Автореферат и диссертация по медицине (14.00.39) на тему:Вариабельность минеральной плотности костной ткани (МПКТ) и некоторых генетических маркеров при остеоартрозе (ОА) коленных суставов

Остеоартроз (ОА) - это наиболее частая форма поражения суставов. Распространенность заболевания в популяции коррелирует с возрастом, достигая максимальных значений в возрасте старше 65 лет. Женщины болеют ОА почти в 2 раза чаще мужчин, наиболее часто поражаются коленные и тазобедренные суставы, что нередко приводит к инвалидизации [1].

Несмотря на большую социальную значимость болезни, патогенез ОА изучен недостаточно. По современным представлениям ОА - мультифакториальное заболевание со многими признанными факторами риска, в качестве которых рассматриваются возраст, пол, наследственная предрасположенность, избыточный вес и другие. Особую роль в возникновении ОА играют изменения в субхондральной кости. Как было показано на животных моделях, дегенерация хряща ассоциировалась с изменениями в субхондральной кости [2], а в дальнейших исследованиях было обнаружено, что при ОА изменения происходят не только локально в коленных суставах, но и в костном скелете в целом.

За последнее время в работах, в основном зарубежных авторов, изучалась ассоциация минеральной плотности костной ткани с полиморфизмом гонартроза. В работах одних авторов была показана взаимосвязь МПКТ с риском возникновения [3,4,5], а в работах других с прогрессированием заболевания [6,7,8]. Некоторые авторы высказывали предположение о взаимосвязи МПКТ с остеофитозом в коленных суставах [9,10], кроме того, при коксартрозе было показано, что коэффициент связи возрастает с увеличением размеров остеофитов [4]. Однако в других исследованиях взаимосвязи минеральной плотности в центральных областях скелета с изменениями в коленных суставах найдено не было [11,12].

При исследовании взаимосвязи МПКТ с полиморфизмом гонартроза на московской популяции больных в работе А.В. Смирнова 2004г. не было обнаружено повышения МПКТ при прогрессировании ОА. Однако детального исследования клинического и рентгенологического полиморфизма гонартроза на московской популяции больных проведено не было.

Кроме того, несомненный интерес вызывает изучение генетических факторов при данном заболевании. Как известно, около 80% пика костной массы детерминируется генетически [13]. Вследствие чего, маркеры костного метаболизма могут ассоциироваться с развитием ОА.

В настоящий момент наиболее изученным геном-кандидатом, детерминирующим МПКТ, является ген рецептора витамина Б (УБЯ). В исследованиях, проведенных в Японии, Великобритании, было показано, что носительство определенных аллелей этого гена ассоциировалось не только с рентгенологическими признаками гонартроза, в частности с остеофитозом [14], но и с более высокими значениями минеральной плотности [15]. Таким образом, представляло несомненный интерес изучение этого гена у пациентов с гонартрозом на московской выборке больных.

Известно, что эстрогены также играют важную роль в костном обмене и поддержании костной массы, а в немногочисленных исследованиях была показана взаимосвязь этого гена с генерализованным остеоартрозом у больных в молодом возрасте

16,17] и с развитием остеофитоза [18]. Однако подобных исследований в России до настоящего времени проведено не было.

Несомненный интерес представляет исследование генов, кодирующих коллагены I и II типов. Как известно, основным коллагеном костного матрикса является коллаген I типа, а исследование взаимосвязи гена, кодирующего этот коллаген (СОЬ2А1), с ОА на сегодняшний день представлено в единичных работах [19,20]. В тоже время основным белком хрящевого матрикса является коллаген II типа, а мутации в гене коллагена II типа связаны с развитием хондродисплазии. При исследовании СОЬ2А1 у больных была выявлена ассоциация этого гена с распространенным ОА [21,22].

Анализ литературных данных показывает, что в настоящее время при изучении различных популяций больных ОА была обнаружена определенная взаимосвязь между клиническими и рентгенологическими признаками гонартроза как с МПКТ, так и с генетическими маркерами костного метаболизма. Однако исследования проводились на различных популяциях больных и результаты были не всегда однозначны. В связи, с чем представляло несомненный интерес изучение взаимосвязи МПКТ и генетических маркеров с ОА на московской популяции больных для выявления факторов, ассоциирующихся с заболеванием.

Цель:

Изучить вариабельность минеральной плотности костной ткани и некоторых генетических маркеров при ОА коленных суставов.

Задачи исследования:

1. Изучить ассоциацию клинических признаков О А с показателями МПКТ в поясничном отделе позвоночника и в шейке бедренной кости.

2. Изучить ассоциацию рентгенологических признаков ОА с показателями МПКТ в поясничном отделе позвоночника и в шейке бедренной кости.

3. Определить взаимосвязь некоторых генетических маркеров (гена рецептора витамина Б (\ТЖ), гена рецептора эстрогена альфа (ЕБКа), гена альфа2-полипептидной цепи коллагена I типа (СОЫА2) и гена альфа!- полипептидной цепи коллагена II типа (СОЬ2А1) с клиническими и рентгенологическими признаками гонартроза.

Научная новизна:

Впервые на московской популяции была изучена связь генетических маркеров, ассоциированных с МПКТ, с клиническими и рентгенологическими признаками гонартроза. В проведенном исследовании показано, что высокие значения МПКТ в центральных областях скелета ассоциировались с риском развития заболевания в более молодом возрасте и с тяжелым его течением (поздними стадиями заболевания, остеофитозом и выраженным болевым синдромом).

Впервые в России была показана ассоциация гена рецептора эстрогена альфа с развитием остеофитоза в коленных суставах. Выявлено наличие неравновесного сцепления как близко расположенных генов У1Ж и Со12А1, так и генов расположенных на разных хромосомах (СОЫА2 и СОЬ2А1), но имеющих определенную функциональную связь у больных с ОА коленных суставов.

Впервые выявлены генотипы риска развития заболевания на московской популяции больных: FF (Fokl), ВВ (BsmI) гена VDR, Hh (Hind III) гена Со12А1 и Сс (Rsal) гена CollA2 (OR-2,33; 2,79,2,52 и 2,62 соответственно) и протективные генотипы в отношении данного заболевания: Bb (BsmI) гена VDR , hh (Hind III) гена Со12А1 и сс (Rsal) гена Со11А2. Впервые в России обнаружено, что сочетание отдельных генотипов увеличивало риск развития заболевания в 7-20 раз: ХхРР (OR=6,5; р=0,005), HhCc (OR=6,5; р=0,0001), РРВВ (OR=7,8; р=0,023), ВВСС (OR=21,4; р=0,008), BBHh (OR=15,5; р=0,03), PPHh (OR=l 1,7; р=0,004), ррсс (OR=7,4; р=0,026).

Практическая ценность:

Проведенное клинико-генетическое исследование не только дополнило представление о клинической и патогенетической сущности OA, но дало возможность выделить факторы риска развития OA: отдельные генотипы генов VDR, Со11А2 и Со12А1, а также их сочетания. Показано, что высокие значения МПКТ в центральных областях скелета ассоциировались с тяжелым течением гонартроза OA и развитием его в более молодом возрасте. Выявленные факторы риска могут использоваться для определения круга лиц, подлежащих диспансерному наблюдению, определения прогноза заболевания и своевременного лечения на ранних стадиях болезни в случае его развития, что, возможно, позволит отдалить неблагоприятный исход - инвалидизацию больного.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Высокая МПКТ у пациентов с гонартрозом может рассматриваться в качестве фактора риска более тяжелого течения заболевания (на основании ассоциации с поздними стадиями, тяжестью болезни по индексу Лекена, выраженным болевым синдромом, остеофитозом) и развития его в более молодом возрасте.

2. Наследственными факторами риска OA являются генотипы FF (Fokl), ВВ (BsmI) гена рецептора витамина D, Hh (Hind III) гена альфа 1 полипептидной цепи коллагена II типа и Сс (Rsal) гена альфа 2 полипептидной цепи коллагена I типа, а носительствой комбинированных генотипов: ВВСС, BBHh, FFCc, FFHh, HhCc PPHh, ppCc, XXHh, Xxhh, XxPP, xxFF, XxBB, PPBB, повышает риск развития заболевания в 7-20 раз.

3. Генотипы Bb (BsmI) гена рецептора витамина D, hh (Hind III) гена альфа 1 полипептидной цепи коллагена II типа и сс (Rsal) гена альфа 2 полипептидной цепи коллагена I типа можно рассматривать в качестве протективных в отношении данного заболевания, а сочетание разных генотипов: FfBb, Ffcc, hlicc, bbhh, BBcc, XxPp,XxHH,xxHH,xxHh, PpHH,PPcc, Ppcc, PpBb, xxcc, приводит к накоплению протективного кумулятивного эффекта.

Материал:

В исследование было включено 179 женщин 50 лет и старше с достоверным диагнозом гонартроз, удовлетворяющих критериям (ACR). Контрольную группу по МПКТ составили 85 женщин без OA из эпидемиологической выборки больных отдела эпидемиологии и генетики ГУ Института ревматологии РАМН.

Методы исследования:

1. Клинический: Все больные гонартрозом обследовались в ГУ Институте ревматологии РАМН. На каждого пациента была заполнена специально разработанная карта, включающая в себя, анамнез, жалобы, факторы риска, статус больного, критерии диагностики заболевания, оценку болевого синдрома (по ВАШ), тяжесть гонартроза (по суммарному функциональному индексу Лекена), сопутствующие заболевания, наследственность.

2. Рентгенологический: всем больным проводилась рентгенография коленных суставов в 2-х проекциях, оценка стадии заболевания проводилась по классификации Ке^геп-Ьоигеш.

3. Денситометрический: МПКТ у больных с ОА коленных суставов и в группе контроля определялась в проксимальном отделе бедренной кости и в поясничном отделе позвоночника (Ь1-Ь4) с помощью костного денситометра (ЗВК-4500\у (Но^1с, США) в абсолютных величинах (г/см2).

4. Молекулярно-генетический: из лимфоцитов венозной крови пациентов методом солевой экстракции была выделена геномная ДНК. Для изучения полиморфизмов генетических маркеров использовалась полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Объем и структура диссертации:

Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, состоит из введения, глав "Литературный обзор", "Материалы и методы", "Результаты исследования", обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, приложения. Диссертация иллюстрирована 34 таблицами и 1-м рисунком.

Выводы:

1. Клиническое, рентгенологическое, денситометрическое, генетическое исследование 179 женщин с гонартрозом позволило установить, что формирование предрасположенности к ОА коленных суставов является результатом комплексного взаимодействия различных факторов, основными из которых являются МПКТ и наследственная пр едраспол оженность.

2. В результате изучения минеральной плотности костной ткани у больных гонартозом установлено повышение ее в позвоночнике (при I стадии 0,854+0,097 г/см2, при IV 0,950+0,142 г/см2, р=0,039) и в шейке бедренной кости (0,732±0,07 г/см2 0,807+0,111 г/см2, р=0,34) при увеличении стадии заболевания, а также у больных с избыточной массой тела (ИМТ>30 кг/м2) в позвоночнике и в шейке бедра (0,922 г/см2и 0,789 г/см2) по сравнению с больными с нормальным весом (ИМТ 20-25кг/м2) (0,822+0,11 г/см2 и 0,691 г/см2 соответственно, р=0,001). Выявлена тенденция к ассоциированности более высоких значений МПКТ с тяжелым по индексу Лекена гонартрозом и выраженным болевым синдромом.

3. У больных с МПКТ по Т-критерию > -1,5 заболевание начиналось в более молодом возрасте, чем у пациентов с низкими значениями МПКТ, по Т-критерию < -2,5 (49+11 и 55+11 лет соответственно, р=0,019).

4. Получена корреляция МПКТ позвоночника с медиальными остеофитами бедренной кости (г=0,21, р=0,029), а также корреляция МПКТ позвоночника и шейки бедренной кости с медиальными и задними остеофитами большеберцовой кости с (г=0,3; 0,4, р<0,05).

5. При исследовании генетических маркеров выявлена достоверно большая частота генотипов FF (FokI), ВВ (Bsml) гена VDR , Hh (Hind III) гена Со12А1 и Сс (Rsal) гена Со11А2 у больных ОА по сравнению с контролем (OR-2,33; 2,79,2,52 и 2,62 соответственно), в связи с этим данные генотипы можно рассматривать в качестве факторов риска развития ОА. У носителей комбинированных генотипов ВВСС, BBHh, FFCc, FFHh, HhCc PPHh, ppCc, XXHh, Xxhh, XxPP, xxFF, XxBB, PPBB риск развития заболевания увеличивался от 7 до 20 раз.

6. При гонартрозе существует коррелятивная связь гена ESRa с размером остеофитов бедренной и большеберцовой костей. Комбинация сочетанных генотипов гена ESRa с генотипами Rsal ПДРФ гена альфа 2 полипептидной цепи коллагена 1 типа тоже ассоциировалась с остеофитозом в коленных суставах.

7. Частота генотипов Вв (BsmI) гена VDR , hh (Hind III) гена Со12А1 и сс (Rsal) гена

Coll А2 у больных ОА была снижена по сравнению с контрольной группой, а у носителей комбинированных генотипов Fffib, Ffcc, hhcc, bbhh, BBcc, XxPp, XxHH, xxHH, xxHh, РрНН, РРсс, Ррсс, РрВЪ, ххсс отмечалось накопление протективного кумулятивного эффекта.