Preview

Сахарный диабет

Расширенный поиск

Взаимосвязь генетических и иммунологических маркеров у родственников больных сахарным диабетом 1 типа

https://doi.org/10.14341/2072-0351-5590

Аннотация

Цель. Изучение ассоциации между предрасполагающими гаплотипами к СД1 (HLA-DQ и DRB1 гены) и появлением аутоантител к антигенам ?-клеток у здоровых родственников больных. Материалы и методы. В 131 дискордантных семьях проведено исследование предрасполагающих и протективных гаплотипов (HLADRB1, DQ-генов) у здоровых сибсов в комбинации с иммунологическими маркерами (ICA ? аутоантитела к цитоплазматическим структурам ?-клеток, IAA ? аутоантитела к инсулину, GADA ? аутоантитела к глутаматдекарбоксилазе). Обследованные были представлены группой родителей ? 242 человека, средний возраст 29,5?0,7 лет, группой пробандов ? 131 человек, средний возраст 11,4?0,5 лет, средняя продолжительность заболевания 3,6?0,4 лет (от 1 месяца до 24 лет), группой сибсов ? 161 человек, средний возраст 12,09?0,4 лет. Выделены группы различного генетического риска развития СД1. Иммунологическое обследование (определение ICA и/или GADA и/или IAA) проведено у 414 родственников 1 степени родства. Результаты. Первичный скрининг, основанный на определении иммунологических показателей, выявил наличие инсулита у 12% обследованных. Наиболее активный аутоиммунный процесс был выявлен в группе высокого риска. При анализе зависимости видов антител и степени генетического риска обнаружена ассоциация антител GADA c гаплотипами DQ2/DQ8 и отсутствие такой зависимости для ICA и IAA. Выводы. При обследовании сибсов больных СД1 обнаружена четкая ассоциация генотипов высокого и умеренного риска с наличием аутоантител к глутаматдекарбоксилазе и комплексов аутоантител. Полученные данные подтверждают, что гены HLA тесно связаны с экспрессией разных видов аутоантител у родственных больных СД1.

Для цитирования:


Дедов И.И., Титович Е.В., Кураева Т.Л., Атаманова Т.М., Зверева Я.С., Прокофьев С.А. Взаимосвязь генетических и иммунологических маркеров у родственников больных сахарным диабетом 1 типа. Сахарный диабет. 2008;11(4):46-49. https://doi.org/10.14341/2072-0351-5590

For citation:


Dedov I.I., Titovich E.V., Kuraeva T.L., Atamanova T.M., Zvereva Y.S., Prokof'ev S.A. Vzaimosvyaz' geneticheskikh i immunologicheskikh markerov u rodstvennikov bol'nykh sakharnym diabetom 1 tipa. Diabetes mellitus. 2008;11(4):46-49. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/2072-0351-5590

Сахарный диабет 1 типа (СД1) является аутоиммунным заболеванием, характеризующимся хроническим дефицитом инсулина, который возникает в результате массивного разрушения β-клеток у генетически предрасположенных индивидуумов. Известно, что на момент постановки диагноза у больных остается всего 10–20% β-клеток, вырабатывающих инсулин [1].

Риск развития СД1 определяется наличием молекулярно-генетических маркеров, ассоциированных с ним, а также количеством специфических аутоантител и степенью ухудшения инсулиновой секреции. Каждый из маркеров в отдельнос­ти не имеет высокой прогностической ценности без комбинации с другими. Генетическая предрасположенность к СД1 определяется в первую очередь генами 2 класса области HLA (главный комплекс гистосовместимости) на коротком плече 6-й хромосомы. Подсчитано, что примерно 50% семейных случаев СД1 обусловлено генами HLA (по разным данным вклад генов HLA оценивается в 35–60% из всей совокупности генетических систем, определяющих развитие СД1). Соответственно, на долю иных генов, не относящихся к HLA, приходится вторая половина семейных случаев СД1 [2, 3, 4].

Механизмы, посредством которых гены HLA создают предрасположенность к СД1, либо защиту от него, до настоящего времени не выявлены. Поскольку молекулы, кодируемые генами HLA, представляют иммунной системе процессированные антигены и тем самым запускают иммунную реакцию, возникает предположение о том, что предра­спо­ложенность к болезни зависит от способности разных молекул HLA к связыванию и представлению диабетогенных антигенов. Согласно простейшей модели, предрасполагающие молекулы HLA прочно связывают процессированные диабетогенные антигены и тем самым гарантируют их презентацию Т-лимфоцитам, тогда как защитные молекулы связывают и представляют эти антигены менее эффективно. Противоположная гипотеза заключается в том, что предрасполагающие молекулы HLA слабо связывают диабетогенные аутоантигены во внутриутробном периоде развития и неэффективно представляют их клеткам тимуса. Из-за этого не формируется толерантности к антигенам β-клеток. Если допустить, что предрасположенность к СД1 зависит от сродства молекул HLA к известным антигенам β-клеток, можно ожидать, что между этими антигенами и определенными вариантами генов HLA существуют специфические связи. Такие связи до последнего времени не удавалось обнаружить, из чего следовало, что либо ни один из известных антигенов β-клеток не является первичным пусковым фактором в патогенезе СД1, либо предрасположенность к болезни, детерминируемая генами HLA, не зависит от связывающих свойств их продуктов [9, 12]. Однако в исследовании, проведенном в Финляндии, было установлено, что гены HLA тесно связаны с экспрессией разных видов аутоантител как у сибсов больных СД1, так и среди детского населения в целом. То есть определенному гаплотипу HLA может соответствовать определенный вид аутоантител. Например, при обследовании финских школьников обнаружена ассоциация между GADA (аутоантитела к глутаматдекарбоксилазе) и генотипом DQB1*0201/0302 [5].

Сегодня в оценке риска СД1 используются 4 вида аутоантител, которые являются важнейшими маркерами скрытой аутоиммунной реакции (т.е. доклинических стадий). Некоторые типы аутоантител появляются за 10–15 лет до развития СД. Выявление аутоантител к островковым клеткам, инсулину, глутаматдекарбоксилазе, тирозинфосфатазе, а также их комбинаций позволяет диагностировать латентный диабет, предположить срок манифестации [6, 7, 8].

Таким образом, развитие СД1 обусловлено неблагоприятной комбинацией множества нормальных генов, что и затрудняет задачу определения степени генетического риска. Ранее индивидуальная оценка прогноза развития СД основывалась на выделении предрасполагающих аллелей HLA генов и их комбинаций (с учетом силы маркера). С СД1 ассоциированы аллели гена DQA1, кодирующие остаток аргинина в положении 52 (Аrg52+), и аллели гена DQB1, не кодирующие остаток аспарагиновой кислоты в положении 57 (Asp57­–). Наи­боль­ший риск развития диабета имели носители аллелей DQA1*0301 и DQB1*0302 [2, 9].

В настоящее время используется наиболее прогностически значимый подход – метод определения предрасполагающих и протективных гаплотипов. (Гаплотип – комбинация аллелей, расположенных на одной хромосоме. Их определение проводится на основе семейного материала) [8, 10, 11].

По данным, полученным Зильберман Л.И. и сооавт. [8] в семейных исследованиях, наиболее сильным гаплотипом в русской популяции является DRB1*4-DQA1*0301-DQB1*0302, второе место занимает галотип DRB1*17-DQA1*0501-DQB1*0201, которые встречались в группе больных в 38,7% и 26%, в контроле в 8,3 и 7,1% соответственно. Различия статистически достоверны (p<0,001).

По данным международных исследований, наиболее высокий риск развития СД1 в европейских популяциях определяется гетерозиготным генотипом DQA1*0501-DQB1*0201\ DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ2/DQ8), DQA1*0301-DQB1*0302/ DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ8/DQ8). Умеренный риск: DQA1*0501-DQB1*0201/DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2/DQ2), DQA1*0301-DQB1*0302/Х (DQ8/Х), DQA1*0501-DQB1*0201/Х (DQ2/Х), где Х – другой гаплотип, кроме DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ8), DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2). Низкий риск: Х/Х, где Х – протективные гаплотипы. При этом, согласно данным других зарубежных публикаций, комбинации гаплотипов в генотипах различного генетического риска могут варьировать, но генотип высокого риска – DQ2/DQ8 – остается неизменным [5, 11, 12].

Целью нашего исследования являлось изучение ассоциации между предрасполагающими гаплотипами к СД1 (HLA-DQ и DRB1 гены) и появлением аутоантител к антигенам β-клеток у здоровых родственников больных. В настоящее время данный вопрос активно изучается во многих исследованиях.

Материалы исследования

В 131 дискордантных семьях проведено исследование предрасполагающих и протективных гаплотипов (HLA-DRB1, DQ-генов) у здоровых сибсов в комбинации с иммунологическими маркерами (ICA – аутоантитела к цитоплазматическим структурам β-клеток, IAA – аутоантитела к инсулину, GADA – аутоантитела к глутаматдекарбоксилазе).

Обследованные были представлены группой родителей – 242 человека, средний возраст 29,5±0,7 лет, группой пробандов – 131 человек, средний возраст 11,4±0,5 лет, средняя продолжительность заболевания 3,6±0,4 лет (от 1 месяца до 24 лет), группой сибсов – 161 человек, средний возраст 12,09±0,4 лет. Выделены группы различного генетического риска развития СД1. Иммунологическое обследование (определение ICA и/или GADA и/или IAA) проведено у 414 родственников 1 степени родства.

Методы исследования

HLA-типирование

Для HLA-типирования аллелей генов класса 2 (DRB1, DQA1, DQB1) методом мультипраймерной полимеразной цепной реакции использовались наборы ЗАО «НПФ ДНК-Технология». Определялись следующие специфичности:

DRB1 (14 специфичностей – 01, 03 (17, 18), 04, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16),

DQA1 (8 аллелей – 0101, 0102, 0103, 0201, 0301, 0401, 0501,0601)

DQB1 (13 аллелей – 0201, 0301, 0302, 0303, 0304, 05, 04, 0501, 0502/4, 0503, 0601, 0602/8)

Полимеразная цепная реакция проводилась согласно регламенту, указанному производителем на амплификаторе «Терцик» (ДНК-технология).

Тестирование результатов проводили после электрофореза в 3% агарозном геле и окрашивания продуктов амплификации бромистым этидием.

Определение гаплотипов осуществляли на основе известных таблиц сцепления.

Иммунологическое обследование

Иммунологическое исследование включало определение антител к цитоплазматическим структурам β-клеток (ICA), антител к глутаматдекарбоксилазе (GADA) и антиинсулиновых антител (IAA).

Аутоантитела к цитоплазматическим структурам β-клеток (ICA) в сыворотке крови обследованных определяли с помощью реакции непрямой иммунофлюоресценции с использованием криосрезов поджелудочной железы донора с неотягощенным эндокринологическим анамнезом, группа крови I (0), либо с помощью непрямого иммуноферментного анализа с использованием наборов фирмы «Biomerica» под торговой маркой «Isletest-ICA» согласно методике производителя. Положительным результат определения антиостровковых аутоантител считался в случае, если титр ICA был больше 1:10 Juvenile Diabetes Foundation (JDF, ед.).

Количественное определение антител к глутаматдекарбоксилазе (GADA) и антиинсулиновых антител (IAA) проводили в сыворотках крови.

Тестирование аутоантител к глутаматдекарбоксилазе (GADА) осуществляли методом непрямого иммунофермент­ного анализа с использованием наборов фирмы «Biomerica» (торговая марка «Isletest-GAD»), аутоантител к инсулину (IAA) с помощью иммуноферментного набора фирмы «Biomerica» (торговая марка «Isletest-IAA»)

Постановка реакции проводилась согласно методике производителя, измерение проводили на фотометре Anthos 2010, и определяли отрицательные (cut-off), сомнительные (серая зона) и количественно – положительные результаты.

Обработку полученных данных проводили общепринятыми методами медицинской статистики с использованием пакета прикладных программ «Statistica 6,0».

Результаты и их обсуждение

Первичный скрининг, основанный на определении иммунологических показателей, выявил наличие инсулита у 12% обследованных. Значимый титр ICA (> 20 ед.) обнаружен у 16,8% родственников 1 степени родства больных СД 1. Антитела к глутаматдекарбоксилазе были выявлены в 35,2%, IAA в 10,3% случаев.

Так, два вида а/т определялись у 10,6% сибсов, три вида а/т – у 1,7%. При этом риск СД1 у сибсов пробандов, заболевших до 20 лет, составляет 6,4% [2, 9] (рис. 1).

Риск развития СД1, детерминируемого определенными HLA-DQ-генотипами, можно достаточно просто оценить по наличию двух гаплотипов с самими сильными предрасполагающими свойствами: DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2) и DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ8) [10, 11, 12]. Гетерозиготность по этим гаплотипам обуславливает наиболее высокий риск. На основании наличия DQ2, DQ8 гаплотипов, были выделены условно различные группы риска (рис. 2):

  • группа высокого генетического риска (13%), имеющая генотип DQA1*0501-DQB1*0201\DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ2/DQ8);

  • группа среднего риска (50,3%), имеющая эту комбинацию гаплотипов в сочетании с другими: DQA1*0501-DQB1*0201/DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2/DQ2), DQA1*0301-DQB1*0302/DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ8/DQ8), DQA1*0301-DQB1*0302/Х (DQ8/Х), DQA1*0501-DQB1*0201/Х (DQ2/Х), где Х – другой гаплотип, кроме DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ8), DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2);

  • группа низкого риска (36,7%), не имеющая этих гаплотипов: Х/Х, где Х – все гаплотипы, кроме DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ8), DQA1*0501-DQB1*0201 (DQ2).

Наиболее активный аутоиммунный процесс был выявлен в группе высокого риска. Так, в группе высокого риска частота встречаемости 2-х и 3-х видов антител чаще, чем в группе среднего риска (33,3% и 9,9%, p<0,05; 4,8% и 2,5%, соотв., p>0,5), а в группе низкого риска три вида антител вообще не встречались (рис. 3). Согласно исследованиям, проведенным в Финляндии: частота комплексов антител (три и более видов антител) у сибсов с высоким генетическим риском составляла 24,1%, а у сибсов с низким риском – всего 0,9% [5, 12].

При этом, частота встречаемости одного (любого) вида аутоантител значимо не различалась по группам риска – 14,3%, 25,9% и 27,1%, соответственно (p1,2=0,2, p1,3<0,2). Интересно, что в группе низкого риска отмечалась достаточно высокая частота встречаемости 1-го и 2-х видов аутоантител, что требует дальнейшего их мониторинга.

При анализе зависимости видов антител и степени генетического риска обнаружена ассоциация антител GADA c гаплотипами DQ2/DQ8 и отсутствие такой зависимости для ICA и IAA. Так, GADA достоверно чаще встречались в группе с генотипом DQ2\DQ8 по сравнению с группой среднего и низкого генетического риска (52,4%, 23,5%, 16,9% соотв., p1,2<0,02; p1,3<0,01) (рис. 4). Достоверных различий по распространенности ICA и IAA в этих группах не получено (28,6% ,25,9% и 30,5%, p>0,5; 14,3%, 11,1% и 6,8, p1,2>0,5; p2,3; p1,3<0,5; соответственно). Как видно из представленных данных, подобная зависимость наблюдалась и для антиинсулиновых аутоантител, однако полученная тенденция не была статистически значимой.

Выявленная ассоциация аутоантител к глутаматдекарбоклсилазе с высоким генетическим риском полностью совпадает с ранее полученными нами данными [9]. Так, GADA достоверно чаще встречались у сибсов больных СД1, входящих в группу высокого генетического риска, по сравнению с группой низкого риска – 28,6% и 7,7% (p<0,05). При этом группа высокого генетического риска была представлена сибсами, имеющими комбинации высоко предрасполагающих аллелей. Более частая встречаемость аутоантител к глутаматдеарбоксилазе в настоящем исследовании обусловлена, вероятно, использованием более сильных генетических маркеров СД1 – гаплотипов. Для ICA и IAA, как и в настоящем исследовании, такой зависимости получено не было [9].

Кроме того, по результатам нашего исследования установлено, что у GADA-положительных сибсов достоверно чаще определялся гаплотип DQ8 по сравнению с GADA отрицательными (51,3% и 29,4%, соотв., p<0,05). Гаплотип DQ2 встречался у них в 35,9% и 29,4% случаев (соотв., p<0,2) (рис. 5).

Представляют интерес данные финских исследований [12]: наибольшая частота IAA у больных СД1 и GADA у здоровых школьников выявлена для носителей гетерозиготного генотипа – DQA1*0501-DQB1*0201\DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ2/DQ8). При этом для больных СД1 были установлены следующие закономерности: носителям гаплотипа DR4-DQB1*0302 cвойственны высокая частота встречаемости аутоантител к инсулину и низкая частота – аутоантител к глутаматдекарбоксилазе. Напротив, гаплотип DR3-DQB1*0201 ассоциировал с высокой частотой GADA и низкой – IAA. При обследовании же финских здоровых школьников обнаружена ассоциация GADA с генотипом DQ2/DQ8 и аллелем DQB1*0302. Аналогичные корреляции GADA, IAA с галотипом DQ8 были получены и другими исследователями [11, 12]. Для ICA не было обнаружено четкой корреляции с данными гаплотипами.

В нашем исследовании отсутствие достоверных различий по распространенности IAA в группах генетического риска, возможно, связано с возрастом обследованных (средний возраст сибсов составил 12,1±0,2). Известно, что аутоантитела к инсулину являются одним из первых кратковременных иммунологических маркеров, появляющихся в доклиническом периоде СД1 у детей раннего возраста [4, 6].

В результате проводимых обследований группа высокого генетического риска составляет 13% от всех обследованных. Все ее представители являются носителями генотипа DQA1*0501-DQB1*0201\DQA1*0301-DQB1*0302 (DQ2/DQ8), в 50% случаев у них выявляются аутоантитела к островковым клеткам. Интересно, что лишь у 1,9% сибсов (3 чел.) определялась комбинация трех видов а/т, и они являлись носителями гаплотипов DQ2 или DQ2\DQ8. В группах высокого риска проводится мониторинг иммунологических и гормонально-метаболических показателей.

Таким образом, при обследовании сибсов больных СД1 обнаружена четкая ассоциация генотипов высокого и умеренного риска с наличием аутоантител к глутаматдекарбо­ксилазе и комплексов аутоантител. Полученные данные подтверждают, что гены HLA тесно связаны с экспрессией разных видов аутоантител у родственных больных СД1.

Список литературы

1. Дедов И.И.,Шестакова М.В.. Сахарный диабет: руководство для вра

2. Кураева Т.Л. Генетика сахарного диаб

3. Gillespie KM, Gale EAM, Bingley PJ. High familial risk and genetic susceptibility in early onset childhood diabetes // Diabetes 2002;51:210-4.

4. Kimpimaki T, Kulmala P, Savola K, et al. Natural history of β-cell autoimmunity in Young children with increased genetic susptibility to type 1 diabetes recruited from the general population. Clinical Endocrinology Metabolism.2002.87(10):4572-4579

5. Veijola R., Reijonen H., Vahasalo P., Knip M. et al. HLA-DQB1-defined genetic susceptibility, beta cell autoimmunity, and metabolic characteristics in familial and nonfamilial insulin dependent diabetes mellitus: the Childhoud Diabetes in Finland (DiMe0 Study Group.). J.Clin. Invest. 1996; 98:2489-2495

6. Knip M. Prediction and prevention of type 1 diabetes. // Acta P diatr. Supl. 1998. - V.425: P. 54 -

7. Kulmala P., Savola K., Reijonen H., Veijola R. Et al. Genetic marcers, humoral autoimmunity, and prediction of type 1 diabetes in siblings of affected children //Diabetes. 49:207-210

8. Mrena S., Savola S., Kulmala P., Knip M. et al. Genetic modification of risk Assesment based on staging of preclinical Type 1 Diabetes in siblings of affected children //Clinical Endocrinology  Metabolism. 2003; 88 (6):2682-268

9. Дедов И.И., Кураева Т.Л.. Петеркова В.А.. Носиков В.В., Сергеев А.С., Титович Е.В., Колесникова Г.С. Генетические факт

10. Дедов И.И., Зильберман Л.И., Титович Е.В., Кураева Т.Л., Сергеев А.С., Алексеев Л.П., Болдырева М.А., Прокофьев С.А., Носиков В.В., Петеркова В.А. Предрасполагающие и протекторные к развитию

11. Decoches K., Truyen I., Van der Auwera B. Et al.  Combined positive for HLA-DQ2/DQ8 and IA-2 antibodies defines population at high risk of developing type 1 diabetes". Diabetologia. 2005;48:687-69

12. Kupila A.,Keskenen P., Knip M. et al. Genetic Risk Determines the emergence of Diabetes-Associated Autoantibodies in Yong Children. Diabetes 2002;51:646-51


Об авторах

Иван Иванович Дедов
ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва


Елена Витальевна Титович
ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва


Тамара Леонидовна Кураева
ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва


Т М Атаманова
ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва


Яна Станиславовна Зверева
ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва


Сергей Александрович Прокофьев
ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва


Для цитирования:


Дедов И.И., Титович Е.В., Кураева Т.Л., Атаманова Т.М., Зверева Я.С., Прокофьев С.А. Взаимосвязь генетических и иммунологических маркеров у родственников больных сахарным диабетом 1 типа. Сахарный диабет. 2008;11(4):46-49. https://doi.org/10.14341/2072-0351-5590

For citation:


Dedov I.I., Titovich E.V., Kuraeva T.L., Atamanova T.M., Zvereva Y.S., Prokof'ev S.A. Vzaimosvyaz' geneticheskikh i immunologicheskikh markerov u rodstvennikov bol'nykh sakharnym diabetom 1 tipa. Diabetes mellitus. 2008;11(4):46-49. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/2072-0351-5590

Просмотров: 26


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


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