Ассоциация генов ITGB3 и NOS3 с тяжестью течения ишемической болезни сердца при наличии и отсутствии сахарного диабета 2-го типа

Актуальность

Cахарный диабет 2-го типа (СД2) рассматривают в качестве одного из ключевых предикторов ишемической болезни сердца (ИБС) и ее осложнений [1]. В развитых странах отмечается увеличение случаев нарушения углеводного обмена [2]. При СД2 риск развития сосудистой патологии, в том числе поражений коронарных артерий, возрастает в 2–4 раза. В свою очередь, сочетание СД2 и коронарной недостаточности более чем в 4 раза повышает риск летального исхода [3, 4].

Наряду с метаболическими предикторами на развитие и тяжесть течения ИБС влияют и генетические полиморфизмы. При этом генетически обусловленные особенности ферментов и рецепторов в сочетании со специфическими средовыми воздействиями формируют широкую клиническую вариабельность патологических состояний [5]. Это в полной мере относится к гену ITGB3, кодирующему субъединицу тромбоцитарного рецептора к фибриногену GPIIb/IIIa, и гену NOS3, кодирующему эндотелиальную синтазу оксида азота (NO) 3-го типа.

Известно, что наличие аллеля 1565C полиморфизма T1565C гена ITGB3 определяет функциональные изменения рецептора GPIIb/IIIa, обусловливающие усиление сигнальной функции комплекса и повышение АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов in vitro [6]. Носительство аллеля 1565C сопряжено с высоким риском развития инфаркта миокарда (ИМ), агрессивным протеканием атеротромботической болезни и более высокой смертностью [7, 8]. Полиморфизм T-786C гена NOS3, а именно аллель 786С определяет меньшую активность фермента eNOS и, следовательно, сниженный синтез NO, что предрасполагает к более длительному коронароспазму [9]. Поскольку NO ингибирует агрегацию тромбоцитов, адгезию лейкоцитов, пролиферацию гладкомышечных клеток и окисление липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), то формирование недостатка NO будет служить базой для развития ИБС [10, 11].

Значимость проявления генетического полиморфизма и его вклад в патогенез мультифакторных заболеваний, в том числе СД2 и ИБС, во многом определяется своеобразием различных популяций и особенностями образа жизни различных когорт населения. Знание этнотерриториальной специфичности в распределении аллельных вариантов генов-кандидатов важно для оценки риска развития заболевания и его распространенности в регионе [5]. Это обусловливает актуальность изучения ассоциации полиморфизмов генов ITGB3 и NOS3 с тяжестью течения ИБС в популяции Западно-Сибирского региона.

Цель

Оценить ассоциацию полиморфизмов T1565C гена ITGB3 и T-786C гена NOS3 при сочетанном развитии ИБС и СД2 с клиническим состоянием пациентов русской национальности, постоянно проживающих на территории Западно-Сибирского региона.

Материалы и методы

Набор клинического материала проводился на базе отделения реабилитации больных сердечно-сосудистыми заболеваниями Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт кардиологии» Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук с 2011 по 2014 гг. Работа была одобрена Комитетом по биомедицинской этике НИИ кардиологии. Все пациенты дали информированное согласие на проведение исследований.

Обследовано 237 не состоящих в родстве человек, среди которых было 198 мужчин и 39 женщин. Проводили изучение анамнеза, физикальное обследование, инструментальную и лабораторную диагностику. Всем пациентам был поставлен диагноз ИБС. Они получали стандартную терапию в соответствии с рекомендациями Российского кардиологического сообщества от 2013 г.

Пациенты были разделены на две группы. В одну группу (n=159) вошли больные ИБС без нарушений углеводного обмена (группа ИБС), в другую (n=78) – пациенты, у которых ИБС была сопряжена с СД2 (группа ИБС+СД2). У больных с сочетанной патологией длительность заболевания СД2 составляла на момент исследования 1–3 года. Эти пациенты наблюдались у эндокринолога и получали индивидуально подобранную терапию. Определение гликированного гемоглобина осуществлялось на анализаторе Konelab 20XTi (Thermo Scientific, США). Значение гликированного гемоглобина составило 6,4% (5,7; 7,1). Измерение уровня глюкозы проводилось на автоматическом биохимическом анализаторе Konelab 60i (Thermo Scientific, США). Уровень глюкозы в группе ИБС+СД2 составил 6,4 (5,9; 7,3) ммоль/л.

Выделение ДНК из образцов цельной крови осуществляли с помощью набора реагентов Wizard Genomic DNA Purification Kit (Promega, США). Амплификацию полиморфных участков исследуемых генов выполняли методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием коммерческих наборов «SNP-express» (НПФ ЛИТЕХ, Россия). Детекцию продуктов ПЦР осуществляли электрофоретическим методом в 3% агарозном геле на основе однократного трис-боратного буфера (Sigma, USA) с добавлением бромистого этидия (Sigma, США).

Статистическую обработку результатов проводили с использованием стандартного пакета программ SPSS v.13.0 (IBM Corporation, США). Для анализа количественных данных использовали тест Манна-Уитни для двух независимых групп или тест Крускала-Уоллиса для нескольких независимых групп. Результаты представляли в виде медианы и интерквартильного размаха. Для сравнения дискретных величин использовали критерий χ2 Пирсона или двусторонний точный тест Фишера. Качественные данные представляли как абсолютные и относительные частоты n (%). Для всех видов анализа статистически значимыми считались различия при уровне р<0,05.

Результаты

В общей выборке больных ИБС стенокардия напряжения диагностирована у 219 (92,4%) пациентов, при этом стенокардию I функционального класса (ФК) имели 47 (21,5%) пациентов. Стенокардия II и III ФК была выявлена у 98 (44,7%) и у 74 (33,8%) пациентов соответственно. Артериальная гипертензия (АГ) обнаружена у 209 (88,2%) человек, причем 60 (25,3%) обследованных лиц имели гипертрофию левого желудочка (ЛЖ). Кроме того, у 91 (38,4%) пациента обнаружено ожирение (индекс массы тела превышал 30 кг/м2).

В нашем исследовании группа ИБС+СД2 была представлена пациентами более старшего возраста, чем группа больных ИБС без СД2 (p=0,001). Согласно результатам, приведенным в табл. 1, в случае сопряженного развития ИБС и СД2 среди пациентов статистически значимо шире были распространены АГ (p=0,026) и ожирение (p<0,001). Кроме того, в данной группе была выше частота гипертрофии ЛЖ (p=0,021). В то же время, рассматриваемые группы пациентов не различались между собой по распространенности I, II, III ФК стенокардии.

При определении частоты полиморфных вариантов в общей выборке пациентов было установлено, что носителями генотипа 1565TT гена ITGB3 являлись 155 (65,4%) человек, у 76 (32,1%) пациентов выявлен генотип 1565TC и только у 6 (2,5%) пациентов – генотип 1565CC. Частота аллеля 1565T составила 81,4%, а аллеля 1565C – 18,6%. Носителями генотипов 786TT и 786CC гена NOS3 являлись 88 (37,1%) и 34 (14,3%) пациента соответственно. Генотип 786TC выявлен у 115 (48,5%) человек. Частоты аллелей 786T и 786C составили 61,4% и 38,6%. Распределение частот генотипов полиморфизмов T1565C гена ITGB3 и T-786C гена NOS3 в общей выборке пациентов соответствует равновесию Харди-Вайнберга (p=0,351 и p=0,716).

В табл. 2 представлены результаты сравнительного анализа распределения частот генотипов и аллелей между группой ИБС и группой ИБС+СД2. Оказалось, что среди пациентов выборки ИБС+СД2 генотип 786CC гена NOS3 встречался почти в 3 раза реже (p=0,039), чем среди больных ИБС без нарушений углеводного обмена. В группе ИБС+СД2 была также обнаружена более низкая (p=0,045) частота аллеля 1565C гена ITGB3.

Согласно результатам, представленным в табл. 3, в группе больных ИБС без нарушений углеводного обмена носители разных полиморфных вариантов гена ITGB3 оказались сопоставимыми по частоте ФК стенокардии, АГ, гипертрофии ЛЖ и ожирения. Напротив, в группе ИБС+СД2 обнаружены различия в частоте ожирения между гомозиготами 1565TT и носителями аллеля 1565C (генотипы TC и CC), причем случаи ожирения встречались чаще в выборке пациентов с аллелем 1565C (p=0,039).

Данные, полученные при анализе ассоциации полиморфизма T-786C гена NOS3 с факторами неблагоприятного течения ИБС при наличии СД2, отражены в табл. 4. В группе больных ИБС без СД2 среди гомозигот 786TT стенокардия I ФК встречалась чаще, чем среди носителей аллеля 786C, но наблюдаемая тенденция не была статистически значимой (p=0,085). В обеих рассматриваемых группах отсутствовали различия по частоте встречаемости АГ и гипертрофии ЛЖ. Но в выборке пациентов без СД2 обнаружена ассоциация аллеля 786C с ожирением (p=0,015), так как показатель отношения шансов для аллеля 786C составил 1,82 [95% CI: 1,12–2,95]. В то же время в группе ИБС+СД2 гомозиготы 786TT отличались наименьшей концентрацией глюкозы по сравнению с носителями генотипов 786TC и 786CC, что может свидетельствовать о более тяжелом течении СД2 при наличии аллеля 786C.

Обсуждение

В нашем исследовании среди пациентов с сочетанной патологией ИБС и СД2 доля лиц с ожирением, АГ, а также гипертрофией ЛЖ преобладала по сравнению с группой больных ИБС, не имеющих нарушений углеводного обмена. Эти результаты полностью согласуются с известным фактом, что инсулинорезистентность взаимосвязана с АГ, нарушением функций микроциркуляции, сочетается с ожирением и хроническим слабовыраженным воспалением [12].

В то же время, согласно полученным нами данным, между группами пациентов с ИБС, при наличии и отсутствии СД2, отсутствовали различия по тяжести течения стенокардии напряжения. Эти результаты могут быть отражением особенности течения разных стадий коморбидных заболеваний. При сочетании ИБС и гипергликемии в результате перекрестной адаптации и включения альтернативных механизмов кардиопротекции может происходить повышение устойчивости миокарда к ишемии, что находит подтверждение как в клинической практике при наблюдении за пациентами [13], так и в экспериментах на животных [14].

Особенности течения ИБС при наличии сахарного диабета могут определяться и эффектами, обусловленными полиморфизмами генов. Так, нами были обнаружены различия в распределении частот генотипов и аллелей у больных ИБС, при наличии и отсутствии СД2. При этом гомозиготный генотип 786CC гена NOS3 чаще встречался среди пациентов без СД2, чем в группе пациентов, имеющих ИБС, сопряженную с СД2. Возможно, обнаруженное перераспределение частот встречаемости генотипов обусловлено тем, что у пациентов с сопряженным развитием ИБС и СД2 могут развиваться специфические осложнения, приводящие к элиминации этих больных из выборки еще до начала исследования. В пользу этого свидетельствует тот факт, что в группе больных ИБС, с СД2, носительство аллеля 786С гена NOS3 оказалось сопряжено с более высокой концентрацией глюкозы.

Неблагоприятное прогностическое значение носительства гомозиготного генотипа 786CC гена NOS3 продемонстрировано в работе C. Vecoli et al. (2012) [15]. Авторами этого исследования было показано, что пациенты с систолической дисфункцией ЛЖ, являющиеся носителями генотипа 786CC, отличались большим уровнем глюкозы и инсулина в крови. При этом носительство данного генотипа являлось независимым предиктором инсулинорезистентности. В свою очередь, инсулинорезистентность приводит к повышению концентрации свободных жирных кислот, что индуцирует нарушение функционирования eNOS и приводит к снижению продукции NO. Кроме того, гипергликемия сопровождается усилением окислительного стресса, одним из последствий которого является ингибирование вазодилатационного, противовоспалительного и антиагрегантного действия NO, что способствует прогрессированию ИБС [2, 16].

Согласно полученным нами данным, аллель 1565C гена ITGB3 также был более распространен в группе больных ИБС без СД2 по сравнению с группой ИБС+СД2. Хотя в обеих рассматриваемых группах отсутствовала сопряженность между носительством аллеля 1565C и содержанием глюкозы, результаты других исследователей показывают ассоциацию аллеля 1565C с повышенным уровнем гликированного гемоглобина у больных сахарным диабетом и более высоким риском смерти в выборке пациентов без диабета при уровне HbA1c от 5,5% до 6,5% [17]. Однако среди носителей аллеля 1565C с сочетанной патологией ИБС и СД2 было более распространено ожирение, чем среди гомозигот 1565TT. Ожирение также является значимым фактором риска прогрессирования и ИБС, и СД2. Кроме того, указывается на сопряженность аллеля 1565C гена ITGB3 с низким порогом активации тромбоцитов и их повышенной агрегацией, что обусловливает более высокий риск неблагоприятных сердечно-сосудистых событий [6, 8].

Заключение

Наличие СД2 в выборке больных ИБС сопряжено с АГ, гипертрофией ЛЖ и ожирением. Однако тяжесть ФК стенокардии не различалась между группой пациентов с ИБС, сопряженной с СД2, и больными без нарушения углеводного обмена. Генотип 786CC гена NOS3 и аллель 1565C гена ITGB3 в группе ИБС, с СД2, встречались с меньшей частотой, чем в группе пациентов без СД2. В то же время в выборке больных ИБС, сочетанной с СД2, имела место ассоциация между носительством аллеля 1565C гена ITGB3 с более высокой частотой ожирения. В этой же группе пациенты с аллелем 786C гена NOS3 отличались повышенной концентрацией глюкозы, что может быть расценено как свидетельство более тяжелого течения СД2. Это позволяет рассматривать носительство аллеля 1565C гена ITGB3 и аллеля 786C гена NOS3 в качестве предикторов неблагоприятного течения заболевания при сочетанном развитии ИБС и СД2.

Необходимы дальнейшие исследования роли полиморфизмов T-786C гена NOS3 и T1565C гена ITGB3 в прогрессировании ИБС при наличии СД2 для более глубокого понимания патогенетических механизмов, лежащих в основе этих заболеваний.

Дополнительная информация

Информация о конфликте интересов и спонсорстве

Работа выполнена по открытому плану НИИ кардиологии. Авторы статьи заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов

Муслимова Э.Ф. – генетический анализ, статистический анализ, интерпретация результатов, подготовка текста статьи; Реброва Т.Ю. – интерпретация результатов, проверка критически важного интеллектуального содержания; Афанасьев С.А. – концепция и дизайн исследования, проверка критически важного интеллектуального содержания; окончательное утверждение для публикации рукописи; Сергиенко Т.Н. – формирование групп исследования; Репин А.Н. – концепция и дизайн исследования, окончательное утверждение для публикации рукописи.