Non-lipid genetic predictors of the development of coronary heart disease and myocardial infarction in patients with hypertension

Mark S. Tyuryupov; Тюрюпов Марк Сергеевич; Konstantin S. Shulenin; Шуленин Константин Cергеевич; Dmitry V. Cherkashin; Черкашин Дмитрий Викторович; Tatyana S. Sveklina; Свеклина Татьяна Сергеевна; Gennady G. Kutelev; Кутелев Геннадий Геннадьевич; Nikita T. Mirzoev; Мирзоев Никита Тагирович

doi:10.17816/brmma626848

Нелипидные генетические предикторы развития ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда у пациентов, страдающих гипертонической болезнью

Авторы: Тюрюпов М.С.¹, Шуленин К.C.¹, Черкашин Д.В.¹, Свеклина Т.С.¹, Кутелев Г.Г.¹, Мирзоев Н.Т.¹
Учреждения:
1. Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Выпуск: Том 26, № 2 (2024)
Страницы: 197-206
Раздел: Оригинальное исследование
Статья получена: 13.02.2024
Статья одобрена: 09.04.2024
Статья опубликована: 03.06.2024
URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/626848
DOI: https://doi.org/10.17816/brmma626848
ID: 626848

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Анализируются ассоциации основных нелипидных геномных биомаркеров с возникновением ишемической болезни сердца и нестабильным течением заболевания с развитием инфаркта миокарда у 164 пациентов, страдающих гипертонической болезнью I–III стадий. Исследование проходило в 2 этапа. На первом этапе проводился поиск нелипидных генетических предикторов ишемической болезни сердца без учета особенностей ее клинического течения. На втором этапе изучали возможность выделения генетических предикторов осложненного течения ишемической болезни сердца с развитием инфаркта миокарда. Во всех случаях проверки гипотез различие признавалось статистически значимым при p < 0,05. Установлено, что наличие ишемической болезни сердца у пациентов, страдающих гипертонической болезнью, было ассоциировано с достоверным преобладанием генетических биомаркеров только в 4 однонуклеотидных полиморфизмах: в системе гемостаза (4G4G SERPINE 1), провоспалительных цитокинов (аллель Т IL-1b-511, аллель С IL-1b-1473) и врожденного иммунитета (FF TLR3-412). Развитие инфаркта миокарда было ассоциировано с двумя генетическими полиморфизмами: в системе провоспалительных цитокинов (CC IL-6 -174) и гемостаза (4G4G SERPINE 1). В целом среди изучаемых однонуклеотидных полиморфизмов статистически значимый результат в прогнозировании ишемической болезни сердца продемонстрировали генетические биомаркеры системы гемостаза, провоспалительных цитокинов и врожденного иммунитета. В отношении инфаркта миокарда прогностической ценностью могут обладать генетические биомаркеры системы гемостаза и провоспалительных цитокинов. Использование данных генетических биомаркеров в качестве предикторов неблагоприятного прогноза у пациентов, страдающих гипертонической болезнью, позволит лучше стратифицировать риск, оценить прогноз в этой группе, что значительно снизит затраты на проведение полногеномного исследования.

Ключевые слова

ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, кардиоваскулярные осложнения, кардиоваскулярный риск, генетические биомаркеры, однонуклеотидные полиморфизмы, низкоинтенсивное воспаление, немодифицируемые предикторы риска

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной смертности взрослого населения Российской Федерации, составляя 43,8 % от общего числа летальных исходов. В структуре смертности от ССЗ на долю ишемической болезни сердца (ИБС) приходится 54,2 %, что делает ее крайне актуальной проблемой¹. В настоящее время известно более 200 факторов риска развития ИБС, в том числе и генетических. Долгое время акцент в поиске предикторов коронарной болезни сердца был смещен в сторону липидных биомаркеров. Однако в последнее время все большее внимание стало уделяться нелипидным предикторам ИБС и, в частности, низкоинтенсивному воспалению (low-grade inflammation), являющемуся важной составляющей сердечно-сосудистого континуума. Неудивительно, что уровни провоспалительных маркеров демонстрируют хорошую корреляцию с сердечно-сосудистым риском [1]. В метаанализе Y. Li et al. [2], объединившем результаты 14 исследований с общим количеством участников 83 995, показана достоверная взаимосвязь высокочувствительного С-реактивного белка (СРБ) с риском сердечно-сосудистой смерти и смерти от всех причин. Эта взаимосвязь находит подтверждение и в более современных работах [3, 4]. Аналогичные данные были получены и для других провоспалительных агентов. Так, в исследовании STABILITY, объединившем 14 611 пациентов, была показана четкая связь риска развития основных неблагоприятных сердечно-сосудистых осложнений с повышенным (≥ 2 нг/л) уровнем интерлейкина-6 (ИЛ-6) в сыворотке крови [5]. Это справедливо и в отношении провоспалительных цитокинов более высокого порядка, к которым следует относить ИЛ-1, являющийся основным иммунокомпетентным биомаркером, который способен стимулировать выработку как СРБ, так и ИЛ-6 [6].

Кроме того, в поддержании хронического воспаления и прогрессии атеросклероза может играть ключевую роль нарушение регуляции в системе толл-подобных рецепторов (Toll-like receptor — TLR). В настоящее время уже имеется ряд экспериментальных исследований на лабораторных животных, убедительно демонстрирующих значимую роль TLR в атерогенезе. Так, в исследовании A. Kapelouzou et al. [7] продемонстрирована высокая корреляция экспрессии TLR типов 2, 3, 4 и 8 с прогрессированием атеросклероза в аорте кроликов-самцов. Определенный вклад в прогрессирование атеросклеротического поражения артерий вносит и дисрегуляция системы гемостаза. Имеются данные об ассоциации более высоких уровней ингибитора активатора плазминогена 1 и гомоцистеина с образованием потенциально более «опасных» коронарных бляшек (атеросклеротических бляшек с тонкой крышкой и крупных атеросклеротических бляшек) [8].

Тем не менее имеет место ряд ограничений, не позволяющих использовать уровни данных биомаркеров в качестве надежных предикторов ИБС и развития инфаркта миокарда (ИМ). В частности, экспрессия белков воспаления может меняться под воздействием персистирующей инфекции. Отсюда возникает необходимость в поиске более надежных немодифицируемых предикторов риска, к которым могут быть отнесены генетические полиморфизмы. Так, в исследовании М. Asif et al. [9] показана корреляция развития ИБС с полиморфизмами гена белка, связанного с рецептором к липопротеидам низкой плотности. В базе данных Британского кардиологического фонда имеется 1122 уникальных варианта рецепторов к липопротеидам низкой плотности, которые также ассоциированы с развитием ИБС и входят в генетический скрининг на семейную гомозиготную гиперхолестеринемию (СГХС)². Аналогичные исследования имеются и в отношении белка аполипопротеина В-100 [10].

Также имеются исследования в отношении полиморфизмов генов пропротеиновой конвертазы субтилизин-кексинового типа 9 (proprotein convertase subtilisin-kexin type 9 — PCSK9). Известно о полиморфизмах генов PCSK9, как усиливающих ее функцию, так и угнетающих ее. Так, аллель Т однонуклеотидного полиморфизма rs11206510, повышающий ее активность, ассоциирован с высоким риском развития ИМ у пациентов, страдающих ИБС [11]. В свою очередь полиморфизмы гена PCSK9 Y142X, C679X и R46L обладают протективным влиянием в отношение развития ИБС и инфаркта миокарда [12]. К более редким относятся полиморфизмы адаптерного белка рецептора к липопротеидам низкой плотности 1 (LDLRAP1): 432insA в экзоне 4 и G65A в экзоне 1 (p. trp22ter) — они ассоциированы с развитием СГХС [13, 14].

В отношении нелипидных генетических биомаркеров ИБС хотя и имеются публикации, но их гораздо меньше, а полученные результаты достаточно противоречивы, что создает потребность в новых исследованиях, чтобы подтвердить или опровергнуть вклад каких-либо однонуклеотидных полиморфизмов в развитие ИБС и ИМ.

Цель исследования — провести анализ ассоциаций основных нелипидных геномных биомаркеров с возникновением ИБС и нестабильным течением заболевания с развитием ИМ у пациентов, страдающих гипертонической болезнью (ГБ).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

По дизайну исследование является ретроспективным когортным исследованием типа случай-контроль. В исследование были включены 164 пациента, страдающих ГБ I–III стадий. Медиана возраста пациентов составила 67 (57–74) лет, 90 (54,9 %) из них были мужчины. У 144 (87,8 %) пациентов наблюдалась дислипопротеидемия, у 101 пациента (61,6 %) имело место абдоминальное ожирение (АО) 1–2 степени, у 84 (51,2 %) пациентов была диагностирована ИБС, у 52 (31,74 %) — предиабет (нарушение толерантности к глюкозе и/или нарушенная гликемия натощак), у 34 (20,7 %) — хроническая болезнь почек (ХБП) С1–С3б стадии. Половозрастные и клинико-лабораторные показатели пациентов, включенных в исследование, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Половозрастные и клинико-лабораторные показатели пациентов, включенных в исследование на разных этапах, абс. (%)

Table 1. Gender, age and clinical laboratory parameters of patients included in the study at different stages, abs. (%)

Показатель	1-й этап		p	2-й этап		p
Показатель	есть ИБС, n = 84	нет ИБС, n = 80	p	есть ИМ, n = 30	нет ИМ, n = 54	p
Возраст, лет	66	63,5	–	67	72,4	–
Мужской пол	38 (45,2)	52 (65)	0,01	17 (56,9)	21 (38,9)	0,21
Курение	46 (54,8)	36 (45)	0,21	20 (66,7)	26 (48,1)	0,1
Дислипопротеидемия	74 (88,1)	70 (87,5)	0,91	28 (93,3)	46 (85,1)	0,27
Предиабет	34 (40,5)	18 (22,5)	0,01	12 (40)	22 (40,7)	0,95
ХБП	15 (17,9)	19 (23,8)	0,35	7 (23,5)	8 (14,8)	0,33
Абдоминальное ожирение	53 (63,1)	48 (60)	0,68	23 (76,7)	30 (55,6)	0,06

Исследование проходило в два этапа. На первом этапе проводился поиск нелипидных генетических предикторов ИБС без учета особенностей ее клинического течения. Для этого все пациенты были разделены на 2 группы в зависимости от наличия или отсутствия ИБС. Всем пациентам проводилось генетическое типирование врожденного иммунитета (лейкоцитарного человеческого антигена 2-го класса (HLA-DRB1), толл-подобных рецепторов 3-го типа (TLR3-412 L/F)), воспалительных цитокинов (IL-6 (-174 C/G, rs 1800795), IL-1b (-511 T/C, -1473 G/C), IL-10 (-1082 G/A, rs1800896), фактора некроза опухолей α (-308 G/A), системы регуляции артериального давления (ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) (ACE Alu I/D, rs 4646994), ангиотензина 2 (-235 M/T), системы гемостаза (ингибитора активатора плазминогена 1-го типа (SERPINE 1 (PAI-1)-675 5G/4G), 13 фактора свертывания (F13A1-35 V/L), интегрин-бета 3 (ITGB3-33 L/P)), фолатного цикла метилентетрагидрофолатредуктазы (methylenetetrahydrofolate reductase — MTHFR) -677 C/T, rs 1801133), метионин-синтаза-редуктазы (methionine synthase reductase — MTRR-66 A/G, rs 1801394) и индукторов апоптоза — атаксии-телеангиэктазии мутации (ATM-185 Asp/Asn, rs 1801516). На втором этапе изучали возможность выделения генетических предикторов осложненного течения ИБС с развитием ИМ.

Для проведения генетического типирования использовалась периферическая кровь пациентов, которую забирали в пробирки этилендиаминтетрауксусной кислоты при выписке. Выделение ДНК проводили с использованием набора «ГС-генетика», а амплификацию ДНК — на приборе «ДТ-Прайм» общества с ограниченной ответственностью «ДНК-технология» (Россия).

Исследование проведено в рамках научно-исследовательской работы «Вирус» и соответствует положениям Хельсинкской декларации. Исследование одобрено на заседании этического комитета Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (протокол № 271 от 22.11.2022). Всеми пациентами подписано информированное добровольное согласие на медицинское вмешательство, обработку персональных данных и участие в исследовании.

При описании данных для числовых переменных, распределенных нормально, использовалось среднее и стандартное отклонение M (SD), для негауссовских переменных — медиана и межквартильный размах Me [Q₁–Q₃]. Для номинальных и порядковых данных в описательной статистике использовалось количество вхождений каждого значения и доли каждого значений по отношению ко всей выборке n (m %). Поиск отличий осуществлялся методом проверки статистических гипотез. Для нормальных выборок использовался критерий Стьюдента, для негауссовских — критерий Манна – Уитни. Номинальные и порядковые выборки сравнивались при помощи критерия хи-квадрат, при малых выборках (хотя бы одно из ожидаемых меньше 10) — точного критерия Фишера. Во всех случаях проверки гипотез различие признавалось статистически значимым при p < 0,05. Расчеты проводились в статистическом пакете R, версия 4.3.1.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Установлено, что наличие ИБС у пациентов, страдающих ГБ, было ассоциировано с достоверным преобладанием генетических биомаркеров только в 4 однонуклеотидных полиморфизмах: в системе гемостаза (4G4G SERPINE 1), провоспалительных цитокинов (аллель Т IL-1b-511, аллель С IL-1b-1473) и врожденного иммунитета (FF TLR3-412) (рис. 1).

Рис. 1. Частота встречаемости генетических биомаркеров у пациентов, страдающих ГБ, ассоциированных с развитием ИБС

Fig. 1. Frequency of occurrence of genetic biomarkers in patients with hypertension associated with the development of coronary heart disease

Развитие ИМ было ассоциировано с двумя генетическими полиморфизмами: в системе провоспалительных цитокинов (CC IL-6-174) и гемостаза (4G4G SERPINE 1) (рис. 2).

Рис. 2. Частота встречаемости генетических биомаркеров у пациентов со стабильным течением ИБС и перенесших ИМ

Fig. 2. Frequency of occurrence of genetic biomarkers in patients with stable ischemic heart disease and post-myocardial infarction

Продемонстрирована связь генотипа 4G4G полиморфизма гена SERPINE 1 системы гемостаза с высоким риском развития как ИБС, так и ИМ у пациентов, страдающих ИБС. Так, в группе пациентов, страдающих ИБС, значимо чаще встречался данный генотип (40 % против 9,5 %; p = 0,007, отношение шансов (ОШ) 11,4 95 % ДИ 2,24–89,2). Аналогичное влияние этого полиморфизма было продемонстрировано и на риск развития ИМ. В группе пациентов, перенесших ИМ, он встречался значимо чаще (66,7 % против 20,7 %; p = 0,026, ОШ = 14, 95 % ДИ 1,85–296,1).

В метаанализе Y. Liu et al. [15], объединившем почти 150 тысяч человек различных этнических популяций, продемонстрирована ассоциация полиморфизма данного гена с развитием атеросклеротических заболеваний. В исследовании А.Л. Гончара и др. [16] показан практически двукратный перевес встречаемости генотипа 4G4G у пациентов, перенесших ИМ (41,2 % против 28,7 %; p = 0,01). В более современном исследовании A. Bayramoglu [17] продемонстрирован негативный вклад данного генотипа в развитие коронарного атеросклероза. Подобное влияние этого генотипа можно объяснить более высокой экспрессией тканевого активатора плазминогена 1-го типа у его носителей [18]. Давно известно, что он является мощным антифибринолитическим ферментом [19]. В этом ключе прогрессирование атеросклеротического поражения коронарных сосудов у носителей данного генотипа можно объяснить высокой потенцией к тромбообразованию за счет низкой активности антифибринолитической системы.

В нашем исследовании также наблюдалась связь полиморфизмов генов провоспалительных цитокинов с развитием ИБС и ИМ. Так, аллель Т полиморфизма гена IL-1b -511 был ассоциирован с наличием у пациентов, страдающих ИБС (60,9 % против 36,9 %; p = 0,033, ОШ = 2,66, 95 % ДИ = 1,09–6,78). В настоящее время существуют противоречивые мнения по поводу ассоциации данного аллеля с риском развития ИБC. Так, в мета-анализе L. Zhou [20] показано, что данный полиморфизм не имеет никакой связи с развитием и прогрессированием атеросклеротического поражения коронарных артерий. В исследовании H. Rai [21] показана протективная функция аллеля Т и негативная — аллеля С данного гена. По их данным, носительство аллеля С достоверно увеличивает риск развития ИБС (p = 0,041, ОШ = 1,36). В противовес этому, Е.А. Захарьян, О.Ю. Грицкевич [22] выявили связь генотипа TT с развитием ИБС у европеоидов. В их исследовании данный генотип повышал риск развития ИБС в 2 раза (ОШ = 2,2, 95 % ДИ = 1,3–3,6). Логичнее всего подобную гетерогенность результатов исследователей объяснить этническими различиями исследуемых групп пациентов. Все это в очередной раз подтверждает потребность в проведении новых исследований и переоценке вклада этого полиморфизма в развитие кардиоваскулярной патологии. Также была показана связь с ИБС и для аллеля C полиморфизма гена IL-1b-1473. Данный аллель наблюдался значимо чаще в группе пациентов, страдающих ИБС (60,9 % против 34,9 %; p = 0,021, ОШ = 2,9, 95 % ДИ = 1,97–7,4). В настоящее время отсутствуют убедительные сведения о влиянии данного полиморфизма на кардиоваскулярную патологию.

В нашем исследовании к тому же была выявлена корреляция генотипа CC полиморфизма гена IL-6-174 C/G, rs 1800795 с развитием ИМ у пациентов со стабильным течением ИБС. Данный генотип встречался значимо чаще у пациентов, имеющих ИМ в анамнезе (26,5 % против 2 %, p = 0,004, ОШ = 25,7, 95 % ДИ = 3,85–520,71). В ряде исследований отмечена подобная корреляция носительства данного генотипа с риском развития тромбозов различных локализаций, в том числе и коронарного артериального русла. Так, в метаанализе, объединившем около 30 тысяч человек, убедительно показана связь данного генотипа с риском ИМ и других артериальных тромбозов [23]. Это можно объяснить более высоким уровнем экспрессии ИЛ-6 у обладателей данного полиморфизма [24].

Также нами было установлено, что имеется связь полиморфизма гена TLR, относящегося к системе врожденного иммунитета, с развитием ИБС. Так, в группе пациентов, страдающих ИБС, значимо чаще встречался генотип FF полиморфизма гена TLR3-412 (25 % против 3,2 %; p = 0,046, ОШ = 10,33, 95 % ДИ = 1,1–119,58). В отношении вклада данного полиморфизма в течение сердечно-сосудистых заболеваний и ИБС, в частности, в настоящее время исследования отсутствуют. Однако имеется ряд публикаций, оценивающих ассоциацию данного полиморфизма с негативным и протективным влиянием в отношении ряда других нозологий. В настоящее время показана ассоциация данного полиморфизма с некоторыми аутоиммунными и онкологическими заболеваниями [25–28]. Известно, что TLR3 связывают двухцепочечную рибонуклеиновую кислоту (РНК) вирусов, бактерий, грибов и матричную РНК, выделяемую из некротизированных клеток [29].

Интересно исследование G. Cooke et al. [30], в котором была продемонстрирована ассоциация генотипа FF с усиленной потенцией фибробластов к пролиферации. Этим вполне возможно объяснить прогрессирование атеросклеротического поражения коронарных артерий у пациентов с носительством этого генотипа.

В целом нами получены данные о влиянии основных нелипидных генетических биомаркеров на развитие ИБС и ИМ у пациентов, страдающих гипертонической болезнью. К предикторам развития ИБС следует относить генотип 4G4G полиморфизма гена SERPINE 1, генотип TT полиморфизма гена IL-1b-511, аллель C полиморфизма гена IL-1b-1473, генотип FF полиморфизма гена TLR3-412. Негативное влияние генотипа 4G4G полиморфизма гена SERPINE 1 и генотипа CC полиморфизма гена IL-6-174 C/G, rs 1800795 доказано в отношении риска развития ИМ у лиц со стабильным течением ИБС. Использование данных генетических биомаркеров в качестве предикторов неблагоприятного прогноза у пациентов, страдающих гипертонической болезнью, позволит лучше стратифицировать риск, оценить прогноз в этой группе, что значительно снизит затраты на проведение полногеномного исследования.

ВЫВОДЫ

Носительство генотипа 4G4G гена SERPINE 1, ассоциированного с потенцией к гиперкоагуляции, повышает риск развития ИБС в 4 раза.

Носительство аллелей и генотипов провоспалительных цитокинов, ассоциированных с их большей экспрессией, также значимо чаще повышает риск развития ИБС и ИМ: генотип TT полиморфизма гена IL-1b-511 более, чем в 2 раза, аллель C полиморфизма гена IL-1b-1473 почти в 3 раза. Носительство генотипа CC полиморфизма гена IL-6-174 C/G повышает риск развития ИМ у лиц, страдающих ИБС, в более чем 10 раз.

Полиморфизмы генов системы толл-подобных рецепторов также ассоциированы с риском развития ИБС. Так, в группе пациентов, страдающих ИБС, генотип FF полиморфизма гена TLR3-412 встречался в 8 раз чаще.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Вклад каждого автора. М.С. Тюрюпов — разработка общей концепции, дизайн исследования, написание статьи, анализ данных; К.С. Шуленин — разработка общей концепции, дизайн исследования, написание статьи, анализ данных; Т.С. Свеклина — обзор публикаций, написание статьи; Т.Г. Мирзоев — обзор публикаций, написание статьи; Г.Г. Кутелев — сбор клинического материала, составление базы данных, статистическая обработка, написание статьи; Д.В. Черкашин — сбор клинического материала, составление базы данных, статистическая обработка, написание статьи.

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

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. Thereby, all authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study.

The contribution of each author. M.S. Tyuryupov — development of the general concept, study design, article writing, data analysis; K.S. Shulenin — development of the general concept, study design, article writing, data analysis; T.S. Sveklina — review of publications, writing the article; T.G. Mirzoev — review of publications, writing the article; G.G. Kutelev — collection of clinical material, database compilation, statistical processing, article writing; D.V. Cherkashin — collection of clinical material, database compilation, statistical processing, article writing.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

¹ Демографический ежегодник России [Internet]. URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Demogr_ejegod_2023.pdf (дата обращения: 17.03.2024).

² British Heart Foundation. LDLR Database. [Internet]. URL: http://www.ucl.ac.uk/ldlr/Current/summary.php?select_db=LDLR&show=sum. (Дата обращения: 11.01.2024).