Genetic predisposition to helminthiasis

Full Text

Введение Вопрос о предрасположенности к гельминтозам впервые поставлен еще в начале 20-го века на основании наблюдений распространенности гельминтозов в разных этнических группах. Убедительные доказательства вовлеченности генетической компоненты в развитие резистентности гельминтозам у животных получены в 80-х годах. Дальнейшее исследование этого вопроса у человека проходило с использованием подходов к анализу мультифакторных заболеваний: анализ сцепления, кандидатное картирование, широкогеномное исследование, анализ экспрессионных профилей. Важным для исследования генетики хозяина в контексте взаимоотношений с гельминтом является выявление фенотипических различий между индивидами. Особенностью генетического исследования гельминтозов является сосредоточенность на оценке интенсивности инвазии и анализе количественных клинических признаков, свидетельствующих о тяжести течения заболевания, нежели на факте наличия или отсутствия инвазии. Интенсивность инвазии, то есть количество взрослых или личиночных форм в организме, во многих случаях коррелирует с патологическими признаками, развивающимися у хозяина. Количество гельминтов, в свою очередь, коррелирует с количеством яиц, которые определяют в различных экскреторных продуктах хозяина в зависимости от характерной для конкретного гельминта локализации. Таким образом, во многих исследованиях об интенсивности инвазии судят по количеству яиц гельминтов, определяемому лабораторными методами (Rupert, Quinnell, 2003). Модели на животных Доказательства влияния генетических факторов на развитие и клиническое течение гельминтозов получены в исследованиях модельных животных. Многие из этих исследований направлены главным образом на выявление факта наличия или отсутствия генетической компоненты предрасположенности гельминтозам, не выявляя ее структуры. У разных инбредных линий мышей показана существенная вариабельность в клиническом течении некоторых гельминтозов: эхиноккокоза, вызываемого Echinococcusmultilocularis (Kroeze, Tanner, 1987), филяриоза, вызываемого Dipetalonemaviteae (Storey et al., 1985) и Brugiamalayi (Fanning, Kazura, 1984), шистосомоза вызываемого Schistosomamansoni (BinDajem et al., 2008), ангиостронгилеза обусловленного Angiostrongyluscostaricensis (Ishii, Sano, 2004). Также показаны различия в продукции антител в ответ на инвазию цестодами Taeniataeniaeformis в различных инбредних линиях (Gibbens et al., 1986). Аналогичные результаты получены на мышиных моделях относительно эозинофилии при гельминтозах, вызванных Trichinellaspiralis, Necatoramericanus и Mesocestoidescorti (Lammas et al., 1990). Подобные исследования с использованием более крупных млекопитающих подтвердили существенный генетический вклад в предрасположенность гельминтозам. Например, у овец обнаружена индивидуальная резистентность к инвазии Trichostrongy luscolubriformis, что позволило создать линии с высокой и низкой резистентностью к этому гельминту (Dawkins et al., 1989). Одним из подходов выявления генетической предрасположенности гельминтозу в популяции коз Нигерии был поиск ассоциации количества яиц гельминтов у животных и гемоглобинового полиморфизма. Гомозиготные особи по исследуемому биохимическому маркеру имели более высокие количества яиц гельминтов относительно гетерозиготных животных (Buvanendran et al., 1981). Эпидемиологические исследования у человека На роль генетических факторов в развитии и течении гельминтозов у человека указывает факт того, что эти заболевания сопровождаются разными клиническими проявлениями у представителей разных популяции. Различия в предрасположенности гельминтным инвазиям между этническими группами обнаружены еще в начале XX века. Исследования жителей южных штатов США выявили большую распространенность и интенсивность анкилостомоза у европеоидов относительно африканцев (Keller et al., 1937). Сравнительный анализ двух этнических групп Эквадора выявил значительную вариабельность в клиническом течении онхоцеркоза (De Angelis et al., 2012). Однако в исследовании шистосомоза в Бразилии различий между африканцами и европеоидами не установлено (Rupert, Quinnell, 2003). В 80-х годах XX века исследования выявили важный эпидемиологический феномен, касающийся реинвазии после проведения антигельминтной терапии. В пролонгированных исследованиях количество яиц гельминтов до и после лечения статистически значимо коррелировали, что позволило высказать предположения о предрасположенности к гельминтной инвазии. Индивидуальные особенности в развитии реинвазии аскаридами и другими интестинальными гельминтами обнаружены в популяциях Нигерии, Мексики, Тайланда, Малайзии и южной Индии (Rupert, Quinnell, 2003). Анализ семей Прямые доказательства наличия генетической компоненты предрасположенности гельминтозам у людей основаны на анализе семейных выборок. Так в исследовании семей из Непала и Китая проведена оценка количества яиц Trichuristrichiura в фекалиях инвазированных и установлено, что в обеих популяциях 28 % вариабельности интенсивности инвазии обусловлены генетическими факторами. При этом на долю бытовых факторов в популяции Непала пришлось только 4 % и не обнаружено их вклада в популяции Китая (Williams-Blangero et al., 2002). Исследования семей из Малайзии и Мексики отразили существенный вклад генетических факторов в развитие реинвазии при гельминтозах, обусловленных A. lumbricoides и T. trichiura. В отношении филяриоза также показан вклад генетической компоненты на семейной выборке полинезийцев. На основании полученных данных выдвинуто предположение о том, что гипотетический ген чувствительности к филяриозу рецессивен, его популяционная частота составляет 0,82 ± 0,15, а пенетрантность — 0,62 + 0,14 (Ottesen et al., 1981). В качестве генов-кандидатов рассмотрены гены лейкоцитарных антигенов HLA, однако связи клинического течения филяриоза с их гаплотипами не удалось обнаружить.Исследование 74 семей южного Камеруна выявило генетическую предрасположенность микрофиляриозу, вызываемому Loaloa. У чувствительных к гельминту индивидов не развивается адекватный иммунный ответ на внедрение паразита. Полученные данные частично объясняют тот факт, что в гиперэндемичном очаге микрофиляриоза распространенность инвазии, как правило, не превышает 30 % среди коренного населения (Garcia et al., 1999). Исследования изолированных популяций островов Тихого океана также доказывают определяющую роль наследственных факторов в развитии эозинофилии, продукции IgG и инвазированности личиночными формами при филяриозе, вызванном Wuchereri abancrofti (Cuenco et al., 2009) Генетическая предрасположенность к инвазии и ее интенсивности показана на семейном материале популяций, проживающих в эндемичных очагах S. mansoni (Bethony et al., 2001) и S. japonicum. Однако при исследовании семей Кении отмечена низкая наследственная составляющая в предрасположенности инвазии S. haematobium (King et al., 1999). Использование сегрегационного анализа в исследовании предрасположенности к шистосомозу позволило смоделировать вклад генетических и других факторов в предрасположенность этому гельминтозу. Сегрегационный анализ, проведенный в популяции Бразилии с учетом пола, возраста, частоты контакта с водой, позволил выдвинуть гипотезу наличия кодоминантного гена, контролирующего резистентность/предрасположенность к шистосомозу, вызванному S. mansoni. Полученная модель с большим уровнем доверительной вероятности описывала генетический вклад в развитие гельминтоза, нежели модели, в основу которых была положена гипотеза о мультифакториальности признака или гипотеза о влияние только средовых факторов. Гипотетический ген SM1, согласно данным исследования, имеет частоту предрасполагающего аллеля 0,2–0,25; таким образом, 5 % популяции имеет низкий уровень резистентности, 60 % — высокий и 35 % — средний уровень резистентности (Abel et al., 1991). Модель кодоминантного гена также описывала результаты исследования этого же гельминтоза в популяции Судана (Dessein et al., 1999). Однако воспроизвести результаты в Сенегальской популяции при исследовании шистосомоза не удалось, что может свидетельствовать о роли этнической специфичности в отношении генетической предрасположенности к заболеванию (Kariuki et al., 2001). Подобный генетико-эпидемиологический анализ выполнен для A. lumbricoides в Непале, где установлено, что 30–50 % вариабельности в интенсивности инвазии определяется генетическими признаками, тогда как вклад средовых факторов составляет 3–13 % (Williams-Blangero et al., 1999). Анализ генетического полиморфизма Поиск ассоциаций полиморфных признаков с гельминтозами реализован во многих исследованиях. До развития основанных на ДНК методов типирования использовали иммунологические, биохимические и белковые полиморфные системы, например, группа крови ABO и Rh. Результаты этих работ противоречивы. В исследовании школьников Свазеленда показана связь группы крови В и инвазии S. mansoni (Trangle et al., 1979). В исследовании популяции Зимбабве у детей выявлена корреляция инвазии этого гельминта с группой крови А, однако в популяции Нигерии связи с группами крови ABO и наличием яиц S. haematobium не установлено (Kassim, Ejezie, 1982). Также не выявлено корреляции между группами крови ABO и инвазией гельминтами A. lumbricoides, T. trichiura, Ancylostoma duodenale и Strongyloi desstercoralis в Эквадоре (Cooper et al., 1993). Группы крови на данный момент не рассматривают в качестве возможных генетических маркеров контроля гельминтной инвазии, но эти исследования отражают ранние попытки выявления наследственной компоненты предрасположенности гельминтозам. Для поиска генетических локусов предрасположенности гельминтозам, как и при других заболеваниях, реализованы два основных подхода: полногеномный поиск и анализ генов-кандидатов. Первое полногеномное исследование в отношении интенсивности инвазии S. mansoni, определяемое по количеству яиц гельминта, проведено в популяции Бразилии. В результате обнаружено сцепление изучаемого признака с регионом 5q31-q33 (лод-балл 5,45) (Marquet et al., 1996). Повторный анализ полученных результатов позволил выявить дополнительные локусы сцепления 1p21-q23 (независимо от 5q31-q33) и 6p21-q21 (совместно с 5q31-q33) (Zinn-Justin et al., 2001). Роль хромосомного участка 5q31-q33 подтверждена в популяции Северного Сенегала (Muller-Myhsok et al., 1997). Для выявления генетических регионов сцепления с аскаридозом проведено полногеномное исследование в Непале. Значимым оказалось сцепление с локусами 13q32-q34 (лод-балл 4,43; р = 0,0009) и 1p32 (лод-балл 3,01; р = 0,0033). Локус 13q32-q34 оказался сцепленным с уровнем общего IgE. С помощью биоинформационных подходов удалось выявить ген TNFSF13B, локализованный в регионе 13q32-q34, как наиболее вероятный ген предрасположенности аскаридозу. Продукт гена TNFSF13B является цитокином и регулирует активацию В-клеток (Williams-Blangero et al., 2002). Известны полиморфные варианты этого гена, однако их роль в предрасположенности гельминтной инвазии не ясна. В популяции Джири Непала проведен полногеномный скрининг в отношении предрасположенности инвазии T. trichiura. В этой работе с интенсивностью инвазии (оцененному по количеству яиц гельминта) были сцеплены локусы, расположенные на хромосомах 9 (лод-балл 3,35; р = 0,0138) и 18 (лод-балл 3,29; р = 0,0159). В регионе хромосомы 9 расположено около 160 известных генов. Одним из кандидатов является ген JAK2. Его активация необходима для запуска STAT1a сигнального пути и реализации NO-зависимой элиминации паразитов. В этом же регионе сцепления можно выделить ген PDCD1LG1, вовлеченный в стимуляцию Т-клеточного ответа и участвующий в регуляции продукции интерлейкина-10. Регион на 18-й хромосоме содержит примерно 86 генов, в том числе RALBP1, вовлеченный в регуляцию апоптоза после воздействия патогенных факторов. В то же время, хотя большинство генов обнаруженных регионов известны, их функция не вполне понятна на сегодняшний момент и требует детального изучения (Williams-Blangero et al., 2008). В полногеномном исследовании подверженности Onchocerca volvulus в Западной Африке выявлено сцепление с регионом 2 р. Генотипированы 196 инвазированных сибов из 51 семьи по 337 аутосомным микросателлитным маркерам. Регион 2p21-p14 оказался сцеплен с интенсивностью микрофиляриоза, выявляемый по количеству личиночных форм в биоптатах кожи (лод-балл 3,8; р = 2,9E-5). Локус содержит около 100 генов, предполагается, что важными в развитии филяриоза являются гены PKCE, SOCS5, CALM2, ASB3, PSME4, GPR75, PEX13, LOC729060 и LOC442017 (Timmann et al., 2008). Данные, полученные при полногеномных исследованиях, определили направление дальнейших исследований по анализу генов-кандидатов. Также последующие исследования предрасположенности гельминтозам основаны на предположении о возможной патогенетической значимости отдельных генов (гены-кандидаты) и на данных, полученных при исследовании предрасположенности гельминтозам в моделях на животных. Шистосомоз У человека участок 6p21, где расположены гены главного комплекса гистосовместимости, сцеплен с шистосомозом, поэтому достаточно много работ посвящено исследованию генов HLA в связи с этим гельминтозом. Гены HLA оказались ассоциированы с течением и исходами шистосомоза, вызываемого разными видами гельминта и в разных популяциях. Так HLA–DR–DQ и HLA–DP аллели связаны с фиброзом печени при шистосомозе, вызванном S. japonicum у китайцев (Hirayama et al., 1999). При шистосомозе, вызванном S. haematobium, показана связь HLA-DP и манифестации заболевания у обследованных Габона (May et al., 1998), а при инвазии S. mansoni у больных Египта показана связь HLA-A1 и HLA-B5 с гепатоспленомегалией (Abdel-Salam et al., 1986). Однако получены и противоположные результаты, в частности, не выявлено ассоциации между генами HLA и инвазией S. mansoni в Бразильской популяции (Chiarella et al., 1998). Другой сцепленный с шистосомозом регион, 5q31-q33, содержит кластер генов, имеющих отношение к регуляции Th-2 иммунного ответа (Marquet et al., 1996). Сцепление с ним показано также для астмы и уровня продукции IgE (Parate et al., 2010). Кроме того, факт наличия сходных клинических проявлений атопий и гельминтозов привел к предположению об общности наследственной компоненты предрасположенности к этим заболеваниям. У 841 деревенского жителя Мали изучена связь пяти полиморфизмов генов цитокинов, расположенных в регионе 5q31-q33, с интенсивностью инвазии S. haematobium, определяемой по количеству яиц гельминта в моче. Установлено, что генотип –1055T/TIL13 является протективным в отношении шистосомоза (Kouriba et al., 2005). Анализ неравновесия по сцеплению полиморфизма –1055 С/TIL13 (rs1800925) с другими маркерами промотора этого гена позволил выявить совместный вклад rs1800925 и rs7719175 в контроль интенсивности инвазии S. haematobium (Isnard et al., 2011). В небольшом исследовании городских жителей Кении показана связь реинвазии S. mansoni с полиморфизмами (+874 A/T) гена IFNG, (–1055 C/T) IL13, (–590 C/T) IL4 (Gatlin et al., 2009). В регионе, содержащем гены IL5, IL13 и IL4 проанализировано 30 однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) у лиц, зараженных S. japonicum, c бессимптомным течением заболевания и у лиц, для которых характерны жар, потеря аппетита, головокружение в связи с шистосомозом. Течение заболевания, характеризующееся появлением симптомов, связано с двумя полиморфизмами rs4143832 и rs17690122 в 3`-нетранслируемой области гена IL5 (Ellis et al., 2007) (табл. 1). Для выявления связи генетической изменчивости и фиброза печени, как исхода инвазии S. mansoni, предпринята попытка найти сцепление исследуемого признака с локусами 5q31-q33, 6p21, 12q15, 6q22-q23 в 65 родословных Судана. Стратегия выбора этих регионов основана на том, что для первых двух ранее показана связь с интенсивностью инвазии S. mansoni, в регионе 12q15 находиться ген IFNG, ассоциированный с астмой и уровнем IgE, а в 6q22-q23 содержится ген IFNGR1, мутация которого приводит к гранулематозным реакциям при псевдотуберкулезе. С помощью сегрегационного анализа построена кодоминантная модель гена, сцепленного с 6q22-q23 (лод балл 3,12); наиболее вероятным геном-кандидатом этого региона является IFNGR1 (Dessein et al., 1991). При исследовании 1470 инвазированных S. mansoni в Судане тяжелая форма клинического течения гельминтоза оказалась связана с двумя полиморфизмами в третьем интроне гена IFNG (табл. 1). Полиморфизм IFNG + 2109 A/G оказался протективным в отношении развития перипортального фиброза, тогда как IFNG+3810 G/A связан с уменьшением риска развития этой формы шистосомоза. Предполагается, что изменение экспрессии IFNG при наличии этих полиморфизмов может оказывать влияние на продукцию IFN-γ. Ген IFNG не находится в регионе 6q22-q23, связанном с фиброзом печени, однако рядом с этим участком расположен ген, кодирующий α-цепь рецептора IFN-γ. Таким образом, предполагается, что IFN-γ и трансдукторы его сигнала играют ключевую роль в развитии клинических форм шистосомоза (Chevillard et al., 2003). Тяжесть течения фиброза печени при шистосомозе ассоциирована с ОНП rs9402373 в популяциях Китая, Судана и Бразилии вне зависимости от вида возбудителя (S. japonicum или S. mansoni). Кроме того, ОНП rs12526196 связан с фиброзом печени у инвазированных Китая и Судана (Dessein et al., 2009). Исследованные полиморфизмы находятся рядом с геном CTGF, кодирующим фактор роста соединительной ткани, который принимает участие в ангиогенезе и хондрогенезе. Оба полиморфизма расположены в регионе 6q23, сцепленном с фибротическими изменениями печени при шистосомозе (Dessein et al., 1999). У жителей Нигерии шистосомоз, вызываемый S. haematobium, ассоциирован с полиморфизмами –986G>A и –4A>G гена фиколина (FCN2). Выбор этого гена для исследования основан на данных о его патогенетической роли в развитии других паразитарных инфекций (Ouf et al., 2012). Аскаридоз Исследование реинвазии A. lumbricoides у детей Нигерии после терапии позволил выделить три группы индивидов: дети, устойчивые к инвазии, а также больные с легкой и тяжелой формой гельминтоза. Анализ распределения антигенов HLA-I в этих группах показал, что антиген A30/31 не встречается у детей, устойчивых к гельминтозу (Holland et al., 1992). Анализ ОНП гена ADRB2, расположенного в регионе 5q31-q33, выявил, что у гомозигот по аллелю Arg16 статистически значимо более высокий уровень специфического IgE к аскаридам (p = 0,002), большее количество яиц в фекалиях (p < 0,001) и значительно более выраженный ответ на сенсибилизацию аллергеном A. lumbricoides (р = 0,008) (Ramsay et al., 1999) (табл. 1). Гипотеза вовлеченности генов, участвующих в регуляции Th1-Th2 баланса в предрасположенность гельминтозам легла в основу дизайна эксперимента, проведенного с участием 614 школьников Китая в отношении аскаридоза. Для исследования выбраны полиморфизмы генов предрасположенности к астме и гиперпродукции IgE: IL4, IL5, IL13, IL4RA1, IL13RL1, STAT6, IL5RA, FCER1A, FСER1B, IL10, IL10R, IFNG, IL12RB2, IL12RB2. Интенсивность инвазии, определяемая количеством яиц аскарид, оказалась связана с полиморфизмом 4219G/A промоторной области гена STAT6 (p = 0,0002) (табл. 1). Данные этого исследования подтверждают также вовлеченность генов IFNG и STAT6 (р = 0,006) в иммунный ответ при аскаридозе (Peisong et al., 2004). STAT6 гаплотип связан с астмой и риском развития аллергии в Британии, тогда как в Китае, этот же гаплотип ассоциирован с протективным влиянием относительно гельминтной инвазии (Moller et al., 2007). Полногеномный скрининг для аскаридной инвазии выявил локусы предрасположенности, которые ранее не были исследованы в отношении астмы. Для проверки гипотезы об общности генов локуса 13q33 для гельминтозов и атопий предпринято исследование в эндемичной области аскаридоза Колумбии. Исследование включало 1064 индивидов, 428 из которых страдали бронхиальной астмой. У всех участников исследования определяли общий и специфичный к клещам домашней пыли (Dermatophagoi despteronyssinus и Blomia tropicalis) уровень IgE, а также специфический IgE и IgG к аскаридному антигену (экстракт A. lumbricoides и A. suum) и к белку A. Suum ABA-1, полученному рекомбинантным способом. Исходя из данных о частоте полиморфизмов генов региона 13q33 в этой популяции и их функциональной значимости, для типирования были выбраны три ОНП: rs1805388 гена LIG4, rs10508198 гена TNFSF13B и rs2289046 гена IRS2. Генотип G/GLIG4 оказался связан с уровнем IgE к аскаридам, полиморфизм гена TNFSF13B был ассоциирован с уровнем IgG к аскаридам и уровнем IgE на ABA-1 (табл. 1), однако ни для одного из полиморфных вариантов этих генов не выявлена связь с астмой и антителами к клещам (Acevedo et al., 2009). Таким образом, гены локуса 13q33, для которого обнаружено сцепление с аскаридозом в полногеномном исследовании на популяции Непала, оказались ассоциированы с инвазией в популяции Колумбии, однако связи этих генов с астмой не обнаружено. Филяриоз В Индонезии при исследовании пациентов с элефантиазом обнаружена связь заболевания с HLA-B27 и HLA-DQ5 (Yazdanbakhsh et al., 1995). Гаплотип DQA1*0501-DQB1*0301 Onchocercavolvulus в популяции Либерии (Meyer et al., 1994). В исследовании лимфатического филяриоза, вызываемого Wuchereria bancrofti, в выборке из Ганы показана связь генотипа Leu/Leu полиморфизма Leu10Pro гена TGFB1 с латентной формой заболевания, а также выявлена ассоциация этого полиморфизма с количеством микрофилярий, определяемых в крови больных (Debrah et al., 2011). В выборке из Индии проведено генотипирование по полиморфизмам Ala288Ser гена ET1 и Met196Arg гена TNFR2 у больных с разными формами инвазии W. bancrofti. Показано, что генотип Met196Arg TNFR2 преобладает у больных с гидроцеле, тогда как Ala288Ser ET1 — у больных элефантиазом. Отмечено увеличение уровня ET-1 у больных с гидроцеле в плазме. Известно, что эндотелин-1, кодируемый геном ET1, участвует в пропотевании жидкости и плазменных белков из кровяного русла в окружающие ткани; есть гипотеза, что генотип Ala288Ser ET1 является предрасполагающим фактором к накоплению жидкости между листками влагалищной оболочки яичка (Panda et al., 2011). В южной Индии обследовано 180 индивидов в отношении элефантиаза, вызываемого W. bancrofti, и проведено генотипирование по полиморфизмам шести генов, выбранных по наличию микробицидной активности их продуктов: белок макрофагов 1, ассоциированный с естественной резистентностью к инфекционным болезням (NRAMP1), альфа-субъединицацитохрома b (CYBA), цитозольный фактор нейтрофилов 2 (NCF2), фагоцит-специфическаяхитотриозидаза (CHIT1), миелопероксидаза (MPO) и маннозосвязывающий лектин (MBL2). Полиморфизм в 10-м экзоне гена CHIT1 (rs3831317) и MBL2 (-221X/Y) оказались связаны с предрасположенностью филяриозу в этом исследовании (Choi et al., 2001). Также показана ассоциация гена MBL2 с наличием циркулирующих антигенов W. bancroftiу жителей северо-восточной Танзании (Meyrowitsch et al., 2010). Однако в Меланезийской выборке из 906 индивидов воспроизвести ассоциацию с геном CHIT1 не удалось; полиморфизмы генов TLR4 A896G и TLR2 T2178A, G2258A также не были ассоциированы с филяриозом и его исходами (Hise et al., 2003). Анализ вклада TLR2 в развитие филяриоза, вызываемого W. bancrofti, проведен у жителей Тайланда. С бессимптомным течением заболевания ассоциированы три полиморфизма TLR2: делеция –196–173, +597 T>C и +1350 T>C (Junpee et al., 2010). В восточной Малазии в качестве гена-кандидата предрасположенности филяриозу исследован ген антигена 4 цитотоксических Т-лимфоцитов (CTLA4) и показано протективное влияние аллеля G полиморфизма rs733618 в отношении гельминтоза (Idris et al., 2011). В Судане для генотипа His131Arg гена CD32 показана ассоциация с тяжелой формой реактивного дерматита, вызываемого O. volvulus (Ali et al., 2007) (табл. 1). Эхинококкоз Исследован полиморфизм генов HLA-A, -B, -DRB1, -DQB1, -DPB1 у 151 больного альвеолярным эхинококкозом (Eiermann et al., 1998). При сравнении инвазированных и здоровых индивидов HLA-DRB1*11 оказался ассоциирован с уменьшением риска развития заболевания, а HLA-DQB1 был более часто представлен у пациентов с прогрессирующй формой заболеваний относительно пациентов с регрессивной формой. Также проведены исследования для выявления роли генов HLA в развитии инвазии, вызываемой Echinococcus granulosus. У взрослых в популяции Египта рисковыми в отношении гельминтоза являются HLA-DR3 и HLA-DR11, при этом у носителей HLA-DR3 заболевание протекает с осложнениями (Azab et al., 2004). У турецких детей аллель HLA-B44 ассоциирован с легочной формой инвазии, HLA-DR15 — с печеночной формой заболевания, HLA-DR11 — с острым течением эхинококкоза (Yalcin et al., 2010). В России выявлена связь аллелей B5 и B18 с цистным эхинококкозом (Щербаков A. M., Монхе-Барредо П. А. 1989). В работе, выполненной на базе Башкирского государственного медицинского университета, проанализированы полиморфизмы генов биотрансформации ксенобиотиков: GSTM1, GSTT1, CYP1A1 у детей больных эхинококкозом, вызванного E. granulosus. Нулевой генотип GSTM1 оказался связан с исходом заболевания (множественными кистами), CYP1A1 — с клиническими формами эхинококкоза (Лукманова и др., 2006; Лукманова и др., 2008). Гены TAP1 и TAP2 исследованы в связи с инвазией E. multilocularis у взрослых европеоидов и E. granulosus у турецких детей. В европейской популяции генотип TAP2 665 ассоциирован с альвеолярным эхинококкозом и его тяжестью (Zhang et al., 2003). У турецких детей генотип TAP1 –637Asp/Gly является рисковым в отношении развития однокамерного эхинококкоза, тогда как TAP2 –372 Ile/Val — протективным (Kiper et al., 2010) (табл. 1). Описторхоз Относительно генов подверженности описторхозу практически ничего не известно. Проведенные исследования главным образом посвящены холангиокарциноме — серьезной проблеме исхода описторхозной инвазии, вызванного O. viverrini. Гены, которые исследуют в отношении холангиокарциномы имеют отношение к процессам онкогенеза. Так, у хомячков показана связь холангиокарциномы, индуцированной описторхозом, с мутацией в шестом экзоне опухоль-супрессирующего гена TP53 и с впервые обнаруженной авторами мутации в первом экзоне гена KRAS (Tangkawattana et al. 2008). Опубликованы данные о наличии мутаций генов K-ras, p53, B-raf, c-kit в ткани печени при моделировании описторхоза на сирийских хомячках. Эти исследования не отражают вклад наследственной компоненты в интенсивность и течение описторхоза, так как касаются генетических изменений, характерных для клеток и тканей при метаплазии. Однако о наличии наследственной предрасположенности инвазии O. felineus свидетельствуют различия в течение описторхоза в разных этнических группах. Имеются данные, что инвазия описторхами практически не вызывает клинически выраженной формы заболевания у коренных жителей Севера — хантов и манси. При этом среди аборигенов Сибири имеются люди, которые невосприимчивы к заражению описторхами (Ильинских, 2002). Анализ полиморфизма групп крови и главного комплекса гистосовместимости свидетельствуют, что среди аборигенов произошел своеобразный отбор на нечувствительность к инвазии этим гельминтом. В 1932 г. гельминтолог К. Н. Скрябин высказал гипотезу, что почти 100 %-я пораженность населения Севера Западной Сибири описторхами оказала и оказывает влияние на морфофизиологию населяющих этот регион народов (Лепехин и др, 1992). В исследовании, проведенном на базе Сибирского государственного медицинского университета и НИИ медицинской генетики СО РАМН (г. Томск), проанализировано 10 ОНП генов иммунного ответа (IL4, IL4RA, IFNG, IFNGR2, GATA3, TBX21, PIAS3, PIASY, STAT5B, SOCS5) в отношении подверженности описторхозу. Показана связь rs12756687 PIAS3 с интоксикационным синдромом у больных описторхозом (Салтыкова, 2010). Явление полипаразитизма и его генетическая основа Высокая интенсивность инвазии ассоциирована с полипаразитизмом, что может указывать на супрессию иммунного ответа, которая определяется генетическим статусом индивида. В китайской популяции при анализе когорты индивидов, инвазированных несколькими видами гельминтов, получены доказательства генетического вклада в предрасположенность полипаразитизму (Ellis et al., 2007). Однако в Бразильской популяции не выявлено вовлеченности генетических факторов в коинвазию N. americanus и S. mansoni. Авторы предполагают, что профессия, гигиеническое поведение и уровень образованности в отношении профилактики гельминтозов играют основную роль в ко-инвазии этими гельминтами (Pullan et al., 2010). Гельминты, как фактор селекционного давления на гены иммунной системы человека Гоминиды занимали важное место в жизненном цикле гельминтов, и между паразитом и человеком длительное время происходила ко-эволюция. Представляется высоко вероятным, что именно эта группа организмов оказала важное влияние на формирование иммунной системы у человека. В бионформационной работе Fumagalli et al. (2009) с использованием интегрального популяционно-генетического и ассоциативного анализа получены данные, показывающие важную роль гельминтов в качестве факторов, оказывающих сильное селекционное давление на гены семейства интерлейкинов. Авторы рассматривают корреляцию между распространенностью различных патогенов и частотами аллелей генов интерлейкинов. Микробы, вирусы, простейшие составили группу микропатогенов, насекомые, членистоногие и гельминты объединены в группу макропатогенов (гельминты составили большую часть в процентном соотношении в этой группе). Использованы данные типирования около 1025 ОНП генов интерлейкинов для 52 популяций в рамках проекта Human Genome Diversity Project-Centred’ Etudedu Polymorphisme Humain [HGDP-CEPH] и данные базы Gideon для определения распространенности макрои микропатогенов для отдельных регионов. Оперируя этой информацией, рассчитали коэффициенты корреляции между частотами аллелей генов интерлейкинов и распространенностью микрои макропатогенов. Статистически значимые корреляции выявлены для 48 и 94 ОНП для микрои макропатогенов соответственно, для 32 ОНП выявлена корреляция для обеих групп. Полученные результаты свидетельствуют о важной селективной роли паразитов в эволюции генов интерлейкинов, однако именно гельминты оказывают более сильное влияние на отбор генов по сравнению с вирусами и микробами (Fumagalli et al., 2009). Заключение На сегодняшний день существуют убедительные доказательства генетического вклада в развитие и течение гельминтных инвазий у человека и животных. Проведенные исследования по анализу генетической предрасположенности к гельминтозам оставляют дискутабельным вопрос об общих генах, обусловливающих подверженность инвазии, вызываемой разными гельминтами. Так, не обнаружено общих локусов сцепления для разных гельминтозов. Выбор генов-кандидатов предрасположенности к гельминтозам определялся во многом гипотезой об общности генов, обусловливающих резистентность к гельминтозам и предрасположенность к аллергическим заболеваниям. Так, гены ADRB2, IFNG, IL13, IL4, STAT6, IL5, CHIT1, CTLA4, для которых ранее была показана связь с аллергическими заболеваниями, по данным ассоциативных исследований, имеют вклад в предрасположенность к гельминтозам. Полногеномное исследование в отношении аскаридоза позволило выявить новые гены кандидаты для этой инвазии: LIG4, TNFSF13B, IRS2. Однако обнаружить ассоциацию этих генов с астмой в этой же популяции не удалось. Полученные данные противоречат гипотезе об общности генов, обусловливающих резистентность к гельминтозам и предрасположенность к аллергическим заболеваниям. Потребуются дополнительные исследования для выявления роли этих генов в развитии клинических симптомов при аскаридозе. В предрасположенности гельминтозам, кроме анализа вклада наследственной составляющей человека, перспективным выглядит исследование вклада генотипа гельминта. Значению генетической вариабельности генома гельминта уделяется гораздо меньше влияния по сравнению с генетической вариабельностью хозяина, хотя генетический полиморфизм гельминта очень важен для коэволюции системы гельминт-хозяин. Молекулярные исследования показали наличие аллельных и нуклеотидных полиморфизмов в геноме гельминтов. Генетическая вариабельность гельминта может определять его инвазивность, предпочтение промежуточных хозяев, особенности патогенеза гельминтоза и чувствительность к терапии. Дальнейшее исследование генов подверженности гельминтозам выглядит многообещающим не только для выявления генов, вовлеченных в реализацию клинических проявлений гельминтозов, но также для установления селективной роли гельминтов в отношении генов человека, что может помочь приблизиться к пониманию роли гельминтозов в развитии аллергических и аутоиммунных заболеваний.

About the authors

Irina Vladimirovna Saltykova

Siberian State Medical University

Email: ira.saltikova@mail.ru
PhD, junior research fellow, Central research laboratory

Maksim Borisovich Freydin

Institute of Medical Genetics of the Tomsk Scientific Center SD

Email: mfreidin@medgenetics.ru
PhD, senior research fellow, Laboratory of Population Genetics

Lyudmila Mikhaylovna Ogorodova

Siberian State Medical University

Email: lm-ogorodova@mail.ru
MD, Professor, Head of Department, corresponding member of RAMS, Department of faculty pediatric

Valeriy Pavlovich Puzyrev

Institute of Medical Genetics of the Tomsk Scientific Center SD

Email: valery.puzyrev@medgenetics.ru
MD, academician of RAMS, Professor, Director, Laboratory of Population Genetics

References

Supplementary files