ЖУРНАЛ КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | JOURNAL OF CARDIORESPIRATORY RESEARCH
№4 | 2021
41
УДК: 616.248: 056.76-08
Турдибеков Хусан Ибрагимович
ассистент кафедры фтизиатрии
Самаркандский государственный медицинский
Институт, Самарканд, Узбекистан
Ташкенбаева Элеонора Негматовна
заведующая кафедрой внутренних болезней №2, д.м.н.
Самаркандский государственный медицинский институт
Самарканд, Узбекистан
Ёрбаев Рустам Бобoёрович
ассистент кафедры фтизиатрии
Самаркандский государственный медицинский
Институт, Самарканд, Узбекистан
Журабаева Гулираъно Сахобжон кизи
студентка Ташкентского Государственного Педиатрического
института, Ташкент, Узбекистан
ИССЛЕДОВАНИЕ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНА β
2
-АДРЕНОРЕЦЕПТОРА С БРОНХИАЛЬНОЙ
АСТМОЙ
For citation:
Turdibekov Kh.I., Tashkenbaeva E.N., Yorbaev R.B., Zhurabaeva G.S. Study of the association of polymorphic variants of the β2-
adrenoreceptor gene with bronchial asthma. Journal of cardiorespiratory research. 2021, vol. 2, issue 4, pp.41-44
http://dx.doi.org/10.26739/2181-0974-2021-4-9
АННОТАЦИЯ
Бронхиальная астма (БА) остается одной из наиболее актуальных проблем современной медицины в связи с высоким уровнем
распространения, стойкой утратой трудоспособности, снижением качества жизни больного и смертности.
П
роведено генотипирование 130 лиц узбекской национальности с использованием технологии ПЦР и анализа рестрикционных
фрагментов с целью изучения сывороточного уровня цитокинов IL-4 и продукции IgE у больных бронхиальной астмой с учетом Gln27Glu
полиморфизма гена β
2
-адренорецептора. По результатам наших исследований достоверной взаимосвязи полиморфизма Gln27Glu гена β
2
-
адренорецептора
с активностью индукторных цитокинов не обнаружено. Генотип Gln27Gln гена β
2
-адренорецептора у пациентов с БА и
особенно при аллергической форме заболевания, ассоциирует с гиперпродукцией IgE.
Ключевые слова:
бронхиальная астма, Gln27Glu полиморфизм гена β
2
-адренорецептора, цитокины, IgE.
Turdibekov Khusan Ibrahimovich
Assistant of the Department of Phthisiology
Samarkand State Medical Institute Samarkand, Uzbekistan.
Tashkenbayeva Eleonora Negmatovna
Head of the Department of Internal Diseases №, 2DSc
Samarkand State Medical Institute Samarkand, Uzbekistan.
Yorbayev Rustam Boboyorovich
Assistant of the Department of Phthisiology
Samarkand State Medical Institute
Samarkand, Uzbekistan.
Juraboyeva Gulirano Sakhobjon kizi
student of the Tashkent State Pediatric
Institute Tashkent, Uzbekistan.
INVESTIGATION OF THE ASSOCIATION OF POLYMORPHIC VARIANTS OF THE β
2
-ADRENORECEPTOR GENE
WITH BRONCHIAL ASTHMA
ЖУРНАЛ КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | JOURNAL OF CARDIORESPIRATORY RESEARCH
№4 | 2021
42
ANNOTATION
Bronchial asthma (BA) remains one of the most urgent problems of modern medicine due to the high prevalence, persistent disability, reduced
quality of life of the patient and mortality.
Genotyping of 130 persons of Uzbek nationality using PCR technology and restriction fragment analysis was carried out to study the serum
level of IL-4 cytokines and IgE production in patients with bronchial asthma, considering Gln27Glu polymorphism of the β
2
-adrenoceptor gene.
According to the results of our studies, there was no significant relationship between the Gln27Glu polymorphism of the β
2
-adrenoreceptor gene
and the activity of inductor cytokines. The Gln27Gln genotype of the β
2
-adrenoreceptor gene in patients with AD and, especially, in the allergic
form of the disease, is associated with IgE hyperproduction.
Keywords:
bronchial asthma, Gln27Glu β
2
-adrenergic receptor gene polymorphism, cytokines, IgE.
Turdibekov Xusan Ibragimovich
ftiziatriya kafedrasi assistenti
Samarqand davlat tibbiyot instituti
Samarqand, O'zbekiston
Tashkenbayeva Eleonora Negmatovna
2-son ichki kasalliklar kafedrasi mudiri, t.f.d.
Samarqand Davlat tibbiyot instituti
Samarqand, O'zbekiston
Yorboyev Rustam Boboyorovich
Samarqand Davlat tibbiyot instituti
ftiziatriya kafedrasi assistenti
Samarqand, O'zbekiston.
Jo'raboyeva Gulirano Saxobjon qizi
Toshkent Davlat Pediatriya instituti talabasi
Toshkent, O’zbekiston
β
2
-ADRENORESEPTOR GENI POLIMORF VARIANTLARINING BRONXIAL ASTMA BILAN ASSOSIASIYALARINI
O'RGANISH
ANNOTASIYA
Bronxial astma (BA) keng tarqalganligi, doimiy nogironlik, bemorning hayot sifati va o'lim darajasining pasayishi tufayli zamonaviy
tibbiyotning eng dolzarb muammolaridan biri bo'lib qolmoqda.
Bronxial astma bilan og'rigan bemorlarda IL-4 va IgE ishlab chiqarish darajasining β
2
-adrenoreseptor geni Gln27Glu polimorfizmiga
bog'liqligini o'rganish maqsadida o'zbek millatiga mansub 130 nafar shaxsni PСR texnologiyasi yordamida genotiplash amalga oshirildi.
Tadqiqotlarimiz natijalariga ko'ra, Gln27Glu polimorfizmi bilan induktor tsitokinlarining aktivligi o'rtasida o'zaro aloqa aniqlanmadi. BA bilan
og'rigan bemorlarda va ayniqsa, kasallikning allergik formasi bo'lgan kasallarda β
2
-adrenoreseptor genining Gln27Gln genotipi IgE
giperproduktsiyasi bilan bog'liq.
Kalit so'zlar:
bronxial astma, β
2
-adrenoreseptor geni Gln27Glu polimorfizmi, sitokinlar, IgE.
Бронхиальная астма (БА) остается одной из наиболее
актуальных проблем современной медицины в связи с высоким
уровнем распространения, стойкой утратой трудоспособности,
снижением качества жизни больного и смертности. На фоне
впечатляющего роста уровня заболеваемости БА, когда почти у
каждого пятого жителя планеты отмечаются те или иные
проявления аллергии, особенно тревожным представляется рост
распространенности БА у жителей Узбекистана, проживающих в
условиях
зоны
со
своеобразными
климатическими,
эпидемиологическими и этническими особенностями
1, 5, 6, 7, 8
.
В настоящее время имеется значительное количество данных о
существовании генов, функция белковых продуктов которых тесно
связана с развитием БА. В частности, β
2
-адренорецепторы
(ADRB2) играют определённую роль в нормальной работе
сердечно-сосудистой системы, а их дисфункция может вызывать
БА или артериальную гипертонию
2,3,4
. Очевидно, что
исследование
гена
ADRB2
генетического
профиля
дает
возможность уточнить особенности генетически обусловленных
механизмов, лежащих в основе разнообразия клинического
течения БА. Одним из активно изучаемых направлений при
исследовании полиморфизма гена ADRB2 при БА является замена
глутамина на глутаминовую кислоту в 27-й аминокислотной
позиции белка (Gln27Glu)
1, 2, 6, 9, 10, 11, 12
.
Целью
исследования
явилось
изучение
ассоциации
полиморфизма гена ADRB2 с различными формами БА в
популяции лиц узбекской национальности и оценить вклад
наследственно
обусловленных
механизмов
в
патогенезе
заболевания.
Материал и методы исследования.
Обследовано 130 человек
узбекской национальности в 3-м поколении (опрос велся до 3-й
степени родства), из них 83 больных БА. Больные БА
распределялись
по
группам
согласно
международной
классификации ВОЗ и в соответствии с диагностическими
критериями GINA 2006 г. Для проведения сравнительного анализа
клинико-патогенетических
вариантов
БА
на
основании
дифференциально-диагностических критериев выделены
31
больных аллергической БА (37%), 24 пациентов с неаллергической
БА (НБА) (29%) и 28 больных со смешанной БА (СБА) (34%).
Средний возраст больных составил 42,5
1,41 лет. Длительность
болезни, в среднем, составила 10,1
0,73 год. Среди больных было
36 (43,4%) мужчин и 47 (56,6%) женщин. Контрольную группу
составили 47 практически здоровых лиц.
Определение общего IgE в сыворотке крови проводилось ИФА
методом по
принципу двухслойного иммуноферментного анализа с
использованием набора фирмы «Хема-Медиа». Определение уровня
IFN-γ в сыворотке крови
проводилось с использованием тест-систем
количественного определения методом твердофазного ИФА «ИФА-
ИФН-гамма» (ЗАО «Вектор-Бест», Россия). Уровень IL-4 в
сыворотке крови определяли по ИФА методу использованием тест-
систем «ИФА-ИЛ-4» (ЗАО «Вектор-Бест», Россия).
Выделение ДНК из цельной крови осуществлялось набором
реагентов Diatom™ DNA Prep 200 (производство ООО
“Лаборатория ИзоГен”). Выделение ДНК проводилось по
стандартному протоколу выделения ДНК с использованием набора
реагентов Diatom™ DNA Prep 200. Супернатант с ДНК далее
подвергался непосредственно генотипированию путем ПЦР-
амплификации.
Типирование образцов ДНК по гену ADRB2 проводили с
использование двух пар специфических олигонуклеотидных
праймеров
с
участками
гена
β
2
-АР
-
Forward
5'-
CCGGACCACGACGTCACCCAG-3’;
Reverse
5’-
CCAGTGAAGTGATGAAGTAGTT-3’. ПЦР анализ проводили с
ЖУРНАЛ КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | JOURNAL OF CARDIORESPIRATORY RESEARCH
№4 | 2021
43
использованием набора реагентов для ПЦР амплификации ДНК
GenePak™ PCR Core (производство ООО “Лаборатория ИзоГен”).
ПЦР амплификация проводилась по стандартному протоколу.
Результаты.
При анализе Gln27Glu полиморфизма гена
ADRB2 среди здоровых лиц установлено, что частота Gln27-
аллеля в популяции лиц узбекской национальности составляет
70,2%, Glu27 - 29,8%. При генотипировании больных БА Gln27 –
аллель выявлен в 76,7% случаев, а Glu27 – аллель в 23,3% случаев
(χ
2
=66,15; Р
0,001).
При изучении распределения частот генотипов полиморфного
маркера гена ADRB2 генотип Gln27Gln у здоровых лиц установлен
в 44,6% случаев, Gln27Glu - в 51%, а Glu27Glu - в 4,4%. У больных
БА Gln27Gln – генотип выявлен в 56,7% случаев, Gln27Glu–
генотип – в 40%, Glu27Glu – генотип в 3,3% (χ
2
=40,2, Р
0,001).
Анализ
частоты
встречаемости аллелей
и генотипов
полиморфизма Gln27Glu гена ADRB2 среди пациентов в
зависимости от клинических вариантов патологического процесса
показал, что аллель Gln27 в группе больных АБА встречается
достоверно чаще, чем в группе практически здоровых лиц (86% по
сравнению с 70,2%, соответственно, χ
2
=4,2; Р
0,05). Рассмотрение
полиморфизма генотипов показало, что в этой подгруппе
пациентов частота гомозиготного варианта Gln27Gln гена
существенно
превышает
показатели
контрольной
группы
здоровых лиц (73% против 44,6%, соответственно, χ
2
=4,7; Р
0,05).
В то же время частота гетерозигот Gln27Glu в группе больных АБА
была заметно ниже уровня, характерного для здоровой части
обследованной популяции лиц (27% по сравнению с 51%,
соответственно, χ
2
=3,5). Вариантов Glu27Glu гомозиготного
генотипа среди больных АБА не наблюдалось.
У больных НБА выявлены следующие значения по частоте
полиморных маркеров: Gln27 аллель – 73,5%, Glu27 – 26,5%;
генотип Gln27Gln – 47%, Gln27Glu – 53%, больных с Glu27Glu
генотипом не отмечалось. У больных СБА данные показатели,
соответственно, составили: 69%, 31%; 48%, 43% и 9%. Таким
образом, проведенный анализ особенностей генотипа в группах
больных НБА и СБА показал отсутствие существенных
статистически значимых различий в частотах аллелей и генотипов
полиморфизма Gln27Glu гена ADRB2
по сравнению с контрольной
группой здоровых лиц.
В
целом,
полученные
данные
свидетельствуют
о
существовании ассоциации, c одной стороны, генотипа Gln27Gln
гена ADRB2, а с другой, носительства аллеля Gln27 с
аллергической формой БА.
Представлялось важным изучить особенности продукции
общего IgE и IL-4 у больных в зависимости от генотипов
полиморфизма Gln27Glu гена ADRB2 (табл.).
Таблица 1.
Показатели иммунного статуса в зависимости от генотипов Gln27Glu полиморфизма гена ADRB2 в группах больных БА
Установлено, что в общей группе пациентов БА с Gln27Gln
полиморфизмом средний уровень общего IgE составляет
996,9
186,49 пг/мл, значительно превышая показатели группы с
промежуточным генотипом Gln27Glu (453,7
125,59 пг/мл;
Р<0,05).
В группе больных АБА с Gln27Gln полиморфным вариантом
гена ADRB2 показатели IgE (1664,2
293,29 пг/мл) почти в четыре
раза превышали уровень, регистрируемый у пациентов с данной
формой заболевания при Gln27Glu генотипе (338,4
121,33 пг/мл; Р
<0,01). По результатам наших исследований достоверной
взаимосвязи полиморфизма Gln27Glu гена ADRB2 с активностью
индукторных цитокинов не обнаружено. Таким образом, генотип
Gln27Gln у пациентов с БА и особенно при аллергической форме
заболевания, ассоциирует с гиперпродукцией IgE.
Обсуждение
. Анализируя вышеизложенное, можно заключить,
что выраженное накопление Gln27 аллеля, как и преобладание
Gln27Gln генотипа у больных БА, сопоставимо с результатами,
представленными в работах ученых, исследовавших различные
популяции лиц, проживающих в Мексике, Китае, Кыргызстане и
Израиле
5, 19, 20, 23
. Преобладание в группе контроля Gln27
аллеля
и тенденция к
накоплению
Gln27Glu генотипа
приближается к таковому в популяциях Новой Зеландии,
Великобритании, Исландии
11, 12, 13
.
Учитывая роль цитокинов в развитии аллергического
воспаления, нами изучалась ассоциация аллелей и генотипов
полиморфного ДНК-локуса гена ADRB2 с уровнями IL-4, IFN-
и
IgE при различных патогенетических вариантах БА у больных с
тяжелым персистирующим течением.
При анализе иммунологических показателей больных БА в
зависимости от полиморфизма гена ADRB2 выявлены некоторые
различия распределения аллелей и генотипов. Так, у пациентов в
общей группе БА, больных АБА, имеющих преимущественно
генотип Gln27Gln, установлена ассоциация данного генотипа с
гиперпродукцией IgE.
Результаты проведенного исследования в сыворотке крови
уровня IgE и IL-4 при патогенетических формах БА, а именно АБА,
НБА и СБА, во взаимосвязи с полиморфизмом гена ADRB2
свидетельствует
о
многовариантности
характера
иммунологической недостаточности при БА. Это также отражает
связь иммунологических дефектов с клиническим и генетическим
полиморфизмом исследуемой патологии, т. е. свидетельствует о
генетической детерминированности патогенетических форм БА.
Выводы. Повышенный риск развития аллергической формы
БА ассоциирует с аллелью Gln27 и генотипом Gln27Gln
полиморфного локуса Gln27Glu гена ADRB2.
Установлены выраженные различия уровня содержания
общего IgE в сыворотке больных БА в зависимости от вариантов
полиморфизма гена ADRB2, среди пациентов с БА узбекской
национальности гиперпродукция IgE ассоциирует с генотипом
Gln27Gln.
Группы
Показатели
(пг/мл)
Генотипы
Р
1-2
Gln 27 Gln
(1)
Gln27Glu
(2)
БА общая группа
IgE
996,9±186,49
453,7±125,59
<0,05
IL-4
14,16±1,31
14,0±1,87
>0,05
АБА
IgE
1664,2±293,29
338,4±121,33
<0,01
IL-4
17,5±1,83
13,8±2,59
>0,05
НБА
IgE
176,8±36,78
293,6±61,8
>0,05
IL-4
8,98±1,64
12,9±2,85
>0,05
СБА
IgE
728,1±221,1
666,9±300,11
>0,05
IL-4
13,5±2,29
15,1±4,05
>0,05
ЖУРНАЛ КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | JOURNAL OF CARDIORESPIRATORY RESEARCH
№4 | 2021
44
References / Список литературы /Iqriboslar
1.
Кадырова Ф. Ш. и др. Развитие осложнений инфаркта миокарда в зависимости от срока госпитализации больных в стационар
//Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения: сборник статей IV Международной научно-
практической конференции молодых учёных и студентов, IV Всероссийского форума медицинских и фармацевтических вузов «За
качественное образование»,(Екатеринбург, 10-12 апреля 2019): в 3-х т.-Екатеринбург: УГМУ, CD-ROM. – Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный медицинский
университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2019.
2.
Насырова З. А., Курбонова Ю. Ю. К., Насирова Д. А. Особенности течения ишемической болезни сердца у больных с
коморбидными патологиями //Вестник науки и образования. – 2020. – №. 1–1 (79).
3.
Насырова З. А., Ташкенбаева Э. Н., Насирова Д. А. ВЗАИМОСВЯЗЬ ПСИХОСОМАТИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ С СЕРДЕЧНО-
СОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ //cardio. – 2020. – Т. 1. – №. 3.
4.
Турдибеков Х.И., Умарова А.А., Хаитова Н.М., Арипова Т.У., Петрова Т.А. (2008). Изучение сывороточного уровня
иммунорегуляторных медиаторов при различных вариантах бронхиальной астмы с тяжелым течением. Иммунология, Москва, 6,
354-356.
5.
Barnes P. J. (1999). Effect of beta-agonists on inflammatory cells. J. Allerg and Clin. Immunol., 2, 7–10.
6.
Contopolos-Ioanidis D. J., Manoli E. N., Ioanidis J. P. (2005). Metta-analisis of the association of beta 2-adrenergic receptor polymorphisms
with asthma phenotypes. J. Allergy Clin. Immunol.,115(5), 963-972.
7.
Hakonarson H., Bjornsdottir U. S., Ostermann E. (2001). Allelic frequencies and patterns of single-nucleotide polymorphisms in candidate
genes for asthma and atopy in Iceland. Am J. Respir. Crit. Care Med., 164, 2036–2044.
8.
Holloway J. W., Dunbar P. R., Riley G. A. (2000). Association of ß2-adrenoceptor polymorphisms with sewere asthma. Clin. Exp.
Allergy,30(8), 1097-1200.
9.
Kadyrova F. et al. Поширенiсть бессимптомно гiперурикемii серед хворих з iшемiчною хворобою //Здобутки клінічної і
експериментальної медицини. – 2017. – №. 2.
10.
Leineweber K., Bischer R., Bruck H., Brodde O. E. (2004). Beta-adrenoceptor polymorphisms. Naunyn. Schmiedebergs. Arch. Pharmacol.,
369 (1), 1-22.
11.
Litonjua A. A., Silverman E. K., Tantisira K. G. (2004). Beta 2-adrenergic receptor polymorphisms and haplotypes are associated with
airways hyperresponsiveness among nonsmoking men. Chest., 126 (1), 66-74.
12.
Loza M. J., Foster S., Peters S. P., Penn R. B. (2006). Beta-agonists modulate T-cell functions via direct actions on type 1 and type 2 cells.
Blood, 107 (5), 2052–2060.
13.
Santillan A. A., Camargo C. A. Jr., Ramirez-Rivera A. (2003). Association between beta2-adrenoceptor polymorphisms and asthma
diagnosis among Mexican adults. J. Allergy. Clin. Immunol., 112, 1095–1100.
14.
Shachor J., Chana Z., Varsano S. (2003). Genetic polymorphisms of the beta-2 adrenergic receptor in Israelis with severe asthma compared
to non-asthmatic Israelis. Isr. Med. Assoc. J., 5, 821–824.
15.
Turdibekov Kh.I., Ziyadullaev Sh. Kh., Kholliev R.Kh. (2020). Significance of β2-adrenoreeptor gene polymorphism molecular genetic
mechanisms of formation of bronchial asthma. International Journal of Pharmaceutical Research, 1- 2 (1), 1243-1249.
16.
Yang I. A., Ng T., Molenaar P., Fong K. M. (2007). Beta2-adrenoceptor polymorphisms and obstructive airway diseases: important issues
of study design. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol., 34 (10), 1029-1036.
