Введение к работе
Актуальностьтемы
Вопросы ранней диагностики и прогнозирования риска развития хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) - актуальная проблема пульмонологии. Трудности в решении этой задачи, возможно, связаны с недостаточным вниманием к роли наследственных факторов в формировании и прогнозировании болезни. ХОБЛ - полигенное (мультифакториальное) заболевание, т.е. широко распространенное заболевание с наследственным предрасположением, по которому пожизненный риск (lifetime risk) в западных популяциях оценивается в 60% (Пузырев В.П, 2003). Поданным Всемирной Организации Здравоохранения летальность от ХОБЛ в XXI веке может выйти на пятое место. Актуальность проблемы подчеркивает и пристальное внимание ВОЗ, которая запять с небольшим лет создала три документа, посвященных вопросам ХОБЛ (Global initiative for Obstructive Lung Disease, GOLD) - GOLD 1998,2001, 2003. Приняты Федеральные программы по ХОБЛ ив РФ (1998,2003). В России по данным АГ. Чучалина (2003) распространенность заболевания на 2001 год составила 1610,8 случаев на 100000 населения, смертность в среднем в РФ - 35,6 на 100000; в Санкт-Петербурге эти цифры 1591 и 11,39 соответственно (Илькович М.М., Мусийчук Ю.И., Игнатьев ВА, Шкляревич НА, 2004). Показатели по распространенности несколько ниже, чем в других развитых странах и США, что объясняется пока недостаточно высоким уровнем диагностики ХОБЛ в нашей стране. Причиной роста распространенности и заболеваемости, несмотря на принимаемые меры, является и отсутствие программ первичной профилактики и реабилитации при ХОБЛ (Чучалин АХ, 2004).
Своевременная диагностика предрасположенности к формированию брон-хообструктивного синдрома с учетом наследственного предрасположения в условиях воздействия экзогенных факторов риска для этой патологии (курение табака, работа на «вредном» производстве и т.д.) может создать реальные условия для первичной профилактики ХОБЛ. Прогнозирование развития обструктивного синдрома важно у курящих мужчин молодого возраста, так как известно, что не все курящие заболевают ХОБЛ и только у 10-20 % злостных курильщиков развивается заболевание. (Чучалин АГ., 1998; Buist S., 1996, Sandford A. etal., 2002). Однако, индивидуальные критерии риска развития ХОБЛ у курильщиков не разработаны.
Для изучения генетических основ ХОБЛ необходимо определять фенотип (наблюдаемые признаки заболевания) и затем классифицировать пациентов на тех, кто имеет данный фенотип, и тех, у кого он отсутствует. Серьезным препятствием в изучении факторов наследственности при ХОБЛ считается то, что ХОБЛ - заболевание со сложным механизмом наследования, и лишь неболь
оэ гсоУаш^^
шой процент случаев может быть связан с дефектом одиночного гена или одиночным фактором внешней среды, но в большинстве случаев заболевание вызывается взаимодействием многих генов и факторов внешней среды.
Курение относится ктрадиционным экзогенным факторамрискаХОБЛ ило-гично предположить существование наследственной предрасположенности не только к ХОБЛ, но и к воздействию табачного дыма. Представляется целесообразным, учитывая основные из известных звеньев патогенеза ХО БЛ, изучение полиморфизма генов-кандидатов, белковые продукты которых относятся к системам биотрансформации никотина и других ксенобиотиков и протеолиза - антипротео-лиза. Анализ ген-генного взаимодействия генов I и II фазы детоксикации, матриксныхметаллопротеиназ, атакже комплексного взаимодействия этихгенов и групповых факторов систем крови целесообразендлядальнейшего изучения формирования наследственной предрасположенности кразвитию ХОБЛ у курильщиков табака Групповые антигены крови имеют, какизвестно, общиедетерминан-ты с многочисленными патогенными для человека микроорганизмами (бактерии, вирусы) и широко используются при поиске маркеров предраспатожения.
В литературе имеются данные об ассоциации ряда групповых факторов крови с риском развития ХОБЛ (Мостовой Ю.М., 1987, Васильева Л.В., и соавторы, 1992, Горбатовский Я.А,. 1998, Дидковский НА., ЧучалинАГ., 1999, Abboud R. ct al., 1982, J. Vestbo et al, 1993), но работы такого плана немногочисленны, полученные результаты противоречивы. Единичны работы по изучению пачиморфизма генов системыдетоксикации, протеолиза-антипротеолиза, (Баранов B.C. 2000; Вавилин ВА. 2002; Викторова Т.В. с соавт., 2003, Янба-ева Д.Г. 2004, Коуата Н., Geddes D.,1998; Lomas D., Silverman E., 2001; Joos L ctal., 2002, Miyamoto M. ctal., 2003). Недостаточно уделяется внимания комплексному обследованию семей пробандов, в то время как в первую очередь к группе риска относятся родственники первой степени родства - дети, братья, сестры, родители, имеющие 1/2 общих генов с больным. Имеющиеся литературные сведения недостаточно учитывают вклад и весомость экзогенных и эндогенных факторов в формировании ХОБЛ. Традиционно рассчитываются относительные риски (OR), что мало дает для индивидуальной характеристики риска заболеть. Необходим комплексный подход и создание алгоритма обследования при поиске факторов наследственного предрасположения к ХОБЛ.
Для решения этих задач необходимы новые методологические подходы, основанные насовременныхинформационныхтехнологиях.Так, нанаш взгляд, весьма актуальны работы по созданию способов, которые позволяли быдостаточно точно прогнозировать ХОБЛ на ранних, доклинических этапах заболевания, когда клинико-лабораторная диагностика еще затруднительна, а профилактические мероприятия могут иметь решающее значение.
Поиск наследственных факторов предрасположения к хронической обструк-тивной болезни легких; определение вклада и весомости наследственных (эндогенных) и внешних (экзогенных) факторов в развитие обструктивного синд-ромаи создание, с учетом наследственных факторов, новых способов достаточно точного прогнозирования риска ХО Б Л на доклинических и ранних этапах болезни.
-
Провести клинико-генеалогический анализ структуры общей заболеваемости, болезней органов дыхания и смертности в семьях пробандов ХОБЛ и хроническим необструктивным бронхитом (ХНБ).
-
Определить у больных ХОБЛ, ХНБ, у злостных курильщиков, не страдающих хроническими болезнями органов дыхания (БОД) и в случайной выборке жителей Санкт-Петербурга частоты следующих генетических и феноти-пических маркеров:
ряда групповых факторов крови, фенотипов сывороточного белка гаптог-лобина (Нр), ацетиляторного и секреторного статусов, морфофункциональных признаков (МФП);
плюс- и нуль генотипов генов глутатион-5-трансфераз МІ иТ1, ассоциированных с наличием (генотип GSTM1+, GSTT1+) или отсутствием (GSTM1 *0/0, GSTT1 *0/0) кодируемого фермента;
аллелей гена матрикснойметаллопротеиназы 9 (ММР9), ассоциированных с нормальной (генотип СС) и повышенной (генотипы СТи ТТ) экспрессией гена;
аллелей генаЖ4Г2, ассоциированных с быстрым (генотип RR, RS) и медленным (генотип SS) ацетилированиемариламинов;
-аллелейгенаС7і12^6,ассоігиироюнш>іхснормальной(іжотипС1У2^*7/ *1) инизкой (генотипы CYP2A6* 1/*2; CYP2A6*2/*2; CYP2A6*l/*3u CYP2A6*3/*3) активностью кумарин-7-гидроксилазы, ответственной за метаболизм 60-80% никотина.
-
Провести анализ этих признаков в семьях больных ХОБЛ, ХНБ и семьях случайной выборки жителей Санкт-Петербурга.
-
Ранжировать по значимости методом многофакторного анализа - ста-тусметрии изученные генетических маркеры, морфофункциональные признаки, показатели функции внешнего дыхания и фактор курения для определения предрасположенности кразвитию ХОБЛ у пробандов и у родственников больных хроническим бронхитом (ХБ), а также у злостных курильщиков табака, не страдающих хроническими БОД.
-
На основании метода многофакторного анализа - статусметрии, разрабо
тать новые, с учетом наследственных факторов, способы оценки риска развития обструктивного синдрома у больных ХБ, их родственников и у злостных курильщиков табака без БОД.
-
Продемонстрировать индивидуальные и семейные накопления рисков в семьях с больными ХОБЛ и ХНБ с использованием обобщенного критерия прогнозирования "Z".
-
Количественно оценить независимое и совместное влияние изученных признаков во взаимодействии с фактором курения на клинические особенности и сроки манифестации ХОБЛ у больных.
-
Количественно оценить независимое и совместное влияние изученных признаков на относительный риск развития ХОБЛ.
Впервые результаты генетического обследования больных ХОБЛ и ХНБ сопоставлены с результатами исследования генетических маркеров в случайной выборке жителей Санкт-Петербурга. Описан маркерный профиль (портрет) больного ХОБЛ жителя Санкт-Петербурга.
Впервые получены данные о статистически значимых различиях по частотам аллелей и фенотипов сывороточного белка гаптоглобина (Нр) у пробандов с ХОБЛ и ХНБ, у их родственников и злостных курильщиков, не страдающих хроническими БОД, и показано, что наличие фенотипа Нр 1-1 повышает относительный риск развития ХОБЛ у курильщиков табака в 5 раз, OR =5,3 (95%С1 1.6-19,1). Впервые показано, что в развитии предрасположенности к ХОБЛ значимость эндогенного фактора фенотипа гаптоглобина Нр 1-1 у родственников больных в 2,2 раза выше значимости экзогенного фактора курения.
Впервые предложены принципиально новые способы прогнозирования риска развития обструктивного синдрома у больных ХБ, у родственников пробандов и у злостных курильщиков табака без БОД с учетом наследственных факторов, основанные на использовании минимального наборазначимыхгенетическихмар-керов в сочетании с определением ОФВх и учете фактора курения.
Впервые построена математическая модель для оценки критерия межгрупповых различий по всему комплексу зарегистрированных показателей, которая является не только инструментом прогнозирования обструктивного синдрома, но и позволяет количественно оценить роль и весомость каждого из этих показателей.
Впервые, благодаря примененному методу статусметрии, была получена комплексная количественная оценкаразницы фенотипического профиля семей больных ХОБЛ и ХНБ с учетом набора генетических маркеров и фактора курения.
Впервые дана количественная характеристика весомости вклада каждого мар
кера в предрасположении к бронхообструктивному синдрому у родственников больных ХОБЛ и ХНБ, что позволило рассчитывать индивидуальный количественный риск болезни для каждого члена семьи и сравнивать семейные накопления рисков. Было установлено, что в семьяхХОБЛ накопление рисков на 50% выше, чем в семьях ХНБ.
Впервые охарактеризована частота полиморфизма промотора гена ММР9 (-1562С/Т) в славянской популяции жителей Санкт-Петербурга у больных ХОБЛ, ХНБ и курильщиков табака без хронических БОД. Впервые среди курильщиков табака без хронических БОД, жителей СПб определено распределение генотиповCYP2A6,NAT2, GSTM1, GSTT1
Показано потенцирующее влияние - 1562Т- аллеля ММР9 на относительный риск развития ХОБЛ у носителей генотипа GSTM10/0. Впервые описан генотип «чувствительного» и «нечувствительного» к развитию ХОБЛ курильщика
С учетом изученных показателей и использованием методов молекулярной генетики описаны генотипы «чувствительного» и «нечувствительного» к развитию ХОБЛ курильщика, что может быть использовано для создания групп риска развития ХОБЛ.
Все разработанные способы прогнозирования риска развития обструктивного синдрома у больных хроническим бронхитом, у родственников пробандов и у злостных курильщиков табака без БОД основаны на статусметрических моделях Эти модели, количественно оценивающие роль наиболее существенных генетических маркеров в сочетании с показателями функции внешнего дыхания и фактором курения, являются практическими инструментамираннейдиагностики предрасположенности к развитию ХОБЛ у контингентов повышенного риска.
Утвержденные Минздравом РФ Методические рекомендаций 1998,2003) и Пособие для врачей(2001) содержат примеры и необходимые указания по практическому применению этих инструментов:
«Способ прогнозирования развития обструктивного синдрома у больных хроническим бронхитом с учетом наследственных факторов» Методические рекомендации №98/156;
«Способ прогнозирования развития риска развития бронхообструктивного синдрома в семьях больных хроническим бронхитом с учетом наследственных факторов» Методические рекомендации №2003/4;
«Роль наследственных факторов в прогнозировании риска развития бронхообструктивного синдрома в семьях больных хроническим бронхитом» Пособие для врачей, 2001.
-
Наследственное предрасположение к ХОБЛ может быть выявлено с помощью разработанного алгоритма исследования, включающего шесть уровней.
-
Погенетическомупрофилю ХОБЛ и ХНБ яшмются разными заболеваниями, что подтверждено выявленными отличиями маркерного профиля про-бандов с ХОБЛ и ХНБ и их родственников.
-
Принципиально новые способы прогнозирования обструктивного синдрома у больных хроническим бронхитом и их родственников с учетом наследстве! 1ных факторов, оаюванные на использовании минимального набора значимых го) готических маркеров в сочетании с определением ОФВ 1 и учетом фактора курения, являются информативными, доступными для практического здравоохранения.
-
Фенотип сывороточного белка гаптоглобина - Нр 1-1 является марке-}юм наследственного предрасположения к ХОБЛ.
Сочетание генотипа GSTM10/0 и - 1562Т- аллеля гена ММР9 является фактором риска ХОБЛ OR=7,7 (95%С1 1,1-53,3), а комбинация генотипа NA Т2^(медленного ацетилятора) с групповыми факторами крови: Gml (+) и MN системы MN - защитной для развития ХОБЛ у курильщиков OR=0,16 (95%С1 0,57-0,04).
Результаты работы были доложены: на 5 -14 Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Москва, Россия, 1995,1997,1998,1999, 2001, 2002, 2004; Санкт-Петербург, 2000, 2003; Новосибирск, 1996); на заседаниях пульмонологической секции СПб научно-практического общества терапевтов им. С.П.Боткина (Санкт-Петербург, 1995,1997,1999, 20Q0, 2002,2003); на XXX Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы терапевтической и хирургической пульмонологии» (Санкт-Петербург, 1997 г); на научно-практической конференции "Актуальные вопросы пульмонологии и аллергологии - врачу общей практики. VIII Булатовские чтения" (Санкт-Петербург, 2003), на Всероссийской научно-практической конференции "Современные достижения клинической генетики" (Москва, 2003); на 6,7,11,12,13 и 14 конгрессах Европейского Респираторного Общества (Стокгольм, 1996,2002; Берлин, 1997, 2001; Вена, 2003; Глазго, 2004); на 28 и 29 конференциях Европейского Общества Генетики Человека (Лондон, 1996; Генуя, 1997); на 9 международном конгрессе по генетике человека (Рио-де-Жанейро, 1996); на конференции по глобальному здоровью легких и собрании меж
дународного союза против туберкулеза и заболеваний легких (Париж, 1996,1997).
По материалам выполненнойдиссертации опубликовано научных печатных работ 70.
Разработанный алгоритм для выявления наследственного предрасположения кХОБЛ, включающий шесть уровней, внедрен в практику работы лаборатории хронической обструктивн ой патологии легких НИ И пульмонологии Санкт-Петербургского ГМУим.акад. И.П.Павлова.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 341 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, описания результатов собственного исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, приложения и списка цитируемой литературы, содержит 121 таблицу и 32 рисунка. Список цитируемой литературы включает 344 источника, в том числе 92 работы отечественных авторов и 252 зарубежных.
