Автореферат и диссертация по медицине (14.01.22) на тему:КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ СЫВОРОТОЧНЫХ ЦИТОКИНОВ И ПОЛИМОРФИЗМА ИХ ГЕНОВ В ПРОГНОЗЕ ТЕЧЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРАПИИ РЕВМАТОИДНОГО АРТРИТА
Автореферат диссертации по медицине на тему КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ СЫВОРОТОЧНЫХ ЦИТОКИНОВ И ПОЛИМОРФИЗМА ИХ ГЕНОВ В ПРОГНОЗЕ ТЕЧЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРАПИИ РЕВМАТОИДНОГО АРТРИТА
На правах рукописи
Убшаева Юлия Борисовна
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ СЫВОРОТОЧНЫХ
ЦИТОКИНОВ И ПОЛИМОРФИЗМА ИХ ГЕНОВ В ПРОГНОЗЕ ТЕЧЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРАПИИ РЕВМАТОИДНОГО АРТРИТА
14.01.22 Ревматология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
1 - т
Волгоград - 2013
005535081
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук.
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор, академик РАМН
Коненков Владимир Иосифович. Научный консультант: кандидат медицинских наук
Королев Максим Александрович. Официальные оппоненты:
Зборовская Ирина Александровна, доктор медицинских наук, профессор; ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России; кафедра госпитальной терапии, ВПТ с курсом клинической ревматологии ФУВ; профессор кафедры.
Дубиков Александр Иванович, доктор медицинских наук, доцент; ГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Минздрава России; кафедра факультетской терапии, заведующий кафедрой.
Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Защита состоится «30» октября 2013 г. в 11.00 на заседании диссертационного совета Д 208.008.08 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов,1.
Автореферат разослан « » 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Магницкая Ольга Валерьевна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы и степень ее разработанности
Высокая социальная значимость ревматоидного артрита (РА) определяется преимущественным поражением лиц трудоспособного возраста, неуклонным прогрессированием болезни, ранней инвалидизацией и сокращением продолжительности жизни (Насонов E.JL, 2013). Широкая распространённость РА (частота в популяции 1%), зачастую упорное течение заболевания, связанное с недостаточной эффективностью и трудностями при подборе адекватной терапии, обеспечивают необходимость внедрения в практику новых высокотехнологичных, индивидуализированных методов диагностики и терапии пациентов с РА.
Исследования последних лет показали, что иммунокомпетентные клетки и продуцируемые ими цитокины определяют полиморфизм аутоиммунных воспалительных заболеваний, в том числе и РА (Александрова E.H., Насонов E.JL, 2013; Mclnnes I.B. и соавт., 2007). TNF-a, IL-1, IL-6, IL-8, GM-CSF осуществляют активацию фибробластов и экспрессию молекул адгезии, что рассматривается как основной механизм поддержания воспаления и прогрессии РА, формирования системных проявлений и осложнений. В то же время реализация аутоиммунного воспаления связана с продукцией IL-4, IL-10, ингибирующих деятельность провоспалительных цитокинов (Новиков A.A. и соавт., 2010). Уровень продукции самих цитокинов определяется структурой регуляторных участков генов цитокинов, сосредоточенных, как правило, в промоторных или интронных участках генов.
В последние десятилетия произошли существенные изменения в подходах к лечению ревматологических больных, включая внедрение концепции раннего агрессивного лечения и комбинированной базисной противовоспалительной терапии, широкое применение генно-инженерных биологических препаратов (ГИБП) (Каратеев Д.Е, 2012; Балабанова P.M., 2012). В настоящее время выбор терапии РА осуществляется эмпирически, не предусматривая чувствительность пациентов к лечению, что ограничивает возможности лечебного воздействия в будущем и способствует неконтролируемой прогрессии заболевания.
Проводятся работы по выявлению лабораторных, инструментальных, иммунологических и иммуногенетических маркеров прогностически неблагоприятных
форм РА и эффективности терапии, однако результаты различных исследований зачастую противоречивы (Breedveld F. С., Combe В., 2011; Romao V. С. и соавт., 2013), и поиск указанных биомаркеров остается актуальной проблемой медицины.
В настоящей работе проведено динамичное определение уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, исследован полиморфизм генов цитокинов у пациентов РА на фоне различных схем терапии. Уровень цитокинов обуславливает развитие и поддержание воспаления при РА, в связи с чем проанализирован совместно с распределением основных медиаторов воспаления. Результаты исследования направлены на разработку критериев использования сывороточного уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, полиморфизма их генов в комплексе с лабораторными показателями в качестве маркеров прогрессирующих форм РА, прогноза эффективности и нечувствительности к терапии.
Цель исследования
Оптимизация терапии ревматоидного артрита путем применения прогностической стратегии на основе оценки клинической значимости сывороточного уровня и полиморфизма генов цитокинов.
Задачи исследования
1. Провести комплексный анализ соотношения циркулирующих провоспалительных и противовоспалительных цитокинов (TNF-a, IFN-y, IL-2, IL-12 (p70), GM-CSF, IL-4, ILIO, IL-13, IL-5) у пациентов с ревматоидным артритом при различной активности воспалительного процесса.
2. Оценить зависимость эффективности базисной противовоспалительной терапии от уровня сывороточных цитокинов до начала лечения и динамику их концентраций в процессе терапии.
3. Изучить характер ассоциированности генотипов в промоторных участках генов цитокинов (TNFА в позициях С-863А, G-308A, G-238A, IL-1B Т-31С, IL6 G-174C, IL4 С-590Т, ILIO С-592А) с клиническим течением РА и эффективностью различных схем его лечения среди европеоидного населения Западной Сибири.
4. Провести клинический анализ прогностической значимости исследованных лабораторных признаков течения ревматоидного артрита.
Научная новизна исследования
В настоящей работе проведено комплексное исследование участия иммунологических и иммуногенетических факторов в формировании и развитии РА среди европеоидного населения Западной Сибири, имеющего определенные отличия в характере распространения некоторых аллелей различных генов от населения европейской части России.
Впервые для этой группы пациентов установлена динамичная взаимосвязь сывороточных концентраций провоспалительных и противовоспалительных цитокинов (TNF-a, IFN-y, IL-2, IL-12 (p70), GM-CSF, IL-4, IL-10, IL-13, IL-5) с активностью воспалительного процесса, характером течения РА, с эффективностью базисной противовоспалительной терапии (БПВТ).
Впервые для этой группы показано, что полиморфизмы генов TNFA С-863А, G-308А, G-238A, IL-1B Т-31С, IL6 G-174C, IL4 С-590Т, ILIO С-592А ассоциированы с вариантами клинического течения РА, эффективностью БПВТ и aHTH-TNF-терапии.
Впервые установлено, что пациенты с РА, имеющие хороший ответ при назначении БПВТ, кардинальным образом различаются по комбинациям генотипов цитокинов от больных, у которых этот ответ отсутствовал.
Впервые представлены данные по информативности комплекса лабораторных, иммунологических и иммуногенетических признаков в оценке возможности прогнозирования течения и эффективности терапии РА.
Теоретическая и практическая значимость работы
В результате проведенного исследования пациентов с РА в Сибирском регионе продемонстрирована динамика изменения уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови в ходе иммуносупрессивной терапии и возможность использования комплексного анализа их уровня в качестве маркера эффективности проводимой терапии.
Верификация аллелей и генотипов генов, кодирующих продукцию провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, участвующих в патогенезе ревматоидного артрита, позволяет прогнозировать эффективность БПВТ и терапии ингибиторами TNF-a.
На основании выделения информативных признаков разработан комплексный подход прогноза варианта течения и эффективности терапии РА. Внедрение в
клиническую практику ведения пациентов с РА выявленных иммунологических и иммуногенетических признаков позволит значительно снизить вероятность использования заведомо неэффективных лекарственных средств, проводить индивидуализированное назначение препаратов пациентам с прогнозируемой высокой эффективностью данного вида терапии, производить своевременную коррекцию лечения.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Дополнительными критериями активности процесса и эффективности терапии при ревматоидном артрите является определение концентрации про- и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови.
2. Клиническое течение РА и ответ пациентов на базисную противовоспалительную терапию ассоциированы с генотипами в промоторных участках генов ряда цитокинов.
3. Комплексный прогностический подход с исследованием сывороточных концентраций цитокинов и полиморфизма генов цитокинов позволяет выявлять неблагоприятные варианты течения РА и проводить персонализированный выбор терапии.
Внедрение в практику
Результаты исследования внедрены в работу терапевтического и консультативного отделений ФГБУ «НИИ клинической и экспериментальной лимфологии» СО РАМН, терапевтических отделений ФГБУ «НЦКЭМ» СО РАМН, используются для выявления неблагоприятных вариантов течения РА, прогноза эффективности базисной терапии и мониторирования проводимого лечения.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной конференции «Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии» (Новосибирск, 2008, 2011 гг.), V съезде ревматологов России (Москва, 2009), Евразийском симпозиуме (Чолпон-Ата, 2009), выездной научной сессии «Актуальные вопросы клинической лимфологии» (Андижан, 2009), III Городской научно-практической конференции врачей «Актуальные проблемы профилактики, диагностики и лечения болезней внутренних органов» (Новосибирск, 2009), I Всероссийской научной конференции молодых ученых-медиков «Инновационные технологии в медицине XXI
века» (Москва, декабрь 2012), ученых советах и семинарах ФГБУ «НИИКЭЛ» СО РАМН (Новосибирск, 2010-2013).
По материалам работы в 2009 г. получена именная стипендия администрации Новосибирской области в сфере научной деятельности. Работа заняла второе место среди лучших научных работ молодого ученого по терапии на I Всероссийской научной конференции молодых ученых-медиков «Инновационные технологии в медицине XXI века» (Москва, декабрь 2012 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 6 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК МОН РФ для публикаций основных результатов диссертационных работ, 3 тезиса в иностранной печати. 2 соавторства в монографии.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя. Работа изложена на 146 страницах машинописного текста, иллюстрирована 6 рисунками, содержит 27 таблиц, приложения (4 таблицы). Библиографический указатель включает 185 источников, из них 32 отечественных и 153 зарубежных.
Работа выполнена в рамках темы НИР ФГБУ «НИИКЭЛ» СО РАМН №005, госрегистрационный №01.2.00951656 «Разработка новых лимфотропных технологий диагностики, лечения и профилактики заболеваний соединительной ткани на основе идентификации транскрипционных генов и установление их связи с чувствительностью к заболеваниям, особенностям клинического течения и эффективности проводимой терапии».
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Клиническая характеристика групп пациентов
В исследование включено 148 больных РА, средний возраст 53,75±13,11 лет, из них 135 женщин (91,2%). Средняя продолжительность заболевания 8,59±8,53 лет. Дебют суставного синдрома в основном приходится на средний возраст. К моменту включения в исследование преобладала поздняя стадия РА (71%). Серопозитивными по ревматоидному фактору (РФ) были 84,5%, при этом средняя концентрация РФ в
сыворотке всех пациентов составила 206,22±202,01 Ед/мл. Антитела к циклическому цитруллинированному пептиду (АЦЦП) определялись в сыворотке 82,4% пациентов. По степени активности воспаления распределение пациентов составило: низкая (DAS28<3,2) - 3 пациента (2%), средняя (3,2<DAS28<5,1) - 46 пациентов (31,1%), высокая (DAS28>5,1) - 99 пациентов (66,9%), при этом средний индекс DAS28 составил 5,6±1,22 балла. Пациенты в состоянии ремиссии в исследование не включались. У 38,5 % больных рентгенологически определялась третья стадия. 85,8% больных были ограничены в выполнении профессиональных и непрофессиональных обязанностей (И и III ФК). Среднее значение индекса HAQ составило 1,63±0,71. Системные проявления РА имели 87 пациентов.
К моменту включения в исследование 61 пациент (41,2%) не получал базисной противовоспалительной терапии, из них 26 больных принимали пероральные глюкокортикоиды (17,6%). На неделе 0 всем пациентам была начата БПВТ в случае ее отсутствия, произведена смена, усилена или подобрана комбинированная при неэффективности предыдущего подхода лечения. 25 пациентам была назначена ГИБТ инфликсимабом 3 мг/кг массы тела по установленной схеме.
Динамическое наблюдение с исследованием сывороточного уровня цитокинов произведено у 92 пациентов. В исследование полиморфизма генов цитокинов с оценкой эффективности БПВТ (метотрексат или сульфасалазин) включено 104 пациента. Характеристики выделенных групп сопоставимы с общей группой.
В качестве контроля содержания цитокинов и иммунологического контроля использованы группы практически здоровых жителей Сибирского региона европеоидного происхождения (39 и 297 человек соответственно).
Методы исследования
Клиническая оценка интенсивности суставного синдрома включала стандартные методы подсчета числа болезненных и припухших суставов, оценку продолжительности утренней скованности в минутах, уровень боли по ВАШ. Для количественной оценки активности РА использовался модифицированный индекс DAS28 (Prevoo М. и соавт., 1995). Функциональный статус оценивался по Стэнфордскому опроснику состояния здоровья HAQ (Fries J. и соавт., 2003). Оценка эффективности терапии проводилась по критериям EULAR (Prevoo М., 1995; Fransen J., 2004).
Количественное определение С-реактивного белка в сыворотке крови, Е-селектина, РФ, АЦЦГТ осуществлялось методом твердофазного ИФА - ELISA.
Содержание в сыворотке 9 цитокинов TNF-a, IFN-y, IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12 (р70), IL-13, GM-CSF оценивали методом проточной флюориметрии на двулучевом лазерном автоматизированном анализаторе Bio-PlexTM 2000 System (Bio-Rad, США). Измерения проводились в 25 мкл сыворотки. Диапазон измерений составлял 0,1-12000 пг/мл. При статистической обработке значения цитокинов, выходящие за нижнюю границу чувствительности метода, принимали за 0,02 пг/мл.
Исследование 7 полиморфизмов, локализованных в промоторных регионах 5 генов интерлейкинов, проведено с использованием метода рестрикционного анализа продуктов амплификации (ПДРФ-анализ): TNF А С-863А - Bst BAI, TNFA G-308A -Bsp 19 I, TNFA G-238A - Msp I, IL1B T-31C - Alu I, IL6 G-174C - SfaN I, IL4 C-590T -Bme 18 I, ILIO C-592A - Rsal («СибЭнзим», Новосибирск).
Для математической обработки полученных данных использовали статистические компьютерные программы «STATISTICA 6.0», включая методы параметрического и непараметрического анализа. Корреляционный анализ проводился по методу Спирмена. Различия считались значимыми при р<0,05.
При статистическом анализе результатов генотипирования оценивались частота встречаемости генов, генотипов и их комбинаций, отношение шансов (OR), 95% доверительный интервал (CI) для OR и диагностический вес признаков (DK). Частоту аллелей генов цитокинов вычисляли методом прямого подсчета по формуле: f=n/2N, где п - количество раз встречаемости аллеля; 2N - удвоенная численность обследованных. Распределение генотипов по исследованным полиморфным локусам проверяли на соответствие равновесию Харди—Вайнберга (Вейр Б., 1995). Частоту встречаемости отдельных генотипов и их комбинаций определяли как процентное отношение индивидов, несущих генотип (комбинацию генотипов), к общему числу обследованных в группе по формуле: f=n/N, где п — количество раз встречаемости генотипа; N — численность обследованных. Математическую обработку связи генетических признаков с количественными лабораторными показателями проводили в соответствии с методическими подходами квартального анализа (Гланц С., 1998).
Отбор генетических комплексов, пригодных для индивидуального прогнозирования, проводился на основе значений трех статистических критериев:
двусторонний вариант точного метода Фишера; информационная мера Кульбака (Леи); диагностический (прогностический) коэффициент по формуле: ОК=1(% (Р1/Р2), где Р1 и Р2 — частота прогностического признака в сравниваемых группах (Гублер Е.В., 1978).
В качестве операционных характеристик генетических комплексов как прогностических критериев использованы показатели чувствительности и специфичности (Зарецкая Ю.М., 1983). Для диагностики риска формирования того или иного состояния использована последовательная процедура Вальда, основанная на теории гипотез Бейса (Гублер Е.В., 1978).
Результаты исследования и их обсуждение Цитокиновый профиль больных с ревматоидным артритом У больных РА наряду с клиническими и лабораторными признаками активности воспалительного процесса в сыворотке крови отмечено повышение уровня цитокинов преимущественно с провоспалительной активностью с достоверным превышением уровней ШЛ-у, 11.-2 в сравнении со здоровыми донорами (р<0,01). Выявлена очень широкая вариабельность индивидуальных значений сывороточной концентрации цитокинов, особенно ТОТ-а, ШЫ-у, 1Ь-2, СМ-СББ, в результате не отражающая нормальный характер распределения в исследуемой группе.
Корреляционный анализ показал: высокие концентрации провоспалительных цитокинов ассоциированы с высокими концентрациями противовоспалительных; высокие уровни основных провоспалительных цитокинов - с повышением острофазовых показателей, тромбоцитозом, анемией; 1Ь-2 и ОМ-СЗБ — со степенью активности РА (по ОА828). У больных РА старшей возрастной группы (более 52 лет) достоверно определяются более высокие уровни 11.-5, ШЧ-у, ТОТ-а (р<0,05). В подгруппе пациентов с большой длительностью заболевания (>9 лет) определяются достоверно более высокие титры вМ-СЭР (р=0,048). В группе пациентов, не получавших ранее БПВТ, отмечена тенденция к более высоким уровням всех цитокинов с достоверной разницей по 1Ь-2,1Ь-13, ОМ-СЗБ, ШЫ-у (р<0,05).
Проводился анализ динамики содержания цитокинов в сыворотке крови у пациентов на протяжении 24 недель терапии в зависимости от результата полугодового лечения БПВП (МТ и ССЗ). Пациенты со стойким ответом на указанную терапию перед началом лечения имели более высокие уровни практически всех исследуемых цитокинов, чем в оппозитной группе (таблица 1).
Таблица 1. Концентрация сывороточных цитокинов до назначения или коррекции терапии у больных ревматоидным артритом с различными результатами лечения, Ме
«зі-<33)
Цитокин, пг/мл Стойкий эффект на терапию БПВП (п=45) Отсутствие или ускользание эффекта на БПВТ (п=47) Р
IL-2 9,57 (0.02 - 99,47) 1.63 (0.02- 18.68) 0,006
IL-4 0,24 (0,02 - 3,23) 0,05 (0,02 - 0,4) 0,023
IL-5 1,56 (0,79-4,32) 0,81 (0,63- 1,46) 0,032
IL-12 2,28 (0,89-45,51) 1,27 (0,51 -5,06) 0,019
GM-CSF 22,68 (0,02-320,8) 7,21 (0,02-34,28) 0,026
INF-y 41,76(1,55-605,83) 6,99 (0,02 - 50,83) 0,003
TNF-a 12,46(1,55- 129,19) 2,36(1,01 -9,57) 0,009
Соотношение провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в группе с эффектом БПВТ было в пользу первых. В группе пациентов с отсутствием ответа на иммуносупрессивное воздействие или ускользанием эффекта к исходу 24 недель преобладание провоспалительных цитокинов менее выражено (рисунок 1).
100% 80% 60% 40% 20% 0%
□ Провоспалительные цитокины (TNF-a, INF-y)
□ Противовоспалительные цитокины (IL-4, IL-10, IL-13)
Эффекгь
Эффект-
Рисунок 1 - Соотношение уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов у пациентов с различным ответом на БПВТ.
Примечание - Эффект+ группа пациентов с эффективностью БПВТ;
Эффект- группа пациентов с неэффективностью БПВТ
При динамичной оценке уровня цитокинов в группе пациентов с эффективностью БПВТ отмечено снижение как провоспалительных, так и противовоспалительных цитокинов, что обусловлено отсутствием избирательности воздействия проводимой болезньмодифицирующей терапии и формированием системной иммуносупрессии (таблица 2). В указанной группе пациентов достоверное снижение уровня цитокинов выявлено уже на 12 неделе терапии (кроме 1Ь-4 и ОМ-СЭР), данная тенденция сохраняется к 24 неделе. В то же время максимальный положительный ответ БПВТ по стандартным клинико-лабораторным показателям зафиксирован на 24 неделе наблюдения, т.е. снижение уровня цитокинов предшествует клиническому ответу.
Таблица 2. Динамика уровня сывороточных цитокинов в группе пациентов с эффектом БПВТ, Ме ((}1-<33)
Цитокин, пг/мл Неделя 0 (n=45) Неделя 12 (n=37) Неделя 24 (n=40)
1 2 3
IL-2 9,57(0,02-99,47) 1,3 (0,02 - 37,98)**'" 0,91 (0,02-23,96)*""'
IL-4 0, 24 (0,02 - 3,23) 0,07 (0,02-2,21) 0,2 (0,02- 1,82)
IL-5 1,56 (0,79-4,32) 0,78 (0,49-2,51)*'" 1,17 (0,78 -2,14)*ш
IL-10 3,46(1,05-26,67) 2,74(0,49-8,33)*'" 2,63 (1,14- 12,94)
IL-12 2,28 (0,89-45,51) 1,11 (0,32- 10,38)*'" 2,39(0,84-9,19)
IL-13 4,12 (1,31 -35,38) 1,46 (0,33-21,44)**'" 2,21 (0,48 — 20,36)* ш
GM- CSF 22,68 (0,02 - 320,8) 17,71 (0,02- 171,08) 0,1 (0,02 - 67,14)*'"
INF-y 41,76(1,55-605,83) 12,63 (0,02-200,08)**'" 10,67 (0,02-222,05)**'"
TNF-a 12,46(1,55- 129,19) 4,19(0,79-53,89)**'" 5,33 (1,55-64,58)
Примечание — При проведении статистического анализа методом Wilcoxon указаны
достоверные различия *р<0,05, **р<0,01
При сравнительном анализе в группе пациентов с неэффективностью БПВТ
достоверного снижения уровня цитокинов к 12 неделе не достигнуто, отмечена тенденция к снижению уровня противовоспалительных цитокинов, а к 24 неделе выявлен достоверный рост IL-2, GM-CSF, INF-y и TNF-a. Последующее наблюдение за 6 пациентами, у которых отмечалось значительное увеличение концентраций TNF-a и INF-y, выявило у них обострение, проявив себя как предшественник грядущей активизации воспалительного процесса.
Полученные результаты позволяют говорить об информативности оценки сывороточного уровня цитокинов на протяжении 12 недель терапии как маркера эффективности проводимой терапии. Значимое увеличение провоспалительных цитокинов позволяет предвидеть активацию воспалительного процесса. При этом высокая вариабельность количественных значений, зависимость уровня цитокинов от ряда факторов (возраст, длительность заболевания, предшествующая терапия) затрудняет их использование в прогностических целях, в этой связи более перспективным представляется исследование полиморфизма генов цитокинов.
Анализ прогностической значимости исследования полиморфизма генов
цитокинов
Полиморфизмы генов TNF А в позициях С-863А, G-308A, G-238A, IL-1B Т-31С, IL6 G-174C, IL4 С-590Т, ILIO С-592А изучены у больных РА и в группе практически здоровых жителей Сибирского региона (таблица 3). Анализ полиморфизма гена TNFA в позиции -863 показал достоверное преобладание частоты гомозиготного варианта СС -73,6% среди больных РА и 61,6% среди здоровых (р=0,016), гетерозиготный вариант CA
достоверно чаще встречается в популяции здоровых (р=0,015). При анализе полиморфизма TNF А в позиции -308 выявлено достоверное преобладание гетерозиготного варианта GA в популяции больных РА (р=0,018). Группа больных РА отличалась от выборки здоровых лиц накоплением генотипа АА гена ILIO в позиции С-592А (р=0,014). Распределение отдельных аллельных вариантов генов IL1B, IL6, IL4 не отличалось от такового в контроле.
Таблица 3. Полиморфизм генов провоспалительных и противовоспалительных цитокинов у больных ревматоидным артритом в сравнении со здоровым контролем
Полиморфизм генов цитокинов Генотип Частота генотипа (п, %) OR OR 95%С1 Р
PA (nl) здоровые доноры (п2)
п % п %
TNF А С-863А п1=148 п2=297 СС 109 73,6 183 61,6 1,74 1,10-2,75 0.016
CA 37 25,0 110 37,0 0,57 0,36-0,90 0.015
АА 2 1,4 4 1,4 1,00 0,13-6,44 0,665
TNFA G-308A nl=148 п2=297 GG 105 70,9 242 81,5 0,72 0,43-1,21 0,239
AG 41 27,7 52 17,5 1,81 1,10-2,96 0.018
АА 2 1,4 3 1 1,34 0,16-9,97 0,876
IL-10 С-592А nl=147 п2=281 СС 73 49,6 178 63,3 0,57 0,37-0,87 0,009
АС 62 42,2 96 34,2 1,41 0,91-2,16 0,127
АА 12 8,2 7 2,5 3,48 1,24-10,03 0.014
Примечание - Здесь и далее в таблицах: (Ж -критерий отношения шансов; 95% С1-95%
доверительный интервал для ОЯ
Далее проведено сопоставление характера распределений комбинаций исследуемых полиморфизмов среди женщин с РА и здоровых женщин. Установлено наличие 312 различий комбинаций генотипов, достоверных по двустороннему критерию точного метода Фишера (ТМФ), между здоровыми и больными РА женщинами, из них 171 соответствуют достоверному доверительному интервалу для (Ж С195%. Обращает внимание, что при использовании метода исследования комбинаций генотипов значения ОЯ возрастают в десятки раз, достигая 29. Примеры результатов анализа с наиболее высоким уровнем достоверностей различий по ТМФ представлены в таблице 4. Суммируя полученные наблюдения, можно предположить участие полиморфных вариантов генов цитокинов в развитии РА.
Анализ ассоциаций изучаемых полиморфизмов генов с клиническими особенностями течения воспалительного процесса и тяжестью РА в исследуемой группе пациентов показал, что лица с наличием аллели А в позиции ТОТ А -3080А заболевают преимущественно в возрасте старше 45 лет (011=0,49; р=0,043). В группе пациентов с
наличием аллеля А в генотипе полиморфного участка гена 1Ь-10 С- 592А отмечены более высокие показатели активности воспалительного процесса по индексу БА828 (СЖ=0,52; р=0,023).
Таблица 4. Распределение частоты встречаемости комбинаций генотипов цитокинов
среди женщин с ревматоидный артритом
Комбинации генотипов Частота генотипа (%) OR OR CI 95% Р Sp
РА Контр оль
TNF-863CC/IL10-592AA 8,21 1,16 7,60 2,38-24,32 0,0003 98,84
TNF-863CC/IL1B-31TC/IL10-592АА 2,99 0,00 20,17 1,08-377,43 0,0095 100,00
TNF-863CC/IL4-590CC/IL10-592АА 4,48 0,29 16,03 1,91-134,46 0,0024 99,71
TNF-863CC/TNF-238GG/IL4-590CC/IL10-592AA 3,73 0,30 12,83 1,48-110,88 0,0086 99,70
TNF-863 CA/IL 1В-31TT/IL6-174GG/IL10-592CA 4,48 0,00 28,88 1,61-516,61 0,0010 100,00
TNF-863CA/TNF-308GG/IL1B-31TT/IL4-590CT/IL10-592CA 4,48 0,00 29,49 1,65-527,44 0,0009 100,00
TNF-863CA/TNF-238GG/IL1В-31TT/IL4-590CT/IL10-592CA 4,48 0,00 28,38 1,59-507,58 0,0011 100,00
TNF-863 С A/TNF-23 8GG/IL1В-31TC/IL6-174GC/IL10-592С А 5,97 0,73 8,6 1,80-41,10 0,0028 99,27
TNF-863 С A/TNF-3 08GG/IL1В-31TT/IL4-590CT/IL10-592СА 4,48 0,00 29,49 1,65-527,44 0,0009 100,00
TNF-863CA/TNF-308GG/TNF-3 8GG/IL1 В-31TT/IL4-CT/IL10-592СА 4,48 0,00 28,38 1,59-507,58 0,0011 100,00
Примечание - Здесь и далее в таблицах: Р(йпР2) — значения Р разности частот встречаемости комбинаций генотипов в группах сравнения по двустороннему варианту точного
метода Фишера; Sp - специфичность, %
Выявлены ассоциации показателей лабораторной активности с полиморфизмом
гена IL-6 в позиции G-174C: в группе больных с генотипом GG отмечен более высокий
уровень СРБ, чем у больных с гомозиготным генотипом СС (р=0,029); присутствие
аллеля G у гетерозиготных пациентов способствует более высокой активности
воспаления по уровню СОЭ (р=0,037); аллель G ассоциирован с повышенной
концентрацией Е-селектина (р=0,018). Гомозиготы IL1B-31TT отличаются от гомозигот
-31СС более высокой активностью воспалительного процесса по индексу DAS28
(р=0,047), ассоциированы с тромбоцитозом (р=0,034). Аллель А в генотипе ILIO С-592А
ассоциирован с высокими концентрации СРБ (р=0,040). Аллель С IL4 (в позиции С-
590Т) ассоциирован с высокими концентрациями Е-селектина (р=0,046).
Дальнейший анализ частоты распределения комбинаций генотипов цитокинов у больных РА женщин с минимальными и максимальными уровнями СРБ и РФ, определенных с использованием квартального подхода (Реброва О.Ю., 2002), выявил более 20 достоверных по ТМФ различий комбинаций генотипов среди выделенных подгрупп. Таким образом, полиморфизмы исследуемых генов ассоциированы с основными клинико-лабораторными показателями активности воспалительного процесса, оказывают существенное влияние на течение РА и могут быть дополнительно использованы в качестве маркеров неблагоприятного прогноза.
Проведено исследование по изучению распределения аллелей и генотипов исследуемых полиморфизмов у пациентов РА с различной эффективностью БПВТ на 24 неделе наблюдения. Выявлено, что мутантный аллель Т гена IL4 в позиции С-590Т обеспечивает хороший и удовлетворительный эффект у пациентов, получающих БПВТ (р=0,022), тогда как пациенты с наличием генотипа СС не формируют ответа на иммуносупрессивную терапию в 68,8% случаев. У пациентов с наличием гомозиготного генотипа GG TNFA в позиции G-308A ответ на лечение БПВП не отличался столь высокой эффективностью как у гетерозиготных GA больных (р=0,015).
Проведено исследование по распределению генотипов цитокинов у больных РА, получающих инфликсимаб, с различной эффективностью через 22 недели от начала лечения. Выявлено, что гомозиготное состояние СС ILIO в позиции С-592А, возможно ассоциированное с высоким уровнем продукции самого интерлейкина, способствует хорошей эффективности терапии препаратом инфликсимаб (Sens 78,95%, Sp 83,33%, OR 18,75, р=0,0119). Напротив, генетически детерминированный низкий синтез IL-10 (генотипы АА и АС) ассоциирован с низким ответом на проводимую терапию анти-TNF-препаратом.
С учетом малой информативности изолированного определения влияния генотипов и аллелей генов провоспалительных и противовоспалительных цитокинов на формирование эффекта назначаемой терапии произведен анализ встречаемости сочетания комбинаций генотипов у пациентов с различной эффективностью БПВТ. В группе пациентов с высокой эффективностью БПВТ достоверные различия (р<0,05) по двустороннему критерию ТМФ зафиксированы для 18 комбинаций (как пример, 10 из них представлены в таблице 5). Как правило, среди таких генетических комбинаций присутствует генотип IL6 -174 GG и генотип IL1B -31СС. Генотипы TNF-a в позициях -
308, -863 и -238 в основном представлены гомозиготными вариантами ЄЄ и СС. У пациентов данной группы в составе комбинаций в основном выявляются гетерозиготные генотипы 1Ь4-590СТ.
Таблица 5. Характеристики распределения и показатели прогностической значимости комбинаций генотипов полиморфизмов цитокинов у больных ревматоидным артритом с
высокой эффективностью БПВТ
Комбинации генотипов Частота среди больных РА (%) DK Sp р
Высо кая эффе ктив ность Отсу тстви . е эффе кта
IL4-590CT/IL6-174GG/IL1В-31 СС 12,90 0,00 9,8 100,00 0,0495
IL4-590CC/TNF-308GA/TNF-863CC 20,00 2,94 8,3 97,06 0,0444
IL4-590CT/IL6-174GG/TNF-238GG/IL1 В-31 СС 12,90 0,00 9,8 100,00 0,0495
IL4-590CT/IL6-174GG/TNF-863CC/IL1 В-31 СС 13,33 0,00 9,9 100,00 0,0460
IL6-174GC/TNF-238GG/TNF-308GA/TNF-863CC 20,00 3,03 8,2 96,97 0,0468
IL6-174GG/TNF-308GG/TNF-863CC/IL1 В-31 СС 13,33 0,00 9,9 100,00 0,0460
IL4-590CT/IL6-174GG/TNF-238GG/TNF-863CC/ IL1B-31CC 13,33 0,00 9,9 100,00 0,0460
IL6-174GG/TNF-238GG/TNF-308GG/TNF-863CC/ IL1B-31CC 13,33 0,00 9,9 100,00 0,0460
IL6-174GC/TNF-238GG/TNF-308GA/TNF-863CC/ IL1B-31TT 13,33 0,00 9,9 100,00 0,0460
IL4-590CT/IL6-174GG/TNF-23 8GG/TNF-308GG/ TNF-863CC/IL1B-31CC 13,33 0,00 9,9 100,00 0,0460
Примечание - DK - диагностический коэффициент
Выявлены различия по комбинациям тех же генов цитокинов пациентов с высокой эффективностью терапии и пациентов с умеренной эффективностью БПВТ, достоверные по двустороннему критерию ТМФ в 33 случаях. Среди пациентов группы с умеренной эффективностью БПВТ практически полностью отсутствовал генотип GG в позиции -174 гена IL-6, широко распространен генотип СС в полиморфном участке гена ILIO С-592А и генотип TT в точке полиморфизма IL1B Т-31С.
Дальнейшее исследование показало, что у части пациентов с РА с наличием в геноме определенных комбинаций аллельных вариантов промоторных участков генов цитокинов терапия БПВП ни в одном случае не оказывает положительного эффекта, достоверные различия (р<0,05) по двустороннему критерию Фишера зафиксированы для 35 комбинаций. Выделение группы пациентов с комбинациями генотипов,
ассоциированных с неэффективностью БПВТ (примеры с наиболее высоким уровнем достоверности по ТМФ представлены в таблице 6), может иметь большое прогностическое значение, учитывая данные по принадлежности пациентов -«неответчиков» на МТ к более тяжелому неблагоприятному субтипу РА, резистентному к проводимой терапии (Каратеев Д. Е. и соавт., 2013).
Таблица 6. Характеристики распределения и показатели прогностической значимости комбинаций генотипов полиморфизмов цитокинов у больных ревматоидным артритом с отсутствием эффекта БПВТ
Комбинации генотипов Частота среди больных РА (%) DK Sp Р
Отсутс твие эффек та Нали чиє эффе кта
IL6-174CC/TNF-863 CA/IL 1В-31 ТС 12,12 1.47 9,2 98,5 0,0381
IL4-590CC/TNF-308G A/TNF-863CA 11,76 0,00 12,5 100 0,0109
IL6-174CC/IL10-592 CA/IL 1 В-31 ТС 9,09 0,00 11,7 100 0,0309
IL 10-592CA/TNF-863CA/IL1 В-31 ТС 8,82 0,00 11,4 100 0,0349
IL4-590CC/IL6-174CC/TNF-863CA/IL1B-31TC 9,09 0,00 11,6 100 0,0327
IL4-590CC/TNF-238GG/TNF-308GA/TNF-863CA 8,82 0,00 11,4 100 0,0349
IL4-590CC/TNF-308GA/TNF-863CA/IL1B-31TT 8,82 0,00 11,4 100 0,0349
IL6-174CC/IL10-592CA/TNF-238GG/IL1 В-31 ТС 9,09 0,00 11,7 100 0,0309
IL6-174CC/IL10-592 С A/TNF-863C A/IL 1 В-31 ТС 9,09 0,00 11,6 100 0,0327
IL 10-592CA/TNF-23 8GG/TNF-863CA/ IL 1 В-3 ITC 8,82 0,00 11,4 100 0,0349
IL6-174CC/IL10-592CA/TNF-238GG/TNF-863CA /ILIB-ТС 9,09 0,00 11,6 100 0,0327
IL6-174GC/IL10-592 CC/TNF-23 8GG/TNF-308GG/TNF-863 CC/IL1 В-31 TT 21,21 1,47 11,6 98,5 0,0015
Цитокиновый геном индивида является конституционально стабильным базисом, поэтому в первую очередь рассматривается в качестве кандидатного прогностического маркера. В ходе проведенного исследования было дополнительно подтверждено, что эффекты отдельных полиморфизмов генов цитокинов, обнаруживаемые при анализе ассоциаций, как правило, невелики и могут быть связаны не с самим изучаемым маркером, а со сцепленным с ним функционально значимым вариантом. Исходя из этого, применен метод комплексного анализа выявления в геноме пациента одновременно целого набора аллельных вариантов генов цитокинов. Необходимо обратить внимание на высокие (доходящие до 100 %) показатели специфичности выявления ряда генетических комбинаций при сопоставлении анализируемых выборок. Столь редкие в ревматологии и в медицинской иммунологии в целом показатели специ-
фичности позволяют после проведения многоцентровых исследований рассчитывать на их высокую клиническую значимость.
Используя последовательную процедуру распознавания, определяем вероятность прогноза эффективности БПВТ по величине DK: положительное значение DK принимает в случае преобладания вероятности положительного эффекта БПВТ, отрицательное значение - в случае преобладания вероятности отсутствия эффекта БПВТ.
С целью повышения достоверности прогноза далее в диагностическую процедуру включены такие хорошо известные лабораторные маркеры как СРБ и РФ, высокие уровни которых ассоциируют с плохим прогнозом, быстропрогрессирующим течением PA (Breedveld F.С., 2011; Garnero Р. 2003; Scott D.L., 2004). С использованием метода квартального анализа были выделены низкие и высокие уровни СРБ, РФ и рассчитаны диагностические коэффициенты эффективности БПВТ в зависимости от полученных показателей: в.ч. СРБ >9,95 - DK=-1,0; в.ч. СРБ<3,1 - DK=+1,9; РФ> 433,6 - DK=-3,2; РФ<40,07 - DK=+3,4.
Математические преобразования в данном способе анализа позволяют суммировать логарифмированные значения величин прогностических коэффициентов и получать индивидуальные показатели с гораздо более высокими значениями, как представлено в ниже приведенном клиническом примере (таблица 7).
Таблица 7. Показатели и рассчитанные диагностические коэффициенты по наличию эффекта БПВТ (клинический пример)__
Показатели DK
Комбинация генотипов IL6-174CC/IL10-592CA/TNF-238GG/TNF-863CA/IL1B-TC -11,6
СРБ 10,0 мг/л -1,0
РФ 500 Ня/мл -3,2
Итоговый DK = (-11,6)+(-1,0)+(-3,2)= -15,8 Заключение: вероятность отсутствия эффекта БПВТ составляет 97%.
Данная модель прогнозирования варианта течения РА и эффективности терапии требует дальнейшего проспективного исследования. Однако уже на современном этапе, выявление у пациента генетических комбинаций, характерных для «неответчиков», должно насторожить врача в ведении данного пациента с постановкой вопроса о необходимости комбинированного назначения БПВП или перехода на терапию ГИБП на ранних этапах. Потеря временного «окна терапевтических возможностей» может
негативно повлиять на отдаленные результаты лечения РА, поэтому комплексная оценка клинических и лабораторных показателей с исследованием уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови, полиморфизма генов цитокинов должна обязательно учитываться в выборе тактики ведения пациентов с РА.
Полученные в настоящей работе результаты создают предпосылки для продолжения данного исследования как в плане увеличения объема выборок, перечня анализируемых полиморфизмов, так и в плане детализации анализа вариантов течения РА и эффективности разных схем терапии.
ВЫВОДЫ
1. У пациентов с РА выявлено повышение сывороточной концентрации цитокинов преимущественно с провоспалительной активностью и достоверно высокие уровни ШЫ-у и 11.-2. Повышение концентрации провоспалительных цитокинов коррелирует с высокими концентрациями острофазовых показателей и других маркеров воспаления, активностью воспалительного процесса, оцениваемой по индексу БА828.
2. Положительный эффект базисной терапии РА отмечен у пациентов с высокими значениями исходной концентрации ЮТ-а, 1РЫ-у, 11.-2,11.-4,11.-5,1Ь-12(р70), ОМ-СББ в сыворотке крови и с преобладанием уровней провоспалительных ЮТ-а, ШЫ-у над противовоспалительными 11.-4, 11.-10, 1Ь-13. Однако высокая индивидуальная вариабельность количественных значений концентраций цитокинов у пациентов с РА, зависимость от длительности заболевания, предшествующей терапии затрудняют использование этих лабораторных признаков в прогностических целях.
3. Установлена достоверная ассоциированность развития РА у европеоидов Западной Сибири с генотипом СС гена ТОТА в позиции С-863А, генотипом АО в позиции ЮТА 0-308А и генотипом АА гена 1Ь-10 в позиции С-592А. Максимальные значения показателей ассоциированности (Ж установлены при использовании комбинаций генотипов в промоторных участках генов нескольких цитокинов.
4. Различные комбинации аллелей промоторных участков исследуемых генов цитокинов ассоциированы с клиническими и лабораторными показателями активности воспалительного процесса при РА.
Наибольшей диагностической значимостью при прогнозировании эффективности базисной противовоспалительной терапии РА обладают комплексные генетические признаки, включающие в себя генотипы подобные IL6-174GG/TNF-238GG/TNF-863CC/IL1В-31СС. Специфичность их выявления в группе с высокой эффективностью и отсутствием эффекта терапии метотрексатом и сульфасалазином приближается к 100%. Получены предварительные данные об ассоциированности полиморфизма гена ILIO в позиции С-592А с эффективностью анти-TNF терапии.
Комплексный анализ клинических, лабораторных, иммунологических и иммуногенетических признаков позволяет проводить процедуры прогнозирования клинической картины РА и эффективности его терапии.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Исследование полиморфизма генов цитокинов (TNF А в позициях С-863А, G-308A, G-238A, IL-1B Т-31С, IL6 G-174C, IL4 С-590Т, ILIO С-592А) и динамичное определение уровня сывороточных цитокинов (TNF-a, IFN-y, IL-2, IL-12 (p70), GM-CSF, IL-4, IL-5, IL-10, IL-13) может быть рекомендовано в качестве дополнительных признаков оценки варианта течения и эффективности терапии РА. С целью прогноза эффективности БПВТ (метотрексат и сульфасалазин) до назначения препаратов показано выявление комбинаций генотипов полиморфизмов цитокинов, ассоциированных с различным эффектом терапии, с определением величины диагностического коэффициента (DK) в соответствии с данными таблиц по характеристикам распределения и показателям прогностической значимости указанного признака у больных РА. В комплекс прогноза эффективности терапии БПВП показано включение уровней СРБ, РФ и рассчитанных для них прогностических коэффициентов. С целью повышения достоверности прогноза эффективности БПВТ необходима суммация всех установленных показателей. При итоговой величине DK=12,8 - вероятность реализации прогноза достигает 95% и далее соответственно калибровочной кривой. При выявлении комбинаций генотипов цитокинов, ассоциированных с отсутствием эффекта терапии МТ и ССЗ, при получении итогового значения DK ниже -9,5 с использованием установленных признаков (вероятность отсутствия эффекта более 90%) пациент должен быть выделен в группу неблагоприятного течения. В
подобных случаях рекомендуется назначение других БПВГТ, их комбинированное использование или переход на ГИБТ уже на ранних этапах лечения.
5, С целью контроля над активностью воспалительного процесса на фоне подобранной терапии РА рекомендуется проводить клинико-лабораторный мониторинг с динамичным определением уровня цитокинов 1 раз в 12 недель.
6. При многократном повышении уровня провоспалительных цитокинов ЮТ-а, ПТЧ-у, вМ-СБР на фоне проводимой терапии МТ или ССЗ рекомендуется увеличение дозы препаратов, переход на комбинированную БПВТ или рассмотрение вопроса о присоединении ГИБП, не дожидаясь повышения клинико-лабораторной активности воспалительного процесса.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Зависимость эффективности терапии от уровня сывороточных цитокинов у больных ревматоидным артритом / Е. В. Зонова, О. В. Голованова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), Е. А. Летягина, М. А. Королев, В. И. Коненков // Бюл. СО РАМН. -2008.-№5(133).-С. 72-77.
2. Возможность использования генотипирования цитокинов с регулирующей воспаление активностью в качестве биологических маркеров прогноза эффективности терапии ревматоидного артрита / В. И. Коненков, Е. В. Зонова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), М. А. Королев, В. Ф. Прокофьев, О. В. Голованова, А. В. Шевченко // Научно-практическая ревматология. - 2010. -№ 5. - С. 19-26.
3. Распределение аллельных вариантов промоторных участков генов цитокинов и гена фактора роста сосудистого эндотелия среди здоровых людей и пациентов с ревматоидным артритом в популяции европеоидного населения России / В. И. Коненков, О. В. Голованова, В. Ф. Прокофьев, А. В. Шевченко, Е. В. Зонова, М. А. Королев, Ю. Б. Леонова (Убшаева), Н. А. Халайджи, С. А. Лапсина // Вестник Российской академии медицинских наук. - 2010. - № 9. - С. 9-14.
4. Фармакогенетические критерии эффективности базисной противовоспалительной терапии ревматоидного артрита / В. И. Коненков, Е. В. Зонова, М. А. Королев, Ю. Б. Леонова (Убшаева), А. В. Шевченко, О. В. Голованова, В. Ф. Прокофьев // Терапевт. Архив. -2010. -№ 12. - С. 56-61.
5. Комплексный анализ полиморфизма в промоторных участках генов цитокинов
1В Т-31С, 1Ь-6 С-174С, ТОРА С-238А, ТОТА С-308А, ТОТ А С-863А, 1Ь-4 С-590Т и 1Ь-10 С-592а в прогнозе эффекта от лечения ревматоидного артрита / В. Ф. Прокофьев, А. В. Шевченко, О. В. Голованова, Е. В. Зонова, М. А. Королев, Ю. Б. Леонова (Убшаева), В. И. Коненков // Медицинская иммунология. - 2010. - Т. 12, №4.-С. 361-374.
6. Генетические факторы нарушений регуляции ангиогенеза у женщин с ревматоидным артритом / В. И. Коненков, М. А. Королев, А. В. Шевченко, В. Ф Прокофьев, Ю. Б. Убшаева, О. С. Соколова, Е. А. Летягина, Г. А. Дюбанова // Терапевтический архив. - 2013. - № 5. - С. 16-23.
Другие работы, опубликованные по теме диссертации
7. Перспективы обоснования выбора терапии ревматоидного артрита (РА) на основании исследования Thl/Th2 цитокинов / Б. В. Зонова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), М. А. Королев, Е. А. Летягина, В. И. Коненков // Российский иммунологический журнал. - 2008. - Том 2(11), № 2-3. - С. 232.
8. Исследование сывороточных цитокинов в динамике иммуносупрессивной терапии у больных ревматоидным артритом / Е. В. Зонова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), М. А. Королев, Е. А. Летягина, О. В. Голованова, В. И. Коненков // Международная конференция «Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии»: Тез. докл. - Новосибирск. - 2008. - Т. 1. - С. 144-145.
9. Динамика провоспалительных и противовоспалительных цитокинов на фоне иммуносуппрессивной терапии ревматоидного артрита, корреляция с эффективностью лечения / Ю. Б. Леонова (Убшаева), Е. В. Зонова, О. В. Голованова, В. И. Коненков // Международная конференция «Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии»: Тез. докл. - Новосибирск. - 2008. -Т. 1.-С.211 -214.
10. Информативность комплексного определения концентраций цитокинов в прогнозе эффективности терапии ревматоидного артрита / Ю. Б. Леонова (Убшаева), Е. В. Зонова, О. В. Голованова, В. И. Коненков // V съезд ревматологов России: Тезисы. -М., 2009.-С. 63.
11. Динамика выработки Thl/Th2 цитокинов на фоне иммуносупрессивной терапии ревматоидного артрита. Перспективы обоснования выбора метода лечения / Е. В. Зонова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), Е. А. Летягина, Н. А. Халайджи, М. А. Королев, В. И. Коненков // Евразийский симпозиум «Проблемы саногенного и патогенного эффектов эндо- и экзоэкологического воздействия на внутреннюю среду организма»: Тез. докл. - Чолпон-Ата, 2009. - С. 24.
12. Регулирующая роль Thl/Th2 цитокинов в процессе гиперкоагуляции у больных ревматоидным артритом / Е. В. Зонова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), О. В. Голованова, В. И. Коненков, Е. А. Летягина // Выездная научная сессия «Актуальные вопросы клинической лимфологии»: Тез. докл. - Андижан, 2009. -С.48.
13. Полиморфизм генов цитокинов у больных ревматоидным артритом / Е. В. Зонова, О. В. Голованова, Ю. Б. Леонова (Убшаева), А. В. Шевченко, М. А. Королев, В. И. Коненков // III Городская научно-практическая конференция врачей «Актуальные проблемы профилактики, диагностики и лечения болезней внутренних органов»: Тез. докл. - Новосибирск, 2009. - С. 178-179.
14. Роль интерлейкина 10 и его генного полиморфизма у пациентов с ревматоидным артритом / Ю. Б. Леонова (Убшаева), Е. В. Зонова, О. В. Голованова, М. А. Королев, В. И. Коненков // III Городская научно-практическая конференция врачей «Актуальные проблемы профилактики, диагностики и лечения болезней внутренних органов»: Тезисы. - Новосибирск, 2009. - С. 184-185.
15. The role of interleukin-10 gene promotor polymorphisms in Russian rheumatoid arthritis patients / Y. B. Leonova (Ubshaeva), E. V. Zonova, V. I. Konenkov, M. A. Korolev, O. V. Golovanova, N. A. Khalaydzhi // Ann Rheum Dis. - 2009. - V. 68, Suppl. 3. - P. 735.
16. The prognosis of forming of side effects of immunosuppressive rheumatoid arthritis (RA) therapy based on complex evaluation of polymorphism in promotor sites of genes of pro- and anti-inflammatory cytokines/ V. I. Konenkov, E. V. Zonova, V. F. Prokofyev,
A. V. Shevchenko, О. V. Golovanova, М. A. Korolev, J. В. Leonova (Ubshaeva) // Ann Rheum Dis. - 2010. - V. 69, Suppl. 3. - P. 509.
17. Comparative analysis of allelic variants of promoter sites of cytokine genes IL1B C-31T,IL6 G-174C,TNFA A-238G,TNFA A-308G,TNFA A-863C,IL4 C-590T,IL10 A-592C,VEGF C-2578A among healthy Caucasoids and rheumatoid arthritis patients in Russia / V. I. Konenkov, V. F. Prokofyev, О. V. Golovanova, A. V. Shevchenko, E. V. Zonova, M. A. Korolev, J. B. Leonova (Ubshaeva), N. A. Khalajdzhi. // Ann Rheum Dis. -2010. -V. 69, Suppl. 3. - P. 665.
18. Соотношение TNF-A/IL-10 и TNF-A/IL-4 у больных ревматоидным артритом (PA) как показатель прогноза эффективности терапии метотрексатом / Е. В. Зонова, А.
B. Шевченко, Ю. Б. Леонова (Убшаева), В. И. Коненков // Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии: Труды X Междунар. конф., 3-4 октября 2011 г. - Новосибирск, 2011. - С. 145-146.
19. Разработка критериев прогнозирования эффективности терапии ревматоидного артрита путем применения индивидуализированных генетических критериев с использованием анализа прогностической значимости выявления аллельных вариантов генов цитокинов / Ю. Б. Убшаева, М. А. Королев, Е. В. Зонова, В. Ф. Прокофьев, А. В. Шевченко, В. И. Коненков // Всероссийская научная конференция молодых ученых-медиков: Материалы конференции. 6-7 декабря 2012 г. -М„ 2012.-С. 62-63.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АЦЦП - антитела к циклическому цитруллинированному пептиду
БПВП - базисные противовоспалительные препараты
БПВТ - базисная противовоспалительная терапия
ВАШ - визуальная аналоговая шкала
ГИБП - генно-инженерные биологические препараты
ГИБТ - генно-инженерная биологическая терапия
МТ - метотрексат
РА - ревматоидный артрит
РФ - ревматоидный фактор
СОЭ - скорость оседания эритроцитов
ССЗ - сульфасалазин
СРБ - С-реактивный белок
ТМФ - точный метод Фишера
CI - (confidence interval), доверительный интервал
DAS - (Disease Activity Score), индекс активности ревматоидного артрита
DK - диагностический коэффициент
EULAR - (European League Against Rheumatism), Европейская антиревматическая лига
GM-CSF - (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor), гранулоцитарно-
макрофагальный колониестимулирующий фактор
HAQ - (Health Assessment Questionnaire), опросник здоровья
IL - (interleukin), интерлейкин
INF - (interferon), интерферон
OR - (odds ratio), отношение шансов
TNF - (tumor necrosis factor), фактор некроза опухоли
Отпечатано в типографии Новосибирского государственного Технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, тел./факс: (383) 346-08-57 формат 60x84 1\16, объем 1.0 пл., тираж 100 экз. заказ № 867 подписано в печать 23.09.13 г.
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Убшаева, Юлия Борисовна
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук
На правах рукописи
Убшаева Юлия Борисовна
Комплексный анализ уровня сывороточных цитокинов и полиморфизма их генов в прогнозе течения и эффективности терапии ревматоидного
артрита
14.01.22 Ревматология
Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
СО
со
СМ „
Ц? о Научный руководитель:
доктор медицинских наук, т- профессор, академик РАМН
СМ ^ Коненков Владимир Иосифович
Научный консультант: кандидат медицинских наук Королев Максим Александрович
Волгоград - 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ............................................................12
1.1. Роль цитокинов в регуляции воспалительных процессов при ревматоидном артрите....................................................................12
1.2. Полиморфизм генов цитокинов при ревматоидном артрите...............21
1.3. Подходы к прогнозированию терапии ревматоидного артрита...........31
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............................43
2.1. Клиническая характеристика групп пациентов.................................44
2.2.Клинические и лабораторные методы исследования активности воспалительного процесса.................................................................50
2.3. Методы определения концентрации цитокинов TNF-a, IFN-y, IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12, IL-13, GM-CSF......................................................57
2.4. Методы исследования полиморфизма генов TNF А в позициях С-863А, G-308A, G-238A, IL-1B Т-31С, IL6 G-174C, IL4 С-590Т, ILIO С-592А..........57
2.5. Методы статистической обработки результатов................................58
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.............................................63
3.1. Цитокиновый профиль больных с ревматоидным артритом................63
3.1.1. Сравнительный анализ концентрации цитокинов в сыворотке крови у больных ревматоидным артритом и здоровых лиц...............................64
3.1.2. Концентрации цитокинов в сыворотке крови у больных с различной активностью ревматоидного артрита в динамике наблюдения................69
3.1.3. Зависимость эффективности иммуносупрессивной терапии от уровня сывороточных цитокинов у больных ревматоидным артритом...................75
3.2. Анализ прогностической значимости исследования полиморфизма генов цитокинов....................................................................................83
3.2.1. Распределение генотипов цитокинов у больных ревматоидным артритом и здоровых лиц в Западной Сибири....................................83
3.2.2. Распределение генотипов цитокинов в группах пациентов с различным течением ревматоидного артрита......................................87
3.2.3. Распределение генотипов цитокинов в группах пациентов с различной эффективностью терапии ревматоидного артрита.....................94
3.3. Оценка значимости исследования сывороточного уровня цитокинов и полиморфизма генов цитокинов в прогнозе эффективности терапии
ревматоидного артрита..................................................................101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................................109
ВЫВОДЫ........................................................................................114
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ....................................................116
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ....................................................................118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................120
ПРИЛОЖЕНИЕ А..............................................................................141
ПРИЛОЖЕНИЕ Б...............................................................................142
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы и степень ее разработанности
Ревматоидный артрит (РА) - распространенное аутоиммунное заболевание, характерным проявлением которого является формирование необратимых деформаций суставов вследствие потери артикулярного хряща, прогрессирующей костной деструкции с последующей инвалидизацией. Важным является то, что при прогрессии у больных РА практически отсутствует возможность восстановления трудоспособности. Хронический воспалительный процесс, увеличивающий риск развития сопутствующих состояний (атеросклеротическое поражение сосудов, повышенная чувствительность к интеркурентным инфекциям, остеопоретические переломы костей скелета и др.), токсические эффекты нестероидных противовоспалительных препаратов (поражение ЖКТ, нарушение функции почек и др.) или осложнения неадекватной терапии, ведут к уменьшению продолжительности жизни пациентов, страдающих этим заболеванием.
Патогенез РА сложен, для многих пациентов характерно упорное течение заболевания, резистентное к целому ряду методов противовоспалительной терапии, поэтому общемедицинское и научное значение РА не уступает социальному [16]. Высокая распространённость ревматоидного артрита (частота в популяции 1%), пик заболеваемости среди лиц трудоспособного возраста, ранняя инвалидизация пациентов, связанная с недостаточной эффективностью и трудностями при подборе адекватной терапии обеспечивают необходимость внедрения в практику новых высокотехнологичных, индивидуализированных методов диагностики и лечения пациентов с РА.
Исследования последних лет показали, что иммунокомпетентные клетки и продуцируемые ими цитокины определяют полиморфизм аутоиммунных
воспалительных заболеваний, в том числе и РА [1, 122, 125]. Лучше всего изучены механизмы формирования воспаления при РА с участием фактора некроза опухоли-а (TNF-а). Совместно с такими интерлейкинами (IL) как IL-1, IL-6, IL-8, гранулоцитарно-макрофагальным колониестимулирующим фактором (GM-CSF) TNF-a осуществляет активацию фибробластов и экспрессию молекул адгезии, что рассматривается как основной механизм поддержания воспаления и прогрессии РА, формирования системных проявлений и осложнений, непосредственно определяющих качество и продолжительность жизни пациентов. Развитие заболевания не ограничивается активностью провоспалительных цитокинов. Реализация аутоиммунного воспаления связана с продукцией IL-4, ILIO, ингибирующих деятельность провоспалительных цитокинов [26]. Вместе с тем уровень продукции самих цитокинов регулируется структурой регуляторных участков их генов, сосредоточенных, как правило, в промоторных или интронных участках генов.
За последние 20 лет произошли существенные изменения в подходах к лечению ревматологических больных [12]. Одним из важнейших изменений, наряду с концепциями раннего агрессивного лечения и комбинированной базисной противовоспалительной терапии (БПВТ), является широкое применение генно-инженерных биологических препаратов (ГИБП) [3]. Однако в настоящее время часто выбор методов лечения РА, осуществляется эмпирически, не предусматривая чувствительность пациентов к лечению, что ограничивает возможности лечебного воздействия в будущем и способствует неконтролируемой прогрессии заболевания.
Проводятся работы по выявлению лабораторных, инструментальных, иммунологических и иммуногенетических маркеров прогностически неблагоприятных форм РА и эффективности терапии, однако результаты их зачастую противоречивы [63, 64]. Поэтому проблема диагностики и терапии РА не теряет соей актуальности, а точечный выбор эффективного препарата или
метода лечения в короткие сроки может значительно улучшить непосредственный (подавление симптомов) и даже отдаленный (снижение риска инвалидности) прогноз у многих пациентов.
В связи с вышеуказанными звеньями патогенеза РА изучение динамики уровня цитокинов с провоспалительной или противовоспалительной активностью, полиморфизма генов цитокинов у пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию и лечение ГИБП, представляется перспективным направлением, позволяющим составить индивидуальный прогноз течения заболевания и определить чувствительность пациентов к проводимой терапии. Цитокины определяют развитие и поддержание воспаления при РА, в связи с чем уровни их проанализированы совместно с распределением основных медиаторов воспаления. Дисбаланс исследуемых цитокинов рассматривается как фактор инициации, прогрессирования воспаления при РА, формирования тяжелых вариантов течения заболевания, неэффективности терапии. Результаты исследования направлены на разработку критериев использования сывороточного уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, полиморфизма их генов в комплексе с лабораторными показателями в качестве маркеров прогрессирующих форм РА, прогноза эффективности и нечувствительности к терапии.
Полученные в исследовании результаты существенно дополняют современные критерии в прогнозе течения заболевания. Результаты исследования могут быть использованы для осуществления дифференцированного подхода и «персонифицированного» назначения лекарственной терапии РА.
Цель исследования
Оптимизация терапии ревматоидного артрита путем применения прогностической стратегии на основе оценки клинической значимости сывороточного уровня и полиморфизма генов цитокинов.
Задачи исследования
1. Провести комплексный анализ соотношения циркулирующих провоспалительных и противовоспалительных цитокинов (TNF-a, IFN-y, IL-
2, IL-12 (p70), GM-CSF, IL-4, IL-10, IL-13, IL-5) у пациентов с ревматоидным артритом при различной активности воспалительного процесса.
2. Оценить зависимость эффективности базисной противовоспалительной терапии от уровня сывороточных цитокинов до начала лечения и динамику их концентраций в процессе терапии.
3. Изучить характер ассоциированности генотипов в промоторных участках генов цитокинов (TNFA в позициях С-863А, G-308A, G-238A, IL-1В Т-31С, IL6 G-174C, IL4 С-590Т, ILIO С-592А) с клиническим течением РА и эффективностью различных схем его лечения среди европеоидного населения Западной Сибири.
4. Провести клинический анализ прогностической значимости исследованных лабораторных признаков течения ревматоидного артрита. Научная новизна исследования
В настоящей работе проведено комплексное исследование участия иммунологических и иммуногенетических факторов в формировании и развитии РА среди европеоидного населения Западной Сибири, имеющего определенные отличия в характере распространения некоторых аллелей различных генов от населения европейской части России [20, 21,31].
Впервые для этой группы пациентов установлена динамичная взаимосвязь сывороточных концентраций провоспалительных и противовоспалительных цитокинов (TNF-a, IFN-y, IL-2, IL-12 (p70), GM-CSF, IL-4, IL-10, IL-13, IL-5) с активностью воспалительного процесса, характером течения РА, с эффективностью проводимой БПВТ.
Впервые для этой группы пациентов показано, что полиморфизмы генов
ТТЧЛТГ А Г О^'З А Р ЧЛО » Л ПО А тт 1П т 11П тт £ о п л /п тт л /-< сллпп тт 1
I !Чг Л ъ-оО^п, и-^^о/л, 1-лъ, /ч-^, иьч- 11^1 и
592А ассоциированы с вариантами клинического течения РА, эффективностью терапии базисными противовоспалительными препаратами (БПВП) и анти-ЮТ-терапии.
Впервые установлено, что пациенты с РА, имеющие хороший ответ при назначении БПВТ, кардинальным образом различаются по комбинациям генотипов цитокинов от больных, у которых этот эффект отсутствовал.
Впервые представлены данные по информативности комплекса лабораторных, иммунологических и иммуногенетических признаков в оценке возможности прогнозирования течения и эффективности терапии РА.
Теоретическая и практическая значимость работы
В результате проведенного исследования пациентов с РА в Сибирском регионе продемонстрирована динамика изменения уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в ходе иммуносупрессивной терапии и возможность использования комплексного анализа их уровня в сыворотке крови в качестве маркера эффективности проводимой терапии.
Верификация аллелей и генотипов ряда генов, кодирующих продукцию провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, участвующих в патогенезе ревматоидного артрита, позволяет прогнозировать эффективность БПВТ и терапии ингибитором Т№-а.
На основании выделения информативных признаков разработан комплексный подход прогноза варианта течения и эффективности терапии РА. В клинической ревматологии вполне реально использовать полученные данные в качестве прогностических признаков, позволяющих заранее предвидеть результаты терапии и внести необходимые коррективы, не используя напрасно ограниченное во времени «окно терапевтических возможностей».
Определение концентрации цитокинов в крови и полиморфизма генов цитокинов позволяет объективизировать выбор адекватных подходов и повысить качество терапевтического воздействия. Внедрение выявленных иммунологических и иммуногенетических признаков в клиническую практику ведения пациентов с РА позволит значительно снизить вероятность использования заведомо неэффективных лекарственных средств, проводить индивидуализированное назначение препаратов пациентам с прогнозируемой высокой эффективностью данного вида терапии, производить своевременную коррекцию лечения.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Дополнительными критериями активности процесса и эффективности терапии при ревматоидном артрите является определение концентрации про- и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови.
2. Клиническое течение РА и ответ пациентов на базисную противовоспалительную терапию ассоциированы с генотипами в промоторных участках генов ряда цитокинов.
3. Комплексный прогностический подход с исследованием сывороточных концентраций цитокинов и полиморфизма генов цитокинов позволяет выявлять неблагоприятные варианты течения РА и проводить доказательную процедуру персонализированного подбора его лечения. Практическое внедрение результатов исследования
Результаты исследования внедрены в работу терапевтического и консультативного отделений ФГБУ «НИИ клинической и экспериментальной лимфологии» СО РАМН, терапевтических отделений ФГБУ «НЦКЭМ» СО РАМН. Установленные иммунологические и иммуногенетические параметры используются для выявления неблагоприятных вариантов течения РА, прогноза эффективности БПВТ и мониторирования проводимого лечения.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной конференции «Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии» (Новосибирск, 2008, 2011), V съезде ревматологов России (Москва, 2009), Евразийском симпозиуме (Чолпон-Ата, 2009), выездной научной сессии «Актуальные вопросы клинической лимфологии» (Андижан, 2009), III Городской научно-практической конференции врачей «Актуальные проблемы профилактики, диагностики и лечения болезней внутренних органов» (Новосибирск, 2009), I Всероссийской научной конференции молодых ученых-медиков «Инновационные технологии в медицине XXI века» (Москва, декабрь 2012), ученых советах и семинарах ФГБУ «НИИКЭЛ» СО РАМН (Новосибирск, 2010-2013).
По материалам работы в 2009 г. получена именная стипендия администрации Новосибирской области в сфере научной деятельности. Работа заняла второе место среди лучших научных работ молодого ученого по терапии на I Всероссийской научной конференции молодых ученых-медиков «Инновационные технологии в медицине XXI века» (Москва, декабрь 2012 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 19 работ в отечественных и международных журналах и сборниках: 6 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК МОН РФ для публикаций основных результатов диссертационных работ, 13 тезисов, 3 из которых в иностранной печати. 2 соавторства в монографии.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя. Работа изложена на 146 страницах машинописного текста, иллюстрирована 6 рисунками, содержит 27
таблиц, приложения (4 таблицы). Библиографический указатель включает 185 источников, из них 32 отечественных и 153 зарубежных.
Работа выполнена в рамках темы НИР ФГБУ «НИИКЭЛ» СО РАМН №005, госрегистрационный №01.2.00951656 «Разработка новых лимфотропных технологий диагностики, лечения и профилактики заболеваний соединительной ткани на основе идентификации транскрипционных генов и установление их связи с чувствительностью к заболеваниям, особенностям клинического течения и эффективности проводимой терапии».
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Роль цитокинов в регуляции воспалительных процессов
при ревматоидном артрите
Синовиальное воспаление и гиперплазия синовии определяют прогноз течения РА. Синовиальная оболочка сустава при РА инфильтрирована множеством специфических иммунных клеток, поддерживающих воспалительный процесс. Ревматоидная синовия характеризуется наличием большого спектра цитокинов, свидетельствующих об активации моноцитов/макрофагов (ТОТ-а, 1Ь-1, 1Ь-6, 1Ь-8, 1Ь-10, 1Ь-12), лимфоцитов (ШМ-у, 1Ь-2, 1Ь-6, 1Ь-10, 1Ь-13, 1Ь-16, 1Ь-17, ТОР-|3), фибробластов и эндотелиальных клеток (1Ь-1, 1Ь-6, 1Ь-8, 1Ь-15, 1Ь-16, 1Ь-18), при этом список определяемых цитокинов постоянно расширяется [26, 85]. Большинство этих цитокинов в соответствии с их установленн