Ассоциация полиморфизма гена IFIТМ3 с развитием гриппа у взрослых

• Дудина Кристина Романовна
• Марина Михайловна Кутателадзе
• Наталья Олеговна Бокова
• Знойко Ольга Олеговна
• Абрамов Дмитрий Дмитриевич
• Елена Ивановна Келли

РезюмеОценена роль полиморфизма гена IFITM3 человека (rs12252) в предрасположенности к заболеванию гриппом и тяжести его течения у взрослых. В исследование включено 317 больных, инфицированных различными субтипами вируса гриппа, и 115 здоровых людей (контрольная группа). Генотипирование образцов ДНК человека для определения полиморфизма гена IFITM3 проведено с помощью модифицированного метода примыкающих проб. Гетерозиготный вариант СТ rs12252 гена IFITM3 выявлялся в 13% (40/317) случаев в группе больных, инфицированных различными субтипами вируса гриппа, независимо от тяжести течения заболевания и в 7% (8/115) в группе контроля (p>0,05). Носительство неблагоприятной аллели С достоверно чаще регистрировали у больных гриппом при сравнении с группой контроля (15 и 7% соответственно; p=0,0158), а благоприятный генотип ТТ достоверно чаще выявлялся у людей контрольной группы (85 и 93% соответственно; p=0,0359). У больных с тяжелой формой гриппа значимо чаще по сравнению с пациентами со среднетяжелой формой заболевания регистрировали носительство неблагоприятной аллели С (39 и 13% соответственно; p=0,0005) и гетерозиготного генотипа СТ (39 и 11% соответственно; p=0,0001). Частота встречаемости генотипов СС, СТ и ТТ rs12252 гена IFITM3 статистически не различалась у больных, инфицированных вирусами гриппа типа А и В, при неосложненном и осложненном пневмонией течении основного заболевания, а также не зависела от пола. Рекомендовано определение полиморфизма rs12252 гена IFITM3, в первую очередь в группах риска с целью выявления людей с повышенной предрасположенностью к развитию гриппа и его тяжелого течения для проведения вакцинации против гриппа.

Ключевые слова:грипп, SNP, полиморфизм гена, ген IFITM3, rs12252

Как известно, эффективность противовирусной за­щиты зависит от своевременной и адекватной вы­работки основного цитокина клеточного иммунного ответа - интерферона, функциями которого, в частности, являются ограничение вирусной репликации и предотвра­щение инфицирования новых клеток [1]. В свою очередь интерфероны активируют экспрессию белков, обладаю­щих противовирусным действием. Одним из таких белков являются интерферон-индуцируемые трансмембранные белки (IFITM), включающие IFTM1, IFTM2, IFTM3, которые ограничивают репликацию широкого спектра высокопато­генных вирусов человека: SARS-CoV, вирус Эбола (EBOV), Марбург (MARV), денге (DENV), вирус Западного Нила (WNV), вирусы семейства Bunyaviridae - лихорадки долины Рифт (RVFV), энцефалита Ла-Кросс (LACV), Хантаан (HTNV) [2-4]. Показано, что именно IFITM3 является самым мощ­ным фактором, ограничивающим репликацию и предотвра­щающим внедрение вирусов в клетку при гриппе А in vitro и in vivo [2, 5-7].

В работах последних лет активно изучается однонуклеотидный полиморфизм (SNP) гена IFITM3 - rs12252. Аллель С rs12252 кодирует изоформу IFITM3 (известную как Δ21 IFITM3). Результаты научных исследований, про­веденных in vitro и in vivo, продемонстрировали, что при наличии минорной аллели С rs12252 гена IFITM3, отве­чающего за синтез IFITM3, последний утрачивает свою способность влиять на репликацию вируса гриппа типа А. Это можно объяснить тем, что при мутации гена IFITM3 кодируемый им белок локализуется преимущественно не в эндосомальной мембране, а на периферии клетки, в то время как вирус гриппа находится в эндосоме поражен­ной клетки. В настоящее время рядом авторов показана ассоциация вариантов rs12252 гена IFITM3 с гриппом, однако трактовка результатов научных исследований неоднозначна. Так, носительство генотипа СС rs12252 гена IFITM3 значимо повышает риск тяжелого течения гриппа А, но его частота встречаемости варьирует в широ­ких пределах у европейцев и азиатов: преимущественно регистрируется у азиатов (от 25 до 50%) [7-9]. В част­ности, при проведении популяционного анализа (проект "1000 геномов") генотип СС rs12252 гена IFITM3 встре­чался у китайцев в 25% случаев (n=197), у японцев -в 44% (n=89), в то время как у жителей Северной Европы (n=87) и британцев (n=89) данный вариант полимор­физма не регистрировался [8]. По данным A.R. Everitt и соавт. (2012), у европейцев частота встречаемости ге­нотипа СС rs12252 гена IFITM3 составила 0,3% (проект "1000 геномов"), а среди госпитализированных пациен­тов с гриппом А - 5,7% (n=53) [7]. Ранее в проведенной работе было показано, что носительство генотипа СТ rs12252 гена IFITM3 повышает риск развития гриппа (n=232) [10].

Однако выполненный T.C. Mills и соавт. [11] анализ, не только собственных результатов, но и работ других ис­следователей не выявил ассоциации между носительством СС генотипа rs12252 с тяжестью гриппа типа А.

Учитывая противоречивые данные о клинической роли rs12252 гена IFITM3 в качестве генетического предиктора не­благоприятного течения гриппа в европейской и азиатской популяциях больных, была проведена настоящая работа.

Цель исследования - оценка роли полиморфизма гена IFITM3 в предрасположенности к гриппу и тяжести его тече­ния у взрослых.

Материал и методы

В исследование включены 317 жителей Москвы, больных гриппом, вызванным различными штаммами вируса [вирус гриппа типа А (без идентификации субтипов) у 34 человек; вирус гриппа типа А(H3N2) - у 83, вирус гриппа типа А(H1N1) pdm09 - у 63, вирус гриппа типа В - у 51, вирус гриппа нетипированный - у 86]. У 117 пациентов зарегистрировано ос­ложненное течение гриппа (с присоединением бактериаль­ной инфекции - пневмонии, гнойного бронхита, синусита, ангины). Тяжелая форма диагностирована у 23 больных, в том числе у 21 с летальным исходом. Средний возраст больных гриппом составил 36±1,04 года. В исследуемой группе преобладали мужчины (62%, 198/317).

Критерии включения в исследование больных гриппом: возраст пациентов от 18 лет и старше, повышение темпе­ратуры тела, наличие катарального и интоксикационного синдромов, информированное согласие пациента на обсле­дование.

Критерии исключения: беременные и кормящие жен­щины, люди с различными иммунодефицитными состояни­ями и онкологическими заболеваниями.

Выделение ДНК из образцов периферической крови про­водили с использованием комплекта реагентов "ПРОБА-ГС-ГЕНЕТИКА" (ЗАО "НПФ ДНК-Технология"), согласно инструк­ции к комплекту. Определение rs12252 гена IFITM3 у больных гриппом, поступавших в инфекционный стационар с 2009 по 2015 г., проводили с помощью метода генотипирования, пред­ставляющего собой модифицированный метод примыкаю­щих проб и выявляющий однонуклеотидные замены в генах, с использованием лабораторной тест-системы НПФ "ДНК-Технология" (РФ). Для проведения сравнительного анализа в группу контроля включены 115 здоровых доноров, которые были сопоставимы по полу и возрасту с основной группой.

Для установления этиологической структуры острого респираторного заболевания мазок из носоглотки исследо­вали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с по­мощью тест-системы "ПневмоСкринВирусы" производства НПФ "ДНК-Технология" с целью определения генетического материала вирусов гриппа [А, В, А (H1N1)pdm09, A(H3N2)], парагриппа 1-го, 2-го, 3-го, 4-го типов (PiV1, PiV2, PiV3, PiV4), коронавирусов (HCov OC43, HCov 229E, HCov NL63, HCov HKU1), РС-вируса (RSV), аденовирусов групп B, C, E (Adenovirus), метапневмовируса (MPV), риновирусов (HRV), бокавируса (HBoV).

При анализе результатов исследования рассчитывали частоту выявления изучаемых факторов (%), среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m). При уровне р<0,05 результаты расценивали как достовер­ные. Статистический анализ результатов генетического ис­следования проводили с помощью пакета статистических программ Statistica 10.0 (StatSoft Inc, США).

Задачи научного исследования:

1. Оценить частоту выявления генотипов СС, СТ и ТТ rs12252 гена IFITM3 в группах больных гриппом и здо­ровых людей.

2. Сопоставить частоты выявления генотипов СС, СТ и ТТ rs12252 гена IFITM3 в группах больных со среднетяжелой и тяжелой формой заболевания.

3. Сопоставить частоты выявления генотипов СС, СТ и ТТ rs12252 гена IFITM3 в группах больных с течением гриппа, неосложненным и осложненным пневмонией.

4. Сопоставить частоты выявления генотипов СС, СТ и ТТ rs12252 гена IFITM3 у больных гриппом женского и муж­ского пола.

5. Сопоставить частоты выявления генотипов СС, СТ и ТТ rs12252 гена IFITM3 у больных гриппом А и В.

6. Выявить ассоциативные связи генотипов полиморф­ного гена IFITM3 с предрасположенностью к гриппу и вари­антами течения болезни (среднетяжелая и тяжелая форма заболевания, неосложненное и осложненное пневмонией течение гриппа).

Результаты и обсуждение

Основные клинические и лабораторные данные больных гриппом с различной тяжестью течения заболевания приве­дены в табл. 1.

Пациенты с различным течением гриппа сопоставимы по полу и возрасту. Средние значения лейкоцитов и нейтрофилов находились в пределах нормальных величин.

При сравнительном анализе в группе больных с тяжелой формой гриппа достоверно чаще регистрировали разви­тие пневмонии, которая является основным осложнением данного острого респираторного заболевания, а также достоверно ниже средние значения тромбоцитов и выше уровни СОЭ.

Анализ частоты встречаемости генотипов rs12252 гена IFITM3, ответственного за синтез белка, ингибирующего эндоцитоз различных вирусов, приведен в работе [10]. Установ­лено отсутствие неблагоприятного генотипа СС данного полиморфизма у людей из группы контроля, в 2% (4/232) случаев он выявлялся у больных гриппом, а также досто­верно более часто выявлялся генотип СТ у больных грип­пом по сравнению с контрольной группой (17 и 7% соответ­ственно; р<0,05). Аналогичная закономерность получена и в ходе анализа, проведенного в данном исследовании на большей по численности группе больных гриппом (n=317). Гетерозиготный вариант СТ rs12252 гена IFITM3 выявлен в 13% (40/317) случаев в группе больных, инфицированных различными субтипами вируса гриппа, в независимости от тяжести течения заболевания и в 7% (8/115) в группе кон­троля (р>0,05). В то же время носительство неблагоприятной аллели С достоверно чаще регистрировали у больных грип­пом при сравнении с группой контроля (15 и 7% соответ­ственно; р=0,0158) (табл. 2). При носительстве генотипа СТ и аллели С rs12252 гена IFITM3 относительный риск раз­вития гриппа был наиболее высоким (1,9 и 2,1 соответ­ственно).

Анализ носительства различных генотипов rs12252 гена IFITM3 выявил статистически значимые различия в группах пациентов со среднетяжелой и тяжелой формой заболева­ния. Так, у больных с тяжелой формой гриппа значимо чаще по сравнению с пациентами со среднетяжелой формой за­болевания регистрировали носительство неблагоприятной аллели С (39 и 13% соответственно; р=0,0005) и гетерози­готного генотипа СТ (39 и 11% соответственно; р=0,0001) (табл. 3).

Благоприятный генотип ТТ достоверно чаще выявляли у людей контрольной группы по сравнению с группой боль­ных гриппом (93 и 85% соответственно, р=0,0359), а также при среднетяжелой форме при сопоставлении с группой больных тяжелой формой заболевания (87 и 61% соответ­ственно; р=0,0005) (табл. 3).

При анализе течения гриппа отмечена сопоставимая ча­стота выявления различных генотипов и аллелей rs12252 гена IFITM3 у больных как женского, так и мужского пола, с неосложненным и осложненным пневмонией течением основного заболевания (р>0,05). Кроме того, частота встреча­емости различных генотипов rs12252 гена IFITM3 статисти­чески не различалась у больных, инфицированных вирусами гриппа типа А и В (генотипы CC - 1% (2/180) и 4% (2/51), СТ - 16% (29/180) и 20% (10/51), ТТ - 83% (149/180) и 76% (39/51) соответственно; р>0,05).

Как известно, лидирующие позиции в проводимых на­учных исследованиях занимает задача по поиску полимор­физмов генов человека, модифицирующих иммунный ответ макроорганизма, что в свою очередь оказывает влияние на предрасположенность к гриппу, развитие его осложненного течения и тяжесть заболевания. В проведенной работе из­учена связь развития гриппа с полиморфизмом гена чело­века IFITM3 (rs12252), показавшим ранее свою значимость как фактор, влияющий на предрасположенность к гриппу. И в этом исследовании значимость rs12252 гена IFITM3 как фактора, влияющего на предрасположенность к гриппу и тяжесть его течения, была подтверждена. Относительно частоты встречаемости неблагоприятного генотипа СС по­лученные данные согласуются с ранее опубликованными данными (низкая частота встречаемости генотипа СС у евро­пейцев) [7, 8]. Практически при отсутствии в исследуемой группе неблагоприятного генотипа СС rs12252 гена IFITM3 следует отметить довольно высокую частоту носительства генотипа СТ у больных гриппом, вызванного различными субтипами вируса, по сравнению с людьми контрольной группы, а также у больных с тяжелой формой заболевания по сравнению со среднетяжелой. Этот факт свидетельствует о том, что носительство генотипа СТ rs12252 гена IFITM3 по­вышает риск развития заболевания при контакте человека с вирусом гриппа, а также тяжелого течения заболевания.

В то же время не выявлено влияния полиморфизма гена IFITM3 на развитие пневмонии при гриппе, которая является основным осложнением данного заболевания и одной из причин летального исхода.

Заключение

В проведенном исследовании в связи с относительно низкой встречаемостью генотипа СС патогенетическое зна­чение этого полиморфизма подтвердить не удалось, однако показана клиническая значимость гетерозиготного вари­анта rs12252 гена IFITM3, что свидетельствует о необходи­мости дальнейшего изучения клинического значения дан­ного гена в условиях эпидемии гриппа (на больших группах больных). Как известно, в преддверии эпидсезонов гриппа проведение профилактических мероприятий в первую оче­редь требуется у людей из группы риска развития тяжелого течения заболевания (с сопутствующими хронической ды­хательной, сердечно-сосудистой и эндокринной патологи­ями, часто болеющие острыми респираторными заболева­ниями). Результаты проведенного исследования позволяют рекомендовать определение полиморфизма rs12252 гена IFITM3 в первую очередь у людей из группы риска разви­тия тяжелого течения гриппа. При выявлении генотипа СТ rs12252 гена IFITM3 пациент подлежит вакцинации про­тив гриппа, а в случае заболевания нуждается в раннем и обязательном назначении противовирусных препара­тов. Учитывая бурное развитие биотехнологий и уменьше­ние стоимости молекулярно-генетических исследований, определение полиморфизмов генов человека, показавших свое клиническое значение, внедряется в клиническую практику быстрыми темпами. До недавнего времени в ос­новном это касалось онкологических и гематологических заболеваний. Однако все чаще и в инфектологии стали ис­пользоваться принципы персонифицированной медицины в тактике ведения и лечения пациентов (ВИЧ-инфекция, хронический вирусный гепатит С). Очевидно, грипп как одно из социально-значимых заболеваний не будет исключением для реализации персонифицированного подхода к его профилактике и лечению, что поможет снизить бремя этого заболевания.

Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации (НШ-5855.2014.7).

ЛИТЕРАТУРА

1. Stark G.R. How cells respond to interferons revisited: from early history to current complexity // Cytokine Growth Factor Rev. 2007 OctDec. Vol. 18, N 5-6. P. 419-423.

2. Brass A.L., Huang I.C., Benita Y. et al. The IFITM proteins mediate cellular resistance to influenza A H1N1 virus, West Nile virus, and dengue virus // Cell. 2009 Dec 24. Vol. 139, N 7. P. 1243-1254. doi: 10.1016/j.cell.2009.12.017.

3. Huang I.C., Bailey C.C., Weyer J.L. et al. Distinct patterns of IFITM-mediated restriction of filoviruses, SARS coronavirus, and influenza A virus // PLoS Pathog. 2011 Jan 6. Vol. 7, N 1. Article ID e1001258. doi: 10.1371/journal.ppat.1001258.

4. Mudhasani R., Tran J.P., Retterer C. et al. IFITM-2 and IFITM-3 but not IFITM-1 restrict Rift Valley fever virus // J. Virol. 2013 Aug. Vol. 87, N 15. P. 8451-8464. doi: 10.1128/JVI.03382-12.

5. Feeley E.M., Sims J.S., John S.P. et al. IFITM3 inhibits influenza A virus infection by preventing cytosolic entry // PLoS Pathog. 2011 Oct. Vol. 7, N 10. Article ID e1002337. doi: 10.1371/journal.ppat.1002337.

6. Bailey C.C., Huang I.C., Kam C., Farzan M. IFITM3 limits the severity of acute influenza in mice // PLoS Pathog. 2012 Sep. Vol. 8, N 9. Article ID e1002909. doi: 10.1371/journal.ppat.1002909.

7. Everitt A.R., Clare S., Pertel T. et al. IFITM3 restricts the morbidity and mortality associated with influenza // Nature. 2012 Mar 25. Vol. 484, N 7395. P. 519-523. doi: 10.1038/nature10921.

8. Zhang YH., Zhao Y., Li N. et al. Interferon-induced transmembrane pro-tein-3 genetic variant rs12252-C is associated with severe influenza in Chi­nese individuals // Nat. Commun. 2013. Vol. 4. P. 1418. doi: 10.1038/ncomms 2433.

9. Yang X., Tan B., Zhou X. et al. Interferon-Inducible Transmembrane Protein 3 Genetic Variant rs12252 and Influenza Susceptibility and Severity: A Meta-Analysis // PLoS One. 2015. Vol. 10, N 5. Article ID e0124985. doi:10.1371/journal.pone.0124985

10. Бокова Н.О., Ющук Н.Д., Дудина К.Р. и др. Влияние полиморфных генов на развитие неблагоприятного течения гриппа // Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение. 2013. № 2. С. 78-82.

11. Mills T.C., Rautanen A., Elliott K.S. et al. IFITM3 and susceptibility to respiratory viral infections in the community // J. Infect. Dis. 2014 Apr 1. Vol. 209, N 7. P. 1028-1031. doi: 10.1093/infdis/jit468.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)