Preview

Фармакогенетика и Фармакогеномика

Расширенный поиск

Этнические различия в распределении частот аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4R, ассоциированного с развитием лекарственной аллергии при применении β-лактамных антибиотиков

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования: определить частоты аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4Rα, ассоциированного с развитием лекарственной аллергии на β-лактамные антибиотики, в популяциях европеоидов Московского региона и Республики Дагестан. У всех участников исследования были определены генотипы по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4Rα методом аллель-специфической ПЦР (полимеразная цепная реакция) после предварительного выделения ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) из лейкоцитов цельной крови. В результате проведённого исследования определены частоты аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4Rα в популяциях европеоидов Московского региона (А — 0,668, G — 0,332; А/А — 0,394, А/G — 0,548, G/G — 0,058) и Республики Дагестан (А — 0,5375, G — 0,4625; А/А — 0,15, А/G — 0,775, G/G — 0,075). Показано, что такой фактор как этническая принадлежность, может влиять на распределение аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4Rα, а, следовательно, и генетически детерминированную предрасположенность к развитию лекарственной аллергии при применении β-лактамных антибиотиков.

Для цитирования:


Грознова И.В., Мирзаев К.Б., Казаков Р.Е., Гафуров Д.М., Маммаев С.Н., Сычёв Д.А. Этнические различия в распределении частот аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4R, ассоциированного с развитием лекарственной аллергии при применении β-лактамных антибиотиков. Фармакогенетика и Фармакогеномика. 2015;(1):20-23.

For citation:


Groznova I.V., Mirzaev K.V., Kazakov R.E., Gafurov D.M., Mammayev S.N., Sychev D.A. Ethnic differences in the distribution of allele and genotype frequencies for polymorphic markers rs1801275 gene IL-4R, associated with the development of drug allergy in the application of β-lactam antibiotics. Pharmacogenetics and Pharmacogenomics. 2015;(1):20-23. (In Russ.)

Введение

При проведении фармакогенетических исследований необходимо учитывать неравномерное распределение аллельных вариантов генов-кандидатов в разных этнических группах: аллель, редко встречающийся у одних народов, может оказаться распространённым у других [1]. Изучение распространённости полиморфизма в различных этнических группах целесообразно для оценки возможности проведения генотипирования для прогнозирования возникновения нежелательных реакций при применении тех или иных лекарственных средств. Кроме того, ассоциация полиморфного маркера с развитием нежелательных реакций может различаться между этносами.

В настоящее время наибольше количество исследований по поиску генетических предикторов лекарственной аллергии на β-лактамные антибиотики посвящены полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα (оценивались ассоциации с развитием гиперчувствительности немедленного типа при применении β-лактамных антибиотиков), но результаты, полученные разными авторами, не всегда однозначны [25].

Одной из причин неоднозначности результатов ассоциативных исследований являются этногенетические различия в распределении аллельных вариантов исследуемых генов [2].

Например, в исследовании, проведённом Zhang W. и др., продемонстрировано, что ассоциация полиморфизмов гена IL-4Rα, в том числе полиморфизма rs1801275, с бронхиальной астмой различается между этническими группами. В исследовании принимали участие китайцы, малайцы и представители индийской популяции. Частота полиморфизма значительно варьировалась среди этнических групп [6].

Таким образом, необходимо накопление сведений о частотах аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4Rα в различных этнических группах для прогнозирования возможности развития нежелательных реакций и для определения целесообразности проведения генотипирования для прогнозирования развития лекарственной аллергии при применении β-лактамных антибиотиков особенно в многонациональных государствах таких как Российская Федерация.

 

Цель исследования

Целью исследования являлось определение частоты аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4Rα в популяциях европеоидов Московского региона и Республики Дагестан.

 

Методы

Для проведения исследования были сформированы популяция европеоидов Московского региона и популяция европеоидов Республики Дагестан. В популяцию европеоидов Московского региона было включено 137 здоровых добровольцев обоего пола. В популяцию европеоидов Республики Дагестан было включено 40 здоровых добровольцев обоего пола (представители трёх этнических групп коренного населения Республики Дагестан: аварцы, даргинцы, лакцы). Т.е. исследование проводилось в различных этнических группах, чтобы выявить, влияет ли этническая принадлежность на распределение генотипов.

Все участники подписали Информированное согласие на участие в исследовании.

У всех участников исследования была проведена идентификация генотипов по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα методом аллельспецифической ПЦР. Метод аллельспецифической ПЦР основан на неспособности Taq-полимеразы инициировать синтез ДНК на праймерах, 3’концевой нуклеотид которых некомплементарен матричной ДНК [7]. ДНК выделяли из лейкоцитов цельной крови с помощью коммерческого набора реактивов Genomic DNA  purification  Kit  №K0512,  производства фирмы «Fermentas», Литва, в соответствии с инструкцией, вложенной в набор.

В исследовании для проведения ПЦР применялся амплификатор модели «Mastercycler» («Eppendorf AG», Германия).

ПЦР программа состояла из 30 циклов. Каждый цикл состоял из трёх стадий: денатурации, отжига и элонгации (синтеза). Предварительно была стадия инактивирования антитела, удерживающего полимеразу (при 95˚С, в течение 2 мин). Денатурация геномной ДНК проводилась в течение 20 сек. при 95˚С; отжиг праймеров — 20 сек. при 67˚С; элонгация ДНК — 20 сек. при 72˚С.

Праймеры для амплификации исследованного локуса были подобраны с помощью программы Vector NTI advance 10 («Invitrogen», США) в соответствии с требованиями метода (табл. 1). Их специфичность была проверена с помощью находящейся в свободном доступе программы primer BLAST (NCBI — National Center for Biotechnology Information (Национальный центр биотехнологической информации)).

Химический синтез олигонуклеотидов, использованных в качестве праймеров для проведения аллельспецифической ПЦР, выполнен ЗАО «Синтол», Россия.

Детекцию продуктов амплификации проводили методом горизонтального электрофореза в агарозном геле на основе 1% ТАЕ с добавлением бромистого этидия. Фрагменты ДНК после амплификации наносили в лунки агарозного геля. Для визуализации продуктов амплификации гена IL-4Rα использовали 1,5% агарозный гель.

Бромистый этидий, необходимый для окрашивания молекул ДНК, добавляли в гель при его приготовлении (4,5 мкл 0,5 мкг/мл раствора бромистого этидия на 60 мл агарозного геля).

Визуализировали продукты амплификации на трансиллюминаторе TCХ15 M производства «Vilber Lourmat» (Франция) в ультрафиолетовом свете при длине волны 312 нм.

Размеры амплифицированных фрагментов определяли с помощью маркера 100bp + 50bp DNA Ladder («Сибэн-зим», Россия).

Для построения таблиц, диаграмм и статистической обработки данных были использованы приложения для персонального компьютера: Microsoft Excel 2010; Microsoft Word 2010. Для сравнения частот генотипов по исследуемому полиморфному локусу в популяциях европеоидов Московского региона и Республики Дагестан мы использовали критерий χ2.

Нулевая гипотеза (Н0) — частоты генотипов распределены равновероятно между исследуемыми группами. Альтернативная гипотеза (Н1) — существуют различия в распределении генотипов между исследуемыми группами. При Р≥0,05 различия считали статистически незначимыми. Статистически значимыми считали различия при Р<0,05. Расчёт значения χ2 проводился по следующей формуле:

 

Результаты

Исследуемые популяции были прогенотипированы по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα. В результате были получены распределения генотипов участников исследования (табл. 2), статистически значимо не различающиеся от ожидаемых в соответствии с уравнением Харди-Вайнберга.

Определены частоты генотипов по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα: в популяции европеоидов Московского региона: A/A — 0,394; A/G — 0,548; G/G — 0,058; в популяции европеоидов Республики Дагестан: A/A — 0,15; A/G — 0,775; G/G — 0,075.

Результаты определения частот аллелей по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα в различных этнических группах представлены на рис. 1.

Исследована статистическая значимость различий по частотам распределения генотипов по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα в популяциях европеоидов Московского региона и Республики Дагестан.

При статистической обработке результатов мы использовали критерий χ2, так как в данном случае (число строк в таблице сопряжённости больше двух) все ожидаемые числа не меньше 1 и доля клеток с ожидаемыми числами меньше 5 не превышает 20% [8].

Рассчитанное фактическое значение χ2 = 8,26; df = 2. Рассчитанное фактическое значение больше табличного и Р = 0,02 меньше уровня значимости 0,05. Полученные данные позволили отклонить нулевую гипотезу о том, что частоты генотипов распределены равновероятно между группами, и принять альтернативную о существовании различий в распределении генотипов между исследуемыми группами. Т.е. такой фактор, как этническая принадлежность, может влиять на распределение генотипов.

Таким образом, определены частоты аллелей и генотипов по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα в популяциях европеоидов Московского региона и Республики Дагестан. Показано, что существуют статистически значимые различия в распределении генотипов между исследуемыми группами (Р<0,05). Полученные данные свидетельствуют о том, что такой фактор, как этническая принадлежность, может влиять на распределение генотипов, следовательно, и генетически детерминированную предрасположенность к развитию лекарственной аллергии при применении β-лактамных антибиотиков.

Обсуждение

Сравнивая полученные нами данные с результатами исследований, проведённых в России и за рубежом, можно сделать вывод, что частоты аллелей и генотипов варьируются среди этнических групп.

Например, в исследовании Кучера А.Н. и др. приведены сведения об изменчивости в том числе полиморфизма гена IL-4Rα (rs1801275) у представителей четырёх этнических групп Сибири (бурят, тувинцев, якутов и пришлого русского населения). Буряты, тувинцы и якуты относились к монголоидной расе, русские являлись европеоидами. В каждой этнической группе были обследованы 96 человек.

Во всех изученных этнических группах по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα преобладал аллель А. Минимальная частота аллеля А показана для якутов, максимальная — для русских и только для данной пары сравнения показаны статистически значимые различия по частотам аллельных вариантов [2]. В проведённом нами исследовании также преобладал аллель А.

Согласно данными NCBI для европеоидов частота аллеля А по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα находится в пределах 0,677 — 0,775 [2, 9]. Полученные нами значения частоты аллеля А по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα для изученных этнических групп выходят за границы оценок, приведённых для европеоидов в NCBI. Несмотря на то, что сравниваемые нами группы принадлежат к одной расе (европеоиды), частоты генотипов по полиморфному маркеру rs1801275 гена IL-4Rα в них статистически значимо различаются. Поэтому следует учитывать полученные результаты при проведении исследований, направленных на изучение ассоциации полиморфизма гена IL-4Rα (rs1801275) с развитием нежелательных реакций при применении лекарственных препаратов в популяциях европеоидов Московского региона и Республики Дагестан.

 

Литература 

  1. Игнатьев И.В. Полиморфизм гена MDR1: популяционные и фармакогенетические аспекты [диссертация]. — М., 2007. — 108 с.
  2. Кучер А.Н., Бабушкина Н.П., Брагина Е.Ю., Ан А.Р., Рудко А.А., Фрейдин М.Б. и др. Изменчивость полиморфных вариантов генов интер
  3. лейкинов и их рецепторов у представителей четырех этнических групп Сибирского региона. // Медицинская генетика. — 2009. — Т. 8. — № 10. — С. 43-52.
  1. Hershey G.K., Friedrich M.F., Esswein L.A., Thomas M.L., Chatila T.A. The association of atopy with a gain-of-function mutation in the α subunit of the interleukin-4 receptor. N Engl J Med 1997 Dec 11;337(24):1720-5.
  2. Kruse S., Japha T., Tedner M., Sparholt S.H., Forster J., Kuehr J. et al. The polymorphisms S503P and Q576R in the interleukin-4 receptor alpha gene are associated with atopy and influence the signal transduction. Immunology 1999 Mar;96(3):365-71.
  3. Qiao H.L., Yang J., Zhang Y.W. Relationships between specific serum IgE, cytokines and polymorphisms in the IL-4, IL-4Rαlpha in patients with penicillins allergy. Allergy 2005 Aug;60(8):1053-9.
  4. Zhang W., Zhang X., Qiu D., Sandford A., Tan W.C. IL-4 receptor genetic polymorphisms and asthma in Asian populations. Respir Med 2007 Jan;101(1):186-90.
  5. Патрушев Л.И. Генная и белковая инженерия. — М.: Наука, 2004. — 214 с.
  6. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с анг. — М.: Практика, 1998. — 459 с.
  7. http://www.ncbi.nlm.nih.gov.

Список литературы

1. Игнатьев И.В. Полиморфизм гена MDR1: популяционные и фармакогенетические аспекты [диссертация]. — М., 2007. — 108 с.

2. Кучер А.Н., Бабушкина Н.П., Брагина Е.Ю., Ан А.Р., Рудко А.А., Фрейдин М.Б. и др. Изменчивость полиморфных вариантов генов интерлейкинов и их рецепторов у представителей четырех этнических групп Сибирского региона. // Медицинская генетика. — 2009. — Т. 8. № 10. — С. 43-52.

3. Hershey G.K., Friedrich M.F., Esswein L.A., Thomas M.L., Chatila T.A. The association of atopy with a gain-of-function mutation in the α subunit of the interleukin-4 receptor. N Engl J Med 1997 Dec 11;337(24):1720-5.

4. Kruse S., Japha T., Tedner M., Sparholt S.H., Forster J., Kuehr J. et al. The polymorphisms S503P and Q576R in the interleukin-4 receptor alpha gene are associated with atopy and influence the signal transduction. Immunology 1999 Mar;96(3):365-71.

5. Qiao H.L., Yang J., Zhang Y.W. Relationships between specific serum IgE, cytokines and polymorphisms in the IL-4, IL-4Rαlpha in patients with penicillins allergy. Allergy 2005 Aug;60(8):1053-9.

6. Zhang W., Zhang X., Qiu D., Sandford A., Tan W.C. IL-4 receptor genetic polymorphisms and asthma in Asian populations. Respir Med 2007 Jan;101(1):186-90.

7. Патрушев Л.И. Генная и белковая инженерия. — М.: Наука, 2004. — 214 с.

8. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с анг. — М.: Практика, 1998. — 459 с.

9. http://www.ncbi.nlm.nih.gov.


Об авторах

И. В. Грознова
ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Грознова Ирина Евгеньевна — эксперт 1 категории Управления экспертизы лекарственных средств №1 Центра экспертизы и контроля готовых лекарственных средств.

123060, г. Москва, Первый Волоколамский проезд, дом 10
тел. +7 (926) 423-97-45 



К. Б. Мирзаев
Российская медицинская академия последипломного образования
Россия

Кафедра клинической фармакологии и терапии

г. Москва



Р. Е. Казаков
ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Отдел персонализированной медицины и клинической фармакогенетики Центра клинической фармакологии

г. Москва



Д. М. Гафуров
ГБУ РД «Лакская центральная районная больница»
Россия
республика Дагестан


С. Н. Маммаев
Дагестанская государственная медицинская академия
Россия

Кафедра госпитальной терапии

Махачкала



Д. А. Сычёв
Российская медицинская академия последипломного образования
Россия

Кафедра клинической фармакологии и терапии

г. Москва



Для цитирования:


Грознова И.В., Мирзаев К.Б., Казаков Р.Е., Гафуров Д.М., Маммаев С.Н., Сычёв Д.А. Этнические различия в распределении частот аллелей и генотипов по полиморфному маркёру rs1801275 гена IL-4R, ассоциированного с развитием лекарственной аллергии при применении β-лактамных антибиотиков. Фармакогенетика и Фармакогеномика. 2015;(1):20-23.

For citation:


Groznova I.V., Mirzaev K.V., Kazakov R.E., Gafurov D.M., Mammayev S.N., Sychev D.A. Ethnic differences in the distribution of allele and genotype frequencies for polymorphic markers rs1801275 gene IL-4R, associated with the development of drug allergy in the application of β-lactam antibiotics. Pharmacogenetics and Pharmacogenomics. 2015;(1):20-23. (In Russ.)

Просмотров: 36


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2686-8849 (Print)
ISSN 2588-0527 (Online)