Автореферат и диссертация по медицине (14.01.04) на тему:Фармакогенетическое значение полиморфизмов гена бета2-адренергического рецептора в терапии и течении хронической обструктивной болезни легких

ГБОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет

им. И.М. Сеченова Минздрава России

04201360843 На правах рукописи

МУСТАФИНА Малика Харисовна

ФАРМАКОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНА р2-АДРЕНЕРГИЧЕСКОГО РЕЦЕПТОРА В ТЕРАПИИ И ТЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ

14.01.04 - Внутренние болезни 03.02.07 — Генетика

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Цветкова Ольга Александровна, кандидат биологических наук Генерозов Эдуард Викторович

Москва 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................10

1.1 Эпидемиология хронической обструктивной болезни легких....................10

1.2 Фенотипы ХОБЛ...............................................................................................11

1.3 Генетика ХОБЛ.................................................................................................14

1.4 Влияние полиморфизма гена ADRB2 на вероятность развития и тяжесть течения ХОБЛ.............................................................................................................17

1.5 Роль полиморфизмов гена ADRB2 при других заболеваниях.....................22

1.6 Фармакогенетика ХОБЛ...................................................................................24

1.7 Фармакогенетическая роль полиморфизма гена ADRB2.............................26

1.8 Другие фармакогенетические исследования ХОБЛ......................................30

1.9 Заключение........................................................................................................31

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ....................................33

2.1 Дизайн исследования и общая характеристика больных.............................33

2.2 Методы обследования......................................................................................38

2.2.1 Общие клинические методы обследования.............................................38

2.2.2 Исследование функции внешнего дыхания.............................................38

2.2.3 Мультиспиральная компьютерная томография......................................39

2.2.4 Тест с 6-минутной ходьбой.......................................................................39

2.2.5 Респираторный опросник госпиталя Святого Георгия (St. George's Respiratory Questionnaire, SGRQ)...........................................................................40

2.2.6 Генетическое исследование.......................................................................41

2.2.7 Статистическая обработка данных...........................................................44

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ..........................45

3.1 Частота аллелей Gly 16Arg и Gln27Glu у пациентов с ХОБJI.......................45

3.2 Связь полиморфизма гена ADRB2 с особенностями течения ХОБЛ.........47

3.2.1 Функция внешнего дыхания и полиморфизм гена ADRB2...................47

3.2.2 Оценка качества жизни по SGRQ и полиморфизм гена ADRB2...........48

3.2.3 6-минутный шаговый тест и полиморфизм гена ADRB2......................49

3.2.4 Количество обострений ХОБЛ в год у больных с различными аллельными вариантами гена ADRB2..................................................................50

3.2.5 Изменения легких по данным МСКТ органов грудной клетки и полиморфизмы гена ADRB2..................................................................................53

3.2.6 Индекс массы тела у больных ХОБЛ с разными аллельным вариантами гена ADRB2.............................................................................................................54

3.3 Связь полиморфизма гена ADRB2 с характером терапевтического ответа55

3.3.1 Влияние полиморфизма гена ADRB2 на динамику функции внешнего дыхания на фоне терапии формотеролом в комбинации с будесонидом.........55

3.3.2 Влияние полиморфизмов гена ADRB2 на динамику качества жизни на фоне терапии формотеролом в комбинации с будесонидом..............................64

3.3.3 Влияние полиморфизмов гена ADRB2 на динамику толерантности к физической нагрузке на фоне терапии формотеролом в комбинации с будесонидом............................................................................................................67

3.4 Клинические примеры......................................................................................69

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ................................77

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................84

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...........................................................................................87

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ...............89

ДОКЛАДЫ НА КОНФЕРЕНЦИЯХ............................................................................90

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................................................91

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА..................................................108

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) Шкала Борга..........................................110

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) Анкета Госпиталя Святого Георгия для оценки

дыхательной функции (SGRQ).............................................................111

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное) Генотипы пациентов ХОБЛ гена ADRB2......119

ВВЕДЕНИЕ

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является одной из важнейших социально-экономических проблем здравоохранения в мире. Летальность от ХОБЛ занимает 4-е место среди всех причин смерти в общей популяции, что составляет около 4% в структуре общей летальности [68], и к 2020г. ожидается, что ХОБЛ будет находиться на 3-м месте причин смерти [112]. В России приблизительно 11 млн. человек страдают ХОБЛ [30, 37]. Это заболевание приводит к инвалидизации в среднем через 10 лет после установления диагноза [37]. Согласно результатам фармакоэкономических исследований по величине затрат на лечение ХОБЛ занимает лидирующее место среди болезней органов дыхания. По данным Европейского респираторного общества только 25 % случаев заболевания диагностируется своевременно. Кроме того, в настоящее время, несмотря на разработанный комплекс терапии ХОБЛ, полного контроля над заболеванием не достигнуто. [6]

Программы лечения ХОБЛ определяются стадией заболевания, тяжестью симптомов, выраженностью бронхиальной обструкции, частотой и тяжестью обострений, сопутствующими заболеваниями, наличием дыхательной недостаточности и других осложнений. На всех стадиях ХОБЛ особое внимание уделяется исключению факторов риска, обучению больных, профилактическим и реабилитационным мероприятиям. Бронходилататоры являются основой симптоматической терапии при стабильном течении ХОБЛ. Предпочтительно их ингаляционное применение [19].

В настоящее время формируется концепция фенотипирования больных с ХОБЛ. Определение и последующее разделение на группы ключевых элементов синдрома ХОБЛ в клинические значимые подгруппы (фенотипы) позволят проводить более эффективную терапию у больных ХОБЛ [2, 23].

р2-агонисты - одна из групп препаратов, при лечении обструктивных легочных заболеваний, включая ХОБЛ. Индивидуальные различия терапевтического ответа на 02 агонисты могут быть обусловлены рядом

факторов: исходная степень обструкции, статус курения, возраст, генетические факторы [4].

Клиническая эффективность фармакологических препаратов может зависеть от экспрессии генов, определяющих функцию рецепторов - мишеней этих препаратов. Ответ на лекарственный препарат определяется совокупностью генетических факторов, но при этом факторы внешней среды модифицируют генетически зависимые механизмы [26].

Значительное влияние на эффективность действия лекарств могут оказывать генетические варианты клеточных рецепторов. Вариантные последовательности с прямым влиянием на ответ обнаружены в гене (32-адренергического рецептора (А1ЖВ2). Стимуляция этого рецептора (32-агонистами и циркулирующими катехоламинами приводит к дилатации дыхательных путей. Было выявлено, что некоторые аллельные варианты гена А1ЖВ2 изменяют функцию рецептора. Большая часть исследований полиморфизма гена А1ЖВ2 проводилась с участием пациентов с бронхиальной астмой, и лишь небольшая часть с участием пациентов с ХОБЛ.

Таким образом, комплексное тестирование генов клеточных рецепторов с позиции фармакогенетики позволит выявить маркерные профили для дифференциальной диагностики различных фенотипов ХОБЛ, предложить максимально эффективную схему профилактических и лечебных мероприятий.

Цель исследования:

Изучение влияния полиморфизмов гена р2-адренергического рецептора на особенности течения заболевания, а также на терапевтический ответ (32-агонистов и ингаляционных глюкокортикостероидов (иГКС) при терапии ХОБЛ.

Задачи исследования

1 Определить частоту полиморфных вариантов гена (32-адренергического рецептора у больных ХОБЛ.

2 Изучить взаимосвязь частоты обострений ХОБЛ с полиморфизмом гена МЖВ2.

3 Изучить взаимосвязь полиморфизма гена МЖВ2 с клинико-морфологическими особенностями ХОБЛ (характером поражения легких, питательным статусом).

4 Изучить влияние полиморфизма гена |32-адренергического рецептора на динамику показателей функции внешнего дыхания у больных с ХОБЛ на фоне длительного лечения формотеролом в комбинации с будесонидом.

5 Изучить влияние полиморфизма гена (32-адренергического рецептора на динамику клинических параметров у больных ХОБЛ (изменение качества жизни и толерантности физической нагрузки) у больных с ХОБЛ на фоне длительного лечения формотеролом в комбинации с будесонидом.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в том, что впервые с привлечением современных методов исследования изучена связь полиморфизма гена А1ЖВ2 у пациентов, страдающих ХОБЛ, с тяжестью состояния заболевания, а также с различными вариантами ответа на терапию. Впервые была оценена связь полиморфных вариантов гена А1ЖВ2 с характером поражения легких, количеством обострений у больных с ХОБЛ.

Научно-практическая значимость

Выявлены генетические маркеры более тяжелого поражения легких, а также установлена связь количества обострений хронической ХОБЛ в год с различными полиморфными вариантами гена АОКВ2, что позволяет прогнозировать характер поражения легких, количество обострений у больных с ХОБЛ. Кроме того, результаты проведенного исследования позволяют использовать определение генотипа по аллельным вариантам С1у16Аг§ и С1п27С1и гена А1ЖВ2 для назначения терапии с учетом индивидуальных, генетически детерминированных особенностей пациента.

Положения, выносимые на защиту

1 Генотипы С1у16/С1у16 и 01п27/01и27 гена (32-адренергического рецептора наиболее часто встречаются у больных ХОБЛ.

2 Полиморфные варианты гена АЕЖВ2 оказывают влияние на характер патологических изменений в легких, питательный статус, количество обострений в год у больных ХОБЛ.

3 Полиморфные варианты гена АОКВ2 оказывают влияние на характер терапевтического ответа при длительной терапии (32-агонитами и ингаляционными глюкокортикостероидами у больных с ХОБЛ.

Апробация диссертации

Основные результаты доложены и обсуждены на совместной научно-практической конференции кафедры госпитальной терапии №1 и кафедры медицинской генетики лечебного факультета ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова 14 февраля 2013 г.

Внедрение в практику результатов исследования

Основные результаты работы используются в клинической практике пульмонологического отделения УКБ №1 Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова для лечения больных с ХОБЛ.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных научных работ, из которых 3 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ, 1 работа в зарубежном издании.

Структура и объём работы

Диссертация изложена на 124 страницах машинописи. Состоит из введения, глав: обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты

собственных исследований, обсуждение результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций. Иллюстрирована 18 рисунками и 19 таблицами. Библиографический указатель содержит 39 отечественных и 112 зарубежных источников. Диссертация изложена на русском языке.

1 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Эпидемиология хронической обструктивной болезни легких

ХОБЛ является одной из важнейших причин заболеваемости и смертности в мире и представляет собой значительную экономическую и социальную проблему. ХОБЛ поражает около 5% взрослого населения, является четвертой ведущей причиной смерти во всем мире, и остается единственной причиной смерти, частота которой растет [116].

Заболевание поражает преимущественно пациентов пожилого возраста, являющихся, как правило, курильщиками в течение длительного времени. В связи с растущей ожидаемой продолжительностью жизни социально-экономическое значение заболевания в мире и в нашей стране будет расти. Согласно результатам фармакоэкономических исследований по величине затрат на лечение ХОБЛ занимает лидирующее место среди болезней органов дыхания. По данным Европейского респираторного общества только 25 % случаев заболевания диагностируется своевременно. Кроме того, в настоящее время, несмотря на разработанный комплекс терапии ХОБЛ, полного контроля над заболеванием не достигнуто [6].

Согласно определению Global Initiative for Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD, 2010), ХОБЛ - это распространенное заболевание, характеризующееся ограничением воздушного потока, которое не полностью обратимо, которое можно предотвратить и лечить. Ограничение воздушного потока, как правило, прогрессирует, и связано с нарушением воспалительного ответа легких на воздействие вредных частиц или газов [68]. ХОБЛ диагностируется по результатам спирометрии, при которой измеряется соотношение объема форсированного выдоха за первую секунду (OOBi) к функциональной жизненной емкости (ФЖЕЛ); диагноз ХОБЛ устанавливается

и

при этом отношении менее чем 0,7 после назначения коротко действующих бронходилататоров, а также при наличии снижения ОФВ1 [117].

ХОБЛ - заболевание, распространенное во всем мире. Однако, частота встречаемости подтипов ХОБЛ различна: распространенность хронического бронхита достигает 6,4% и эмфиземы 1,8% [72]. В настоящее время большое внимание уделяется концепции о различных фенотипах ХОБЛ, что обусловлено, в частности, различным ответом пациента на терапию.

1.2 Фенотипы ХОБЛ

В течение последних десятилетий определение и классификация ХОБЛ основано на показателях, отражающих бронхиальную обструкцию - ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ [68]. Однако в настоящее время становится очевидным, что показатели спирометрии не в полной мере отражают все многообразие клинических проявлений ХОБЛ. Существует большое количество клинических особенностей, которые являются независимыми предикторами заболевания и не коррелируют с ОФВ1. К ним относятся: количество обострений в год [66], эмфизема и гиперинфляция [50], сниженная масса тела [128], дисфункция скелетных мышц [109], низкая толерантность к физической нагрузке [66]. Кроме того, пол и сопутствующие сердечно-сосудистые заболевания могут оказывать влияние на течение заболевания [1].

В результате большого количества проводимых исследований в отношении ХОБЛ за последние десятилетия появляется новая информация о клинических и патофизиологических характеристиках этого заболевания. В связи с этим развивается концепция фенотипирования больных с ХОБЛ. Фенотип (от греческого слова phaino - являю, обнаруживаю) - совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития [125]. Фенотип формируется в результате взаимодействия наследственных свойств организма (генотипа) и условий среды обитания [125].

Недавно группой экспертов было предложено определение фенотипа ХОБЛ: это характерная черта или комбинация таких черт, которые описывают различия между пациентами с ХОБЛ, связанные с клинически значимыми исходами (симптомы, обострения, ответ на терапию, скорость прогрессирования заболевания или смерть) [75]. Пациенты, относящиеся к одному фенотипу, имеют сходные патофизиологические механизмы, следовательно, они могут демонстрировать те же клинические исходы, в том числе и профиль терапевтического ответа.

Впервые A. Dornhost (1955) описал 2 клинических фенотипа дыхательной недостаточности: «розовые пыхтелыцики» - больные с эмфиземой, одышкой, со сниженной массой тела, без цианоза, и «синие отечники» - больные с хроническим бронхитом, цианозом, отеками и признаками правожелудочковой сердечной недостаточности [61]. Изменения дыхательных путей и деструкция альвеол развивается у обоих этих фенотипов. Позже В. Burrows и соавт. (1966) предложил различие пациентов с ХОБЛ на фенотипы согласно прогнозу заболевания [47]. Были выделены две группы больных, отличающиеся между собой по клинической, морфологической, функциональной и рентгенологической картине. Эти группы были названы эмфизематозным (по рентгенологическим признакам эмфиземы) и бронхитическим (по признакам воспалительных изменений в бронхах по рентгенографии) фенотипами. Была выявлена корреляция тяжести эмфиземы по данным аутопсии с общей емкостью легких, возрастом больных и тяжестью эмфиземы по данным рентгенографии грудной клетки [47]. В настоящее время для оценки протяженности и распространенности эмфиземы у больных с ХОБЛ применяется метод мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) органов грудной клетки.

Другими важными показателями клинического состояния пациентов, являющимся основной причиной одышки и сниженной толер