Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 1 2007

Възможности и перспективи за генетични проучвания при пациенти с миокарден инфаркт в България

виж като PDF
Текст A
д-р Александър Носиков, Алекси Савов, д-р Колю Бянов, доц. д-р Стефан Денчев, доц. д-р Иво Кременски



Резюме  
В статията са описани основните методи, използвани за изследване на ролята на наследствеността при пациенти с миокарден инфаркт. Направен е преглед на публикуваните данни за връзката между миокардния инфаркт и генетичните маркери, въведени в рутинната диагностика на тромбофилиите в България.  
 
Ключови думи: миокарден инфаркт, сърдечно-съдов риск, превенция, кандидат-гени, полиморфизъм, мутация  
 
 
Сърдечно-съдовите заболявания (ССЗ) и в частност миокардният инфаркт (МИ) са основна причина за заболеваемост, инвалидизация и смърт в развитите страни и България, като 67.5% от смъртността в България[1] и 52% от смъртността в Европейските държави[3] се дължи на тях. По данни на НСИ през 2004 г. в България 6.4% от смъртните случаи са причинени от МИ, което го подрежда на трето място по честота като причина за смърт след онкологичните заболявания и мозъчно-съдовата болест[1]. Според тези данни България е на едно от водещите места в света по смъртност от ССЗ.  
 
Смъртността при остър МИ е от 30% до 50%[4,5]. Над 50% от смъртните случаи настъпват преди постъпване в болнично заведение, а още 10% от пациентите умират в рамките на 1 година след изписването. Болничната смъртност през последните години спадна под 10% след въвеждането на интензивните коронарни отделения и на реперфузионните методи за лечение - фибринолиза и перкутанна балонна ангиопластика[6]. От тези данни е очевидно, че смъртността по време на престоя в лечебно заведение е най-малкият компонент от общата смъртност. Поради тази причина, през последните години все по-голямо внимание се обръща на превенцията на МИ и другите сърдечно-съдови заболявания. Основната цел на различните превантивни програми е първична и вторична профилактика на ССЗ при индивиди с висок риск от сърдечно-съдови събития (фатален и нефатален миокарден инфаркт, фатален и нефатален мозъчен инсулт, внезапна смърт, необходимост от реваскуларизация и т.н.). Идентификацията на високорисковите индивиди е необходима, тъй като ползата от агресивна терапевтична намеса и промяна в начина на живот при тях е най-голяма. Съществуват общоприети рискови фактори, както и нови рискови маркери, навлизащи през последните години по-широко в клиничната практика, които се използват за определяне на степента на сърдечно-съдовия риск. След провеждането на мащабни епидемиологични проучвания, Европейското дружество по кардиология е разработило инструменти и таблици за оценка на сърдечно-съдовия риск, използващи общоприетите рискови фактори - SCORE[7].  
 
Изследването на връзката на генетични маркери с МИ представлява нова и перспективна област, която все още не е напълно развита. За развитието на миокарден инфаркт допринасят както генетични (например фамилна хиперхолестеролемия), така и негенетични рискови фактори (например тютюнопушене). Гените, за които се смята, че имат връзка с развитието на сърдечно-съдовите заболявания могат да бъдат разглеждани в няколко групи, свързани с нарушения в коагулацията, липидната обмяна, еднотелната функция, захарен диабет, контрола на артериалното налягане, контрола на възпалителния отговор, кодирането на металопротеинази и др.  
 
Наследственност и МИ  
Фамилната обремененост за исхемична болест на сърцето (ИБС) отдавна се смята за рисков фактор за развитие на сърдечно-съдови заболявания. В многобройни проучвания чрез използване на методите на класическата генетика е описано наличието на наследствена предразположеност към ИБС и миокарден инфаркт[8-20]. При много малко от проведените проучвания е изследван ефектът на наследствената обремененост при жени и по-възрастни индивиди[21-23]. През последните 10-15 години чрез използването на съвременни молекулярно-биологични методи са проведени многобройни проучвания, които показват противоречиви резултати в различните популации. Използват се следните основни методи на класическата и модерна генетика за изследването на наследствеността при ССЗ - регистри за осиновяване и близнаци, параметрични и непараметрични методи.  
 
Регистри на близнаци  
В скандинавските страни още от 19-ти век съществуват добре организирани регистри на близнаци. Най-голямото публикувано до момента проучване за МИ при близнаци е проведено в Швеция и включва 21 004 близнаци, родени между 1886 и 1925 година[23]. Извадката, включена в проучването, се състои от 3 298 монозиготни и 5 964 дизиготни близнаци от мъжки пол, 4 012 монозиготни и 7 730 дизиготни близначки. Възрастта, на която единият близнак загива от ИБС, е използвана като независима променлива, предсказваща риска от смърт и при другия близнак от заболяването. Проследяването е с продължителност от 26 години и се провежда от 1961 г. само при двойки, при които и двата близнака са живи към момента на началото на проучването. При 1 649 двойки монозиготни близнаци от мъжки пол, 114 са конкордантни, а 335 - дискордантни за смърт от ИБС. При 2 982 двойки дизиготни близнаци от мъжки пол, 164 са конкордантни, а 705 - дискордантни за смърт от ИБС. При 2006 двойки монозиготни близначки 66 са конкорднатни, а 273 - дискордантни за смърт от ИБС. При 3 865 двойки дизиготни близначки 99 са конкорднатни, а 611 - дискордантни са смърт от ИБС. Горепосочените данни демонстрират по-висока конкордантност при монозиготните близнаци, отколкото при дизиготните, което предполага наличието на генетичен компонент, допринасящ за смъртността от ИБС. Близнаците, при които единият близнак е починал по-рано от средната възраст на популацията от ИБС, също са изложени на по-висок риск от смърт от ИБС, независимо от пола. Друго важно заключение, до което достигат авторите, е намаляването на значението на генетичния компонент с напредване на възрастта.  
 
Регистри за осиновяване  
Регистрите за осиновяване са добре развити в скандинавските и някои други страни. Интерпретацията и обработването на данните, получени от тях, са подобни на тези, използвани при регистрите за близнаци. Резултатите от голямо проучване сред осиновени деца, изследващо причините за ранна смърт, потвърждават наличието на наследствена компонента при риска от смърт от ССЗ[24].  
 
Параметрични методи. Анализи за скаченост  
Друга възможност за изследване на наследствената предразположеност е сканирането на целия геном[25,26]. Чрез използването на високополиморфни генетични маркери могат да бъдат сравнявани близки родственици (братя, сестри, деца и родители), при които съществува дадено заболяване. След провеждането на анализ за скаченост могат да бъдат установени участъците в дадена хромозома, които са свързани с развитието на заболяването и да бъдат картирани конкретни гени. По данни от регистъра OMIM (Online Mendelian Inheritance in Men) до момента са проведени две проучвания за скаченост при пациенти с ИБС - при 156 семейства във Финландия[27] и при 103 семейства в северна Индия[28]. Още две проучвания за скаченост са проведени при пациенти с МИ - при 513 немски семейства[29] и при добре характеризирана извадка от 428 американски семейства[30]. В тези проучвания са открити няколко хромозомни участъка, свързани с ИБС и МИ. Предстои идентификацията на конкретните гени в тези участъци, свързани със ССЗ.  
 
Непараметрични методи. Асоциативни проучвания. Кандидат-гени  
Поради липсата на национален регистър, включващ данни за фамилната обременост на пациентите с МИ, провеждането на параметрични анализи за скаченост е силно затруднено в българските условия. Подобни проблеми се срещат и в чужбина, поради което най-широко се използват асоциативните проучвания, които спадат към т.нар. непараметрични методи. Принципът на асоциативните проучвания се състои в това, че се изследва връзката между даден генетичен полиморфизъм/мутация, разположен в кандидат-ген и дадено заболяване. Промените в ДНК последователността се дефинират като полиморфизми, когато не водят до болестно сътояние и/или са с честота над 1% в популацията, респективно мутациите се дефинират като промени в ДНК последователността, които са с честота под 1% и/или водят до болестни състояния[31]. Функционалните полиморфизми се дефинират, като полиморфизми, водещи до промяна във функцията на генния продукт (например чувствителността на даден рецептор към лиганди) или неговата концентрация[31]. Кандидат-гените са гени, при които се предполага, че те или техният продукт участват в етиопатогенезата на дадено заболяване. За първи път подобна връзка със сърдечно-съдовите заболявания е доказана при откриването на мутацията фактор V Leiden, която води до резистентност към активирания протеин С и предразполага към венозни тромбози[32,33]. През последните 15 години са изследвани полиморфизми/мутации при над 100 кандидат-гени за връзка с МИ и ИБС в различни популации, като получените резултати са противоречиви.  
     
Генетични маркери, въведени в България  
В Националната генетична лаборатория е въведен диагностичен панел за уточняване на причини за тромбофилия, който може да бъде използван при бременни с някои усложнения, както и при болни с венозни и/или артериални тромбози. Този панел включва изследването на най-честите и значими мутации и полиморфизми в европейската популация, които имат отношение към тези заболявания.  
 
Фактор V Leiden  
Фактор V Leiden мутацията (замяна G към A в нуклеотид 1691 на гена кодиращ фактор V) е най-честата наследствена причина за тромбофилия[32-34]. Средно 4,4% от европейската популация (около 9% в българската популация) са хетерозиготни носители[34,35]. Патогенетичният механизъм, отговорен за развитието на тромбози, е резистентност към активирания протеин С[32]. Връзката между спонтанни дълбоки венозни тромбози, дълбоки венозни тромбози при прием на орални контрацептиви и при бременни, белодоробен тромбоемболизъм и други усложения при бременни с наличието на фактор V Leiden алел е доказана в многобройни проучвания[35-43]. Резултатите от проучванията при артериални тромбози са противоречиви, като повечето проучвания при възрастни не показват асоциация между наличието на фактор V Leidenалел и нарастването на риска от миокарден инфаркт (МИ) и исхемичен мозъчен инсулт[44-46]. Въпреки това съществуват данни, че наличието на фактор V Leiden е рисков фактор за развитие на артериални тромбози при млади пациенти с други рискови фактори[47,49] (например тютюнопушене) и при пациенти с МИ в ранна възраст и нормална коронарограма[50,51].  
 
Мутацията 20210 G/A на протромбиновия ген  
Мутацията 20210 G/A предствалява G към A замяна на нуклеотид 20210 в протромбиновия ген и е отностително по-рядка от фактор V Leiden. Съществуват данни за честота на хетерозиготно носителство в България, която е около 7%[35]. Асоциацията между носителството на 20210 алел и спонтанни дълбоки венозни тромбози, дълбоки венозни тромбози при прием на орални контрацептиви и при бременни, както и белодоробен тромбоемболизъм е доказана в многобройни проучвания и има адитивен ефект по отношение на фактор V Leiden мутацията[39]. Резултатите от проучванията по отношение връзката между 20210 носителство и артериалните тромбози са противоречиви[48,49,51-58].  
 
Мутацията C677T, хомоцистеин, метилентетрахидрофолатредуктаза (MTHFR) и сърдечно-съдов риск  
Хомоцистеинът е аминокиселина, съдържаща сулфхидрилна група, която е метаболитно свързана с метионина и цистеина. Не съществува ген кодиращ тази аминокиселина и тя не участва във формирането на белтъците в природата. Хомоцистеинът в човешкия организъм се образува изцяло от есенциалната аминокиселина метионин. За първи път връзката между повишените нива на хомоцистеина и заболяванията при хората е доказана 1962 г. в урината на деца с умствено изоставане[59,60]. През 1969 г. е описана съдова патология при пациенти с хомоцистеинемия - гладкомускулна пролиферация, прогресиращи артериални стенози и разнообразни нарушения в хемостазата[61]. За разлика от тежката хиперхомоцистеинемия, леката и умерена хиперхомоцистеинемия (плазмени нива над 15 мкмол/л), се среща сравнително често в популацията, като най-често се свързва с недостатъчен прием на фолиева киселина[62], полиморфизми в гена, кодиращ метилентетрахидрофолатредуктазата (ключов ензим в метаболизма на хомоцистеина), при прием на фолатни антагонисти (напр. карбамазепин, метотрексат и др.) и при пациенти с вторично нарушена хомоцистеинова обмяна[63,64] (напр. при бъбречна недостатъчност и хипотироидизъм). Популационните проучвания показват увеличаване на сърдечно-съдовия риск при пациенти с хиперхомоцистеинемия[65]. Сред факторите, които допринасят за повишени нива на хомоцистеина е генетичния вариант в кодирането на ензима MTHFR - замяна на нуклетида C към Т в 677 позиция на гена, кодиращ MTHFR[66-68]. Между 4% и 10% от общата популация са хомозиготни носители. Данните от метаанализ, публикуван през 2005 г., не показват наличие на статистически значима връзка между различни форми на ИБС в Европа, Северна Америка и Австралия и тази мутация[69].  
 
Плазминоген активатор-инхибитор-1 (PAI-1). Полиморфизъм 4G/5G в гена, кодиращ PAI-1  
Плазминоген-активатор инхибиторът-1 (PAI-1) е главният инхибитор на фибринолизата[70]. Това е линеарен гликопротеин с молекулна маса 48kDa, съдържащ 379 аминокиселини[71]. Активната форма се синтезира от тромбоцитите и ендотелните клетки на съдовата стена и е нестабилна - с полуживот около 30 минути[72,73]. Потискането на фибринолизата от високи плазмени коцентрации на PAI-1, фибриноген, фактор VIII и факторът на von Willebrand е асоциирано с повишен риск от развитие на МИ[74-77]. Генът, кодиращ синтезата на PAI-1, е локализиран върху хромозома 7 и съдържа 9 екзона и 8 интрона[78]. В промоторния регион на PAI-1 на 675 бази от началото на транскрипционния участък е установен полиморфизъм, състоящ се от 4 или 5 гуанинови бази (4G/5G)[79]. Потвърждение за функционалната роля на този полиморфизъм е получено при in vitro изследвания, които показват различна степен на свързаване на транскрипционно-регулаторни протеини към гореописания участък[79,80]. Увеличената транскрипция на гена се свързва с 4G алела на PAI-1 гена, към който се свързва само активаторен протеин, докато 5G-алелът свързва и репресорен протеин и се асоциира с редуцирана транскрипция на гена. По този начин, 4G/5G-полиморфизмът има функционална роля при определянето на базовите нива на PAI-1. Хомозиготното състояние 4G/4G е свързано с повишена транскрипция на гена и засилена генна експресия, което води до 25% повишаване на плазмената концентрация на PAI, в сравнение с 5G/5G генотипа[80]. Както посочихме по-горе, по-високите плазмени нива на PAI-1 увеличават риска от развитие на МИ, а плазмената концентрация на PAI-1 се повлиява от функционалния полиморфизъм 4G/5G (с най-висока концентрация са пациентите с генотип 4G/4G). Поради това съвсем логично през последните години много изследователи насочиха своите усилия в провеждането на асоциативни проучвания по този въпрос. 4G-алелът се среща значително по-често при пациенти със захарен диабет тип 2 и МИ[81], както и при пациенти с проведена селективна коронарна ангиография и прекаран МИ[82]. В едно проучване с 1 179 здрави индивида и тяхните първородственици 4G алелът се асоциира със значимо увеличен риск от развитие на МИ[83]. Едно малко проучване намира връзка между наличието на 4G алел и риска от развитието на остри коронарни синдроми[84]. Въпреки това, в две много големи проучвания връзката между 4G алела и МИ не се потвърждава[85,86].  
 
Гликопротеинов тромбоцитен рецептор IIb/IIIa (GP IIb/IIIa). PlA1/PlA2 полиморфизъм на гена, кодиращ IIIa субединицата на GP IIb/IIIa рецепторa  
Тромбоцитният гликопротеин IIb/ΙΙΙa, който е типичен представител на фамилията на интегрините, е мембранен рецептор за фибриноген и фактор на von Willebrand и играе ключова роля в агрегацията на тромбоцитите. Състои се от 2 субединици (αIIbα3), като α субединицата (IIb) е с молекулна маса 136 kDa и се състои от тежка и лека верига. α-субединицата (IIIa) е с молекулна маса 92 kDa и е едноверижен полипептид, състоящ се от 762 аминокиселини. GP IIb/IIIa е най-експресираният рецептор на тромбоцитната повърхност - около 50 000 копия/тромбоцит. Очевидната му роля в патогенезата на острите коронарни синдроми доведе до създаването на медикаменти, които го блокират - GP IIb/IIIa блокери, които се използват широко в момента[87]. Структурата на гена, кодиращ IIIa субединицата, е изяснена през 1990 г. Той се намира на 17 хромозома и има 14 екзона[88]. Мембранните протеини на тромбоцитите са полиморфни и могат да бъдат разпознавани от имунната система като ало- или автоантигени. Алоантигенът, наричан PlA или Zw, е един от най-често свързваните със синдромите на имунно-медиирана деструкция на тромбоцитите[89]. Молекулната база на този антигенен полиморфизъм е биалелен вариант на позиция 1565 в екзон 2 на гена, кодиращ IIIa субединицата - замяна на цитозин (PlA1) с тимидин (PlA2). При PlA1 генотип на позиция 33 от зрелия GP IIIa се кодира аминокиселината левцин, а при генотип PlA2 - пролин[90]. Генетичнатата честота на PlA2 полиморфизма в Европа е сравнително висока - 15%[91]. В няколко асоциативни проучвания е показана връзката между носителството на PlA2/PlA2 генотип и PlA2 алел и ИБС, МИ и остри коронарни синдроми[92-95]. Въпреки това, други проучвания и един метаанализ не потвърждават тези данни[96-100]. От друга страна, наскоро бяха публикувани данни, че PlA2 полиморфизмът допринася за синдрома на аспириновата резистентност при остри коронарни синдроми[101]. У нас през 2000г. Кършелова и сътр. съобщават за по-често наличие на по-редкия алел Т на гена за MTHFR и на PlA2 алела и PlA2/PlA2 генотипа при млади пациенти преживяли МИ в сравнение със здрави контроли[2,102].  
 
     
Заключение  
Генетичните проучвания представляват интересен подход, който може да подпомогне по-доброто разбиране на етиопатогенезата на ССЗ и евентуално да позволи по-добра идентификация на високорисковите индивиди. Изключително перспективна област са фармакогенетичните проучвания, които биха могли да подобрят разбирането на проблеми като резистентността към аспирин и антикоагуланти, както и различията в индивидуалния отговор на пациентите спрямо определени медикаменти (статини, антихипертензивни и др.). Данните, публикувани до момента, не подкрепят въвеждането в клиничната практика на рутинни изследвания за гореописаните генетични мутации/полиморфизми при всички болни с МИ. При специфични групи пациенти - например млади болни, при които липсват конвенционални рискови фактори за ИБС, генетичните фактори най-вероятно имат значително по-голямо влияние върху сърдечно-съдовия риск.  
 
 
Книгописът е на разположение при авторa:  
alexanderbul@yahoo.com