Polymorphic variants of matrix metalloproteinases genes in children with atopic dermatitis

Full Text

Атопический дерматит (АтД) является распространенным и нередко тяжело протекающим заболеванием кожных покровов, которое характеризуется хроническим аллергическим воспалением кожи, возникающим в раннем возрасте у детей с наследственной предрасположенностью. В патогенезе АтД главенствующую роль играет генетическая составляющая. Известно более 20 генов, ассоциируемых с атопической предрасположенностью (ADAM 33, SPINK-5, FLG и многие другие), а также выявлено несколько локусов, связанных непосред- ственно с развитием АтД (3q21, lq21, 16q, 17q25, 20p и Зр26). При этом отдельно выделяют гены, кодирующие белки, участвующие в формировании эпидермального барьера; гены, предрасполагающие к атопии; гены, влияющие на IgE-ответ; гены гиперреактивности кожи, независимой от атопии; гены, формирующие воспаление путем воздействия провоспалительных цитокинов независимо от IgE [1, 2]. В последнее время особое внимание привлекают гены, кодирующие белки-ферменты, отвечающие за биотрансформацию межклеточного матрикса [3]. Принимая во внимание тот факт, что экстрацеллюлярный матрикс не только представляет собой сложную многокомпонентную молекулярную структуру, обеспечивающую целостность тканей, но и способную к взаимодействию Российский Аллергологический ^^урнал 2019 Том 16 № 2 33 Детская аллергология с окружающей средой, немаловажное значение играют факторы, способствующие поддержанию равновесия в данной системе [4]. Главенствующая роль в данных процессах принадлежит группе проте-олитических ферментов - матриксным металлопро-теиназам (ММР). Физиологическая функция ММР состоит в ремоделировании тканей, преобразовании компонентов экстрацеллюлярного матрикса, изменении структуры коллагеновых волокон, а также активации ангиогенеза. Данные процессы имеют огромное значение в патогенезе АтД. Доказано, что у пациентов, страдающих АтД, на фоне длительного аллергического воспаления отмечается стойкая, но обратимая морфофункциональная перестройка кожных покровов, сопровождающаяся изменением в иммунной системе и клинически проявляющаяся лихенизацией, повышенной сухостью, лимфоцитар-но-макрофагической инфильтрацией и фиброзными изменениями дермы [5]. Однако ММП - это неоднородное мультигенное семейство структурно и функционально сходных Zn- и Са-зависимых эндопептидаз, способных модифицировать все известные компоненты экс-трацеллюлярного матрикса, а также многие нема-триксные молекулы [6]. В настоящее время описано более 60 видов данных ферментов. Установлено, что повышенная экспрессия ММП способствует регенерации тканей, но при этом высокая концентрация ММП может привести к разрушению или изменению компонентов межклеточного матрикса, необходимых для реэпителизации кожных покровов при АтД. Показано, что особую роль в поддержании аллергического воспаления при АтД играет ММП-9 (желатиназа В) [7]. Данный фермент интенсивно гидролизует желатины, получаемые из различных типов коллагенов, а также ряд белков соединительнотканного матрикса, в том числе и эластин, коллаген V и IV типа [8, 9]. Кроме того, ММП-9, растворяя стромальные элементы, участвует в процессах неоангиогенеза [10]. Значение ММР-20 в патогенезе АтД еще не изучена, однако имеются данные о том, что экспрессия MMP-20 зависит от концентрации трансформирующего фактора роста играющего ключевую роль в процессах ремоделирования тканей в ходе аллергического воспаления [11]. Поэтому особого внимания заслуживает исследование особенностей наследования генов, отвечающих за синтез данных ММП у детей, страдающих АтД. Цель исследования: изучить роль полиморфных вариантов генов матриксных металопротеиназ (ММР9 и ММР20) в патогенезе АтД у детей. Материалы и методы Для реализации поставленной цели нами были обследованы больные, страдающие АтД (n=26), а также дети I и 11а групп здоровья, вошедшие в группу контроля (n=61). В группу пациентов с АтД включены дети в возрасте от 5 до 15 лет. Верификация диагноза АтД проводилась на основании клинических рекомендаций «Атопический дерматит у детей» (2016). Критерии включения: дети с диагнозом АтД, установленным не ранее чем за 6 мес до начала настоящего исследования; наличие подписанного пациентом (в возрасте старше 15 лет) или родителями (для детей младше 15 лет) информированного согласия на проведение исследования. Критерии исключения: отсутствие подписанного информированного согласия; дети, имеющие сопутствующую патологию кожных покровов; указание в анамнезе на сопутствующие аллергические заболевания [бронхиальную астму (БА), крапивницу]; наличие близкородственных браков в семье; пациенты, имеющие подтвержденные генетические заболевания и врожденные пороки развития. Всем детям, включенным в данное исследование, проведено комплексное клинико-лабораторное обследование на базе педиатрического отделения клиники Ростовского государственного медицинского университета. У всех детей из лейкоцитов периферической крови термокоагуляционным методом с использованием реагента «ДНК-экспресс-кровь» (Литех, Россия) были выделены образцы ДНК, а затем методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции с использованием наборов реагентов SNP-экспресс (Литех, Россия) проведено определение полиморфных вариантов 320A>C гена MMP20, 837Т>Сгена MMP20, -8202.A>Gгена MMP9. Исследование проводилось с соблюдением всех этических норм, изложенных в WAME (The World Association of Medical Editors), и одобрено Локальным этическим комитетом Ростовского государственного медицинского университета. Статистическая обработка результатов генетических исследований осуществлялась с использованием критерия отношения шансов OR. Достоверность различий в распределении частот аллелей и генотипов между группами больных и здоровых лиц оценивали в соответствии с критерием х2. Прежде чем приступить к анализу полученных результатов, все выборки пациентов, включенных в исследование, были проверены на соответствие равновесию Харди-Вайнберга [12]. Ассоциацию определенных генотипов изученных генов с развитием БА выявляли, сравнивая выборки больных и здоровых индивидов по частоте одного признака, с использованием критерия х2. Статистически значимыми считали различия при p<0,05. Все расчеты проводили с использованием программ «Statistica for Windows 6.0» и «Microsoft Excel ХР». 34 Российский Аллергологический ^^урнал 2019 Том 16 № 2 Полиморфные варианты генов матриксных металлопротеиназ у детей с атопическим дерматитом Результаты Исследование частот генотипов и аллелей полиморфизмов генов металлопротеиназ установило, что выборки детей во всех обследованных нами группах соответствуют равновесию Харди-Вайнберга, однако достоверно значимые отличия зарегистрированы только в отношении -8202A>G гена MMP9 (см. таблицу). Из данных таблицы видно, что в группах здоровых детей и детей, страдающих АтД, с равной частотой встречаются носители Т- и С-аллеля гена MMP20, при этом преобладают гетерозиготные носители данного полиморфизма (53,8 и 55,7% соответственно). Однако среди детей, страдающих АтД, частота мутантного генотипа С/С в 1,17 раза выше, чем в группе контроля. Частота гомозигот с генотипом Т/Т в группе здоровых детей в 1,06 раза выше, чем среди больных. Статистически значимых различий в частотах генотипов и аллелей между группой здоровых детей и группой детей, больных АтД, не выявлено. При рассмотрении полиморфизма 320A>C гена MMP20 было установлено, что среди детей, страдающих АтД, достоверно чаще регистрировалась аллель С (73,1%), в то время как в группе контроля он встречался лишь у 58,2%. Также следует отметить, что среди больных детей преобладали носители C/C-генотипа (53,8%), гетерозигот (А/С) было 38,5%, а гомозиготы по А-аллелю составили всего 7,7%. При этом в группе контроля, наоборот, доминировали А/С-генотипы (50,8%), а частота встречаемости гомозигот по А-аллелю была в 2 раза больше по сравнению с больными АтД (16,4%). Анализ распределения аллелей и генотипов по -8202A>G полиморфизму гена MMP9 выявил достоверно значимые различия между группой контроля и пациентами, страдающими АтД (р<0,001). При этом преобладающей аллелью в обеих группах является А-аллель (среди больных АтД - 84,6%, в группе контроля - 50,8%). Установлено, что среди детей, страдающих АтД, преобладает А/А-генотип с частотой 69,2%, тогда как в группе здоровых детей частота данного генотипа в 3 раза ниже (р<0,001). Гетерозиготный A/G-вариант зарегистрирован у 30,8% больных АтД, при этом в данной группе отсутствуют гомозиготы по G-аллели. В то время Таблица. Частота встречаемости генотипов и аллелей генов металлопротеиназ среди больных атопическим дерматитом Генотип, аллель Больные Здоровые X2 Р OR n=13 n=61 Знач. 95% Cl 837ТУЄ гена MMP20 Аллель Т 0,500 0,525 0,05 0,82 0,91 0,39-2,11 Аллель С 0,500 0,475 1,10 0,47-2,57 Генотип Т/Т 0,231 0,246 0,08 0,96 0,92 0,22-3,79 Генотип Т/С 0,538 0,557 0,93 0,28-3,08 Генотип С/С 0,231 0,197 1,23 0,28-5,15 РХБ (X2) 0,08 0,84 320A>C гена MMP20 Аллель A 0,269 0,418 1,99 0,16 0,51 0,20-1,31 Аллель С 0,731 0,582 1,95 0,76-4,98 Генотип A/С 0,077 0,164 2,18 0,34 0,43 0,05-2,06 Генотип С/С 0,538 0,328 0,60 0,18-3,65 РХБ (X2) 0,01 0,12 2,39 0,71-8,06 -8202A>G гена MMP9 Аллель А 0,846 0,508 9,97 0,002 5,32 1,73-16,36 Аллель G 0,154 0,492 0,19 0,06-0,58 Генотип А/А 0,692 0,230 11,46 0,003 7,55 2,02-28,29 Генотип А/G 0,308 0,537 0,35 0,10-1,27 Генотип G/G 0,000 0,213 0,13 0,01-2,39 РХВ (X2) 0,34 0,81 Примечание. РХВ - равновесие Харди-Вайнберга. Российский Аллергологический ^^урнал 20/9 Том 16 № 2 35 Детская аллергология как в группе контроля преобладающим является A/G-генотип (55,7%), а носителей G/G-генотипа в 2 раза меньше (21,3%). Важно отметить, что у детей с генотипом А/А риск развития АтД повышен в 7,55 раза (OR=7,55 [95% Cl - 2,97-19,21; р<0,001]. Обсуждение Результаты проведенного нами исследования согласуются с данными зарубежных коллег, установивших высокую значимость ММР9 в патогенезе АтД [13]. Так, Devillers и соавт. показано, что у пациентов, страдающих АтД, уровни ММП-9 в плазме крови достоверно выше по сравнению с контролем [12]. А в ряде работ установлено влияние полиморфизма гена данного цитокина на развитие и других атопических заболеваний, в том числе и БА [14, 15]. Однако следует отметить, что работы по изучению роли данных металлопротеиназ и полиморфизмов их генов в патогенезе аллергических заболеваний немногочисленны, что диктует необходимость продолжения исследований в данном научном направлении. Таким образом, можно предположить, что наиболее значимым полиморфизмом в патогенезе АтД у детей является 8202A>G гена MMP9, а именно у гомозигот по А-аллели риск развития кожных проявлений аллергии повышен более чем в 7 раз.

About the authors

O E Semernik

Rostov State Medical University

Email: sememick@mail.ru

A A Lebedenko

Rostov State Medical University

T P Shkurat

Southern Federal University

E V Mashkina

Southern Federal University

T K Dreyzina

Southern Federal University

References

Supplementary files