Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Child`s Health" Том 13, №5, 2018

Back to issue

Influence of interleukin-10 gene polymorphism on the course of cystic fibrosis in children

Authors: Дробова Н.М.
Харківський національний медичний університет, м. Харків, Україна

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Муковісцидоз (МВ) — генетичне захворювання, перебіг якого залежить не тільки від мутації гена трансмембранного регулятора МВ, але й від інших генів-модифікаторів. Ген інтерлейкіну-10 (ІЛ-10) входить до переліку таких модифікуючих факторів. Мета. Удосконалення медичної допомоги хворим на МВ шляхом уточнення прогнозу перебігу на підставі визначення патогенетичної ролі поліморфізму гена-модифікатора запалення ІЛ-10. Матеріали та методи. 42 дитини з діагнозом МВ обстежені за стандартною методикою. Визначення поліморфізму G1082A гена IL-10 проводили за допомогою полімеразної ланцюгової реакції в реальному часі. ДНК виділяли з клітин букального епітелію. Результати. У групі дітей, хворих на МВ, із мутацією G1082A гена IL-10 встановлена більш рання маніфестація при кишкових симптомах і більш пізня — при легеневих ознаках, тяжкий перебіг захворювання (зниження об’єму форсованого видоху за 1 секунду — 70,0 (65,0; 72,0) %), ранній розвиток бронхоектазів легенів (72 %) та пневмофіброзу (95,4 %), цирозу печінки (36,4 %), переважання серед респіраторних збудників Pseudomonas aeruginosa (59,1 %) у бактеріальному пейзажі мокротиння, зміни імунного статусу (підвищення циркулюючих імунних комплексів — 8,65 (7,6; 10,55) од. та зниження індексу активності нейтрофілів спонтанного — 0,31 (0,24; 0,78) од. Висновки. Охарактеризовано фенотип МВ, який асоційований з мутацією гена IL-10 G1082A.

Актуальность. Муковисцидоз (МВ) — генетическое заболевание, течение которого зависит не только от мутации гена трансмембранного регулятора МВ, но и от других генов-модификаторов. Ген интерлейкина-10 (ИЛ-10) входит в перечень таких модифицирующих факторов. Цель. Усовершенствование медицинской помощи больным МВ путем уточнения прогноза течения заболевания на основании определения патогенетической роли полиморфизма гена-модификатора воспаления ИЛ-10. Материалы и методы. 42 ребенка с диагнозом МВ обследованы согласно стандартной методике. Определение полиморфизма G1082A гена IL-10 проводили с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени. ДНК выделяли из клеток буккального эпителия. Результаты. В группе больных МВ с мутацией G1082A гена IL-10 установлена более ранняя манифестация при кишечных симптомах и более поздняя — при легочных признаках, тяжелое течение (снижение ОФВ1 — 70,0 (65,0; 72,0) %), раннее развитие бронхоэктаз легких (72 %) и пневмофиброза (95,4 %), цирроза печени (36,4 %), преобладание Pseudomonas aeruginosa (59,1 %) среди респираторных возбудителей в бактериальном пейзажи мокроты, изменения иммунного статуса (повышение циркулирующих иммунных комплексов — 8,65 (7,6; 10,55) ед. и снижение индекса активности нейтрофилов спонтанного — 0,31 (0,24; 0,78) ед. Выводы. Охарактеризован фенотип МВ, ассоциированный с мутацией гена IL-10 G1082A.

Background. Cystic fibrosis (CF) features depend on a number of gene modifiers. Interleukin-10 (IL-10) gene is a one of these gene modifiers. The purpose was to improve medical care for patients with CF by clarifying the pathogenetic role of the IL-10 gene polymorphism in the disease course. Materials and methods. Forty-two children with CF were examined with standard methods during the remission period. Detection of the G1082A polymorphism of the IL-10 gene was carried out using real time polymerase chain reaction. DNA was isolated from buccal epithelium cells. Results. Patients with ­IL-10 gene mutation (G1082A) were characterized by the earlier manifestation of intestinal symptoms, later manifestation of pulmonary signs, more severe course of CF (bronchiectasis (72 %) and lung fibrosis (95.4 %), severe liver lesions (36.4 %), a decrease in forced expiratory volume in one second (70.0 (65.0; 72.0) %)), Pseudomonas aeruginosa predominance (59.1 %) among respiratory pathological microorganisms in the sputum, immune status changes (an increase of the circulating immune complexes (8.65 (7.6; 10.55) units) and a decrease of spontaneous index of activated neutrophils test (0.31 (0.24; 0.78) units)). Conclusions. CF phenotype associated with the G1082A polymorphism of the IL-10 gene was examined.


Keywords

діти; муковісцидоз; поліморфізм; ген інтерлейкіну-10

дети; муковисцидоз; полиморфизм; ген интерлейкина-10

children; cystic fibrosis; polymorphism; interleukin-10 gene

Вступ

Муковісцидоз (МВ) (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator — CFTR) — генетично детерміноване поліорганне захворювання, що характеризується значною мінливістю клінічної картини та тяжкості, перебіг якого залежить не тільки від мутації гена трансмембранного регулятора МВ, але й від інших генів-модифікаторів [1–4].
Характерною рисою перебігу МВ є довічне запалення, тому вивчення впливу генетичних дефектів запальних факторів становить певний інтерес [5]. Науковці вказують на вагомий вплив поліморфізму генів запальних цитокінів на перебіг МВ, залежно від наявності яких захворювання набуває відмінних особливостей за умови однакової мутації CFTR [6]. З іншого боку, генетичні дефекти, які є не вагомими для загальної популяції та не супроводжуються патологічними проявами, можуть суттєво впливати на перебіг МВ [2, 7, 8].
Вченими визначено низку генів, які впливають на перебіг МВ: гени інтерлейкінів (ІЛ) — ІЛ-1β, ІЛ-4, ІЛ-8, ІЛ-10, фактора некрозу пухлини альфа (ФНП-α), трансформуючого фактора росту β1, α-1-антитрипсину та ін. [2]. Так, наприклад, мутація гена ФНП-α пов’язана з більш легким перебігом і пізнішим терміном колонізації Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) [2]. 
За умови наявності мутації CFTR одного типу (наприклад, delF508) та поліморфізму різних генів запальних цитокинів спостерігається різний перебіг МВ [6]. Так, описано, що мутації гена ІЛ-1 впливають на тяжкість уражень легенів, гена ФНП-α та ІЛ-6 — на зміну маси тіла хворих на МВ, гена SLC26A9 — на розвиток меконіального ілеусу та панкреатичної недостатності, гена SLC9A3 — на тяжкість ураження легенів і розвиток меконіального ілеусу; ген SLC6A14 асоційований як із розвитком меконіального ілеусу, тяжкістю ураження легенів, так і з віком інфікування P. aeruginosa [9].
Особливий інтерес викликає вивчення поліморфізму гена ІЛ-10 G1082A, адже саме з цією мутацією науковці пов’язують ранню колонізацію Aspergillus fumigatus, що має вагомий вплив на розвиток бронхолегеневого запалення [2]. ІЛ-10 є протизапальним цитокіном, який продукується T-хелперами-2 (Th2), В-лімфоцитами, макрофагами, кератиноцитами, тучними клітинами, тимоцитами. ІЛ-10 є інгібітором запалення й інгібує синтез цитокинів Т-хелперами-1 (Th1), тим самим регулюючи баланс Th1/Th2 (пригнічується клітинна відповідь і підсилюється гуморальна) [10]. 
Визначення впливу мутацій окремих генів на перебіг МВ дає змогу не тільки розширити наукові знання про патогенез різних фенотипів МВ, але й удосконалити, індивідуалізувати підхід до алгоритму ведення хворого [11, 12]. 
Мета дослідження: удосконалення медичної допомоги хворим на МВ шляхом уточнення прогнозу перебігу на підставі визначення патогенетичної ролі поліморфізму гена-модифікатора запалення ІЛ-10.
Завдання: 
1. Визначити клінічні особливості дітей із МВ залежно від поліморфізму гена ІЛ-10.
2. Визначити параклінічні особливості дітей із МВ залежно від поліморфізму гена ІЛ-10.

Матеріали та методи

Дослідження проведено на базі пульмонологічного відділення КЗОЗ «Обласна дитяча клінічна лікарня № 1» у 2015–2017 роках. Обстеження хворих проводилося згідно з наказами МОЗ України від 29.01.2013 р. № 59 «Про затвердження уніфікованих клінічних протоколів надання медичної допомоги дітям із захворюваннями органів травлення», від 15.07.2016 р. № 723 «Про затвердження уніфікованого клінічного протоколу первинної, вторинної (спеціалізованої) та третинної (високоспеціалізованої) медичної допомоги «Муковісцидоз»». 
Під спостереженням перебувало 42 дитини з діагнозом МВ. Контрольну групу становили 54 практично здорові дитини, рандомізовані за віком.
Визначення поліморфізму гена ІЛ-10 G1082A проводили за допомогою полімеразної ланцюгової реакції в режимі реального часу. ДНК виділяли з клітин букального епітелію за допомогою спеціального набору «ДНК-експрес» (виробництво фірми «Літех»). 
Визначення системного імунітету (CD3, CD4, CD8, CD16, СD22, CD25, IgА, IgМ, IgG, циркулюючі імунні комплекси, фагоцитоз, комплемент) проводилося за традиційними методиками згідно з наказом МОЗ України від 19.11.2002 р. № 422 «Про подальший розвиток клінічної імунології в Україні».
Визначення в сироватці крові вмісту загального імуноглобуліну класу Е (IgE) проводили за допомогою двосайтового імуноферментного аналізу.
Дослідження проведено з дотриманням прав людини відповідно до діючого в Україні законодавства, відповідає міжнародним етичним вимогам і не порушує етичних норм у науці та стандартів проведення біомедичних досліджень.
Результати опрацьовано програмою IBM SPSS Statistics методами непараметричної статистики, статистично вірогідною вважали різницю між показниками при р < 0,05.

Результати

Під спостереженням перебували 42 дитини. Діагноз МВ встановлено на підставі клініко-параклінічних ознак і підтверджено результатами пілокарпінового тесту. Серед хворих переважали хлопчики (66,7 %). При розподілу дітей за віком встановлено, що більшість становлять діти старшого шкільного віку (табл. 1). 
Дослідження поліморфізму гена ІЛ-10 G1082A у дітей, хворих на МВ, показало, що алель А зустрічається у 22 випадках. Хворі розподілені на 3 групи, згідно з генотипами: GG, GA, AA — розподіл подано у табл. 2.
Виявлено, що серед хворих на МВ вірогідно частіше зустрічається мутація G1082A як гетерозиготному, так і у гомозиготному стані (присутня у більше ніж половини пацієнтів — 52,4 %).
Беручи до уваги розподіл дітей і незначну кількість хворих із генотипом АА, клінічні особливості вивчалися в групі дітей з наявністю мутації (у гомо- та гетерозиготному стані) порівняно з пацієнтами без мутації в гені ІЛ-10.
Серед дітей, які ввійшли до дослідження, в обох групах переважали хлопчики (59,1 та 75 % у групі з мутацією та без такої відповідно). Вірогідної різниці у розподілі за статтю не виявлено.
При оцінюванні маніфестації МВ встановлено, що в усіх хворих переважали кишкові ознаки, але в групі з мутацією ІЛ-10 легеневі симптоми зустрічалися частіше, ніж у групі без мутації (35 та 23 % відповідно; p > 0,05). Вірогідної різниці між частотою маніфестації з боку гастроінтестинальної та респіраторної систем не виявлено.
За часом виникнення кишкові ознаки у групі з генотипами GA+AA частіше виникали у періоді новонародженості (59,1 %), а у групі з генотипом GG — у грудному віці (60 %). Стосовно легеневих ознак, то характерна більш пізня їх маніфестація для дітей із мутацією — період раннього віку (54,5 %) порівняно з GG генотипом — грудний період (45 %) (рис. 1).
При оцінці тяжкістю перебігу МВ залежно від мутації гена ІЛ-10 G1082A встановлено, що для пацієнтів з мутацією характерний більш тяжкий перебіг захворювання (не виявлено жодного пацієнта з легким перебігом) — результати подано на рис. 2.
У всіх хворих на МВ патогномонічним є ураження респіраторної системи — при оцінці ураження легенів встановлено, що частота зустрічальності бронхоектазів (72 %) та пневмофіброзу (95,4 %) вірогідно (p < 0,05) вища в групі пацієнтів з мутаціями гена ІЛ-10 порівняно з хворими без мутації (5 та 50 % відповідно). 
При дослідженні ступеня ураження печінки було виявлено, що циротичні зміни паренхіми вірогідно частіше зустрічаються у пацієнтів з мутацією гена ІЛ-10 — 36,4 % порівняно з хворими без мутації — 5 % (p < 0,05).
Аналіз бактеріального пейзажу мокротиння показав, що в групі з генотипами GA+AA вірогідно переважала P. aeruginosa (рис. 3).
Інструментальне дослідження функції зовнішнього дихання (ФЗД) проведено в усіх дітей віком понад 5 років (n = 31) — виявлено вірогідне зниження показників у групі з генотипами GA+AA. Результати наведено у відсотках порівняно з нормою (табл. 3).
Під час дослідження загального IgE не було визначено вірогідної різниці рівня даного показника залежно від мутації гена ІЛ-10 G1082A, який становив 89,9 (29,87; 469,45) МО/мл та 48,77 (20,42; 162,41) МО/мл у групі з генотипами GA+AA та GG відповідно. 
Дослідження імунного статусу показало вірогідне підвищення циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) та зниження індексу активності нейтрофілів (ІАН) спонтанного у дітей з мутацією порівняно з пацієнтами без мутації гена. При порівнянні з контрольною групою встановлено вірогідне підвищення CD3, CD25, фагоцитозу з латексом, ІАН стимульованого (стим.) та зниження CD8, спонтанного тесту з нітросинім тетразолієм (НСТ), ІАН спонтанного (табл. 4).

Обговорення

Поліморфізми гена ІЛ-10 обумовлюють мінливість перебігу багатьох захворювань. Так, вивчався вплив поліморфізму гена ІЛ-10 G1082A на перебіг позалікарняної пневмонії. Під час дослідження науковці визначили, що він знаходиться в переліку тих генів, мутації яких найчастіше зустрічаються у хворих на позалікарняну пневмонію — 86,4 % хворих мали мутацію даного гена, серед яких близько 50 % — у гомозиготному стані [13].
А.Ю. Акпарова та співавт. (2016) повідомляють про зв’язок поліморфізму гена ІЛ-10 з розвитком хронічного обструктивного захворювання легенів і вказують на те, що у хворих на дану патологію поліморфізм G1082A зустрічається частіше та існує підвищений ризик розвитку захворювання за умови наявності мутації гена ІЛ-10 [14]. 
Існують наукові дослідження, що вказують на зв’язок мутації гена ІЛ-10 з розвитком професійних алергічних дерматозів [10]. Інші автори повідомляють, що під час дослідження не виявлено вірогідних зв’язків між перебігом астми, атопічним дерматитом і поліморфізмом G1082A гена ІЛ-10 [15]. 
Описано вплив поліморфізму G1082A гена –ІЛ-10 на тяжкість перебігу перипортального фіброзу печінки у жителів Бразилії, інфікованих Schistosoma mansoni, та встановлено відсутність впливу мутації гена ІЛ-10 на рівень даного цитокіну в крові пацієнтів, які перебували під спостереженням [16]. 
Стосовно впливу поліморфізму гена ІЛ-10 на перебіг МВ існують нечисленні дослідження. Loic Guillot та співавт. (2014) вказують на відсутність впливу мутації G1082A гена IL-10 на колонізацію P. aeruginosa, коли R. Tesse та співавт. свідчать про міцний вірогідний зв’язок між мутацією цього гена та інфікуванням синьогнійною паличкою [2, 17]. У нашому дослідженні виявлено вірогідний зв’язок поширення даного патогену в групі з мутацією. 
Відомі дані Leonieke de Vries та співавт., які вивчали поліморфізми TNF-α, ІЛ-8, ІЛ-10, ІЛ-1β та їхній вплив на ступінь ураження легенів у дітей, хворих на МВ. Під час дослідження виявлено вірогідне додаткове зниження функції легенів у хворих, які мали мутацію гена ІЛ-10 (G1082A) [6].
Отже, подальше дослідження впливу генів цитокінів запалення є надзвичайно актуальним, допоможе розширити знання про особливості патогенезу МВ і виділити чинники, що беруть участь у модифікації захворювання.

Висновки

Охарактеризовано фенотип МВ залежно від наявності поліморфізму G1082A гена-модифікатора запалення ІЛ-10, для якого характерна більш рання маніфестація при кишкових симптомах та більш пізня — при легеневих ознаках, тяжкий перебіг захворювання (ранній розвиток бронхоектазів легенів, цирозу печінки, прогресуюче зниження показників ФЗД), переважання серед респіраторних збудників P. aeruginosa у бактеріальному пейзажі мокротиння, зміни імунного статусу (підвищення ЦІК і зниження ІАН спонтанного).
Конфлікт інтересів. Автор заявляє про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.
Подяки. Велика подяка головному лікарю д.м.н., професору О.В. Піонтковській, завідувачу пульмонологічного відділення О.В. Пасічник; КЗОЗ «Обласна дитяча клінічна лікарня № 1» м. Харкова.

Bibliography

1. Bombieri C. Genotypes and Phenotypes in Cystic Fibrosis and Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator — Related Disorders / C. Bombieri, M. Seia, C. Castellani. // Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. — 2015. — № 36. — С. 180-193.
2. Lung disease modifier genes in cystic fibrosis / [L. Guillot, J. Beucher, O. Tabary та ін.]. // The International Journal of Biochemistry & Cell. Biology. — 2014. — № 52. — С. 83-93.
3. Influence of SNPs in Genes that Modulate Lung Disease Seve–rity in a Group of Mexican Patients with Cystic Fibrosis / [E. Yokoyama, M. Chávez-Saldana, L. Orozco та ін.] // Archives of Medical Research. — 2018. — № S0188–4409(18). — С. 30110-3.
4. Капранов Н.И. Муковисцидоз / Н.И. Капранов, Н.Ю. Каширская. — М.: Медпрактика, 2014. — 672 с. 
5. Cystic fibrosis pulmonary guidelines: treatment of pulmonary exacerbations / [P.A. Flume, P.J. Mogayzel Jr., K.A. Robinson та ін.]. // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. — 2009. — № 180(9). — С. 802-808.
6. Cytokine gene polymorphisms and severity of CF lung disease / L. De Vries, A. Griffiths, D. Armstrong, P.J. Robinson. // Journal of Cystic Fibrosis. — 2014. — № 13. — С. 699-705.
7. Cutting G.R. Modifier genes in Mendelian disorders: the –example of cystic fibrosis / Cutting // Annals of the New York Academy of Sciences. — 2010. — № 1214. — С. 57-69.
8. Accurso F.J. Gene modifiers in cystic fibrosis / F.J. Accurso, K. Marci, M.K. Sontag // Journal of Clinical Investigation. — 2008. — № 118(3). — С. 839-841.
9. Unraveling the complex genetic model for cystic fibrosis: pleiotropic effects of modifier genes on early cystic fibrosis-related morbidities / [W. Li, D. Soave, M. Miller та ін.]. // Human Genetics. — 2014. — № 133. — С. 151-61.
10. Kuz`mina L.P. Role of Interleukin-4, Interleukin-10, and Tumor Necrosis Factor-α Polymorphic Genes in the Pathogenesis of Occupational Allergic Dermatoses / L.P. Kuz`mina, N.I. Izmerova, M.M. Kolyaskina // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. — 2015. — № 159(6). — С. 779-81.
11. O`Neal W.K. Cystic Fibrosis Disease Modifiers: Complex Genetics Defines the Phenotypic Diversity in a Monogenic Disease / W.K. O’Neal, M.R. Knowles. // Annual Review of Genomics and Human Genetics. — 2018. — № 19.
12. Weiler C.A. Genetic influences on cystic fibrosis lung disease severity / C.A. Weiler, M.L. Drumm // Frontiers in Pharmacology. — 2013. — № 4. — С. 40.
13. Исследование полиморфизмов некоторых генов цитохрома Р450, VCORC1, генов фолатного цикла, ССRDEL32, TNFA и IL-10 при внебольничной пневмонии / [Колюбаева С.Н., Гайворонский И.Н., Мякошина Л.А., Гайворонский И.Н., Мякошина Л.А. та ін.]. // Сборник трудов IХ Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Молекулярная диагностика. — 2017. — С. 61-62.
14. Ассоциация полиморфизма генов IL-10 и IL-17F с хронической обструктивной болезнью легких в казахстанской популяции / [А.Ю. Акпарова, Б.М. Абдрахманова, А.К. Иманбай та ін.]. // Велес. — 2016. — № 1–1(31). — С. 10-12.
15. Associations of TNFα –308G>A, TNFα –238G>A, IL-1α –889C>T and IL-10 –1082G>A Genetic Polymorphisms with Ato–pic Diseases: Asthma, Rhinitis and Dermatitis / Ž. Babić, I. Sabolić Pipinić, V.M. Varnai, J. Macan // International Archives of Allergy and Immunology. — 2016. — № 169(4). — С. 231-40.
16. Association of SNP (–G1082A) IL-10 with increase in seve–rity of periportal fibrosis in schistosomiasis, in the northeast of Brazil / [P.C. Silva, A.V. Gomes, T.K. de Souza та ін.]. // Genetic Testing and Molecular Biomarkers. — 2014. — № 18(9). — С. 646-52.
17. Tesse R. Association of interleukin-10 gene haplotypes with Pseudomonas aeruginosa airway colonization in cystic fibrosis / R. Tesse, F. Cardinale, T. Santostasi // Journal of Cystic Fibrosis. — 2008. — № 7(4). — С. 329-32.

Back to issue