Полиморфизм гена изофермента CYP3A4 у пациентов с хронической ревматической болезнью сердца

Полный текст

Большинство лекарственных препаратов (ЛП), поступая в организм человека, подвергаются биотрансформации, что приводит к изменению фармакологической активности, снижению липофильности и повышению гидрофильности, что, в конечном итоге, направлено на выведение ЛП из организма [1]. Основная часть биотрансформации происходит в печени, хотя в этом процессе могут также участвовать кишечник, лёгкие, почки и кожа [2]. Одним их основных ферментов биотрансформации считается цитохром P450, насчитывающий более 1 000 изоферментов, из которых пять обеспечивают до 90% метаболизма лекарственных средств: CYP3A4, CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, CYP1A2 [3]. Изофермент CYP3A4 обеспечивает биотрансформацию до 40–50% ЛП, используемых в клинической практике: блокаторов медленных кальциевых каналов [4], макролидных антибиотиков, статинов (аторвастатина и симвастатина) [5], R-варфарина [6], прямых оральных антикоагулянтов (ривароксабана, апиксабана и, в меньшей степени, эдоксабана) [7].

Одним из факторов, влияющих на активность изоферментов цитохрома P450, являются единичные нуклеотидные замены, которые в последние десятилетия активно изучаются при различных заболеваниях. У кардиологических пациентов чаще выполняется оценка полиморфизма генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы [8] или единичных нуклеотидных замен при артериальной гипертензии [9]. Работ по оценке ассоциации полиморфизма гена изофермента CYP3A4 и органических и/или функциональных изменений сердечно-сосудистой системы и у пациентов с хронической ревматической болезнью сердца (ХРБС) практически нет.

Цель — было выявление ассоциаций полиморфизма гена изофермента CYP3A4 с показателями эхокардиографии (ЭхоКГ), спирометрии и эндотелиальной функции у пациентов с хронической ревматической болезнью сердца.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Выполнено обследование 128 больных (женщины 84,4%, мужчины 15,6%) с подтвержденным диагнозом ХРБС (обязательно наличие митрального стеноза), находившихся в Областном клиническом кардиологическом диспансере (г. Рязань) и подписавших информированное согласие.

Все исследуемые получали медикаментозную терапию, включавшую в том числе β-блокаторы, спиронолактон и ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента.

Критерии исключения: отсутствие митрального стеноза несмотря на наличие диагноза ХРБС, имплантация электрокардиостимулятора, оперативное вмешательство на клапанах сердца, сахарный диабет, бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких.

С целью объективизации функционального класса хронической сердечной недостаточности (ХСН) использовался тест шестиминутной ходьбы (ТШХ).

ЭхоКГ исследуемым проводилась на аппарате Affinity 50 (Philips, Нидерланды) с оценкой линейных размеров сердца, его клапанов и уровня регургитации на клапанах, в т.ч.:

• конечного диастолического размера (КДР) левого желудочка (ЛЖ),
• конечного систолического размера (КСР) ЛЖ,
• размера левого предсердия (ЛП),
• размера правого предсердия (ПП),
• размера правого желудочка (ПЖ),
• толщины межжелудочковой перегородки (ТМЖП),
• толщины задней стенки (ТЗС) ЛЖ,
• площади митрального отверстия (SMo),
• фракция выброса (ФВ) ЛЖ,
• регургитации на митральном (МК), трикуспидальном (ТК) и аортальном (АК) клапанах.

Эндотелиальная функция изучалась на аппарате АнгиоСкан01 (АнгиоСкан-Электроникс, Россия). Оценка функции внешнего дыхания (ФВД) выполнялась на спирометре SpiroLab II (MIR Medical, Италия) с оценкой:

• жизненной емкости легких (ЖЕЛ),
• резервного объема (РО) вдоха,
• РО выдоха,
• емкость вдоха (ЕВ),
• форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ),
• объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1),
• отношения ОФВ1/ФЖЕЛ (индекса Генслара),
• пиковой объемной скорости (ПОС),
• минутная вентиляции легких (МВЛ).

Генотипирование по полиморфным маркерам A392A, A392G, G392G проводилось методом ПЦР c электрофоретической схемой детекции результата «SNP-ЭКСПРЕСС» (НПФ Литех, Россия) после выделения ДНК из лейкоцитов венозной крови. Исследование выполнялось на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России.

Частота CYP3A4 (A392A в локусе rs2740574) составила: A392A — 85,94% (110 исследуемых), A392G — 7,81% (10 исследуемых), G392G — 6,25% (8 исследуемых). Частота генотипов не соответствовала равновесию Харди-Вайнберга (χ2 = 41,87, р = 0,001). Исследуемые пациенты в группах были сопоставимы по полу, росту, массе тела и возрасту (р > 0,05), частоте артериальной гипертензии (χ2=5,708, р=0,058) и фибрилляции предсердий (χ2 = 4,220, р = 0,121).

Статистическая обработка проводилась в программе IBM SPSS Statistics 23.0. Оценка нормальности распределения количественных показателей проводилась с помощью критерия Шапиро-Уилка. Рассчитывалось среднее арифметическое (М), ошибка среднего (m), 95% доверительный интервал (ДИ) для среднего, достигнутый уровень значимости (р). Для множественных сравнений использовался ANOVA. Качественные показатели в группах сравнивались с использованием критерия χ2. Выполнялся логистический анализ с определением Exp B. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследуемые группы были сопоставимы по дистанции ТШХ: CYP3A4 A392A — 327,47 ± 6,71 м, A392G — 303,63 ± 26,19 м, G392G — 338,87 ± 20,12 м (р = 0,505).

Сравнение показателей ЭхоКГ у пациентов с полиморфизмом CYP3A4 позволило выявить наибольшие размеры ЛЖ в группе A392A и A392G (табл. 1). Пациенты в группах были сопоставимы по SMo. Изучение недостаточности клапанов показало наименьшую степень регургитации на митральном и аортальном клапанах в группе G392G CYP3A4. При этом, пациенты с G392G имели и наименьшие размеры ЛЖ:

• A392G: для КСР Exp В 0,088 (0,010;0,736), р = 0,025; для КДР Exp В 8,119 (1,783;36,690), р = 0,007;
• G392G для КСР Exp В 0,003 (0,001;0,105), р = 0,003; для КДР Exp В 2,125 (0,210;21,480), р = 0,523),

и минимальные показатели выраженности гипертрофии ЛЖ (ТМЖП и ТЗСЛЖ).

Наименьшими показателям ЭхоКГ в группе G392G были значения правых отделов сердца (ПЖ и ПП):

• A392G: для ПЖ Exp В 8,794 (0,941;8,176), р = 0,057; для ПП Exp В 0,317 (0,052;1,922), р = 0,212;
• G392G: для ПЖ Exp В 0,002 (0,001;0,278), р = 0,013; для ПП Exp В 0,731 (0,258;2,067), р = 0,554.

Максимальное увеличение полостей по линейным размерам ЛЖ и ПЖ отмечалось в группе A392G.

Статистически значимых различий по индексу окклюзии по амплитуде в группах получено не было, т.е. не выявлено влияния единичных нуклеотидных замен CYP3A4 на систему мелких резистивных артерий, тогда как значения сдвига фаз между каналами (отражают состояние крупных проводящих артерий) значимо различались (табл. 2). Полиморфизм G392G отличался наихудшими показателями: минимальные изменения отмечались в группе A392A. Результаты контурного анализа демонстрировали наибольшие значения индекса аугментации в группе G392G, отражая максимальную сосудистую жесткость.

Основные показатели ФВД: ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, — не продемонстрировали различий между исследуемыми группами (табл. 3). Значимость различий РО выдоха дискуссионна, т.к. в группах отмечался большой разброс ДИ. Нарастание ЕВ в группе A392A может быть связано с единичными нуклеотидными заменами и изменениями функционального состояния сердца (см. папараметры ЭхоКГ, табл. 1) в группе CYP3A4 A392A. Однако, без статистически значимых изменений РО вдоха и ЖЕЛ, связать полученные данные с ХСН затруднительно.

 

Таблица 1. Показатели ЭхоКГ при полиморфизме CYP3A4 у пациентов с хронической ревматической болезнью сердца (n = 128), M (95% ДИ)

Параметры	A392A	A392G	G392G	p
ЛП, см	4,8 (4,7;4,9)	5,8 (4,7;6,9)	4,9 (4,4;5,4)	0,144
КДР ЛЖ, см	5,7 (5,6;5,8)	5,9 (5,2;6,6)	4,8 (4,7;5,0)	0,001
КСР ЛЖ, см	3,8 (3,7;3,8)	3,76 (3,2;4,3)	2,97 (2,8;3,1)	0,001
ФВ ЛЖ, %	61,4 (60,4;62,3)	64,0 (62,4;65,7)	68,7 (65,7;71,7)	0,001
ТМЖП, мм	10,2 (9,8;10,5)	11,1 (10,2;12,0)	8,8 (8,1;9,5)	0,001
ТЗС ЛЖ, мм	10,2 (9,8;10,5)	9,1 (9,0;9,2)	8,8 (8,1;9,5)	0,004
ПЖ, см	2,7 (2,6;2,8)	2,9 (2,8;3,1)	2, 5 (2,3;2,6)	0,001
ПП, см	4,6 (4,4;4,8)	4,4 (4,0;4,8)	4,1 (3,6;4,6)	0,040
SMo, см2	1,7 (1,7;1,8)	1,7 (1,5;1,9)	1,7 (1,7;1,8)	0,214
МК регургитация, степень	2,3 (2,2;2,4)	2,3 (1,9;2,7)	1,3 (1,0;1,6)	0,001
АК регургитация, степень	2,3 (2,2;2,4)	1,8 (1,7;2,0)	1,50 (1,0;2,0)	0,001
ТК регургитация, степень	2,0 (1,9;2,1)	2,2 (2,0;2,4)	2,3 (2,0;2,7)	0,255

 

Таблица 2. Показатели эндотелиальной функции при полиморфизме CYP3A4 у пациентов с хронической ревматической болезнью сердца (n = 128), M (95% ДИ)

Параметры	A392A	A392G	G392G	p
Индекс окклюзии по амплитуде	1,8 (1,7;1,9)	1,8 (1,4;2,2)	1,8 (1,1;2,4)	0,434
Сдвиг фаз между каналами, мс	-6,2 (-7,3;-5,2)	-10,8 (-13,3;-8,4)	-16,5 (-20,6;-12,5)	0,001
Индекс увеличения (аугментации), %	11,6 (9,8;13,5)	11,70 (1,1;22,3)	19,2 (11,7;26,6)	0,005
Возраст сосудистой стенки, лет	68,2 (65,0;71,4)	66,7 (55,1;78,3)	67,7 (60,7;74,7)	0,458

 

В связи с тем, что цитохром Р450 участвует в метаболизме большинства ЛП, в ситуации сравнимой частоты применения ЛП и частоты сопутствующей патологии можно сделать предположение, что полученные изменения в обсуждаемых показателях могут быть ассоциированы с полиморфизмом CYP3A4. Например, при гомозиготности по G392G, значения линейных размеров ЛЖ и ПЖ, показатели гипертрофии ЛЖ были наименьшими, как и показатели регургитации на МК и АК.

 

Таблица 3. Основные показатели спирометрии при полиморфизме CYP3A4 у пациентов с хронической ревматической болезнью сердца (n = 128), M (95% ДИ)

Параметры	A392A	A392G	G392G	p
ФЖЕЛ, %	73,8 (71,8;75,8)	74,4 (69,2;79,5)	76,5 (71,1;82,0)	0,294
ОФВ1, %	81,9 (79,7;84,1)	78,1 (72,3;83,8)	84,6 (79,0;90,3)	0,543
ОФВ1/ФЖЕЛ	118,5 (117,0;120,0)	115,4 (111,0;119,7)	119,0 (116,7;121,4)	0,068
ПОС, %	104,1 (100,7;107,5)	99,8 (83,5;116,2)	100,2 (93,3;107,1)	0,986
РО вдоха, %	87,0 (83,5;90,5)	75,3 (73,8;76,7)	83,9 (75,4;92,3)	0,174
РО выдоха, %	22,1 (19,0;25,3)	8,3 (4,7;11,8)	31,7 (10,0;53,4)	0,024
ЕВ, %	111,9 (107,6;116,2)	89,9 (82,3;97,4)	107,9 (103,1;112,8)	0,002
ЖЕЛ, %	85,6 (82,3;88,8)	75,3 (73,8;76,7)	83,9 (75,4;92,3)	0,359
МВЛ, %	66,0 (63,0;67,9)	56,2 (42,0;70,3)	66,3 (59,1;73,4)	0,070

 

В связи с тем, что цитохром Р450 участвует в метаболизме большинства ЛП, в ситуации сравнимой частоты применения ЛП и частоты сопутствующей патологии можно сделать предположение, что полученные изменения в обсуждаемых показателях могут быть ассоциированы с полиморфизмом CYP3A4. Например, при гомозиготности по G392G, значения линейных размеров ЛЖ и ПЖ, показатели гипертрофии ЛЖ были наименьшими, как и показатели регургитации на МК и АК.

При этом, предполагается, что активность фермента должна быть выше у гетерозигот A392G и гомозигот G392G, а поскольку частота использования основных ЛП для лечения ХСН в группах была сопоставима, то можно предположить, что стандартная терапия в некоторых случаях может отрицательно сказываться на значениях ЭхоКГ у пациентов с ХРБС. В группе G392G происходит увеличение активность фермента, что может приводить к снижению эффективности медикаментозной терапии [2]. Так как отсутствовали значимые различия между группами пациентов по SMo (влияет на показатели ЭхоКГ), то можно предположить, что изменения линейных размеров полостей сердца и выраженности гипертрофии ЛЖ связаны с полиморфизмом генов. С другой стороны, возможной причиной расширения левых и правых полостей сердца, выраженности гипертрофии ЛЖ может быть выявленная бóльшая значимость степени регургитации на АК и ТК. Это может быть более логичным объяснением увеличения показателей ЭхоКГ, хотя показатели были близки в группах A392A и A392G. Другими словами, в случае полиморфизма CYP3A4 нельзя исключить влияния единичных нуклеотидных замен на размеры полостей сердца.

Полученные результаты изменений в артериальном русле несколько отличалась от значений ЭхоКГ. Так, у гомозигот A392А были наилучшие показатели сосудистой жесткости в системе крупных проводящих артерий в сравнении с группами A392G и G392G, что, возможно, обусловлено большей активностью Р450 в двух последних группах, приводившее к снижению «протективного» действия ЛП на сосудистую стенку [8]. При этом, значимой разницы по показателям окклюзионной пробы в мелких резистивных артериях не получено.

Анализ основных значений спирометрии никаких изменений не выявил, хотя в литературе имеются работы по оценке вклада полиморфизма генов в развитие легочной патологии [9]. Авторы также ожидали изменения показателей спирометрии, обусловленные ХСН, поскольку последние несколько лет изменения ФВД рассматривают как чувствительный предиктор декомпенсации ХСН.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, у исследуемых пациентов с хронической ревматической болезнью сердца, гомозиготных по G392G, отмечаются минимальная выраженность гипертрофии и минимальные значения размеров левого желудочка и правых отделов сердца.

Статистически значимых различий по индексу окклюзии по амплитуде в группах получено не было, т.е. не выявлено влияния единичных нуклеотидных замен CYP3A4 на систему мелких резистивных артерий, тогда как значения сдвига фаз между каналами (отражают состояние крупных проводящих артерий) значимо различались. Полиморфизм G392G отличался наихудшими показателями: минимальные изменения отмечались в группе A392A. Результаты контурного анализа демонстрировали наибольшие значения индекса аугментации в группе G392G, отражая максимальную сосудистую жесткость.

Влияния на показатели функции внешнего дыхания полиморфизма CYP3A4 у пациентов не выявлено.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Бюджет Рязанского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова.

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

Вклад авторов: Петров В.С. — концепция и дизайн исследования, клиническое обследование пациентов, математическая и статистическая обработка результатов, написание текста, Никифоров А.А. — выполнение лабораторных анализов, Смирнова Е.А. — анализ результатов, редактирование текста.

Об авторах

Вадим Сергеевич Петров

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.vspetrov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8631-8826
SPIN-код: 4553-3581

д.м.н., доцент кафедры госпитальной терапии с курсом МСЭ

Россия, Рязань

Александр Алексеевич Никифоров

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Email: a.nikiforov@rzgmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7364-7687
SPIN-код: 8366-5282

к.м.н., зав. ЦНИЛ

Россия, Рязань

Елена Амишевна Смирнова

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова; Областной клинический кардиологический диспансер

Email: Smirnova-EA@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-0334-6237
SPIN-код: 6503-8046
ResearcherId: Y-1235-2018

д.м.н., доцент кафедры госпитальной терапии с курсом МСЭ

Россия, Рязань; Рязань

Список литературы

Дополнительные файлы