Preview

Сахарный диабет

Расширенный поиск

Ассоциация сахарного диабета 1 типа с полиморфными аллелями генов HLA класса II в якутской и русской популяциях

https://doi.org/10.14341/2072-0351-5448

Полный текст:

Аннотация

Цель.
Изучение ассоциации полиморфных генов HLA класса II с сахарным диабетом 1типа (СД1) в якутской и русской популяциях.
Материалы и методы.
HLA-генотипирование проведено у 51 больного СД1 и 51 добровольца из случайной выборки коренного населенияЯкутской области (якуты в трех поколениях), а также у 204 больных СД1 и 300 здоровых лиц из случайной выборки г. Москвы и Мос -ковской области.
Результаты.
В якутской популяции самым ?сильным предрасполагающим аллелем оказался DRB1*17(03) (OР=8,47), в московской популяциинаиболее высокий относительный риск (ОР) определен для аллеля DQB1*0304 (OР=8,94). Аллели DRB1*04, DRB1*17(03), DQA1*0301, DQB1*0201,DQB1*0302 имеют относительный риск (ОР>2) как в якутской, так и в московской популяциях. Высоко ассоциированы с сахарным диабетом(ОР>4) в якутской популяции только два аллеля -DRB1*04, DRB1*17(03), а в московской популяции -пять из шести DRB1*04, DRB1*17(03),DQA1*0301, DQB1*0302, DQB1*0304. Среди предохраняющих аллелей наибольшей защитной силой (ОР<0,2) обладают в якутской популяции че-тыре аллеля (DRB1*09, DRB1*11, DRB1*13, DQB1*0602/8), а в московской - пять аллелей (DRB1*11, DRB1*13, DQA1*0103, DQB1*0301,DQB1*0602/8). Для якутской популяции характерен более широкий спектр предохраняющих аллелей. При этом широко распространенные аллели:DQB1*0602-8, DRB1*15, типичные для русской и финской популяций, достоверно не подтверждены как предохраняющие в Якутии.
Заключение.
Полученные молекулярно-генетические данные могут быть использованы при медико-генетическом консультировании дляоценки риска развития СД1 в якутской популяции.

Для цитирования:


Титович Е.В., Кураева Т.Л., Данилова Г.И., Алексеев Л.П., Болдырева М.Н., Никитин А.Н., Иванова О.Н., Прокофьев С.А., Зильберман Л.И., Цитлидзе Н.М., Носиков В.В., Дедов И.И. Ассоциация сахарного диабета 1 типа с полиморфными аллелями генов HLA класса II в якутской и русской популяциях. Сахарный диабет. 2009;12(3):26-32. https://doi.org/10.14341/2072-0351-5448

For citation:


Titovich E.V., Kuraeva T.L., Danilova G.I., Alekseev L.P., Boldyreva M.N., Nikitin A.N., Ivanova O.N., Prokofiev S.A., Zilberman L.I., Tsitlidze N.M., Nosikov V.V., Dedov I.I. Association of type 1 diabetes mellitus (DM1) with polymorphous alleles of class II HLA genes in Yakutian and Russian populations. Diabetes mellitus. 2009;12(3):26-32. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/2072-0351-5448

Cахарный диабет 1 типа (СД1) является много­факторным, полигенным заболеванием. Многочисленные исследования продемонстрировали, что при всем многообразии выявленных локусов предрасположенности, наибольший вклад в развитие заболевания вносят гены локуса HLA класса II, уровень полиморфизма которых значительно различается в популяциях [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].

Уровень заболеваемости СД1 в разных странах мира очень вариабелен. Наиболее высокий – в Финляндии (40 случаев на 100 тыс. детского населения) [8, 9], самый низкий уровень отмечается в азиатских странах и составляет 2,37 на 100 тыс. (Япония) (рис.1) [10]. В среднем по России распространенность СД1 составляет около 56,08 на 100 тысяч детского населения; заболеваемость – 10,82 на 100 тысяч детского населения [11].

Изучение ассоциации генов HLA класса II с СД1 в разных популяциях позволяет не только проводить индивидуальную оценку риска развития заболевания, но и проводить разработку больших скрининговых программ, направленных на профилактику СД1. Ярким примером таких программ являются финские исследования [8, 9].

Финское исследование Diabetes Prediction and Prevention (DIPP) посвящено разработке методов профилактики в общей популяции. Все младенцы, родившиеся в трех университетских больницах Финляндии, были подвергнуты скринингу на маркеры HLA-DQB1 с использованием образцов пуповинной крови. Лица с высоким генетическом риском были взяты под наблюдение. В этой категории проводился скрининг на иммунологические маркеры с интервалом от 3 до 12 месяцев до достижения возраста 10 лет. В дальнейшем дети, входящие в группу высокого риска по развитию СД1, т.е. имеющие высокий генетический и иммунологический риск, были приглашены участвовать в интервенционном исследовании с интраназальным введением инсулина [8, 9].

Финское исследование Trial in Genetically at Risk (TRIGR) направлено на снижение частоты возникновения диабета у детей, имеющих высокий генетический риск. Профилактика проводится путем исключения в течение первых шести месяцев жизни белков коровьего молока из питания младенцев с высоким риском в семьях с одним больным СД1. Младенцам проводят скрининг на генетическую предрасположенность к заболеванию с использованием образцов пупочной крови. В исследование включаются лица, положительные по HLA-DQB1 *0302 и/или *02 и отрицательные по защитным аллелям (*0602-03), *0301. Такие новорожденные имеют очень высокий риск манифестации диабета в возрасте до 10 лет. В соответствии с данными финского исследования DiMe, 29% таких сибсов к возрасту 6 лет дают положительную реакцию на несколько аутоантител, связанных с заболеванием, и 17% развивают клиническую картину СД1 к возрасту 10 лет [8, 9, 12].

Настоящая работа посвящена изучению ассоциации полиморфных генов HLA класса II с СД1 в якутской популяции и сравнению с данными по русской популяции.

Якутия – один из самых больших субъектов Российской федерации: ее площадь составляет около 3 млн кв. км, т.е. она занимает пятую часть Российской Федерации. Общая численность населения составляет 217 105 человек и включает якутов, русских, тунгусов, юкагиров и эвенков.

Известно, что у представителей монголоидной расы заболеваемость СД1 значительно ниже, чем у европейцев [10, 13].

В Якутии общая заболеваемость СД составляет 6,8 на 100 тыс. детского населения. При этом заболеваемость у якутов – 1,6, у русских – 11,9 на 100 тыс. детского населения [11]. В Японии заболеваемость составляет 2,37 на 100 тыс. детского населения (рис. 1).

Популяционно-генетические исследования системы HLA, проведенные В.В. Фефеловой среди монголоидных популяций Сибири, показали, что якуты по происхождению ближе к европеоидам, чем к монголоидам. По предположению исследователя, произошло смешение древних европеоидов с монголоидными племенами, что могло превратить предков якутов в тюркоязычную монголоидную этническую общность [14].

В серии работ проведено изучение распределения аллелей генов HLA-DQA1/B1 в русской популяции [3, 4, 5]. Так, у больных СД1 достоверно чаще встречаются аллели DQA1*0301 и *0401, DQB1*0201 и *0302 и достоверно реже по сравнению с контрольной группой аллели DQA1*0101 и *0201, DQB1*0503, *0602, *0803 и *0301 [7, 15, 16]. В японской популяции характерны другие предрасполагающие и предохраняющие аллели и гаплотипы: DRB1*0405-DQB1*0401, DRB1*0901-DQB1*0303 и DRB1*1502-DQB1*0601, DRB1*1501-DQB1*0602 соответственно [17].

Материалы и методы исследования

Образцы крови собраны у 51 больного СД1 и 51 добровольца из случайной выборки коренного населения Якутской области (якуты в трех поколениях), а также у 204 больных СД1 и 300 здоровых лиц из случайной выборки г. Москвы и Московской области.

Выделение ДНК из цельной крови человека проводили с помощью обработки протеинкиназой К и экстракции фенолом и хлороформом или с использованием хелатного полимера Chelex R-100.

Идентификацию аллелей генов HLA проводили методом мультипраймерной аллель-специфической полимеразной цепной реакции, используя наборы ЗАО «НПФ ДНК-Технология» (Россия). Обозначение специфичностей генов HLA соответствует общепринятой номенклатуре.

Фрагменты ДНК после амплификации разделяли в агарозных гелях. Электрофоретическое разделение в 3%-х агарозных гелях проводили в горизонтальной камере. По окончании электрофореза гели окрашивали бромистым этидием (0,5 мкг/мл) и просматривали в ультрафиолетовом свете.

Статистический анализ результатов проводился с использованием таблиц сопряженности и критерия Фишера. Достоверным считали различия при р<0,05.

Сравнение «силы» генетического маркера проводили по показателю относительного риска. Показатель абсолютного риска характеризует вероятность развития заболевания у носителей данного маркера и рассчитывается по специальным формулам. Относительный риск (обозначается обычно ОР) показывает, во сколько раз риск развития заболевания выше/ниже у лиц, имеющих этот маркер, по сравнению с лицами, не имеющими данного генетического маркера. Показатель ОР используется обычно для сравнительной характеристики изучаемых маркеров.

Показатель ОР рассчитывается по формуле:

OР = (a + 0,5)(d + 0,5) / (b + 0,5)(c + 0,5),

где а – число лиц с наличием и b – с отсутствием данного аллеля среди больных пациентов, с и d – число лиц с наличием и отсутствием данного аллеля среди здоровых лиц, соответственно, поправка 0,5 в этой формуле используется в случае малых выборок. ОР>1 рассматривали как положительную ассоциацию, ОР<1 – как отрицательную ассоциацию аллеля с заболеванием.

Результаты и их обсуждение

В настоящей работе проводили определение частот предрасполагающих и предохраняющих полиморфных аллелей HLA-DQ и DRB1-генов в Якутской популяции. Учитывая значительную разницу в заболеваемости московской и якутской популяций, проводили также сравнительный анализ состава и распределения аллелей в группах здоровых лиц и больных СД1 в двух популяциях (табл. 1, 2).

На рис. 2 представлено распределение частот полиморфных аллелей HLA-DQ и DRB1-генов у больных СД1 и в группе контроля якутской популяции. У больных СД1 по сравнению с контрольной группой достоверно чаще встречались следующие аллели: DRB1*17 (03), DRB1*04, DQA1*0301, DQB1*0201, DQB1*0302, DQB1*0201 (p<0,05). Аллели DRB1*13, DRB1*11, DRB1*09 DQA1*0101, DQA1*0103, DQB1*0301, DQB1*0303 и DQB1*0602/8 чаще встречаются в контрольной группе по сравнению с группой больных (p<0,05).

Показатель ОР для предрасполагающих аллелей составил (рис. 3): DRB1*17 (03) (ОР=8,47; p<0,0001), DRB1*04 (ОР=4,27; p<0,0001), DQA1*0301 (ОР=2,38; р=0,004), DQB1*0201 (ОР=3,28; p<0,001), DQB1*0302 (ОР=3,95; p<0,001). Для протекторных аллелей получены следующие показатели ОР: DRB1*13, DRB1*11 и DRB1*09 (ОР=0,16; p<0,0001, ОР=0,1; p=0,023 и ОР=0,15; p=0,013 соответственно), DQA1*0101, DQA1*0103 (ОР=0,23, p=0,032; ОР=0,26, p<0,026 соответственно), DQB1*0301 (ОР=0,21; p<0,003), DQB1*0303 (ОР=0,21; p<0,019) и DQB1*0602/8 (ОР=0,17; p<0,001) (рис. 4).

Однако в якутской популяции самым «сильным предрасполагающим аллелем оказался DRB1*17(03) (ОР=8,47), в московской популяции наиболее высокое значение ОР определено для аллеля DQB1*0304 (ОР=8,94). Аллель DQB1*0304 в якутской популяции ни среди больных, ни среди здоровых лиц в исследованных выборках не встречается (табл. 1). В московской популяции с СД1 высокую ассоциацию проявляют такие же аллели, как и в якутской: аллели DRB1*04, DRB1*17(03), DQA1*0301, DQB1*0201, DQB1*0302 имеют относительный риск (ОР>2) как в якутской, так и в московской популяциях (табл. 2).

Высоко ассоциированы с сахарным диабетом (ОР>4) в якутской популяции только два аллеля – DRB1*04, DRB1*17(03), а в московской популяции – пять из шести DRB1*04, DRB1*17(03), DQA1*0301, DQB1*0302, DQB1*0304 (рис. 3).

Среди предохраняющих аллелей (рис. 4) наибольшей защитной силой (ОР<0,2) обладают в якутской популяции четыре аллеля (DRB1*09, DRB1*11, DRB1*13, DQB1*0602/8), а в московской – пять аллелей (DRB1*11, DRB1*13, DQA1*0103, DQB1*0301, DQB1*0602/8). Из них наиболее высокий риск проявляют в московской популяции DRB1*13 и DQB1*0602/8, в якутской – DRB1*11.

При сравнительном анализе распределения частот аллелей полиморфных HLA-DQ и DRB1-генов в контрольных группах (рис. 5) отмечено достоверное увеличение частоты следующих предохраняющих аллелей в якутской популяции: DRB1*09, DQB1*0303, и один предохраняющий аллель DQА1*0102 чаще встречается в русской популяции. Аллели DRB1*09, DQB1*0303 являются предохраняющими только в якутской популяции. Таким образом, два из трех предохраняющих аллелей, достоверно различающихся по частоте в этих популяциях, выявлены в якутской популяции. Из всех предрасполагающих аллелей только DQA1*0301 достоверно чаще встречается в якутской популяции, но ОР развития СД1 у его носителей составляет всего 2,37 в якутской популяции, в то время как в Московской – 5,7.

Далее был проведен сравнительный анализ распределения частот аллелей полиморфных HLA-DQ и DRB1-генов у больных СД1 в якутской и московской популяциях (рис. 6). Только для двух аллелей выявлена достоверная разница в частоте DQA1*0301 и DQA1*0201. Частота DQA1*0301 была достоверно выше в якутской популяции по сравнению с московской в группе контроля, но среди больных СД1 достоверно ниже у якут. Следует учесть, что DQA1*0301 является предрасполагающим аллелем с высоким ОР в московской популяции (ОР>4) и средним в якутской.

Сравнивая распределение аллелей у якутов и русских, можно отметить, что общая частота всех предохраняющих аллелей в якутской популяции по сравнению с московской выше, а предрасполагающих – ниже. Предрасполагающий аллель к развитию СД1 с максимальным показателем OР (DQB1*0304, ОР – 8,94) в русской популяции не встречается в якутской популяции.

Для якутской популяции характерен более широкий спектр предохраняющих аллелей. При этом широко распространенные аллели: DQB1*0602-8, DRB1*15, типичные для русской и финской популяций, достоверно не подтверждены как предохраняющие в Якутии. ОР предрасполагающих аллелей в среднем ниже в якутской популяции, что свидетельствует о большой его силе, учитывая отрицательное значение ОР для предохраняющих аллелей. Различия в частотах аллелей контрольной группы в московской и якутской популяциях более выражены, чем среди больных СД1 в этих популяциях. Эти данные подтверждают роль генетического фактора в формировании более низкого уровня заболеваемости сахарным диабетом в якутской популяции. Определенное значение вероятно, имеет отсутствие сильного предрасполагающего аллеля и высокая частота и разнообразие предохраняющих аллелей в якутской популяции.

Наряду с этим в формировании более низкого уровня заболеваемости СД1 среди якутов могут играть роль и другие факторы внешней среды. Якутская популяция является менее урбанизированной, чем русская. Главным занятием якутов было разведение лошадей и крупного рогатого скота, продукты животноводства традиционно занимали главенствующее значение в питании. На первом месте стояла молочная пища, затем мясная, далее – рыбная и на последнем месте – растительная [15].

Различия в распределении предрасполагающих и предохраняющих аллелей генов HLA класса II, природные и этнические особенности быта могут объяснить меньшую заболеваемость СД1 среди якутского населения.

Полученные молекулярно-генетические данные могут быть использованы медико-генетическом консультировании для оценки риска развития СД1 в якутской популяции.

Список литературы

1. Алексеев Л.П., Дедов И.И., Зилов А.В., Болдырева М.Н., Демидова И.Ю., Трофимов Д.Ю., Хаитов Р.М. Межпопуляционный подход в установлении ассоциированной с HLA генетической предрасположенности к инсулинзависимому сахарному диабету //Сахарный диабет. - 1998. - №1. - С. 19-21.

2. Балаболкин М.И. Сахарный диабет. - М.: Медицина. - 994.- 384 с.

3. Дедов И.И., Кураева Т.Л., Петеркова В.А., Емельянов А.О.//Сахарный диабет. - 2003. - №1. - С. 2-6.

4. Дедов И.И., Шестакова М.В. Сахарный Диабет //Руководство для врачей. - 2003. - С. 77-81.

5. Зилов А.В., Алексеев Л.П., Болдырева М.Н., Демидова Ю.В., Трофимов Д.Ю. Генотипы HLA класса в русской популяции при инсулинзависимом сахарном диабете //Сахарный диабет.

6. EURODIAB ACE Study Group. Variation and trends in incidence of childhood diabetes in Europe.//Lancet 2000, 355 - P. 873-876.

7. Ikegami H., Ogihara T. Genetics of insulin-dependent diabetus mellitus //Endocrin. J. - 1996. - P. 605-613.

8. Ilonen J., Reijonen H., Herva E. et al. Rapid HLA-DQB1 genotyping fОР four alleles in the assessment of risk fОР IDDM in the Finnish population //Diabetes Care. - 1996. - V. 19. - P. 795 - 800.

9. Reijonen H., Vahasalo P., Karjalainen J., Ilonen J., Akerblom H.K., Knip M., and the Childhood Diabetes in Finland (DiMe) Study Group. HLA-DQB1 genotypes and islet cell antibodies in the indentification of siblings at risk fОР insulin-dependent diabetes (IDDM) in Finland // J. Autoimmun. - 1994. - 7. - P. 675-686.

10. Kawasaki E., Matsuura N., Eguchi K. Type 1 diabetes in Japan //Diabetelogia. - 2006. - 49. - P. 828-836.

11. Щербачева Л.Н., Кураева Т.Л., Ширяева Т.Ю., Емельянов А.О., Петеркова В.А., главные детские эндокринологи РФ. Эпидемиологическая характеристика сахарного диабета 1 типа у детей Российской Федерации (предварительные данные) //Сахарный диабет. - 1998. - №1. - С. 31-33.

12. Knip M. Prediction and prevention of type 1 diabetes //Acta P.diatr. Supl. - 1998. - 425. - P.54-62.

13. Karvonen M., Tuomiletho J., Libman I., et al. A review of the recent epidemio logical data on incidence of type 1 diabetes mellitus wОРld wide //Diabetologia. - 1993. - vol.36. - P. 883-892.

14. Фефелова В.В., Высоцкая Г.С. Изучение распределения антигенов системы HLA у коренных народностей Сибири как основа для анализа этногенеза популяций. - Красноярск, 1987.

15. А.И. Гоголев. История Якутии. - Якутск. - 1999.

16. Ahmedov G., Ahmedova L., Sedlakova P., Cinek O. Genetic association of type 1diabetes in an Azerbaiyanian population: the HLA-DQ, -DRB1*04, the insulin gene, and CTLA4 //Pediatric Diabetes. - 2006. - P. 88-93.

17. Kawasaki E., Noble J., Erlich H., Mulgrew C.L., Fain P.R., Eisenbarth G.S. Transmission of DQ haplotypes to patients with type 1 diabetes //Diabetes. - 1998. - 47. - P. 1971-1973.


Об авторах

Елена Витальевна Титович
ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва


Тамара Леонидовна Кураева
ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва


Г И Данилова
Педиатрический центр РБ №1-НЦМ, Якутск


Л П Алексеев
Институт иммунологии МЗ РФ, Москва


М Н Болдырева
Институт иммунологии МЗ РФ, Москва


А Н Никитин
ФГУП ГНЦ «ГосНИИ генетика», Москва


О Н Иванова
ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва


Сергей Александрович Прокофьев
ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва


Любовь Иосифовна Зильберман
ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва


Н М Цитлидзе
ФГУП ГНЦ «ГосНИИ генетика», Москва


Валерий Вячеславович Носиков
ФГУП ГНЦ «ГосНИИ генетика», Москва


Иван Иванович Дедов
ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва


Для цитирования:


Титович Е.В., Кураева Т.Л., Данилова Г.И., Алексеев Л.П., Болдырева М.Н., Никитин А.Н., Иванова О.Н., Прокофьев С.А., Зильберман Л.И., Цитлидзе Н.М., Носиков В.В., Дедов И.И. Ассоциация сахарного диабета 1 типа с полиморфными аллелями генов HLA класса II в якутской и русской популяциях. Сахарный диабет. 2009;12(3):26-32. https://doi.org/10.14341/2072-0351-5448

For citation:


Titovich E.V., Kuraeva T.L., Danilova G.I., Alekseev L.P., Boldyreva M.N., Nikitin A.N., Ivanova O.N., Prokofiev S.A., Zilberman L.I., Tsitlidze N.M., Nosikov V.V., Dedov I.I. Association of type 1 diabetes mellitus (DM1) with polymorphous alleles of class II HLA genes in Yakutian and Russian populations. Diabetes mellitus. 2009;12(3):26-32. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/2072-0351-5448

Просмотров: 43


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-0351 (Print)
ISSN 2072-0378 (Online)