Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время в мире отмечается практически повсеместный рост заболеваемости бронхиальной астмой (БА), вместе с тем, проблема терапии заболевания решена далеко не полностью. Это подтверждается сообщениями о недостаточном уровне контроля более чем у 50% больных (А.С. Белевский и соавт., 2007; Н.М. Ненашева, 2007; В.В. Архипов и соавт., 2011; Е.А. Собко и соавт., 2011; J.L. Desfougeres et al., 2007). Плохой контроль, в свою очередь, не только отягощает текущее состояние здоровья больного и существенно снижает качество жизни, но и является неблагоприятным прогностическим фактором в отношении будущих обострений БА (Н. Chen et al., 2007; E.D. Bateman et al., 2010). Контролируемое течение заболевания означает не только внешнее благополучие пациента, связанное с отсутствием симптомов, но также контроль воспаления и реактивности дыхательных путей.
Феномен гиперреактивности рассматривается как фактор риска развития и прогрессирования БА, поскольку является одним из основных патогенетических механизмов формирования флюктуирующей бронхиальной обструкции. Холодный воздух, как один из естественных триггеров, способен провоцировать появление симптомов у значительной части больных БА (А.Г. Приходько, А.В. Колосов, 2008). Учитывая неблагоприятный климатический фон, характерный для регионов Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока, проблему холодовой гиперреактивности дыхательных путей (ХГДП) необходимо признать актуальной и клинически значимой. Несмотря на то, что этиология и патогенез ХГДП во многом остаются еще не изученными, достигнутые успехи в этом направлении указывают на гетерогенность причинных факторов и механизмов ее формирования (А.Г. Приходько, Ю.М. Перельман, В.П. Колосов, 2011). Известно, что наследственная предрасположенность может играть достаточно важную роль в формировании гиперреактивности дыхательных путей (ГДП). По данным близнецовых исследований и исследований среди семей больных БА, наследуемость ГДП как признака составляет от 30 до 66% (R.J. Норр et al., 1984; L.J. Palmer et al., 2000). В связи с этим, представляется вероятным, что в качестве причинного фактора ХГДП может выступать ряд врожденных генетических детерминант. Среди них можно особо выделить ген ADRB2, кодирующий белок р2-адренорецепторов, и ген TRPM8, несущий информацию о структуре восьмого представителя меластатинового семейства катионных каналов с транзиторным рецепторным потенциалом.
Дефекты структуры или экспрессии белка р2-адренорецептора, как прави-
ло, приводят к изменению нормального контроля бронхиального тонуса, что сопровождается изменением ответа на терапевтические и бронхоконстрикторные воздействия. Нарушения в гене TRPM8, вероятно, могут способствовать модуляции холодовой чувствительности, повышая или снижая её. В литературе отсутствуют данные о связи генов ADRB2 и TRPM8 с клинико-функциональными особенностями БА у больных, проживающих в условиях холодного климата. Остаются также нераскрытыми генетические предпосылки к формированию ХГДП.
Таким образом, выяснение взаимоотношений молекулярно-генетических, клинических и функциональных параметров у больных БА с ХГДП является важной задачей, решение которой позволит лучше понимать механизмы патологического процесса, а также разработать новые диагностические методы и оптимизировать фармакотерапию у этой категории пациентов.
Цель исследования состояла в изучении клинико-функциональных, молекулярных и генетических особенностей у больных БА с ХГДП, и определении их роли в прогнозировании формирования ХГДП и клинического течения заболевания.
Задачи исследования
-
Изучить особенности клинического течения и показателей вентиляционной функции легких у больных БА во взаимосвязи с характером и выраженностью ХГДП.
-
Исследовать изменения функциональной активности р2-адренорецеп-ции у больных Б А с ХГДП.
-
Изучить вклад однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) генов ADRB2 и TRPM8 в формирование особенностей клинического течения заболевания и развитие ХГДП у больных БА.
-
Установить роль полиморфизма Argl6Gly гена ADRB2b развитии функциональной недостаточности р2-адренорецепции у больных Б А с ХГДП.
-
Разработать способы прогнозирования формирования ХГДП и течения БА с использованием клинических, молекулярно-генетических и функциональных предикторов.
Научная новизна. Получены данные о характерных клинических особенностях БА у больных с ХГДП, свидетельствующих о её негативном влиянии на клиническую картину заболевания. Впервые проведен ассоциативный анализ и описано влияние изменчивости генов ADRB2 и TRPM8 на фенотипические проявления ХГДП при Б А: выявлена ассоциация Argl6Arg гомозиготного генотипа
и гетерозиготного носительства по ОНП c.750G>C с выраженным снижением бронхиальной проходимости в ответ на бронхопровокацию с изокапнической гипервентиляцией холодным воздухом (ИГХВ). Установлен вклад генетической детерминации в формирование нарушений функциональной активности р2-адренорецепторного комплекса у больных БА с ХГДП. Описана взаимосвязь Argl6Arg полиморфного варианта гена ADRB2 с более тяжелым клиническим течением БА, что использовано в разработке способов прогнозирования ХГДП и течения БА в условиях низких сезонных температур с учётом клинико-функциональных предикторов.
Практическая значимость. Генотипирование ОНП ADRB2:p.Argl6Gly и TRPM8.C.750G>C представляет метод, доступный любой генетической лаборатории и может использоваться для определения групп риска по развитию ХГДП и неконтролируемому течению БА. Разработанные комплексные математические модели, включающие дополнительные клинико-функциональные предикторы, позволяют осуществлять прогнозирование ХГДП и клинического течения БА с высокой эффективностью. Получен патент РФ на изобретение №2489086 «Способ прогнозирования риска формирования холодовой гиперреактивности дыхательных путей у больных бронхиальной астмой».
Положения, выносимые на защиту
-
ХГДП у больных БА является фактором, отягощающим течение заболевания в неблагоприятных условиях холодного климата, что находит отражение в большей частоте неконтролируемого течения, большей частоте и выраженности респираторных симптомов, а также снижении показателей функции внешнего дыхания.
-
Генотип Argl6Arg и аллель Argl6 гена ADRB2 значимо ассоциированы с ХГДП вне зависимости от пола и возраста.
-
Особенности функциональных нарушений р2-адренорецепторного комплекса при ХГДП имеют генетическую детерминацию. Генотип Argl6Arg предрасполагает к снижению активности р2-адренорецепторов (по динамике стимулированной концентрации циклического аденозинмонофосфата (цАМФ)), что сопровождается выраженными вентиляционными нарушениями в ответ на ИГХВ.
-
ОНП c.750G>C гена TRPM8 - генетический фактор, предрасполагающий к формированию ХГДП у больных БА. Носительство GC гетерозиготного генотипа связано с ХГДП и сопровождается значительным снижением функции внешнего дыхания при ИГХВ.
-
Разработанная математическая модель, использующая информацию о молекулярно-генетических особенностях, влиянии ингаляционных глюкокорти-костероидов (ИГКС) и обратимости бронхиальной обструкции позволяет прогнозировать вероятность формирования ХГДП у больных БА.
-
Данные о генотипе по ОНП ADi?Z^?:p.Argl6Gly в сочетании с клиническими предикторами дают возможность прогнозировать динамику контроля БА на протяжении 6 месяцев.
Личный вклад соискателя. Автором диссертационного исследования были разработаны протокол исследования и тематическая карта пациента, проведено собеседование с больными и осмотр обследованного контингента; выполнены клинические, функциональные и молекулярно-генетические исследования, включая генотипирование ОНП генов ADRB2 и TRPM8. Единолично проведена статистическая обработка материала. Доля участия автора в сборе материала - 90%, в анализе и систематизации полученных данных - 100%.
Апробация работы. Материалы, основные положения и выводы диссертации были представлены и обсуждены на заседании Ученого совета ФГБУ «ДНЦ ФПД» СО РАМН (2011), научной конференции «Молодые ученые -науке» (Благовещенск, 2011), IV Съезде врачей-пульмонологов Сибири и Дальнего Востока (Благовещенск, 2011), XXI Ежегодном Конгрессе Европейского респираторного общества (Амстердам, 2011), XXI Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания (Уфа, 2011), научной конференции «Молодые ученые - науке» (Благовещенск, 2012), молодежной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2012), XXII Ежегодном конгрессе Европейского респираторного общества (Вена, 2012), XXII Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания (Москва, 2012).
Публикация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов диссертаций на соискание ученых степеней.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 56 таблиц и 8 рисунков. Состоит из введения, 4 глав, включая обзор литературы, материалы и методы исследования, 2 главы собственных результатов исследования, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка, содержащего 31 работу отечественных и 248 работ зарубежных авторов.
