УДК 611.24

А.Х. ДАУШЕВА^1, 2, Е.Г. ЗАРУБИНА¹, Ю.В. БОГДАНОВА²

 ¹Медицинский университет «Реавиз», г. Самара

²Самарская областная клиническая больница им. В.Д. Середавина, г. Самара

Контактная информация:

Даушева Айсылу Хаировна — к.м.н., доцент кафедры внутренних болезней

Адрес: 443001 г. Самара, ул. Чапаевская, 227, тел.: +7-917-109-03-43, e-mail:daushevaah@mail.ru

 Цель исследования — анализ распространенности полиморфизма гена ангиотензинпревращающего фермента ACEAluI/D (rs4646994) у больных с хронической обструктивной болезнью легких.

Материал и методы. В протокол исследования включены 285 пациентов с ХОБЛ, госпитализированных в региональный пульмонологический центр Самарской областной клинической больницы им. В.Д. Середавина. Для контроля отобраны практически здоровые лица без наследственной предрасположенности и клинических проявлений кардиореспираторной патологии. Использован метод ПЦР с аллель-специфическими праймерами на «SNP-экспресс» системах НПО «Литех».

Результаты. В группе больных с верифицированным диагнозом ХОБЛ статистически значимо преобладал патологический гомозиготный делеционный D/D-генотип (χ² = 16,51, df = 2, p = 0,0001). Генетический кардиоваскулярный риск у больных ХОБЛ, связанный с делеционным вариантом D/D гена ACE, в нашем исследовании составил OR 8,87, 95% ДИ 2,61–30,13.

Выводы. Персонализированный диагностический подход позволяет выявить предикторы сердечно-сосудистого риска при ХОБЛ. Доминирующее значение в реализации кардиоваскулярных механизмов коморбидности при ХОБЛ может быть связано с участием некоторых генов-кандидатов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, в частности инсерционно-делеционным полиморфизмом rs4646994 гена ангиотензинпревращающего фермента.

Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, ангиотензинпревращающий фермент, полиморфизм генов.

 

A.KH. DAUSHEVA^1, 2, E.G. ZARUBINA¹, YU.V. BOGDANOVA²

 ¹Reaviz Medical University, Samara

²Samara Regional Clinical Hospital named after V.D. Seredavin, Samara

 Analysis of the prevalence of rs4646994 polymorphism angiotensin-converting enzyme gene in patients with chronic obstructive pulmonary disease

 Contact details:

Dausheva A.Kh. — PhD (Medicien), Associate Professor of the Department of Internal Diseases

Address: 227 Chapaevskaya St., Samara, Russian Federation, 443001, tel.: +7-917-109-03-43, e-mail: daushevaah@mail.ru

The purpose — to analyze the prevalence of polymorphism of the ACE Alu I/D angiotensin-converting enzyme gene (rs4646994) in patients with chronic obstructive pulmonary disease.

Material and methods. The study included 285 patients with COPD hospitalized at the regional pulmonological center of the Samara Regional Clinical Hospital named after V.D. Seredavin. Practically healthy individuals without hereditary predisposition and clinical manifestations of cardiorespiratory pathology were selected for control. The PCR method with allele-specific primers was used on SNP-express systems of NPO Litech.

Results. In the group of patients with a verified diagnosis of COPD, the pathological homozygous deletion D/D genotype significantly prevailed (χ² = 16.51, df = 2, p = 0.0001). The genetic cardiovascular risk in COPD patients associated with the deletion variant of the D/D ACE gene in our study was OR 8.87, 95% CI 2.61–30.13.

Conclusion. A personalized diagnostic approach allows identifying predictors of cardiovascular risk in COPD. The dominant role of cardiovascular mechanisms of comorbidity in COPD may be associated with the participation of some candidate genes of the renin-angiotensin-aldosterone system, in particular, insertion-deletion polymorphism rs4646994 of the angiotensin-converting enzyme gene.

Key words: chronic obstructive pulmonary disease, angiotensin-converting enzyme, gene polymorphism.

 

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — мультифакториальное персистирующее воспалительное заболевание, являющееся распространенной причиной смерти в развитых странах. Заболевание приобретает черты проблемы мирового масштаба со снижением трудоспособности пациентов, а также связано с ожидаемым ростом заболеваемости и смертности к 2030 г. [1]. По данным Министерства здравоохранения Российской Федерации (РФ), ХОБЛ регистрируется у 2,4 млн человек, однако распространенность заболевания, по заключению Российского респираторного общества, гораздо выше — до 11 млн в связи с низкой обращаемостью и недостаточной диагностикой [2]. ХОБЛ в структуре заболеваемости в России по данным Росстата составляет 14,1% [3].

В РФ отмечен ежегодный рост заболеваемости ХОБЛ, ассоциированный с коморбидными состояниями, в большей степени кардиоваскулярного генеза. Артериальная гипертензия (АГ) является наиболее часто встречающейся патологией, усугубляющей прогноз при ХОБЛ и приводящей к росту госпитализаций, а также фатальным осложнениям. Распространенность АГ при ХОБЛ, по данным различных авторов, регистрируется частотой до 76,3% случаев, превышая уровень АГ в общей популяции [4]. В РФ по данным эпидемиологических популяционных исследований цифры АГ в среднем составляет 34,3%, во всем мире, по сведениям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2019 г. цифры АГ достигали 33,1%, а в РФ — 44,3% среди лиц обоего пола [5]. Сложности ранней диагностики коморбидной патологии связаны с усугублением тяжести и течения основного респираторного заболевания, табакокурением, влиянием внешне-средовых и других факторов риска. Объединение общих звеньев развития коморбидных кардиоваскулярных осложнений (КВО) при ХОБЛ связано с формированием кардиореспираторного континуума [6].

Механизмы формирования АГ при ХОБЛ остаются недостаточно исследованными. Обсуждаются роль симпатоадреналовой системы, эффекты агентов, обладающих вазопрессорным действием, потенциирование эндотелиальной дисфункции (ЭД), поражение почек. Реализация механизма КВО неразрывно связана с ренин-ангиотензин-альдостероновой системой (РААС) [7]. Выбор диагностической тактики в отношении коморбидных состояний в современных реалиях обусловлен поиском генетических полиморфных маркеров, в том числе и РААС. Представляет интерес изучение регуляторных пусковых факторов АГ, ассоциированных с генетически заложенными дефектами полиморфизмов генов-кандидатов ангиотензинпревращающего фермента (ACE). Неоднородность данных в различных популяционных исследованиях, связанная с вариабельностью генов вследствие генетических мутаций, имеет несомненное клиническое значение и становится в последние годы предметом пристального изучения.

Цель исследования — анализ распространенности полиморфизма гена ангиопревращающего фермента ACEAluI/D (rs4646994) у больных с ХОБЛ.

Материал и методы

Обследованы пациенты с ХОБЛ, госпитализированные в отделение регионального пульмонологического центра Самарской областной клинической больницы им. В.Д. Середавина. Включены в исследование 355 человек, из них 70 практически здоровых лиц и 285 больных с верифицированным диагнозом ХОБЛ (GOLD 2–4). Средний возраст среди больных ХОБЛ достигал 67,12 ± 1,8 лет. В группе ХОБЛ гендерное соотношение определялось преобладанием мужчин, по сравнению с женщинами (73,7 против 26,32%). Индекс курения составил 45,5 ± 3,5 пачка/лет. Контрольная группа была сопоставима с основной группой по возрасту, полу, массе тела, не имела наследственной предрасположенности и клинических проявлений кардиореспираторной патологии.

Критерии диагноза ХОБЛ соответствовали национальным рекомендациям «Хроническая обструктивная болезнь легких» (2023) и международным рекомендациям Global Strategy for Prevention, Diagnosis and Management of COPD (GOLD, 2023). Спирометрическая характеристика тяжести ХОБЛ оценивалась на аппарате Спироанализатор-ДИАМАНТ (г. Санкт-Петербург) в покое, а также после проведения бронходилатационного теста с беродуалом. Диагноз АГ с определением стадии и сердечно-сосудистого риска интерпретировался в соответствии с рекомендациями «Артериальная гипертензия у взрослых» (2022). Проведен биохимический и инструментальный скрининг с использованием неинвазивных методов исследования: ЭКГ, суточное мониторирование ЭКГ и АД, эхокардиография, ультразвуковое допплеровское исследование артерий брахиоцефального ствола. Все участники исследования информированы о ходе исследования в соответствии с Хельсинской декларацией, было получено письменное согласие на участие.

Полиморфизм гена ACE исследован аналитически полимеразной цепной реакцией (ПЦР) на «SNP-экспресс» системах НПО «Литех». Геномная ДНК выделена реагентами набора «ДНК-экспресс-кровь» НПО «Литех». В режиме реального времени оценивалась амплификация локусов гена с характеристикой полиморфных аллелей на амплификаторе Терцик «ДНК-Технология» (Россия).

Статистический анализ полученных данных проводили в компьютерных программах Microsoft Excel, SPSS Statistics 26 для Windows, SPSS Inc. (США). Частота аллельного распределения генотипов оценивалась в соответствии с равновесием Харди — Вайнберга. Рассчитывались отношение шансов (OR) и доверительный интервал с оценкой относительного риска по стандартизированным формулам. Достоверность различий статистически значимыми определены при значениях p ≤ 0,05.

Результаты и их обсуждение

Проведенное исследование установило распределение частот и наличие ассоциаций мутаций гена ACEAluI/D (rs4646994) у пациентов ХОБЛ и практически здоровых человек в группе контроля (табл. 1).

Частота встречаемости D/D-генотипа у пациентов с ХОБЛ составила 46,2%, что свидетельствовало о достоверном превышении девиантного патологического D/D-генотипа, в сравнении с группой практически здоровых индивидуумов 8,8% (χ² = 16,51, df = 2, p = 0,0002). Кроме того, сравнительное исследование распределения аллельного полиморфизма AluI/D (rs4646994) гена ACE выявило наличие гомозиготного I/I-генотипа у 30,4% больных ХОБЛ и гетерозиготного I/D-генотипа — в 23,4% случаев. Результаты генотипирования у практически здоровых лиц зафиксировали преобладание инсерционного гомозиготного I/I -генотипа в 47,1% (χ² = 3,55, df = 1, p = 0,06).

Анализ данных по частоте встречаемости аллелей полиморфизма AluI/D (rs4646994) гена ACE контрольной группы показал, что в группе пациентов с ХОБЛ уровень функционально значимого аллеля I гораздо ниже, по сравнению со здоровыми (42,1 против 69,1%). Число носителей мутантного аллеля D достоверно было высоким в группе ХОБЛ — 57,9%. Аллельное распределение отличалось от равновесия Харди — Вайнберга (χ2=16,63, df=2, p=0,0002).

Значимые различия в снижении протекторного инсерционного аллеля I и высокий уровень мутантного делеционного аллеля D у пациентов с ХОБЛ можно рассматривать как высокий уровень риска развития КВО, связанный с преимущественным носительством девиантного патологического D/D-генотипа.

Коэффициент отношения шансов, связанный с генетической программой реализации кардиоваскулярного риска, в нашем исследовании у пациентов ХОБЛ с делеционным вариантом D/D гена ACE составил OR 8,87, 95% ДИ 2,61–30,13.

 Таблица 1. Распределение генотипов полиморфизма гена ACEAluI/D (rs4646994) в исследуемых группах

Table 1. Distribution of genotypes of the ACEAluI/D gene polymorphism (rs4646994) in the study groups

Полиморфизм гена ACE	Генотипы	Группа больных ХОБЛ n = 285, n (%)	Контроль n = 70, n (%)	OR	95 CI
AluI/D (rs4646994)	I/I	52 (30,4)	16 (47,1)	0,49	0,23–1,04
	I/D	40 (23,4)	15 (44,1)	0,39	0,18–0,83
	D/D	79 (46,2)	3 (8,8)	8,87	2,61–30,13

Таблица 2. Распределение аллелей полиморфизма гена ACEAluI/D (rs4646994) в исследуемых группах

Table 2. Distribution of alleles of the ACEAluI/D (rs4646994) polymorphism gene in the study groups

Полиморфизм гена ACE	Аллели	Группа больных ХОБЛ n = 285 n (%)	Контроль n = 70 n (%)	OR	95%CI
AluI/D (rs4646994)	Аллель I	144 (42,1)	47 (69,1)	0.32	0.19–0.57
	Аллель D	198 (57,9)	21 (30,9)	3.08	1.76–5.37

Значение РААС в патогенезе кардиоваскулярных изменений при ХОБЛ изучено недостаточно. Известно участие РААС в регуляции артериального давления у человека. Увеличение активности ACE в период обострения ХОБЛ играет ключевую роль в неблагоприятном прогнозе КВО. Ангиотензинοген под действием ренина трансформируется в ангиοтензин I, который под действием ACE превращается в активный пептид ангиотензин II (АТII), обладающего мощным вазоконстрикторным, пролиферативным и провоспалительным действием [7]. Развитие АГ связывают с генами РААС, «отвечающими» за сосудистый тонус, водно-солевой гомеостаз и стимулирующую пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов и миокарда [8]. Полиморфизмы ACE и ангиотензиногена играют ключевую роль в формировании АГ и ее осложнений.

Локус 17q 22–q 24 17 хромосомы человека сопряжен с локализацией гена ACE. Описаны варианты insertion (I) и deletion (D) Alu-последовательности полиморфизма гена АСЕ в 16 интроне. Делеционный вариант Alu-повтора ассоциирован с увеличением экспрессии гена АСЕ и активацией ACE в легочной ткани, индуцированной мокроте и в сыворотке крови, а также с повышением тонуса артерий. Частота встречаемости варианта D в европейских популяциях составляет 45–55%. Гомозиготные по аллелю D (генотип D/D) лица имеют уровень ACE, повышенный в 2 раза, по сравнению с I/I генотипом, и среднее значение у гетерозигот [9]. Наличие «делеционного» варианта D/D гена АСЕ, ассоциированного с повышенной продукцией АПФ, является фактором риска АГ и ИБС [7, 10]. Показана связь аллеля D полиморфизма АСЕ с системной дисфункцией эндотелия при ХОБЛ [9]. В европейской популяции описана ассоциация генотипа I/D гена АСЕ с легочной гипертензией у больных ХОБЛ [11, 12]. Кроме того, в турецкой популяции указана при развитии легочной гипертензии, а также гипертрофии правого желудочка взаимосвязь с I/D полиморфизмом гена ACE при ХОБЛ [13].

Выводы

Персонализированный диагностический подход позволяет выявить предикторы сердечно-сосудистого риска при ХОБЛ. Доминирующее значение в реализации кардиоваскулярных механизмов морбидности при ХОБЛ может быть связано с участием генетических факторов, в частности некоторых генов-кандидатов РААС, в том числе полиморфизмом I/Drs4646994 гена ACE.

 Литература

1. Global initiative for chronic obstructive lung disease. global strategy for the diagnosis, management and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. 2023. — URL: https://goldcopd.org/
2. Chuchalin A.G., Khaltaev N., Antonov N.S. et al. Chronic respiratory diseases and risk factors in 12 regions of the Russian Federation // Int. J. COPD. — 2014. — Vol. 12. — P. 963–974.
3. Драпкина О.М., Концевая А.В., Муканеева Д.К. и др. Прогноз социально-экономического бремени хронической обструктивной болезни легких в Российской Федерации в 2022 г. // Пульмонология. — 2022. — Т. 32, № 4. — С. 507–516.
4. Almagro P., Cabrera F.J., Diez J. et al. Comorbidities and short-term prognosis in patients hospitalized for acute exacerbation of COPD. The ESMI study // Chest. 2012.— Vol. 142 (5). — P. 1126–1133.
5. Чазова И.Е., Невзорова В.А., Амбатьелло Л.Г. и др. Клинические рекомендации по диагностике и лечению пациентов с артериальной гипертонией и хронической обструктивной болезнью легких // Системные гипертензии. — 2020. — Т. 17, № 3. — С. 7–34.
6. Trinkmann F., Saur J., Borggrefe M., Akin I. Cardiovascular comorbidities in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) — current considerations for clinical practice // J Clin Med. — 2019. — 8 (1). — P. 69.
7. Ribichini F., Pugno F., Ferrero V. et al. Cellular immunostaining of angiotensin-converting enzyme in human coronary atherosclerotic plaques // JACC. — 2006. — Vol. 47. — P. 1143–1149.
8. Гогин Е.Е. Клинические аспекты генетических расстройств при артериальной гипертензии. В кн. Б.И. Шулутко, Артериальная гипертензия. 2000. — СПб., РЕНКОР, 2001. — С. 109–
9. Kuzubova N.A., Chukhlovin A.B., Morozova E.B., Totolian Areg A., Titova O.N. Common intronic D variant of ACE gene is associated with endothelial dysfunction in COPD // Respir. Med. — 2013. — Vol. 107. — P. 1217 – 1221.
10. Paternoster L., Martinez-Gonzalez N., Charleton R., et al. Genetic effects on carotid intima-media thickness systematic assessment and meta-analyses of candidate gene polymorphisms studied in more than 5000 subjects // Circ. Cardiovasc. Genet. — 2010. — Vol. 3. — P. 15–21.
11. Sayed-Tabatabaei F.A., Oostra B.A., Isaacs A., van Duijn C.M., Witteman J.C. ACE polymorphisms // Circ. Res. — 2006. — Vol. 98. — P. 1123–1133.
12. Tkacova R., Joppa P., Stancak B. et al. The link between angiotensin-converting enzyme genotype and pulmonary artery pressure in patients with COPD // Wiener klinische Wochenschrift. — 2005. — Vol. 117 (5–6). — Р. 210–214.
13. Ayada C., Toru U., Genç O. et al. Evaluation of whether the ACE gene I/D polymorphism constitutes a risk factor for chronic obstructive pulmonary disease in the Turkish population // Genet. Mol. Res. — 2014. — Vol. 13 (4). — P. 10427–10433.

REFERENCES

1. Global initiative for chronic obstructive lung disease. global strategy for the diagnosis, management and prevention of chronic obstructive pulmonary disease, 2023, available at: https://goldcopd.org/
2. Chuchalin A.G., Khaltaev N., Antonov N.S. et al. Chronic respiratory diseases and risk factors in 12 regions of the Russian Federation. Int. J. COPD, 2014, vol. 12, pp. 963–974.
3. Drapkina O.M., Kontsevaya A.V., Mukaneeva D.K. et al. Forecast of the socio-economic burden of chronic obstructive pulmonary disease in the Russian Federation in 2022. Pul’monologiya, 2022, vol. 32, no. 4, pp. 507–516 (in Russ.).
4. Almagro P., Cabrera F.J., Diez J. et al. Comorbidities and short-term prognosis in patients hospitalized for acute exacerbation of COPD. The ESMI study. Chest, 2012, vol. 142 (5), pp. 1126–1133.
5. Chazova I.E., Nevzorova V.A., Ambat’ello L.G. et al. Clinical recommendations for the diagnosis and treatment of patients with arterial hypertension and chronic obstructive pulmonary disease. Sistemnye gipertenzii, 2020, vol. 17, no. 3, pp. 7–34 (in Russ.).
6. Trinkmann F., Saur J., Borggrefe M., Akin I. Cardiovascular comorbidities in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) — current considerations for clinical practice. J Clin Med, 2019, vol. 8 (1), p. 69.
7. Ribichini F., Pugno F., Ferrero V. et al. Cellular immunostaining of angiotensin-converting enzyme in human coronary atherosclerotic plaques. JACC, 2006, vol. 47, pp. 1143–1149.
8. Gogin E.E. Klinicheskie aspekty geneticheskikh rasstroystv pri arterial’noy gipertenzii [Clinical aspects of genetic disorders in arterial hypertension]. Shulutko B.I. Arterial’naya gipertenziya, 2000. Saint Petersburg, RENKOR, 2001. Pp. 109–125.
9. Kuzubova N.A., Chukhlovin A.B., Morozova E.B., Totolian Areg A., Titova O.N. Common intronic D variant of ACE gene is associated with endothelial dysfunction in COPD. Respir. Med, 2013, vol. 107, pp. 1217 – 1221.
10. Paternoster L., Martinez-Gonzalez N., Charleton R., et al. Genetic effects on carotid intima-media thickness systematic assessment and meta-analyses of candidate gene polymorphisms studied in more than 5000 subjects. Circ. Cardiovasc. Genet, 2010, vol. 3, pp. 15–21.
11. Sayed-Tabatabaei F.A., Oostra B.A., Isaacs A., van Duijn C.M., Witteman J.C. ACE polymorphisms. Circ. Res, 2006, vol. 98, pp. 1123–1133.
12. Tkacova R., Joppa P., Stancak B. et al. The link between angiotensin-converting enzyme genotype and pulmonary artery pressure in patients with COPD. Wiener klinische Wochenschrift, 2005, vol. 117 (5–6), rr. 210–214.
13. Ayada C., Toru U., Genç O. et al. Evaluation of whether the ACE gene I/D polymorphism constitutes a risk factor for chronic obstructive pulmonary disease in the Turkish population. Genet. Mol. Res, 2014, vol. 13 (4), pp. 10427–10433.