы 6 (DPP6) в нейрональной сигнальной трансдукции 51
Глава 2. Материалы и методы исследования 54
2.1. Характеристика клинического материала 54
2.2. Характеристика экспериментального материала и лабораторных методов исследования 57
2.2.1. Выделение ДНК 57
2.2.2. Генотипирование 59
2.2.3. Определение концентрации пролактина 64
2.2.4. Статистическая обработка данных 65
Глава 3. Генетические факторы клинического полиморфизма шизофрении в русской популяции 67
3.1. Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 с шизофренией 67
3.2. Взаимосвязь возраста дебюта шизофрении с клиническими особенностями течения заболевания и полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 74
3.3. Клиническая характеристика пациентов с непрерывным и эпизодическим течением шизофрении, детерминация типа течения шизофрении полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 84
3.4 Анализ взаимосвязи ведущей симптоматики шизофрении с полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 98
Глава 4. Особенности развития тардивной дискинезии и гиперпролактинемии на фоне антипсихотической терапии у больных шизофренией носителей различных полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 104
4.1. Клинико-демографические характеристики больных шизофренией с тардивной дискинезией и без тардивной дискинезии 104
4.2. Анализ взаимосвязи развития тардивной дискинезии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии с полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 107
4.3. Генетические особенности фенотипически различных форм (орофациальной и тораколюмбальной) тардивной дискинезии у больных шизофренией 120
4.4. Влияние генетических особенностей на выраженность экстрапирамидных симптомов у больных шизофренией с тардивной дискинезией 145
4.5. Клинико-демографические характеристики больных шизофренией с гиперпролактинемией и без гиперпролактинемии 148
4.6. Анализ взаимосвязи развития гиперпролактинемии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии с полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 151
4.7. Влияние генетических особенностей на уровень пролактина у больных шизофренией 157
Заключение 162
Выводы 177
Библиографический список 180
Список иллюстративного материала 208
Приложения 215
- Развитие гиперпролактинемии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии
- Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 с шизофренией
- Анализ взаимосвязи развития тардивной дискинезии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии с полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6
- Влияние генетических особенностей на уровень пролактина у больных шизофренией
Развитие гиперпролактинемии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии
Гиперпролактинемия – состояние, при котором повышен уровень гормона пролактина в крови. Причины, приводящие к повышению уровня пролактина, подразделяют на физиологические, патологические и фармакологические (Мельниченко Г. А. и соавт., 2007; Ivanova S. A. et al., 2017). Секрецию пролактина активируют эстрогены и ингибирует дофамин, вырабатываемый гипоталамусом. Ряд факторов, в том числе прием лекарственных препаратов, снижает продукцию в гипоталамусе дофамина, его транспорт к гипофизу, а также эффективность его взаимодействия с дофаминовыми рецепторами, что в свою очередь приводит к развитию гиперпролактинемии (Дедов И. И. и соавт., 2009).
Гиперпролактинемия, индуцированная лекарственными препаратами, – наиболее частая разновидность повышения пролактина среди всех неопухолевых случаев гиперпролактинемии (Юнилайнен О. А., Доровских И. В., 2013). За счёт блокады D2 рецепторов аденогипофиза нейролептики устраняют ингибирующее влияние дофамина на выработку пролактина (Wesselmann U., Windgassen K., 1995). Нейролептики чаще других лекарственных препаратов вызывают повышение уровня пролактина (Magharious W. et al., 1998; Montejo A., 2009). Ранее выдвигалось предположение, что причиной повышения уровня пролактина у пациентов с психическими расстройствами является нарушение обмена нейромедиаторов, обусловленное самим психическим расстройством. Однако, при дальнейшем исследовании уровня пролактина у пациентов с психическими расстройствами, не получающих медикаментозную терапию, оказалось, что показатели пролактина не отличались от таковых у здоровых лиц (Haddad P., Wieck A., 2004; Lee M. S. et al., 2010). Тем не менее, фармакогенетические особенности, играющие роль в формировании адекватного ответа на терапию, могут повлиять и на проявление негативных реакций организма на препараты (Gareeva A. E. et al., 2015; Ivanova, S. A. et al.. 2017; Fedorenko O. Y. et al., 2017)
Истинная распространённость гиперпролактинемии до сих пор не установлена, в литературных данных чаще всего этот показатель является заниженным (Magharious W. et al., 1998; Юнилайнен О. А., Доровских И. В., 2013), так как в большинстве случаев регистрация гиперпролактинемии происходит при наличии у больного жалоб, характерных для повышения пролактина. Одновременно с этим гиперпролактинемия может протекать бессимптомно. Так, в исследовании E. Johnsen и соавт. бессимптомное течение гиперпролактинемии было зарегистрировано в 49% случаев (Johnsen E. et al., 2008). При этом согласно литературным данным гиперпролактинемия чаще встречается у женщин, чем у мужчин (Kinon B. et al., 2003; Aichhorn W. et al., 2007). Гиперпролактинемия, индуцированная традиционными антипсихотиками диагностируется в среднем по данным литературы у 47-50% больных. Наиболее часто уровень пролактина повышается у женщин репродуктивного возраста (65%) и в постменопаузе (45%), а у мужчин в 42% случаев (Anghelesku I. et al., 2000).
Нормы содержания пролактина в крови определяются в нг/л (нанограмм/литр) и в мМЕ/л (международные мили-единицы/литр). Однако, чаще встречаются измерение в нг/л. Критерием включения пациента в группу с гиперпролактинемией и без неё является повышенная концентрация пролактина в сыворотке крови. Физиологической нормой считается уровень гормона у мужчин до 20 нг/мл, у женщин – до 25 нг/мл. В случае превышения концентрации этих значений ставится диагноз гиперпролактинемия.
Для обозначения этого побочного эффекта, развивающегося при терапии антипсихотическими средствами, используется термин «нейролептическая гиперпролактинемия», «гиперпролактинемия, ассоциированная с приемом нейролептиков» (Юнилайнен О. А. и соавт., 2014) или «синдром нейролептической гиперпролактинемии», если она сопровождается клинической симптоматикой.
Литературные данные о влиянии на уровень пролактина различных антипсихотических препаратов представляются неполными и противоречивыми (Wesselmann U., Windgassen K., 1995; Montgomery J. et al., 2004; Юнилайнен О. А., Доровских И. В., 2013). Отмечно, что гиперпролактинемия чаще встречается при терапии типичными нейролептиками, чем атипичными (Magharious W. et al., 1998; Nakonezny P. et al., 2007). Исключение составляют рисперидон и амисульприд, которые сопровождаются гиперпролактинемией с той же частотой, что и типичные нейролептики (Magharious W. et al., 1998). Так, галоперидол в большей степени вызывает гиперпролактинемию, чем атипичные нейролептики, за исключением рисперидона и амисульприда (Kovacs L., Kovacs G., 2006). А рисперидон, в свою очередь, в большей степени ассоциирован с гиперпролактинемией (Komossa K. et al., 2010), чем галоперидол (Kleinberg D. et al., 1999).
Вместе с тем, в научной литературе встречаются лишь отдельные сообщения по этому вопросу и отсутствуют рандомизированные сравнительные исследования, дающие основания для установления причино-следственной связи между влиянием указанных препаратов и развитием медикаментозного повышения пролактина.
При рассмотрении патогенетических основ развития шизофрении в последние годы большое внимание уделяется дофаминергической концепции развития расстройства. В связи с этим особый интерес представляет пролактин, основным ингибитором секреции которого является дофамин. Существует предположение о том, что уровень пролактина может быть своеобразным «индикатором», позволяющим судить о состоянии дофаминергической системы. Так, наличие гиперпролактинемии может говорить о степени дофаминблокирующей способности антипсихотика, в тоже время низкие уровни пролактина могут являться показателями остроты заболевания. Кроме того, важную роль в контроле секреции пролактина оказывает другой нейромедиатор – серотонин, который оказывает противоположное дофамину влияние (Лычкова А. Э., Пузиков А. М., 2014). Обнаружена стимуляция секреции пролактина после введения серотонина в общий кровоток. Таким образом, антипсихотики, способные влиять на обмен дофамина и серотонина, могут приводить к развитию гиперпролактинемии.
При гиперпролактинемии перевод на нейролептик, который не вызывает повышение уровня пролактина, может способствовать редукции данного побочного эффекта. Показано, что при замене галоперидола на оланзапин происходит нормализация концентрации пролактина в крови пациента (Avid S. D. et al., 2000). Есть и другой метод коррекции – это применение пролактин-снижающих препаратов, таких, как бромокриптин и перголид. Он применяется в случаях, когда нет возможности полностью отменить антипсихотик, вызывающий повышение уровня пролактина. Анализ литературы показывает, что проблема гиперпролактинемии является более распространённой, чем принято считать. Своевременное выявление и коррекция этих нежелательных явлений может способствовать комплаентности пациентов с психическими расстройствами к психотропной терапии, к улучшению их соматического состояния и повышению качества жизни. Разработка методов, позволяющих индивидуализировать фармакотерапию, является одной из важнейших задач клинической фармакологии и биологической психиатрии на современном этапе (Иванова С. А. и соавт., 2013).
Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 с шизофренией
Для оценки вклада исследуемых полиморфных вариантов генов, модулирующих функцию нейрональных калиевых каналов, в патогенез шизофрении было изучено распределение частот их генотипов и аллелей в группе больных шизофренией и в контрольной группе здоровых лиц (табл. 3-5).
При анализе полученных данных были обнаружены статистически значимые различия в группах сравнения в отношении четырех полиморфных вариантов гена PIP5K2A (rs10828317,rs1132816, rs943194, rs11013052) и двух полиморфных вариантов гена SGK1 (rs1743966, rs1057293). Так, в группе больных шизофренией достоверно выше частота генотипа СС полиморфизма rs10828317 (2=6,788, р=0,034) по сравнению с группой здоровых лиц. В основной группе повышена частота аллеля А rs1132816 (2=4,76, р=0,03), аллеля T rs943194 (2=4,91, р=0,03) и аллеля С rs11013052 (2=3,83, р=0,049) по сравнению с контрольной группой при отсутствии статистических различий в распределении генотипов по данным полиморфизмам.
В группе больных шизофренией наблюдается достоверное повышение частот гомозиготных генотипов AА и GG полиморфного варианта rs1743966 и генотипов AА и GG rs1057293 гена SGK1 (2=7,106, р=0,029 и 2=11,356, р=0,003 соответственно), причем гомозиготные генотипы по минорным аллелям G rs1743966 и А rs1057293 повышают риск развития шизофрении в 2 и в 5 раз соответственно. Гетерозиготные генотипы по данным локусам в группе больных шизофренией выявляются реже, чем среди здоровых лиц.
Значения отношения шансов (OR) для полиморфных вариантов генов PIP5K2A и SGK1, для которых выявлены статистически достоверные различия в распределении частот генотипов или аллелей, приведены в таблице 6.
В отношении полиморфных вариантов гена DPP6 в данных группах сравнения не было выявлено статистически достоверных различий распределения частот генотипов и аллелей.
Таким образом, полиморфные варианты rs10828317, rs1132816, rs943194, rs11013052 гена PIP5K2A и rs1743966, rs1057293 гена SGK1 ассоциированы с развитием шизофрении в русской популяции. Тем самым мы подтвердили участие генов PIP5K2A и SGK1 в патогенезе шизофрении, а также актуальность четырех полиморфных вариантов PIP5K2A и двух полиморфных вариантов SGK1 в развитии данного заболевания в русской популяции. Возможно, что эти полиморфные варианты оказывают влияние на дофаминергическую нейротрансмиссию через изменение модуляции ряда нейрональных белков, в том числе калиевых KCNQ каналов, ингибирующих дофаминергическую нейротрансмиссию в стриатуме, гиппокампе и коре (Gamper N. et al., 2002a; Gamper N. et al., 2002b; Warntges S. et al., 2002; Henke G. et al., 2004; Mikkelsen J. D., 2004; Martire M. et al., 2004, 2007; Ullrich S. et al., 2005; Baltaev R. et al., 2005; Lang F. et al., 2006; Boehmer C. et al., 2006; Hansen H. H. et al., 2006, 2007; Fedorenko O. et al., 2008). Дофаминергическая гипотеза патогенеза шизофрении объясняет психотические симптомы (частично) повышением дофаминергической нейротрансмиссии. (Carlsson A., Carlsson M. L., 2006). Схема предполагаемого включения генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 в механизм развития шизофрении представлена на рисунке 7.
Анализ взаимосвязи развития тардивной дискинезии у больных шизофренией на фоне антипсихотической терапии с полиморфными вариантами генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6
Поздняя дискинезия в настоящее время вызывает большой интерес исследователей, так как распространенность ее высока, а патогенез остается не выясненным. Тем не менее, очевиден вклад генетических особенностей в развитие данного побочного эффекта антипсихотической терапии. Основное внимание при изучении тардивной дискинезии обращено на гены дофаминергической системы, в том числе гены, модулирующие нейронные каналы, тем самым регулирующие метаболизм дофамина в нейронах головного мозга. Показано, что развитие тардивной дискинезии связано с дизрегуляцией дофаминергической системы, в первую очередь, с долговременным нарушением чувствительности дофаминовых рецепторов (Рыженко И. М., 2003).
В ходе исследования было проведено сравнение распределения частот генотипов и аллелей полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1, DPP6 в группах больных шизофренией с тардивной дискинезией и без выраженных экстрапирамидных расстройств. В результате была выявлена ассоциация генотипа СС и аллеля С rs10828317 гена PIP5K2A с тардивной дискинезией на высоком уровне статистической значимости (р=0,005 для генотипов и р=0,002 для аллелей). В отношении других полиморфных вариантов гена PIP5K2A, а также генов SGK1 и DPP6, ассоциаций с тардивной дискинезией в данных группах сравнения обнаружено не было (табл. 18-20).
Значения отношения шансов (OR) для генотипов и аллелей rs10828317 приведены в таблице 21. Риск развития тардивной дискинезией для носителей генотипа СС повышен более, чем в 2 раза по отношению к носителям других генотипов, а генотип ТТ несет протективный эффект, снижая вероятность развития поздней дискинезии.
Несмотря на то, что тонкие механизмы ТД не до конца выяснены, была постулирована гипотеза реактивности дофаминергической нейротрансмиссии в базальных ганглиях (Шток В. Н., Левин О. С., 2000; Плотникова Е. В., 2009), где располагаются дофаминовые рецепторы DRD3, вовлеченные в регуляцию моторики (Федоренко О. Ю. и соавт., 2017). Аллель С rs10828317 представляет собой несинонимичную мутацию в гене PIP5K2A, которая является причиной образования менее функционально активной формы протеинкиназы К. Протеинкиназа PIP5K2А необходима для образования бифосфата PIP2, который в свою очередь регулирует процесс открытия калиевых нейрональных каналов. Базальная активность дофаминергических нейронов угнетается калиевыми каналами. Тем самым генотип ТТ rs10828317 с функционально более активной формой протеинкиназы опосредованно через работу калиевых каналов способствует низкой базальной дофаминергической активности, тем самым не повзоляя развиться симптомам тардивной дискинезии через данные механизмы. В то же время мутантный гомозиготный генотип СС по локусу rs10828317, при котором функция протеинкиназы снижена, не обладает подобным сдерживающим механизмом и повышает риск развития экстрапирамидной симптоматики.
По литературным (Корнетова Е. Г. и соавт., 2015) данным женщины более подвержены поздней дискинезии. Возможно, для предрасположенности к развитию экстрапирамидных расстройств на фоне лечения одни и те же полиморфные варианты генов могут быть более или менее актуальны в зависимости от пола. В связи с этим было проведено дополнительное сравнение распределения частот генотипов и аллелей исследуемых генов в группах мужчин и женщин.
В таблицах 22-24 представлены результаты сравнения частот генотипов и аллелей генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 в группах больных шизофренией с тардивной дискинезией и без экстрапирамидной симптоматики среди мужчин.
В результате проведенного сравнения в группе мужчин были выявлены статистически значимых различия распределения частот генотипов и аллелей полиморфных вариантов rs10828317 гена PIP5K2A, rs1057293 гена SGK1 и rs4726411 гена DPP6, а также распределения частот генотипов полиморфного варианта rs1292312 гена DPP6. Из приведенных данных видно, что с тардивной дискинезией ассоциированы аллели С rs10828317 гена PIP5K2A, А rs1057293 гена SGK1, А rs4726411 гена DPP6, и предрасположенностью к развитию поздней дискинезии обладают носители генотипов АА rs1057293 гена SGK1, АА и АС rs4726411, АС rs1292312 гена DPP6.
Результаты сравнения распределения частот генотипов и аллелей генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 в группах больных шизофренией с тардивной дискинезией и без экстрапирамидной симптоматики среди женщин представлены в таблицах 25-27.
В результате сравнения распределения частот генотипов и аллелей генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 в группах больных шизофренией с тардивной дискинезией и без экстрапирамидной симптоматики среди женщин обнаружены достоверные ассоциации генотипа СС rs10828317 гена PIP5K2A и гомозиготных генотипов АА и GG rs1743964 SGK1 с тардивной дискинезией.
В таблице 28 приведены значения отношения шансов (OR) для наиболее значимых полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6.
Из приведенных результатов видно, что с тардивной дискинезией ассоциированы аллели С rs10828317 гена PIP5K2A, А rs1057293 гена SGK1, А rs4726411 гена DPP6, и предрасположенностью к развитию поздней дискинезии обладают носители генотипов АА rs1057293 гена SGK1, АА и АС rs4726411, АС rs1292312 гена DPP6 (выявлено в группе мужчин), а также генотип СС rs10828317 гена PIP5K2A и гомозиготные генотипы АА и GG rs1743964 SGK1 (выявлено в группе женщин).
Таким образом, получены половые различия в распределении генотипов полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 у больных шизофренией с тардивной дискинезией.
Влияние генетических особенностей на уровень пролактина у больных шизофренией
Помимо изучения вклада генетических особенностей в нарушение метаболизма пролактина, в результате чего развивается гиперпролактинемия, была проведена оценка уровня пролактина в целом для разных генотипов вне зависимости от пересечения границы нормы.
У мужчин и женщин показатели нормы пролактина различаются, в связи с чем было проведено сравнение значения уровня пролактина отдельно в группе мужчин и женщин в зависимости от генотипов изучаемых локусов. Результаты сравнения приведены в таблице 54.
Из таблицы 54 видно, что локус rs946961 гена PIP5K2A и локус rs1743966 гена SGK1 не только ассоциированы с нарушением метаболизма пролактина, но и влияют на его уровень в целом у мужчин. Также полиморфизм rs1132816 гена PIP5K2A на уровне значимости р 0,01 ассоциирован с уровнем пролактина у мужчин. Так, для генотипа СС rs946961 PIP5K2A (рис. 24А) в группе мужчин среднее значение уровня пролактина составляет 9,3 (5,3 – 15,3) в то время, как генотипам CG и GG соответствуют значения 22,3 (9,1 – 15,3) и 18,8 (13,0 – 30,0). Для носителей генотипа AG rs1132816 PIP5K2A (рис. 24Б) характерно значение 26,9 (14,0 – 54,2) тогда как для генотипов АА и GG уровень пролактина достоверно ниже – 16,7 (9,3 – 26,6) и 9,1 (5,5 – 15,7). Для генотипа GG rs1743966 SGK1 (рис. 24В) значение уровня пролактина соответствует 8,2 (6,3 – 11,1), а для генотипов AA и AG – 23,9 (10,5 – 33,9) и 18,7 (11,0 – 40,3).
В результате изучения ассоциации полиморфных вариантов генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 с гиперпролактинемией у больных шизофренией получающих антипсихотическую терапию распределение частот генотипов и аллелей в группах пациентов с наличием этого побочного эффекта нейролептической терапии и пациентов с нормальным уровнем пролактина статистически значимо различалось для полиморфных вариантов rs946961 гена PIP5K2A, а также rs1743966 и rs1057293 гена SGK1, что подтверждает их вовлеченность в развитие данного побочного эффекта. Также было установлено, что локусы rs946961 и rs1132816 гена PIP5K2A и локус rs1743966 гена SGK1 ассоциированы с уровнем гормона пролактина у мужчин вне зависимости от наличия у них гиперпролактинемии. Наши данные свидетельствует о возможном участии этих локусов в регуляции метаболизма пролактина и, как следствие, формировании предрасположенности к гиперпролактинемии. Развитие гиперпролактинемии связывают с нарушением метаболизма дофамина в туберо-инфундибулярном тракте (Корнетова Е. Г. и соавт., 2015). Протеинкиназы PIP5K2A и SGK1 опосредованно через модуляцию нейрональных калиевых каналов, регулируют дофаминергическую нейротрансмиссию, в связи с чем, изменение их функции может привести к дофаминергической дизрегуляции и, как следствие, к развитию гиперпролактинемии. Возможно, полиморфные варианты rs946961 и rs1132816 гена PIP5K2A, rs1743966 и rs1057293 гена SGK1 оказывают влияние на функцию данных протеинкиназ, что может предрасполагать к развитию антипсихотик-индуцированной гиперпролактинемии.
Таким образом, в результате исследования были установлены ассоциации генов PIP5K2A, SGK1 и DPP6 с развитием антипсихотик индуцированной тардивной дискинезии, и ассоциации генов PIP5K2A, SGK1 с антипсихотик-индуцированной гиперпролактинемией у больных шизофренией. Стоит отметить, что ассоциации, выявленные для двух побочных эффектов антипсихотической терапии, были представлены разными полиморфными вариантами, и лишь один из исследуемых полиморфных вариантов (rs1057293 гена PIP5K2A) был ассоциирован и с тардивной дискинезией, и с гиперпролактинемией. При этом с тардивной дискинезией ассоциирован аллель А данного локуса, а с гиперпролактинемией аллель G. Полученные данные позволяют предположить, что разные полиморфные варианты одних и тех же генов могут быть ответственны за развитие разных нарушений – экстрапирамидных расстройств или гиперпролактинемии. Полученные результаты показывают актуальность изучения протеинкиназных сигнальных путей в формировании в фармакогенетическом аспекте.