19–20 апреля 2012 г. в ГУ «Национальный научный центр «Институт кардиологии имени академика М.Д. Стражеско НАМН Украины» состоялась ІІ Научно-практическая конференция Украинской ассоциации специалистов по сердечной недостаточности «Современные достижения и перспективы в лечении сердечной недостаточности». Среди многочисленных направлений в тематике обсуждаемых вопросов по проблеме патологии сердца отдельная секция конференции была посвящена достижениям в области генетики и фармакогенетики в кардиологии.
С призыва к переходу от этапа полного непонимания клиницистами генетиков до их активного взаимодействия начала свое выступление Наталья Горовенко, член- корреспондент НАМН Украины, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой медицинской и лабораторной генетики Национальной медицинской академии последипломного образования им. П.Л. Шупика (Киев).
Современной медициной уже признано мультифакторное влияние на возникновение многочисленных и нозологически разнообразных групп заболеваний, развитие которых определяется взаимодополняющим действием определенных наследственных факторов (многих генов) и факторов среды. Мультифакторные заболевания (МФЗ) — не врожденные, они возникают в определенных условиях жизнедеятельности человека. Долгое время генетика изучала лишь наследственную моногенную патологию — заболевание, этиология которого связана лишь с мутацией одного гена (например муковисцидоз). Однако на сегодня известно >1500 мутаций этого гена, то есть продуктом транскрипции мутировавшего гена будет 1500 вариантов белка, провоцирующего заболевание.
На гены человека постоянно воздействуют различные компоненты окружающей среды, приводя к возникновению точечных мутаций в виде однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphism — SNP), которые используются в качестве молекулярно-генетических маркеров различных патологических состояний организма. Генетиками изучены гены (кластеры генов) наследственных болезней, склонности к заболеваниям, алкоголизму, ответа на лекарства, гены поведения, интеллекта, долголетия и т.д.
С 90-х годов XX ст. началось активное изучение полиморфных генетических маркеров, которые представляют генетическую компоненту мультифакторных заболеваний сердечно-сосудистой системы.
В 2003 г. благодаря научно-техническим возможностям был прочтен геном человека, и стало возможным генетическое тестирование (ГТ) на заказ (образцы посылаются почтой, а ответы направляются непосредственно заказчику (Direct-to-Consumer Testing). Такая услуга становится популярной в США, Исландии, а также во многих центрах Западной Европы и России. К 2015 г. прогнозируют всеобщую доступность ГТ благодаря снижению стоимости исследования (до 100 дол. США). Но остаются проблемы в идентификации генов-маркеров МФЗ и тем более — в интерпретации результатов ГТ. Это связано с тем, что для всех МФЗ взаимоотношения генотип — фенотип всегда носят вероятностный характер, а не являются строго детерминированными, то есть точность ДНК-диагностики МФЗ, в отличие от моногенных болезней, никогда не приблизится к 100%. Даже при невысоких значениях коэффициента соотношения рисков для единичных генов-кандидатов их суммарный эффект может оказаться клинически вполне значительным, поэтому оценить его может только специально подготовленный врач с учетом следующих предостережений:
- поскольку введение ГТ, определяющего риск, опережает развитие методов, снижающих этот риск, необходим диалог клиницистов и правоведов для решения вопроса о правомерности широкого применения ГТ во врачебной практике, в том числе вопроса завышенной оценки прогноза;
- клиницистам необходимо учитывать последствия нововведений и быть осторожными в применении и последующей оценке ГТ.
На сегодня в мире ведутся исследования, изучающие раздельный вклад генетических и средовых факторов (Montreal Adoption Survey).
Например, установлено, что уровень артериального давления (АД) не менее чем на 20–40% контролируется генетическими факторами, хотя комплексные биометрические подсчеты свидетельствуют о большем (70–80%) вкладе различных генов. Риск развития артериальной гипертензии (АГ) у детей при наличии гипертонической болезни (ГБ) у одного из родителей составляет 27%, обоих родителей — 50%. Для семейных случаев ГБ характерен дебют заболевания в более раннем возрасте, его быстрое прогрессирование с поражением органов-мишеней (раннее развитие гипертрофии левого желудочка — ЛЖ).
Исследование В.Г. Майданник и соавторов (2007) показало формирование стабильной АГ в более раннем возрасте и наличие в 2 раза более высокого уровня альдостерона у подростков с DD-генотипом гена ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), в отличие от генотипа ІІ.
При исследовании вазодилатирующей активности эндотелия сосудов детей в возрасте от 1 мес до 3 лет отмечена меньшая способность к вазодилатации у детей, матери которых имели факторы сердечно-сосудистого риска и отягощенный семейный анамнез;
- отмечено нарушение эндотелийзависимой вазодилатации у новорожденных с недостаточной массой тела при рождении;
- изменение эндотелиальной функции отмечено и у детей, и у взрослых, которые родились с недостаточной массой тела.
Клиницистам следует также учитывать межиндивидуальные различия ответа на лекарственное средство, связанное с полиморфными вариантами генов — фармакогеномику лечения. Так, гены, кодирующие ферменты, которые метаболизируют ксенобиотики, характеризуются значительным полиморфизмом, и наличие делеций или «медленных» аллелей может приводить к дисбалансу процессов детоксикации. Например, CYP 2D6 и CYP 2C19 — изоферменты — цитохромы первой фазы метаболизма ксенобиотиков, в том числе лекарственных средств. Наличие «медленных» аллелей в генах, кодирующих эти изоферменты, приводит либо к отсутствию синтеза этих ферментов, либо к синтезу ферментов с низкой активностью. Примерно у 5–10% европеоидов, в том числе и украинцев, отмечается снижение функции этого фермента — фенотип «медленной метаболизации». Этот фенотип ассоциирован с широким спектром заболеваний, включая рак, болезни Паркинсона и Альцгеймера.
Н. Горовенко подчеркнула, что в современных условиях медицинское заключение о состоянии здоровья пациента должно быть комплексным, основываясь на семейном анамнезе, ГТ, клинической характеристике, и может проводиться уже в раннем возрасте. При этом возрастает роль семейных врачей по выявлению наследственной отягощенности. Более раннее отнесение пациента к группе риска способствует формированию адаптивной среды, проведению более агрессивных профилактических мер и при необходимости — подбору фармакогенетически обоснованного лечения.
Как отметил в своем выступлении Юрий Рудык, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом клинической фармакологии и фармакотерапии Института терапии им. Л.Т. Малой НАМН Украины (Харьков), парадоксом современной кардиологии является то, что чем больше лечить заболевания сердечно-сосудистой системы, тем большее количество пациентов доживают до сердечной недостаточности (СН). Выходом из данной ситуации может служить расшифровка генома пациента — это позволит как предопределить агрессивность течения заболевания, так и прогнозировать ответ больного на лечение. В докладе Ю. Рудыка речь шла об анализе замены компонентов на уровне одного SNР-гена, кодирующего синтез β1-адренорецепторов. Как известно, эти рецепторы играют ведущую роль в развитии СН. Среди 25 видов полиморфизмов β1-адренорецепторов клинически значимыми являются несколько, один из которых связан с модуляцией клеточного ответа на внеклеточные воздействия в результате замены во внутриклеточной части рецептора в 389-м положении аргинина на глицин.
Блокаторы β-адренорецепторов улучшают прогноз пациентов с СН (это обосновывает их включение в клинические протоколы лечения СН). Однако в свое время для блокатора β-адренорецепторов буциндолола клиническое исследование BEST закончилось неудачно. Как показал последующий ДНК-анализ, такой результат был связан не с низкой эффективностью препарата, а с межпопуляционным генетическим различием, на долю которого приходится 11–15% мирового генетического разнообразия. Так, у пациентов, являющихся аргининовыми гомозиготами β1-адренорецепторов, ответ на буциндолол был позитивным с уменьшением времени госпитализации и хорошим прогнозом. Однако из-за наличия в клиническом исследовании 50% представителей негроидной расы, у которых отсутствует данный вид полиморфизма, средние результаты исследования оказались отрицательными.
По данным отечественных исследований, 40% украинцев, как и других представителей европеоидной расы, имеют полиморфизм β1-адренорецепторов, являясь носителями аргининовых гомозигот, 40% — аргинин-глициновых гетерозигот и около 20% — глициновых гомозигот в 389-м положении.
Ю. Рудык представил данные собственных исследований. В течение 2 лет проводилась стандартная терапия с бизопрололом в группе пациентов с СН, перенесших инфаркт миокарда (ИМ) с систолической дисфункцией. В ходе лечения наблюдали разный ответ на блокатор β-адренорецепторов: носители аргининовых гомозигот быстро ответили значительным снижением частоты сердечных сокращений (ЧСС) и достоверным увеличением фракции выброса ЛЖ, у аргинин-глициновых гетерозигот ответ на лечение достигался при применении препарата в максимальной целевой дозе, а у глициновых гомозигот — не наблюдалось улучшения ни при каких дозировках.
Такая же реакция отмечена и в масштабном исследовании CIBIS (Cardiac Insufficiency Bisoprolol Study) с применением у больных с левожелудочковой СН бизопролола. По результатам лечения участников исследования распределили на три группы в зависимости от индивидуально эффективной дозировки. Докладчик допустил, что это может быть ассоциировано с вышеуказанным полиморфизмом гена, кодирующего β1-адренорецептор.
Он также напомнил, что, руководствуясь принятыми стандартами лечения СН, важно придерживаться постепенного повышения дозы блокаторов β-адренорецепторов путем ее титрования с частотой 1 раз в 2 нед и доведения до целевой или максимально переносимой. Такая тактика призвана не допустить появления гиперответа организма пациента с возникновением побочных эффектов (из-за чего в свое время блокаторы β-адренорецепторов были запрещены в терапии при СН). Однако длительное (до 0,5 года) титрование также имеет негативные последствия — больные не доживают до определения индивидуально переносимой дозы препарата. Поэтому, по мнению Ю. Рудыка, в полном клиническом портрете пациента, в том числе с СН, пришло время учитывать его генетические особенности. То есть — настал момент генетизации медицины!
Подтверждением этой мысли стал доклад Ярослава Лутая, кандидата медицинских наук, старшего научного сотрудника отдела реанимации и интенсивной терапии ГУ «Национальный научный центр «Институт кардиологии имени академика Н.Д. Стражеско НАМН Украины», о фармакогенетических особенностях лечения больных с острым ИМ. Он напомнил, что эндотелий сосудов — высокоактивный эндокринный орган, участвующий в регуляции тонуса сосудов, их росте (пролиферации), тромбообразовании и воспалении. Все это играет важную роль в поддержании сосудистого гомеостаза. Ключевое значение в реализации защитных функций эндотелия имеет оксид азота (nitric oxide — NO), который синтезируется эндотелиальной NO-синтетазой (eNOS). На сегодня доказано, что существует полиморфизм гена, кодирующего eNOS. Наиболее изученными являются полиморфизм 4a/b 4-го интрона, полиморфизм G894T 7-го экзона и полиморфизм Т-786С промотора гена eNOS. В ходе исследования, проведенного Я. Лутаем и соавторами (2009), подтверждено следующее:
- полиморфизм Т-786С промотора гена eNOS имеет патогенетическое значение в развитии острого коронарного синдрома (ОКС) и ассоциируется со снижением эндотелийзависимой вазодилатации, повышением жесткости артерий и уровня фактора Виллебранда и дисфункцией вегетативной нервной системы у пациентов с ОКС;
- –786ТТ генотип промотора гена eNOS ассоциируется с более частым открытием инфарктзависимой коронарной артерии при проведении тромболитической терапии стрептокиназой и благоприятным течением госпитального периода;
- при остром ИМ эффективность терапии статинами в течение госпитального периода определяется генотипом eNOS, а наибольшая эффективность выявлена у больных с –786ТТ генотипом промотора.
Еще на одном патологическом состоянии миокарда остановилась в своем докладе Татьяна Колесник, доцент кафедры госпитальной терапии Днепропетровской государственной медицинской академии, гипертрофии ЛЖ как следствии ГБ. Развитию даной сердечной паталогии способствуют как нейрогуморальные, гомеостатические, вазоконстрикторные факторы, факторы среды, так и генетическая предрасположенность. Идентификация клинико-генетических маркеров позволяет прогнозировать развитие и течение гипертрофии ЛЖ при ГБ, что имеет большое значение для выделения групп высокого риска и разработки наиболее эффективных способов профилактики и лечения.
Одной из ключевых систем, участвующих в развитии ГБ, является ренин-ангиотензиновая (РАС). Поэтому изначально генетиками более активно изучались гены, отвечающие за синтез компонентов РАС, а именно ангиотензиногена, АПФ и сосудистого рецептора 1-го типа ангиотензина II (AT1Р). Внутри генов, кодирующих эти компоненты, найдены многочисленные полиморфные маркеры, многие из которых использованы в генетическом анализе наследственных заболеваний: I/D полиморфизм гена, кодирующего АПФ, А/С полиморфизм гена, кодирующего AT1Р.
Днепропетровскими учеными проведено исследование, цель которого — определение диагностической значимости полиморфизма гена АПФ и гена AT1Р, а также оценка их влияния на гипертрофию ЛЖ и эффективность длительной антигипертензивной терапии. Выводы были сделаны на основе комплексного изучения показателей суточного мониторирования АД, структурно-функционального состояния сердца и полиморфизма генов АПФ и AT1Р у лиц с ГБ.
Т. Колесник напомнила, что целью антигипертензивной терапии на фоне нормализации АД является органопротекторное действие на органы-мишени, в частности реверсия гипертрофии ЛЖ на 10–20% в течение 1-го года лечения.
По итогам проведеного исследования достоверное снижение индекса массы миокарда ЛЖ при проведении антигипертензивной терапии получено у пациентов с аллелем I и генотипом II полиморфизма гена АПФ, а также аллелем А и генотипом АА полиморфизма гена AT1Р.
В то же время комплексное антигипертензивное лечение не имело ни гипотензивного, ни реверсивного эффекта при генотипе СС. В целом негативный вклад в прогрессирование заболевания, гипертрофии ЛЖ с формированием его концентрической гипертрофии вносит присутствие в генотипе пациента аллеля D гена, кодирующего АПФ и аллеля С гена, кодирующего AT1Р.
Отечественным исследованиям в области генетической предрасположенности к ишемической болезни сердца (ИБС) и ее взаимосвязи с иммунопатологическими реакциями (ИПР) было посвящено выступление Татьяны Гавриленко, доктора медицинских наук, профессора, заведующей отдела иммунологии ГУ «Национальный научный центр «Институт кардиологии имени академика Н.Д. Стражеско НАМН Украины».
Важным является определение особенностей реагирования иммунной системы при ИБС. В исследованиях последних лет установлено, что многие заболевания ассоциированы с генетическими маркерами аллелей главного комплекса гистосовместимости или системой тканевой совместимости человека под названием человеческие лейкоцитарные антигены (human leucocyte antigens — HLA). Система HLA представлена комплексом генов и контролируемых ими антигенов и призвана обеспечивать в организме человека генетический контроль иммунного ответа во всех его проявлениях. Она представлена HLA локусами генов 1-го класса (А, В, С), которые экспрессируются на поверхности всех ядросодержащих клеток, обеспечивая их взаимодействие и распознавание цитотоксическими Т-лимфоцитами (Т- киллерами), а также HLA локусами генов 2-го класса (DP, DM, DOA, DOB, DQ, DR), экспрессирующимися на поверхности активированных Т-лимфоцитов и антигенпредставляющих клеток (B-лимфоцитов, макрофагов, дендритных клеток), обеспечивая их взаимодействие.
Продукты этих маркерных генов также участвуют в запуске и развитии патологических процессов в организме. Поэтому важным вопросом является установление взаимосвязи клинических проявлений ИБС с факторами иммунного реагирования и их иммуногенетическими маркерами, что в конечном счете даст понимание механизмов реализации наследственной предрасположенности к развитию данного заболевания.
В совместной исследовательской работе ГУ «Национальный научный центр «Институт кардиологии имени академика Н.Д. Стражеско НАМН Украины» и Национального центра радиационной медицины НАМН Украины (отдел иммуногенетики под руководством профессора Ж.Н. Минченко) обследовано 120 пациентов с хронической ИБС и 30 практически здоровых лиц. У 1-й группы исследуемых наблюдалось три типа ИПР:
1. Гиперреакция — гиперактивация иммунокомпетентных клеток и гиперсекреция ими факторов, формирующих иммунное воспаление.
2. Аутоиммунизация — реакция иммунной системы, направленная на компоненты собственного организма.
3. Иммунодепрессия — недостаток функции любого элемента иммунной системы, который лишает организм способности адекватно сопротивляться антигену.
Так, проявление гиперреактивного типа иммунного ответа у больных ИБС характеризовалось гиперактивацией иммунокомпетентных клеток (лимфоцитов, моноцитов и нейтрофилов) со значительной секрецией провоспалительных цитокинов (интерлейкин-6, фактор некроза опухоли-α, интерлейкин-8, интерферон-γ), повышением фагоцитарной и метаболической активности моноцитов с низкими резервными возможностями нейтрофилов, высокими уровнями С-реактивного белка (СРБ) и иммуноглобулина E (IgE), сопровождалось активацией эндотелия и уменьшением реваскуляризации сосудистой стенки, ассоциировалось с выраженным коронарным атеросклерозом (выраженный стеноз и большое количество пораженных коронарных сосудов).
При этом установлена позитивная ассоциативная связь антигена HLAВ35 и генов DRB1*03 и DQA1*0103 с гиперсекрецией мононуклеарными клетками крови провоспалительных цитокинов и уровнем СРБ и IgE у пациентов с ИБС, что позволяет отнести данные иммуногенетические факторы к маркерам риска развития гиперактивной иммуновоспалительной реакции. Аллель DQВ1*0501, напротив, несет протекторную функцию относительно развития иммунного воспаления.
Реакция аутоиммунизации характеризовалась сенсибилизацией лимфоцитов к тканям сосудистой стенки и сопровождалась значительным повышением уровней аутоантител к окисленным липопротеинам низкой плотности (оЛПНП) и к тканям сосудов, а также активацией фагоцитарного звена иммунитета — нейтрофилов и моноцитов; сочеталась с наличием таких осложнений ИБС, как ИМ и дисфункция ЛЖ (по данным эхокардиографии).
Позитивная ассоциативная связь антигенов HLA В8, В14 и аллелей DRB1*03 с повышенной сенсибилизацией лимфоцитов у пациентов с ИБС дает основание считать их независимыми генетическими маркерами риска возникновения аутоиммунных реакций. Протекторную функцию относительно развития аутоиммунизации несут гены DQВ1*0501.
Иммунодепрессивный тип иммунного ответа характеризовался низкой пролиферативной активностью лимфоцитов и снижением поглотительной активности нейтрофилов, сопровождался повышенным образованием аутоантител к тканям сосудистой стенки и оЛПНП.
Позитивная и негативная ассоциативная связь антигенов HLA I и ІІ класса с количеством бластообразующих клеток в ответ на митоген фитогемагглютинин свидетельствует о генетически обусловленной пролиферативной активности лимфоцитов. Низкая пролиферативная способность лимфоцитов ассоциируется с антигеном HLA В35 и аллелями DRB1*03 и DRB1*16. Умеренное снижение пролиферативной активности лимфоцитов связано с антигенами HLA А1, В7 и аллелем DQA1*0101, которые могут считаться протекторами иммунодепрессивного состояния лимфоцитов.
Таким образом, установлены положительные ассоциативные связи определенных антигенов HLA 1-го класса (B-14, B-8 и B-35) и генов HLA 2-го класса (DQA1*0103, DRB1*03 и DRB1*16) с гиперреактивным и аутоиммунным типом иммунного ответа.
Эти гены можно считать безусловными независимыми маркерами риска развития ИПР, которые сопровождаются выраженным атеросклеротическим коронарным поражением.
Наличие в генотипе больного определенных антигенов HLA 1-го класса (B-14, B-8 и B-35) и генов HLA 2-го класса (DQA1*0103, DRB1*03 и DRB1*16) позволяет отнести пациента к группе риска раннего развития ИБС и ИМ.
Вышеприведенные ИПР являются одним из механизмов реализации генетической предрасположенности к раннему развитию ИБС (до 45 лет) и риску развития ее осложнений (ИМ и СН).
Т. Гавриленко выразила уверенность в том, что прогнозирование риска развития ИПР, а также изучение их участия в патогенезе ИБС с помощью иммунологического и иммуногенетического анализа будет способствовать своевременной профилактике заболевания и выбору адекватных схем лечения данной категории больных.
В ходе заседания секции по медицинской генетике подчеркивалась необходимость грамотного использования анализа особенностей генома человека с целью перехода от «реактивной» медицины, реагирующей на болезнь и борющейся с ее симптомами, к персонифицированной.
Современное содержание персонифицированной медицины наиболее полно раскрывает принцип «четырех П», сформулированный L. Hood (2004; 2009): персонализированная (Personalized), прогнозирующая (Predictive), профилактическая (Preventive), партнерская (Participatory) медицина, направленная на прогнозирование болезни до ее симптоматического проявления, предупреждающая болезнь, учитывающая индивидуальные (прежде всего, генетические) особенности пациента, подразумевающая его активное участие в выявлении генетических особенностей и принятии превентивных мер.
По мнению выступающих, своевременное выявление генетических рисков и правильное проведение профилактических мероприятий позволит «отодвинуть» реализацию генетически заложенной программы человека на 10–15 лет.
Юлия Ермолова,
фото Сергея Бека
