Фармакогенетика терапии статинами и показатели функции эндотелия у больных сахарным диабетом 2 типа

Актуальность

Атеросклеротическое поражение артерий у больных сахарным диабетом 2 типа (СД2) может длительно протекать бессимптомно, что часто ведет к поздней диагностике сердечно-сосудистой патологии (CCП) и высокой смертности данной категории пациентов [1]. В ряде исследований показано, что нарушение функции эндотелия (ФЭ) лежит в основе развития атеросклероза и является одним из самых ранних маркеров ССП [1, 2, 3], а улучшение ФЭ – одним из ключевых показателей эффективности органопротективной терапии [2]. По данным крупных проспективных контролируемых исследований, терапия статинами признана доказанным средством первичной и вторичной профилактики сердечно-сосудистых заболеваний у больных СД [3]. Однако эффективность лекарственных средств может значительно варьировать, так, по данным литературы [4], резистентность к гиполипидемической терапии достигает 75%. Предполагается, что значительный вклад, определяющий индивидуальную вариабельность ответа на лекарственные средства, вносят генетические факторы [4–6]. В этой связи направление фармакогенетики – раздела медицинской генетики и фармакологии, изучающего характер реакций организма на лекарственные средства в зависимости от генетически детерминированных факторов, – приобретает высокую актуальность [5]. Поскольку развитие ССП при СД имеет многофакторный генез, обусловленный нарушениями липидного обмена, артериальной гипертонией, эндотелиальной дисфункцией, инсулинорезистентностью [7–9], для исследования генетических маркеров ССП используется полигенный подход, основанный на изучении полиморфных маркеров генов-кандидатов развития атеросклероза.

Цель

Оценить вариабельность индивидуального ответа на терапию статинами и показатели ФЭ в зависимости от полиморфизма потенциальных генов-кандидатов развития атеросклероза при СД2.

Материалы и методы

Дизайн исследования представлен на рис. 1. Проведено исследование эффективности терапии статинами в малых и средних терапевтических дозах у пациентов с СД2 (длительность ≥1 года) и дислипидемией (холестерин (ХС) >4,5 ммоль/л и/или липопротеины низкой плотности (ЛПНП) >2,6 ммоль/л), с впервые назначенной терапией статинами.

До начала терапии и через 12 мес. лечения определялись показатели липидного профиля (ХС, ЛПНП, липопротеины высокой плотности (ЛПВП), триглицериды (ТГ)) и ФЭ, которая оценивалась методом дигитальной тонометрии.

С целью исключения возможного влияния на результаты исследования других факторов нарушения ФЭ значимые виды терапии, а именно: сахароснижающая терапия (ССТ) и терапия ингибиторами АПФ (иАПФ)/блокаторами рецепторов ангиотензина II (БРА) не менялись на протяжении всего периода исследования; при развитии потребности в интенсификации данных видов терапии в период наблюдения пациенты исключались из исследования. С целью оценить чувствительность к статинам per se и предупредить влияние активности высоких доз на достижение терапевтического эффекта применялось назначение статинов в малой и средней терапевтической дозе (10–20 мг). Критерии не включения в исследование: гликированный гемоглобин (HbA1c, %) ≥10,0% и стандартные противопоказания к терапии статинами. В исследование было включено 122 пациента, 25 человек выбыли из исследования (9 человек прекратили прием препарата вне связи с медицинскими показаниями, 11 человек не смогли приехать на динамический контроль, у 2 человек развилась миалгия на фоне приема статинов, у 1 отмечалось повышение печеночных трансаминаз более 2,5 норм), таким образом, завершили протокол исследования 97 пациентов.

Исследование одобрено протоколом ЛЭК ФГБУ ЭНЦ № 7 от 12.11.12. Всеми пациентами было подписано информированное согласие.

Специальные методы исследования

Дигитальная тонометрия: исследование включало оценку контурного анализа пульсовой волны (измерение индекса отражения – RI, % и индекса ригидности – SI, м/с) и проведение стандартной пробы с реактивной гиперемией с измерением постокклюзионного прироста амплитуды сигнала (ПАС) на приборе «АнгиоСкан-01» (ООО «Ангиоскан-Электроникс», Москва) (рис. 2). Анализ динамики пульсовой волны при окклюзионной пробе с расчетом процента прироста ПАС позволяет косвенно оценить ФЭ сосудов [1].

Исследование генетических маркеров: выделение ДНК проводили из цельной венозной крови на автоматической станции QIAcube, с помощью наборов QIAamp DNA BloodMiniKit, США. Генотипирование выполнено методом ПЦР в режиме реального времени, с использованием TaqMan зондов с детекцией генотипов с помощью флуоресценции «по конечной точке» на термоциклере ABI StepOnePlus (Applied Biosystems, программное обеспечение SDS версии 2.2, прикладной пакет программ GenotypingAnalysisSoftware, Applied Biosystems, США). Полиморфные маркеры исследуемых генов: рецептора, активируемого пролифератором пероксисом гамма (PPARG2), фактора некроза опухоли альфа (TNFα), аполипопротеина Е (APOE), печеночной липазы (LIPC), ангиотензинпревращающего фермента (АСЕ), полипептида, транспортирующего органические анионы (SLCO1B1), представлены в табл. 1.

Таблица 1

Полиморфные маркеры исследуемых генов [7]

Статистический анализ

Расчеты были выполнены с использованием непараметрических методов статистики, посредством SPSS Statistics, v.10.0 (SPSS Inc., США). Данные представлены в виде медианы (Ме), 25-го и 75-го процентилей [25%; 75%] и процента соотношения в группе.

Статистическую значимость различий показателей до и через 12 месяцев терапии оценивали с помощью парного критерия Вилкоксона, а в группах в зависимости от распределения по генотипу – с помощью критериев Манна-Уитни (для двух вариантов генотипа) и Краскела-Уоллиса (для трех вариантов генотипа), p<0,05.

Результаты

Клиническая характеристика группы до начала терапии представлена в табл. 2.

Таблица 2

Клиническая характеристика пациентов до начала терапии статинами, n=97

Исходно показатели липидного спектра крови соответствовали типичным при СД2 атерогенным нарушениям, через 12 мес терапии статинами отмечалось снижение уровней ХС, ЛПНП и ТГ, достигавшее статистической значимости для ХС и ТГ. Статистически достоверных различий по уровню HbA1c и ИМТ выявлено не было. Динамика показателей липидного спектра и HbA1cдо и через 12 мес терапии представлена в таблице 3.

Таблица 3

Динамика показателей липидного спектра и HbA1c до и через 12 мес терапии, n=97

Примечание: н/д – недостоверно

Анализ липидного обмена

Исходно пациенты с различными вариантами генотипа исследуемых генов были сопоставимы по показателям липидного обмена и параметрам ФЭ, а также основным клиническим показателям: полу, возрасту, ИМТ, длительности СД2, уровню HbA1c. Базальные значения уровня ХС, ЛПНП и ТГ до начала терапии в зависимости от распределения генотипов в группе (n=97) представлены в таблице 4.

Таблица 4

Исходные показатели липидного профиля до начала терапии в зависимости от генотипа исследуемых генов

Данные представлены: Ме [25 процентиль; 75 процентиль], % ; н/д – недостоверно, р > 0,05

Через 12 мес терапии были выявлены статистически значимые различия в проценте снижения уровня липидов в зависимости от генотипов 2 полиморфных маркеров изученных нами генов:Pro12Ala гена PPARG2 и E2/E3/E4 гена APOE. Выявлено достоверно большее снижение ХС и ЛПНП у носителей генотипа Pro/Pro гена PPARG2 по сравнению с носителями Pro/Ala и Ala/Ala: процент снижения ХС: -20,74% против -4,6% и -5,61% соответственно, p=0,04; процент снижения ЛПНП: -26,00% против -6,11% и -7,32% соответственно, p=0,029 (рис. 3).

У пациентов с генотипом Е4/Е4 гена APOE отмечалось статистически значимое снижение уровней ХС и ТГ по сравнению с повышением или отсутствием значимой динамики данных показателей у пациентов с другими вариантами генотипа. ХС: -46,25% для Е4/Е4 против +33,33% для Е4/Е2, +5,73% для Е3/Е2, +11,80% для Е3/Е4, -10,92% для Е3/Е3 соответственно, р=0,01; ТГ: -56,52% для Е4/Е4 против +24,43% для Е4/Е2, +19,63% для Е3/Е2, +8,05% для Е3/Е4, -20,00% для Е3/Е3 соответственно, р=0,04 (рис. 4).

Статистически значимых различий выраженности гиполипидемического эффекта в зависимости от генотипа других генов: TNF-α, APOE, LIPC, SLCO1B1, ACE, в нашем исследовании не получено.

Анализ показателей функции эндотелия

Анализ графика окклюзионной пробы с расчетом процента прироста ПАС после окклюзии позволяет косвенно оценить ФЭ сосудов. В норме наблюдается увеличение ПАС после окклюзии на 25% (рис. 2) [1]. Прирост ПАС менее 25% и/или снижение ПАС от исходного расценивается как нарушение ФЭ.

Исходно до начала терапии статинами уровень ПАС в группе составил 1,480 [1,149; 1,626], через 12 мес терапии – 1,543 [1,149; 1,408], таким образом, отмечалось улучшение данного показателя без достижения статистической значимости по группе в целом. При этом были выявлены статистически значимые различия в показателях ФЭ в зависимости от генотипа 2 изученных нами маркеров гена TNF-α: 1) прирост ПАС у носителей генотипа GG маркера G(238)A по сравнению со снижением ПАС у носителей генотипа GA: +8,16% против -0,93% соответственно, р=0,04 (рис. 5); 2) прирост ПАС у носителей генотипа GA маркера G(308)A по сравнению со снижением ПАС у носителей генотипа GA: +44% против -4,4% соответственно, p=0,004.

Распределение аллелей и генотипов других генов (PPARG2, APOE, LIPC, SLCO1B1, ACE) не оказывало значимого влияния на динамику показателей ФЭ, по данным нашего исследования.

Обсуждение

Данные работ по изучению фармакогенетики лекарственных средств неоднозначны. В литературе обсуждаются данные о фармакогенетических особенностях эффективности терапии антикоагулянтами и антидепрессантами [4, 5, 10]. В отношении статинов работы преимущественно посвящены изучению генетических маркеров развития побочных эффектов (миалгии и рабдомиолиза) [4, 5, 10, 11].

Показано, что развитие ССП при СД достоверно ассоциируется с полиморфизмом генов, кодирующих продукцию вазоактивных факторов эндотелия, модулирующих нарушения липидного обмена, процессы воспаления и инсулинорезистентности [7–9]. Так, в популяциях с высокой частотой встречаемости аллеля e4 полиморфного маркера E2/E3/E4 гена APOE отмечается большая распространенность ишемической болезни сердца (ИБС) [7, 12, 13]. В настоящее время аллель e4 позиционируется в качестве маркера дислипидемии и фактора риска развития ССП [7, 12]. В нашем исследовании получена ассоциация вариабельности гиполипидемического эффекта статинов в зависимости от полиморфизма E2/E3/E4 гена APOE. Носители аллеля е4 (аллеля риска ССП) более чувствительны к терапии статинами [12]. Таким образом, носительство аллеля риска может влиять не только на более выраженное развитие данной патологии, но и определять более высокую чувствительность к патогенетической терапии.

Наиболее известным геном, ответственным за продукцию вазоактивных факторов эндотелия, является ACE (полиморфизм – вставка/отсутствие вставки (I/D, insertion/deletion)). Связь этого полиморфного маркера с развитием атеросклероза имеет четкие патогенетические механизмы, т.к. повышение уровня ACE (при генотипе DD) приводит к гиперпродукции ангиотензина II — мощного вазоактивного и ростстимулирующего фактора, являющегося медиатором прогрессирования ССП при СД2 [14]. По данным наших предыдущих работ [7], показана ассоциация маркераI/D гена ACE с развитием диабетической нефропатии при СД1, но не с риском хронической болезни почек при СД2. Возможно, вклад данного маркера в развитие сосудистых осложнений при СД2 не столь значим вследствие большей многофакторности поражения при данном типе заболевания. Также имеются сведения об ассоциации полиморфного маркера I/D гена ACE с нарушением ФЭ: у носителей генотипа DD выявлены достоверно большие толщина интима-медиа и распространенность атеросклероза по сравнению с пациентами с генотипами II и ID [15]. Однако зависимости динамики показателей ФЭ от распределения генотипов маркера I/D гена ACE на терапии статинами у пациентов с СД2 в нашем исследовании выявлено не было.

Ген TNF-α кодирует один из самых мощных цитокинов, индуцирующих процессы воспаления органов и тканей, в т.ч. сосудистой стенки. Показана ассоциация полиморфизма данного гена с инсулинорезистентностью и ожирением [7], – состояниями, тесно связанными с активацией воспаления и атеросклероза. Установлено, что полиморфный маркер гена, характеризующийся заменой гуанина на аденозин в положении 308 или 238, ведет к повышению концентрации провоспалительного цитокина TNF-α в крови [11]. По данным нашей работы, выявлена ассоциация полиморфизмов G(238A) и G(308A) гена TNF-a с улучшением ФЭ на терапии статинами у больных СД2.

Ген РРАRγ кодирует ядерный рецептор γ, активация которого индуцирует экспрессию многих генов липогенеза и ингибирование липолиза, что, в свою очередь, повышает чувствительность тканей к инсулину. Полиморфизм гена PPARG2 Pro12Ala, ведущий к снижению синтеза белка данного рецептора, показал достоверную ассоциацию с развитием ожирения и СД2 [7]. Установлено, что мутации в гене PPARG являются причиной PPARγ лиганд-резистентного синдрома, который проявляется комплексом инсулинорезистентности, дислипидемии, гипертензии, увеличения массы тела и нарушения гомеостаза глюкозы. Пациенты с генотипом AlaAla предрасположены к большему набору веса [16]. По данным нашего исследования, у носителей генотипаPro/Pro отмечалось большее и статистически значимое снижение уровней ХС и ЛПНП на терапии статинами по сравнению с отсутствием значимой динамики у пациентов с генотипами Pro/Ala иAla/Ala. Аналогичные данные о большей гиполипидемической эффективности статинов при генотипе ProPro гена PPARG2 показаны в работе 2014 года González et al. [16].

Заключение

Выраженность гиполипидемического эффекта (процент снижения ХС, ЛПНП и ТГ) и динамика эндотелиальной функции на терапии статинами ассоциируются с полиморфизмом генов (Pro12Alaгена PPARG2, E2/E3/E4 гена APOE), G(308)A и G(238)A гена TNF-α), модулирующих ключевые факторы развития сосудистых осложнений при СД – транспорт холестерина и липидный обмен, инсулинорезистентность и процессы воспаления. Данная панель генетических маркеров в перспективе может быть использована для персонализации терапии статинами на основе индивидуального генотипирования пациентов.

Дополнительная информация

Информация о финансировании

Исследование проведено при финансовой поддержке ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России.

Информация о конфликте интересов

Авторы декларируют отсутствие потенциальных и явных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов: И.И. Дедов, М.В. Шестакова и М.Ш. Шамхалова – концепция и дизайн исследования, редактирование и окончательное утверждение статьи; Н.О. Лебедева, О.К. Викулова и А.Г. Никитин – анализ и интерпретация полученных данных; Н.О. Лебедева и О.К. Викулова – написание текста статьи.