Что такое мутантная гомозигота
Гены фолатного цикла MTHFR, MTRR
Исследование полиморфизма гена метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR) имеет прогностическое значение и позволяет определить риск развития онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, а также дефектов внутриутробного развития во время беременности из-за нарушения обмена фолиевой и кислоты и гипергомоцистеинемии, оценить вероятность патологии у потомства.
Материал для исследования: плазма крови.
Метод определения: молекулярно-генетический анализ
Полиморфизм гена связан с заменой нуклеотида цитозина (С) на тимин (Т), что приводит к замене аминокислотного остатка аланина на валин в позиции 223, в участке молекулы фермента, ответственного за связывание фолиевой кислоты. У лиц, гомозиготных по данному варианту (генотип Т/Т) фермент МТГФР проявляет чувствительность к температуре (термолабильность) и теряет свою активность примерно на 65%.
Второй вариант полиморфизма гена MTHFR связан с точечной заменой нуклеотида аденина (А) на цитозин (С), что приводит к замене аминокислотного остатка глутаминовой кислоты на аланин в позиции 429, относящейся к регулирующей области молекулы фермента. У лиц, гомозиготных и гетерозиготных по данному варианту полиморфизма отмечается некоторое снижение активности МТГФР. Это снижение обычно не сопровождается изменением уровня гомоцестеина в плазме крови, однако сочетание мутантного аллеля E429C с аллелем 677T приводит к снижению уровня фолиевой кислоты. При этом риск дефектов развития невральной трубки повышается в 2 раза. Жизнеспособность плодов, имеющих одновременно обе мутации, также снижена. Назначение фолиевой кислоты может значительно улучшить показатели риска последствий мутаций.
Ген MTRR кодирует аминокислотную последовательность фермента метионин синтазы редуктазы (МСР), играющего важную роль в синтезе белка и участвующего в большом количестве биохимических реакций, связанных с переносом метильной группы. Одной из функций МСР является обратное превращение гомоцистеина в метионин.
Полиморфизм гена MTR связан с аминокислотной заменой (аспарагиновой кислоты на глицин) в молекуле фермента МС. В результате этой замены функциональная активность фермента изменяется, что приводит к повышению риска синдрома Дауна у плода. Влияние полиморфизма усугубляется повышенным уровнем гомоцистеина.
Генетический риск развития тромбофилии
Описание исследования
Метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR) – выявление мутации A1298C (Glu429Ala)
Ген MTHFR осуществляет кодировку внутриклеточного фермента метилентетрагидрофолатредуктазы (белка MTHFR). Данный фермент при наличии кофакторов (веществ-«помощников») – витаминов В6, В12 и субтракта – фолиевой кислоты, принимает участие в реакции превращения гомоцистеина (серосодержащей аминокислоты плазмы крови) в метионин (незаменимую аминокислоту, не поступающую с продуктами питания, необходимую для поддержки роста и баланса азота в организме). Белок может терять активность при замене в гене, который его кодирует, азотистых оснований. Это становится причиной нарушения обмена гомоцестеина и увеличения его концентрации в плазме крови.
Известно порядка 10 замен, определяющих изменения функций кодируемого фермента. Две мутации являются наиболее изученными. Одна из них – замена азотистого основания аденина (А) другим основанием – цитозином (С) в позиции 1298, результатом чего становится изменение структуры фермента с заменой глутаминовой кислоты аланином в позиции 429. При возможных генотипах А/А, А/С, С/С, наиболее выраженное снижение активности фермента наблюдается у лиц с генотипом С/С. При этом виде полиформизма не происходит изменений биохимических свойств фермента относительно его неизмененного типа.
Нуклеотидные замены в гене MTHFR являются самой частой причиной развития гипергомоцистеинемии (избыточного содержания гомоцестеина), что, в свою очередь значительно увеличивает вероятность развития атеросклероза и тромбоза. Гомоцистеин, накопившийся в избытке в плазме крови, «атакует» стенки артерий, покрытых эндотелием (слоем плоских клеток, выстилающих их внутреннюю часть). Результатом этого становится их повреждение и разрыв. Это создает предпосылку для образования из осаждающегося холестерина и кальция атеросклеротических бляшек. Их образование приводит к сужению или даже к закупорке просвета сосуда.
Исследования показали, что присутствие вариации (аллеля) гена 1298С способствовало развитию врожденных пороков сердца. Изменение функции метилентетрагидрофолатредуктазы может также повлечь за собой нарушения умственной, физической и эмоциональной деятельности человека. Возможность этого объясняется участием фермента в продуцировании серотонина, мелатонина, дофамина, адреналина и прочих нейромедиаторов (т.е. биологически активных веществ, передающих от нервной клетки элекрохимические импульсы).
С присутствием аллеля гена 1298С связывают развитие следующих заболеваний и состояний:
а) болезней сердца и сосудов:
б) преэклапмсии (осложнения протекания беременности, характерного для поздних сроков и характеризуемого, в частности, повышением давления);
в) врожденных пороков внутриутробного развития ребенка:
г) злокачественных опухолей:
д) мигрени (первичной стадии головной боли);
ж) синдрома хронической усталости;
м) привычного невынашивания беременности.
Метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR) – выявление мутации C677T (Ala222Val)
Ген MTHFR осуществляет кодировку внутриклеточного фермента метилентетрагидрофолатредуктазы (белка MTHFR). Данный фермент принимает участие в реакции превращения гомоцистеина (серосодержащей аминокислоты плазмы крови) в метионин (незаменимую аминокислоту, не поступающую с продуктами питания, необходимую для поддержки роста и баланса азота в организме) при условии наличия кофакторов (веществ-«помощников») – витаминов групп В6, В12 и субтракта – фолиевой кислоты.
Мутация может происходить на участке кодирующей последовательности ДНК в положении 677: азотистое основание цитозина (С) замещается тимином (Т), а генетический маркер замены обозначается С677Т. При этом в ферменте аминокислота аланина заменяется валином в позиции связывания фолата, что обозначается Ala222Val. Изменение в аминокислотной последовательности метилентетрагидрофолатредуктазы приводит к изменению биохимических свойств данного белка и повышению в крови уровня гомоцистеина. Из возможных вариаций генотипов (С/С, С/Т, Т/Т), наиболее остро на замену реагируют носители генотипа Т/Т – у них наблюдается термолабильность фермента (т.е. реакция на повышение температуры) и почти трехкратное снижение его активности.
Нуклеотидные замены в гене MTHFR являются самой частой причиной развития гипергомоцистеинемии (избыточного содержания гомоцестеина), что, в свою очередь значительно увеличивает вероятность развития у представителей генотипа Т/Т атеросклероза и тромбоза. Гомоцистеин, накопившийся в избытке в плазме крови, «атакует» стенки артерий, покрытых эндотелием (слоем плоских клеток, выстилающих их внутреннюю часть). Результатом этого становится их повреждение и разрыв. Это создает предпосылку для образования из осаждающегося холестерина и кальция атеросклеротических бляшек. Их образование приводит к сужению или даже к закупорке просвета сосуда, что создает предпосылку для развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Наличие гипергомоцистеинемии также чревато осложнениями беременности: преждевременной отслойкой нормально расположенной плаценты, самопроизвольным прерыванием беременности, поздним токсикозом (преэклампсией), хронической внутриутробной гипоксией (кислородным голоданием) плода. Наибольшую вероятность возникновения патологий создают сочетания с другими видами тромбофилии.
При дефиците MTHFR вследствие нарушения процесса метилирования ДНК (присоединения метильной группы к цитозину) создаются условия для повреждения плода (тератогенное действие) и ДНК (мутагенное действие). Беременность носителей аллеля Т сопровождается, как правило, дефицитом фолиевой кислоты, что является причиной развития дефектов нервной трубки у ребенка. Для носителей генотипа Т/Т сочетание с генотипом GG по измененному варианту гена MTRR (66A-G-полиморфизм) более чем в два раза увеличивает вероятность развития нарушений нервной системы и хромосомных изменений у плода. Однако, как показывают исследования, при приеме фолиевой кислоты действие термолабильного фермента стабилизируется.
С мутацией гена MTHFR С677Т связывают развитие следующих патологий:
б) болезней сердца и сосудов:
в) анемии (малокровия)
г) привычного невынашивания беременности (подряд трех и более самопроизвольных прерываний беременности на сроках до 22 недель);
д) врожденных пороков внутриутробного развития ребенка:
е) преэклампсии (позднего токсикоза беременных, одним из симптомов которого является повышенное артериальное давление);
ж) злокачественных опухолей:
з) первичной глаукомы (хронического заболевания глаза, характеризуемого повышением внутриглазного давления, прогрессирующей атрофией зрительного нерва, сужением поля зрения);
и) мигрени (первой фазы головной боли);
л) шизофрении (расстройства психики).
Факторы свертываемости крови
Гемостаз является комплексом биохимических реакций организма, направленных на сохранение крови в жидком состоянии, поддержании необходимой вязкости, а также на предотвращение и остановку кровотечений из поврежденной стенки сосудов. Система гемостаза представлена факторами, отвечающими за свертываемость крови, противосвертывающей и фибринолитической системой, отвечающей за растворение тромбов и сгустков. Если система гемостаза в нормальном состоянии, то все процессы в ней находятся в равновесии, и кровь остается жидкой. Внешние или внутренние факторы воздействия способны нарушить равновесие, что значительно увеличивает вероятность кровотечений и образования тромбов (тромбофилию).
Тромбофилия может быть наследственной. Повышенная склонность к образованию тромбов является наиболее часто встречающейся генетической патологией. Диагностируется она редко и проявляется, как правило, тромбозом глубоких вен и венозной тромбоэмболией – острой закупоркой кровеносного сосуда оторвавшимся тромбом.
Наследственная тромбофилия возникает при изменении в генах, кодирующих факторы крови II и V, определяемых генетическими маркерами F2 G20210A и F5 G1691A. Им и принадлежит главная роль в развитии заболевания и связанных с ним патологий.
Фактор свёртываемости крови 5 (F5) – выявление мутации G1691A (Arg506Gln)
Свертывающий фактор V является плазматическим белком, постоянно содержащимся в крови в неактивном состоянии. За его кодировку отвечает ген F5, а за активацию – тромбин (F2). Активация фактора V осуществляется благодаря объединению тромбином с помощью ионов кальция
его двух цепей – легкой и тяжелой. Активная форма фактора V является основным коагулянтом, регулирующим свертываемость крови, а также кофактором фактора F10, осуществляющего превращение протромбина в тромбин.
При замене в позиции 1691 гена F5 аденина гуанином происходит замещение в белке F5 аминокислоты аргинина глутамином (позиция 506). Данная позиция является одним из трех положений фактора V, в котором его расщепляет активированный протеин С – естественный антикоагулянт. Мутация в гене фактора V (т.н. мутация Лейден) приводит к изменению его биохимических свойств, при этом становится невозможным регулирование работы фермента, что значительно увеличивает вероятность образования тромбов. Тип наследования измененного гена F5 – аутосомно-доминантный (т.е. вариант гена с мутацией доминирует над нормальным вариантом гена), что служит причиной патологии даже при наличии одной копии измененного гена. Возможны следующие генотипы: А/А; А/G; G/G.
Факторами, провоцирующими проявления тромбофилических генетических изменений могут быть:
Наличие других мутаций (в частности по маркеру MTHFR (C677T) и 20210G в гене протромбина) значительно увеличивает риск ранней тромбофилии и является причинами тяжелых форм тромбоза.
Опасность тромбофилии не только в большой вероятности тромбообразования, но также и в увеличивающемся риске осложнений по гинекологической и акушерской части (например, самопроизвольных абортов, задержки внутриутробного развития ребенка, осложнений на позднем сроке беременности и пр.). Кроме того, выявлена связь между наличием мутации и ишемическим инсультом.
С мутацией F5 G1691A связывают развитие следующих патологий:
Фактор свёртываемости крови 2,протромбин (F2) – выявление мутации G20210A (регуляторная область гена)
Фактор II или протромбин является гликопротеином, зависимым от витамина К. Его продуцирует печень, откуда фактор II попадает в кровь в неактивном состоянии. Дефицит витамина К становится причиной уменьшения концентрации протромбина в крови, что может спровоцировать кровотечение.
Активация протромбина осуществляется фосфолипидами и ионами кальция фактора Vа (F5 активированного) и фактора Ха (F10 активированного). Роль активированного фермента в системе гемостаза является одной из ведущих, она заключается:
Если в гене F2, кодирующем свертывающий фактор II (F2) происходит мутация, то следствием этого является повышение экспрессии гена и увеличение концентрации протромбина в крови. При мутации гена в позиции 20210 происходит замена гуанина (G) аденином (А). Генетический маркер обозначается F2 G20210А. Изменение касается регуляторного участка гена, что влечет за собой нарушение регуляции выработки белка без его структурных нарушений. Носители аллеля А составляют группу риска по образованию тромбов, т.к. в их крови концентрация протромбина повышена.
Наследование мутации в гене F2 происходит по аутосомно-доминантному принципу, поэтому даже единственная копия мутировавшего гена у лиц с генотипом G/А вызывает развитие патологии.
Носительство мутаций может проходить бессимптомно. Проявление генных изменений может быть спровоцировано:
Наследственная тромбофилия требует особенно внимательного подхода. Диагностика необходима, если:
Рекомендуется проводить обследование с целью профилактики людям, кровные родственники которых страдали тромбозами в молодом возрасте.
Своевременно выявленная генетическая предрасположенность к повышенной свертываемости крови, а также проведение профилактических (лечебных) мероприятий помогают предотвратить развитие сердечных, сосудистых патологий и провоцируемых ими осложнений.
С маркером F2 G20210A связывают развитие следующих патологий:
Подготовка к исследованию
В качестве исследуемого материала используется кровь и проба защечного эпителия (соскоб).
Сдача крови
Оптимальные условия сдачи крови – утром, натощак. Кроме того:
Соскоб с буккального (щечного) эпителия
Обследование следует проводить утром до приема пищи, санации полости рта. Тестирование не проводится во время прохождения антибактериальной терапии.
Показания к исследованию
Исследование проводится для выявления мутации:
Интерпретация исследования
Поскольку цель данного теста – исследование полиморфизма гена, то в результате нет указаний на «норму» или «патологию». Его интерпретирование осуществляет врач соответствующей квалификации на основании комплекса показателей – генетических, клинических, лабораторных, анамнестических.
Данный маркер является критерием оценки активности фермента в соответствии с генотипом:
Интерпретация результатов осуществляется врачом по совокупности данных иных – генетических, клинических, лабораторных и анамнестических обследований.
F5 G1691A (Arg506Gln)
Интерпретация результатов осуществляется врачом по всем имеющимся данным генетических, клинических, лабораторных обследований, а также с учетом анамнеза.
Результаты интерпретируются специалистом-генетиком с учетом данных генетических, клинических, лабораторных обследований, а также анамнеза.
Результат выдается в следующей форме:
Что такое мутантная гомозигота
Система свертываемости крови
Полиморфизмы генов системы свертываемости крови
Мутация Лейден 1691 G>A коагуляционного фактора V (F5)
Показания к анализу. Венозный тромбоз, развитие тромбоэмболических заболеваний в молодом возрасте; рецидивирующий характер тромбоэмболизмов; сердечно-сосудистые заболевания в семейном анамнезе, заместительная гормонотерапия, прием гормональных контрацептивов, невынашивание беременности, фетоплацентарная недостаточность, внутриутробная гибель плода, токсикоз, задержка развития плода, отслойка плаценты, пациентам, готовящимся к большим полостным операциям (миома матки, кесарево сечение, кисты яичников и пр.).
Клинические данные. Наличие мутации Лейден повышает вероятность развития целого ряда осложнений беременности: выкидыш на ранних сроках (риск повышается в 3 раза), отставания развития плода, позднего токсикоза (гестоза), фетоплацентарной недостаточности. Повышенная склонность к тромбообразованию может приводить к артериальным тромбоэмболиям, инфаркту миокарда и инсульту. Наличие мутации Лейден повышает риск первичных и рецидивирующих венозных тромбозов, по крайней мере, в 3-6 раз. Приводимые ниже примеры иллюстрируют связь мутации с различными видами тромбозов и другими кардиоваскулярными заболеваниями.
В течение 8 лет в нескольких центрах проводилось исследование более 300 пациентов с венозной тромбоэмболией (ВТЭ), в ходе которого был установлен повышенный 3,7-кратный риск ВТЭ при наличии мутации Лейден [11929758]. В другой работе пациенты с венозной тромбоэмболией исследовались в течение 68 месяцев. За это время 14% пациентов перенесли рецидив ВТЭ. Мутация Лейден фактора V приводит к четырехкратному увеличению риска повторного ВТЭ. Для пациентов с ВТЭ, имеющим мутацию Лейден, рекомендована более длительная антикоагуляционная терапия по сравнению с пациентами с нормальным фактором V ([7586244], США). Следует отметить, что риск развития венозных тромбозов значительно увеличивается (8-кратное увеличение), если пациент, кроме мутации Лейден фактора V, также имеет мутацию Т полиморфизма С677Т гена метилтетрагидрофолатредуктазы.
Одним из самых опасных осложнений гормональных контрацептивов являются тромбозы и тромбоэмболии. Многие женщины с такими осложнениями являются гетерозиготными носителями мутации Лейден (генотип G/A). На фоне приема гормональных контрацептивов риск тромбозов у них повышен в 6-9 раз. У женщин, использующих гормональные противозачаточные средства и имеющих гомозиготную мутацию Лейден (генотип A/A), риск развития тромбоза церебральных синусов (ТЦС) повышен более чем в 30 раз по сравнению с пациентками, не имеющих этой мутации ([9518910], Нидерланды).
Были обобщены конечные данные исследования Women’s Health Initiative Estrogen Plus Progestin о частоте венозных тромбозов на фоне заместительной гормонотерапии (ЗГТ). В исследовании приняли участие 16 608 женщин в постменопаузе в возрасте от 50 до 79 лет, наблюдавшихся с 1993 по 1998 гг. в течение 5 лет. Наличие мутации Лейден усиливало риск тромбозов при эстроген-гестагенной заместительной гормонотерапии почти в 7 раз по сравнению с женщинами без этой мутации. Присутствие других генетических мутаций (протромбин 20210А, метилентетрагидрофолатредуктаза С677Т, фактор XIII Val34Leu, PAI-1 4G/5G, фактор V HR2) не влияли на связь ЗГТ и риска венозных тромбозов.
Анализ более десяти независимых исследований показал, что среди пациентов, перенесших инфаркт миокарда до 55 лет, распространенность мутации Лейден была заметно выше. Среднестатистический риск развития инфаркта миокарда увеличивается в 1,5 раза. Более того, мутация Лейден приводит к 2,8 — кратному повышению количества пациентов без выраженного коронарного стеноза, заболевших инфарктом миокарда ([12938565], Франция).
Полиморфизм 20210 G->A протромбина
Физиология и генетика. Протромбин (коагуляционный фактор II или F2) является одним из главных компонентов системы свертываемости крови. В ходе ферментативного расщепления протромбина образуется тромбин. Данная реакция является первой стадией образования кровяных сгустков. Мутация гена протромбина G20210A характеризуется заменой нуклеотида гуанина (G) нуклеотидом аденин (A) в позиции 20210. Из-за увеличения экспрессии мутантного гена уровень протромбина может быть в полтора-два раза выше, чем в норме. Мутация наследуется по аутосомно-доминантному типу. Это означает, что тромбофилия возникает даже у гетерозиготного носителя измененного гена (G/A).
Тромбоэмболические заболевания (ТЭ) вызываются нарушениями в системе свертываемости крови. Эти нарушения приводят и к сердечно-сосудистым заболеваниям. Генотип G/A является показателем риска развития тромбозов и инфаркта миокарда. При возникновении тромбозов мутация 20210A часто встречается в сочетании с мутацией Лейден. Генотип G/A позиции 20210 гена протромбина является фактором риска тех же осложнений, которые связанны с мутацией Лейден.Гетерозиготными носителями гена являются 2-3% представителей европейской расы.
Показания к анализу. Инфаркт миокарда, повышенный уровень протромбина крови, тромбоэмболические заболевания в анамнезе, преклонный возраст пациента, невынашивание беременности, фетоплацентарная недостаточность, внутриутробная гибель плода, токсикоз, задержка развития плода, отслойка плаценты, пациентам, готовящимся к большим полостным операциям (миома матки, кесарево сечение, кисты яичников и пр.), курение.
Клинические данные. В исследовании 500 пациентов с инфарктом миокарда и 500 здоровых доноров показано более чем пятикратное увеличение риска инфаркта миокарда у пациентов с генотипом 20210A моложе 51 года ([12480694], Канада). Генетический анализ группы пациенток с первым инфарктом миокарда (возраст 18-44 лет) показал, что вариант 20210А встречается в четыре раза чаще в сравнении с группой здоровых, что соответствует увеличению риска инфаркта в 4 раза. Вероятность инфаркта была особенно высока при наличии других факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний. Например, курение при наличии генотипа 20210А повышает риск инфаркта миокарда более чем в 40 раз ([9292507], Нидерланды). Мутация 20210А является значительным фактором риска раннего инфаркта миокарда. При исследовании пациентов с семейным анамнезом венозного тромбоза и контрольной группы здоровых доноров обнаружено, что мутация 20210A приводит к трехкратному увеличению риска венозного тромбоза. Риск тромбоза увеличивается для всех возрастов и для обоих полов. В этом исследовании также была подтверждена прямая связь между наличием мутации 20210A и повышенным уровнем протромбина в крови ([8916933], Нидерланды).
В терапевтических стационарах, где преобладают больные с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ТЭ в форме тромбоэмболии легочной артерии встречается в 15-30% случаев. Во многих случаях ТЭ являются непосредственной причиной смерти, особенно у послеоперационных больных и больных раком. Установлено, что среди больных раком при наличии ТЭ смертность увеличивается в несколько раз, при этом количество ТЭ превышает среднестатистические значения. Причины роста ТЭ у больных раком, возможно, следует искать в проводимой терапии, несогласованной с генетической предрасположенностью больного. Это касается не только больных раком. Согласно патологоанатомическим отчетам, у 60% больных, умерших в больницах общего профиля, обнаруживают признаки тромбоэмболических заболеваний. Знание генотипических характеристик пациента позволит не только оценить риск развития угрожающих жизни состояний, но и правильно определить способы их профилактики и лечения, а также возможность применения тех или иных лекарственных препаратов.
Термолабильный вариант A222V (677 С->Т) метилентетрагидрофолатредуктазы
Гипергомоцистеинемия (ГГ) является независимым фактором риска атеросклероза и атеротромбоза (независимым от гиперлипидемии, гипертензии, сахарного диабета и т.д.). Установлено, что 10% риска развития коронарного атеросклероза обусловлено повышением уровня гомоцистеина в плазме крови. При исследовании группы пациентов с ГГ и группы здоровых доноров гомозиготная форма 677T была найдена у 73% пациентов с ГГ и только у 10% здоровых доноров. Наличие гомозиготной формы 677T приводит к почти 10-кратному повышению риска ГГ. Пациенты с ГГ также имели пониженные уровни фолиевой кислоты и витамина В12, потребляли больше кофе и курили чаще, чем здоровые доноры ([8903338], Норвегия). В норме уровень гомоцистеина равен 5-15 мкмоль/л, умеренно-повышенный уровень 15-30 мкмоль/л. При тяжелой форме ГГ возможно 40-кратное повышение уровня гомоцистеина. Исследователи приписывают причину возникновения тяжелых форм ГГ и другим мутациям и факторам (гомозиготная мутация гена Cb S, самыми частыми считают I278T и G307S, хотя частота их проявления в разных странах сильно варьирует, намного реже причинами тяжелой ГГ являются Т/Т генотип MTHFR, дефицит метионинсинтетазы и нарушенная активность метионинсинтетазы из-за генетических нарушений метаболизма витамина В12 (G. J. Hankey, J. W.Eikelboom The Lancet, 1999; 354: 407-413 http://apteki.nnov.ru/docs/294/5-1-1.html).
Коррекцию ГГ можно провести поступлением кофакторов, необходимых для метаболизма гомоцистеина (фолиевая кислота, витамины В12, В1 и В6 (особенности терапии ГГ витаминами см. G. J. Hankey, J. W.Eikelboom The Lancet, 1999; 354: 407-413 http://apteki.nnov.ru/docs/296/5-1-3.html). У носителей Т/Т генотипа MTHFR при оптимальном потреблении фолата уровень гомоцистеина повышен умеренно (до 50%). Хотя известно, что при тяжелой форме ГГ комбинация 2,5 мг фолиевой кислоты, 25 мг витамина В6 и 250 мкг витамина В12 в день снижает прогрессирование атеросклероза (измерялась бляшка в сонной артерии), нужно еще подтвердить, предупреждает ли гомоцистеин-снижающая терапия значимые сосудистые осложнения у лиц с умеренной ГГ. О важности проблемы ГГ говорит тот факт, что Министерство здравоохранения США в 1992 году рекомендовало женщинам, которые могут забеременеть, принимать 400 мкг фолиевой кислоты в день. Администрация по контролю пищевых продуктов и лекарственных препаратов в США требует обогащать крупы фолиевой кислотой в концентрациях, которые могут дать дополнительно 100 мкг в день. Однако, дневная доза фолиевой кислоты, необходимая для максимального снижения уровня гомоцистеина, равна 400 мкг, то есть могут быть оправданы и более высокие дозы добавок фолиевой кислоты в пищу.
Патогенез врожденных дефектов нервной трубки включает в себя, в частности, генетические и диетические факторы. При исследовании 40 детей Южной Италии с врожденным дефектом нервной трубки и здоровых доноров было показано, что генотип 677С в гомозиготном состоянии (С/С) приводит к двукратному повышению риска развития дефектов, в то время как мутантная гомозигота Т/Т соответствует почти десятикратному снижению риска ([12812837], Франция-Италия). При исследовании выборки населения Ирландии (395 больных и 848 здоровых) было установлено, что встречаемость варианта T повышена у пациентов с врожденным дефектом нервной трубки ([15155469], Ирландия). Трудно сказать связаны ли эти противоположные результаты исследований с популяционными изменениями или не учтены другие факторы риска. Поэтому пока нельзя определить является ли вариант Т защитным или, наоборот, патогенным фактором для данного заболевания. Повышение частоты генотипа 677T было отмечено не только при позднем токсикозе (гестозе), но и при других осложнениях беременности (отслойке плаценты, задержке роста плода, пренатальной смерти плода). Сочетание мутации 677T с другими факторами риска приводит к повышению вероятности раннего выкидыша.
При исследовании связи между мутацией 677T и сердечно-сосудистыми заболеваниями обнаружено, что гомозиготная мутация 677T встречается гораздо чаще у пациентов с кардиоваскулярными заболеваниями, чем у здоровых доноров. У молодых пациентов, имевших ишемию артерий, гомозигота Т/Т встречается в 1,2 раза чаще ([14660985], США). Статистический анализ 40 независимых исследований (мета-анализ) пациентов с ИБС, обобщающий данные о 11162 пациентах и 12758 здоровых доноров, показал увеличение риска развития ИБС в 1,16 раза при наличии гомозиготы Т/Т ([12387655], Нидерланды). Невысокая степень риска связана с гетерогенностью анализируемых выборок населения. При исследовании гомогенных выборок населения (индивидуальные исследования, а не мета-анализ) оценки степени риска значительно выше. Так, разница в частотах встречаемости гомозигот Т/Т у пациентов и у здоровых доноров соответствовала 3-х кратному повышению риска кардиоваскулярных заболеваний в раннем возрасте ([8554066], Нидерланды).Наличие мутации 677Т в гене MTHFR у больных с антифосфолипидным синдромом коррелирует с рецидивирующим течением тромбозов (Россия).
Выявлена определенная, хотя и сложная, взаимосвязь между вариантами MTHFR и развитием предраковых и раковых состояний колоректальной области. Проводилось исследование значительной группы больных с полипозом толстого кишечника. Определялись уровни фолата в эритроцитах, наряду с оценкой С/Т генотипа МТHFR. Ранее полученные результаты показывали связь между пониженным содержанием фолата и риском развития аденоматоза. Многофакторный анализ показал, что курение, фолатный статус и генотип MTHFR являются существенными компонентами высокого риска аденоматоза. Этот риск оказался весьма велик у лиц с низким уровнем фолата и носительством аллеля 677Т в гомо- или гетерозиготной форме. Эти данные показали сильное взаимодействие диетических и генных факторов в развитии предраковых состояний. Сходные предположения выдвинуты учеными, которые обследовали большой контингент больных раком толстого кишечника и показали значительную связь между риском развития ракового заболевания, возрастом больных, возрастным дефицитом фолата и Т/Т генотипом MTHFR. Исследование 379 пациентов с колоректальной аденомой и 726 здоровых доноров показало, что мужчины-носители Т/T генотипа, употребляющие много алкоголя, имели в 3,5 раза более высокий риск заболевания аденомой ([14578131], США). Однако некоторые исследователи считают, что без употребления алкоголя, как одного из факторов риска, мутация 677T является защитным фактором. Так, исследование пациентов с проксимальным колоректальным раком показало, что наличие у пациента гомозиготы Т/T приводит к 2,8-кратному понижению риска развития колоректального рака ([12576444], Италия). Эти выводы требуют проверки для других популяций. Скорее всего, значимость малоактивного мутантного MTHFR можно считать усугубляющей на фоне остальных перечисленных факторов риска, поскольку этот генный дефект может снижать стабильность генома из-за гипометилирования ДНК.
Полиморфизм С677T влияет на эффективность химиотерапии рака. Фторурацил широко используется для химиотерапии колоректального рака. Вероятность положительной динамики в ответ на химиотерапию колоректальной аденокарциномы при наличии у пациента 677T генотипа увеличивалась почти в три раза. Результаты позволяют предположить, что генотипирование по полиморфизму С677T позволит разработать более эффективные курсы химиотерапии ([12738713], Канада). Однако исследование небольших выборок (до 50) больных раком груди показало, что при наличии гомозиготы Т/Т риск развития побочных эффектов при применении метотрексата (антиметаболита, действие которого связано с ингибированием активности фермента MTHFR) увеличивается в десятки раз ([12471611], Италия).
Имеются немногочисленные исследования генотипа MTHFR при онкогинекологических заболеваниях. Изучался полиморфизм С677Т гена MTHFR в большой группе еврейских женщин, заболевших раком молочной железы и яичника, включая и наследственные формы, связанные с мутациями генов BRCA. При таком неблагоприятном генетическом фоне наличие у больных Т/Т генотипа оказалось существенным фактором отягощения заболевания. Частота Т/Т генотипа была в 2 раза выше (33% против 17%, Р=0,0026) среди женщин с двусторонним раком молочной железы и раком яичника, по сравнению с основной группой больных. Женщины с гетерозиготным генотипом С/Т имели двойной онкологический риск, а у больных с гомозиготным генотипом Т/Т риск был повышен втрое по сравнению с контрольной группой. В то же время, пониженное потребление фолатов в диете повышало генетический риск до пятикратного значения по сравнению с контролем. Авторы также подтвердили тот факт, что заражение HPV (вирус папилломы) у больных является важнейшим фактором риска развития цервикальной дисплазии. В то же время подчеркивается особое значение сочетания HPV-инфекции с Т/Т вариантом MTHFR (Gershoni-Baruch R., Dagan E., Israeli D. et al. Association of the C677T polymorphism in the MTHFR gene with breast and/or ovarian cancer risk in Jewish women // Eur. J. Cancer. — 2000. — Vol.36, N.18. — P. 2313-2316).
Полиморфизм Arg353Gln (10976 G->A) коагуляционного фактора VII (F7)
Физиология и генетика. В активном состоянии фактор VII взаимодействует с фактором III, что приводит к активации факторов IX и X системы свертывания крови, то есть коагуляционный фактор VII участвует в образовании кровяного сгустка. Вариант 353Gln (10976A) приводит к понижению производительности (экспрессии) гена фактора VII и является защитным фактором в развитии тромбозов и инфаркта миокарда. Распространенность данного варианта в европейских популяциях составляет 10-20%.
Показания к анализу. Риск инфаркта миокарда и фатального исхода при инфаркте миокарда, уровень коагуляционного фактора VII в крови, тромбоэмболические заболевания в анамнезе.
Клинические данные. Высокий уровень коагуляционного фактора VII в крови связывают с повышенным риском смерти при инфаркте миокарда [Meade TW et al, Lancet 1986, 2: 533-7]. Приведенные данные о клинической значимости мутации подтверждаются исследованиями в других европейских популяциях. В частности, наличие варианта 10976A соответствовало пониженному риску фатального исхода при инфаркте миокарда ([11858502], Финляндия). При исследовании пациентов со стенозом коронарных артерий и инфарктом миокарда обнаружено, что наличие мутации 10976A приводит к понижению уровня фактора VII в крови на 30% и 2-х кратному понижению риска инфаркта миокарда даже при наличии заметного коронарного атеросклероза. В группе пациентов, не имевших инфаркта миокарда, наблюдалась повышенная встречаемость гетеро- и гомозиготных генотипов 10976A, соответственно G/A и G/G ([10984565], Италия).
Полиморфизм L33P (T->C) тромбоцитарного рецептора фибриногена, гликопротеина-3а
Физиология и генетика. Ген тромбоцитарного рецептора фибриногена (ITGB3) кодирует бета-3 субъединицу интегрин-комплекса поверхностного рецептора тромбоцитов GPIIb/IIIa, известную также как гликопротеин-3а (GPIIIa). ITGB3 участвует в межклеточной адгезии и сигнализации. ITGB3 обеспечивает взаимодействие тромбоцита с фибриногеном плазмы крови, что приводит к быстрой агрегации (склеиванию) тромбоцитов и, таким образом, к последующему купированию поврежденной поверхности эпителия. Мутация 33P GPIIIa приводит к повышенной склонности тромбоцитов к агрегации, что увеличивает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. У пациентов с этим вариантом часто отмечается пониженная эффективность аспирина как тромболитического препарата.Частота встречаемости мутации 33P в европейских популяциях составляет 8-15%.
Показания к анализу. Семейный анамнез ранней ишемической (коронарной) болезни сердца (ИБС), инфаркт миокарда, тромбоэмболические заболевания в анамнезе, постангиопластические тромбозы, неонатальная тромбоцитопения, антитромбозная терапия аспирином.
Клинические данные. Исследование европейской популяции и афро-американских близнецов-пациентов с коронарной болезнью сердца показывает повышенную встречаемость мутации 33P в семьях с ранней ИБС. Наличие генотипа 33P приводит к увеличению риска заболевания инфарктом миокарда в 2,8 раза. Для пациентов с генотипом 33P моложе 60 лет среднестатистический риск увеличивается более чем в 6 раз ([10583927], [8598867], США).
Аспирин широко применяется в антикоагуляционной терапии с целью понижения риска развития инфаркта миокарда. Многочисленные исследования, включающие более 100000 пациентов, показывают значительное уменьшение среднестатистической смертности, инфаркта и окклюзии артерий при применении аспирина [8054013]. Полиморфизм L33P может определять реакцию организма пациента на терапию аспирином. Обнаружено, что в группе пациентов, не реагирующих на прием аспирина, частота встречаемости немутантного ITGB3 (вариант 33L) была почти в 1,5 раза выше, чем в контрольной группе. Иначе говоря, мутантный GPIIIa (вариант 33P) способствует повышению чувствительности к терапии аспирином. Таким образом, генетическое тестирование полиморфизма L33P гена GPIIIa может быть использовано для выработки индивидуального курса терапии аспирином ([13678940], Франция).
Полиморфизм –455 G->A фибриногена
Показания к анализу. Повышенный уровень фибриногена плазмы крови, повышенное давление крови, тромбоэмболические заболевания в анамнезе, инсульт.
Алкогольная зависимость
Полиморфизмы генов метаболизма алкоголя
Полиморфизмы Rsal (-1019 C->T), Pstl (-1293 G->C), Dral (T->C) и Tag 1 (9896 C->G) цитохрома 2E1
Физиология и генетика. Цитохром 2E1 (CYP2E1) участвует в метаболизме ацетона, бензола, бензопирена, тетрахлористого углерода и других канцерогенов табачного дыма. Фермент также участвует в метаболизме этанола. В результате ферментативных реакций цитохрома образуются перекись водорода и свободнорадикальные пероксид и гидроксил (из этанола), что вызывает повреждения органов и, прежде всего печени. Следовательно, изменение количества или активности фермента приводит к изменению риска повреждения организма.
Вариант T RsaI (Rsal c2) ассоциирован с алкогольной болезнью печени. Вариант C PstI (PstI+) соответвует повышенному риску развития онкологических заболеваний. Вариант C DraI также является онкологическим маркером.В европейских популяциях частоты встречаемости вариантов RsaI и PstI составляют 1-3%, варианта DraI — около 10%.
Показания к анализу. Прием алкоголя, алкоголизм, алкогольное повреждение печени, гепатома (форма первичного рака печени), колоректальный рак, рак желудка, рак груди, рак простаты, курение.
Клинические данные. Полиморфизм Rsal (-1019 C->T). При исследовании больных алкоголизмом и группы здоровых доноров было установлено, что частота встречаемости варианта RsaI-Т была в 4,5 раза выше в группе больных со значительными повреждениями печени ([8747406], Англия). Исследование пациентов с гепатомой печени и здоровых доноров показало, что частоты встречаемости вариантов RsaI-С/Т незначительно отличаются между двумя группами. Однако, у пациентов с RsaI-Т, употреблявших алкоголь (более 50 г в день), риск развития гепатомы повышается почти в 5 раз ([8977352], Испания).
Полиморфизм Pstl (-1293 G->C). Исследование групп больных с колоректальным раком показало увеличение риска заболевания при наличии PstI-C в 1,9 раза. Выявлено, что при наличии PstI-C в 3 раза увеличивается риск развития рака в подгруппе пациентов, регулярно употребляющих соленую пищу ([15182482], Китай). Многофакторный анализ по возрасту и количеству выкуриваемых сигарет группы пациентов с раком желудка и здоровых доноров без онкологической предыстории показал, что частоты встречаемости полиморфизма PstI значительно различаются между группами. Так, наличие PstI-C при выкуривании более 30 пачек сигарет в год приводит к 3-х кратному увеличению риска развития рака желудка. У пациентов моложе 50 лет при наличии гомозиготы PstI-C/С или DraI-C/С риск развития рака повышался в 5,6 раза ([14535982], Корея).
Полиморфизм Dral (T->C). Известно, что N-нитрозамины табачного дыма канцерогенны и вызывают, в частности, рак груди. Нитрозамины также выводятся CYP2E1. В США проводилось исследование пациенток до и после менопаузы. Было показано, что наличие DraI-C у курящих пациенток до менопаузы является фактором риска заболевания раком груди. Даже при незначительном курении (1 сигарета в неделю) более одного года наличие у пациенток гетерозиготного генотипа DraI-Т/С приводит к увеличению риска заболевания раком груди более чем в 7 раз ([8944074], США).
Полиморфизм ADH1B*2 (R47H G->A) алкогольдегидрогеназы
Физиология и генетика. Алкогольдегидрогеназа 1B (ADH1B, ADH2) окисляет спирты до альдегидов. Мутация 47H наиболее распространенного полиморфизма ADH1B*2 приводит к повышенной скорости распада этанола, тем самым, ускоряя удаление спирта из крови. Это благоприятная мутация для употребляющих алкоголь. Распространенность мутации составляет 4-8% в европейских популяциях.
Показания к анализу. Алкоголизм, алкогольный цирроз печени, риск инсульта, рак груди.
Клинические данные. Исследование большой выборки населения (876 человек) из различных европейских стран (Испания, Франция, Германия, Швеция, Польша) показало, что встречаемость варианта ADH1B*2 гораздо ниже у больных алкоголизмом. Риск алкоголизма при наличии варианта ADH1B*2 уменьшается на 30% ([10733556], Испания). Аналогичные результаты были получены в отношении ряда неевропейских выборок населения (например, [14745297]).
В исследовании пациентов с циррозом не было обнаружено мутации ADH1B*2, в то время как она была найдена, по крайней мере, у 8% здоровых доноров. Сделан вывод, что наличие варианта ADH1B*2 соответствует значительному понижению риска алкогольного цирроза печени ([11966948], Австралия). При исследовании более 2000 человек было установлено, что мутация ADH1B*2 является защитным фактором, понижающим риск инсультов ([15534263], Япония). Исследование 278 пациенток с инвазивным раком груди и 467 здоровых доноров показало в три раза более высокую частоту варианта ADH1B*2 у пациенток с раком груди ([12189549], Германия).
Полиморфизм ALDH2*2 (E487K G->A) альдегиддегидрогеназы
Физиология и генетика. Альдегиддегидрогеназа (ALDH2) принимает участие в распаде спиртов — переводит образующиеся после окисления спиртов альдегиды в кислоты. Большинство европейцев имеют два основных изофермента: цитозольный и митохондриальный, в то время как почти половина исследованных представителей азиатских популяций имеют только цитозольную форму. Ген ALDH2 кодирует митохондриальную форму фермента. Отсутствие его активности является, по-видимому, причиной более сильного воздействия алкоголя, наблюдаемого у азиатских и северных народностей.Полиморфизм ALDH2*2 встречается у 50% представителей монголоидной расы и практически не встречается у представителей кавказской и негроидной рас.
Показания к анализу. Принадлежность к монголоидной расе, алкоголизм, алкогольный цирроз печени, повышенный уровень ЛПВП-холестерина, инфаркт миокарда, периодонтит.
Клинические данные. У пациентов с мутацией ALDH2*2 происходит накопление ацетальдегида в крови, приводящее к поражению печени. Интенсивный прием алкоголя у лиц с указанным полиморфизмом может привести, в частности, к быстрому развитию алкогольной болезни и/или циррозу печени. Исследование пациентов, находящихся на различных стадиях алкогольного повреждения печени показало, что гетерозиготный генотип G/A ALDH2*2 приводит к более серьезному повреждению печени. В частности, у пациентов с мутацией ALDH2*2, регулярно принимавших небольшие количества алкоголя, повреждения печени были сильнее, чем у пациентов без этой мутации, принимавших более 100 г этанола в день ([12198368], Япония). При исследовании 342 пациентов-мужчин с инфарктом миокарда и 1820 здоровых доноров была показана связь варианта 487K с количеством потребления алкоголя и уровнем ЛПВП-холестерина. При наличии варианта 487K риск инфаркта миокарда повышается в 1,6 раз ([12452318], Япония) Исследование пациентов с различной степенью периодонтита показало, что прием алкоголя увеличивает риск развития периодонтита в 2 раза вне зависимости от варианта E487K. Наличие же варианта 487K соответствовало более тяжелым формам периодонтита при приеме более 30 г этанола в день ([14742656], Япония).
Полиморфизмы генов системы детоксикации организма человека
Полиморфизмы R144C (C->T) и I359L (A->C) цитохрома 2C9
Физиология и генетика. Цитохром 2C9 (CYP2C9) является одним из ферментов системы детоксикации организма от ксенобиотиков, влияет на эффективность воздействия ряда лекарственных препаратов. Варианты 144C (CYP2C9*2) и 359L (CYP2C9*3) определяют индивидуальную чувствительность пациента к антикоагуляционной терапии варфарином, а также при применении ряда других лекарственных препаратов (аценокумарол, толбутамид, лозартан, глипизид, фенитоин, ибупрофен).Частота встречаемости варианта CYP2C9*2 составляет 11%, а варианта CYP2C9*3 – 7% в европейских популяциях.
Показания к анализу. Антикоагуляционная терапия варфарином и аценокумаролом, риск кровоизлияний, колоректальный рак.
Клинические данные. Уменьшение активности фермента генотипа 144C или 359L приводит к риску развития осложнений при фармакотерапии. При назначении курса лечения обязательно нужно принимать во внимание данные генетического анализа CYP2C9. Например, в случае лечения варфарином пациента с вариантом 144C или 359L следует назначать сниженные дозы данного препарата (см. лекцию по генотипированию на сайте www.pynny.ru в разделе Информация). Исследование группы пациентов, проходящих курс терапии варфарином, показало, что при наличии одного из генотипов 144C или 359L содержание варфарина в крови превышает принятые нормы. Кроме того, у пациентов с такими аллелями риск серьезного кровоизлияния, угрожающего жизни пациента, повышается в 2,4 раза ([11926893], США). Исследование пациентов, проходящих терапию аценокумаролом, показало, что вариант 359L встречается в 6 раз чаще у тех, которым из-за побочных клинических эффектов назначалась пониженная доза препарата. Иначе говоря, при наличии варианта 359L необходимо снижать дозы аценокумарола. При наличии варианта 144C также необходимо использовать пониженные дозы препарата. Однако у пациентов с вариантом 144C побочные клинические эффекты были гораздо менее выражены. Сделан вывод, что аценокумарол может использоваться как альтернатива варфарину при наличии у больного варианта 144C (но не варианта 359L) ([12010835], Испания).
Некоторые из субстратов CYP2C9 участвуют в метаболизме веществ, влияющих на риск развития колоректального рака. Таким образом, полиморфные варианты CYP2C9 характеризуются разным онкологическим риском. Исследование пациентов с колоректальным раком и группы здоровых доноров показало, что для больных характерна более высокая частота нативной формы фермента, в особенности для пациентов с раком проксимальных сегментов прямой кишки. Наличие хотя бы одного из вариантов 144C или 359L приводит к более чем двукратному понижению риска развития колоректального рака ([11470765], Испания).
Источник
Использованы литературные данные, подготовленные к.х.н Торшиным И.Ю., к.б.н. Генерозовым Э.В., Третьяковым В.Е.