Д. А. Чистяков, К. В. Савостьянов


ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ДИФФУЗНОГО ТОКСИЧЕСКОГО ЗОБА

 Государственный научный центр РФ "ГосНИИгенетика"

 

Диффузный токсический зоб — ДТЗ (базедова болезнь) относится к аутоиммунным поражениям щитовидной железы. Это одно из наиболее распро- странных аутоиммунных заболеваний, поражающее до 0,5% населения и по своей встречаемости опережающее даже сахарный диабет (СД) типа 1. ДТЗ болеют в основном женщины (в 9 раз чаще мужчин) [22]. Главным иммунологическим маркером данной патологии являются аутоантитела к рецептору тиреостимулирующего гормона (ТСГ). В крови больных также присутствуют иммуноглобулины, препятствующие связыванию тиреотропина, и антитела к различным тироцитарным белкам — тироглобулину, тиропероксидазе и др.
Важную роль в становлении и развитии ДТЗ играют генетические факторы. Ранее считали, что ДТЗ наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Более поздние исследования позволили изменить точку зрения в пользу аутосомно-доминантного пути наследования [14]; Скиллерн в 1972 г. впервые выдвинул предположение о полигенном характере развития ДТЗ [26]. В связи с быстрым накоплением в последние годы данных о структурной организации генома человека и описанием множества полиморфных маркеров стало возможным проведение более точного и тонкого молекулярно-генети- ческого анализа наследственных заболеваний, включая и аутоиммунные болезни щитовидной железы.

Наиболее ранние генетические исследования ДТЗ посвящены поиску связи между ней и главным комплексом гистосовместимости (локус HLA), гены которого вовлечены в развитие СД типа 1, ревматоидного артрита и других аутоиммунных заболеваний. Такая связь была найдена у генов HLA- DR, причем аллель HLA-DR4 повышал, а аллель HLA-DR5, напротив, снижал риск развития патологии [19, 32]. У больных ДТЗ достоверно повышена частота аллелей DRB1*0304, DQB1*02, DQB 1*0301/4 и DQA 1*0501, а максимальный риск развития заболевания сцеплен с носительством га- плотипа DRB1 *0304-DQB 1 *02-DQA 1 *0501 [12]. О вовлеченности локуса HLA в развитие ДТЗ также свидетельствуют результаты иммунизации мышей фибробластами с введенной в них ДНК генов HLA и ТСГ человека: у животных развивалось аутоиммунное поражение щитовидной железы, обладающее основными иммунологическими и гистологическими чертами ДТЗ [24|. По всей видимости, участие локуса HLA в патогенезе ДТЗ связано с нарушениями иммунотолерантности. Аберрантная экспрессия молекул главного комплекса гистосовместимости в клетках, синтезирующих нативный TSHR, может привести к появлению функциональных аутоантител к данному рецептору и индукции заболевания [24].

Связь с ДТЗ показана и для других генов, расположенных в локусе главного комплекса гистосовместимости, но не относящихся к классу HLA. Это семейство генов LMP, кодирующих субъединицы многофункциональной протеазы — сложного внутриклеточного фермента, осуществляющего процессинг антигенов, и ТАР, продукты которых участвуют в транспорте процессированных антигенов к внешней клеточной мембране. В 60-м нук- леотиде гена LMP2 происходит мутация, ведущая к аминокислотной замене аргинина (R) на гистидин (Н). У больных ДТЗ достоверно повышено содержание аллеля R и генотипа RH, а аллель R к тому же находится в неравновесном сцеплении с гапло- типом DRB1*0304-DQB1*02-DQA1*0501, являющимся важнейшим генетическим маркером риска ДТЗ [13]. Показано, что определенные аллели генов ТАР1 и ТАР2 связаны с повышенным (ТАР 1*0301 и ТАР2*0101) либо со сниженным (ТАР 1*0301 и ТАР 1*0401) риском развития ДТЗ [21].

Накоплены многочисленные данные о роли гена CTLA4 в формировании аутоиммунных поражений щитовидной железы. Продукт данного гена участвует в активации Т-лимфоцитов. Молекулы эстеразы 4 появляются на внешней мембране активированных клеток после поверхностной презентации фрагментов антигенов. Таким образом, подобно продуктам генов HLA., молекулы CTLA4 участвуют в организации иммунного (и аутоиммунного) ответа. Ассоциативные исследования указывают на связь молекулярного варианта Т-кле- точной эстеразы, несущего аланин в 17-м положении (аллель Ala 17), с повышенным, а варианта с треонином-17 (аллель Thrl7), напротив, со сниженным риском развития ДТЗ в ряде популяций [2, 9, 10, 33, 35]. Об участии гена CTLA4 в развитии ДТЗ свидетельствует и положительная ассоциация с патологией других полиморфных маркеров данного гена, а именно аллеля длиной 106 пар нуклео- тидов (п. н.) динуклеотидного микросателлита в интроне 3 [16, 17].
 
По всей видимости, гены HLA и CTLA4, отождествленные как локусы предрасположенности к CD типа 1 IDDM1 и IDDM12 соответственно, на данный момент являются единственными общими генетическими маркерами CD типа 1 и ДТЗ. Во всяком случае анализ полиморфных маркеров других предрасполагающих к CD типа 1 локусов (IDDM4 и IDDM5) не выявил какой-либо их связи с ДТЗ [30]. Семейный анализ также не показал сцепления с заболеванием генов тироглобулина и ти- ропероксидазы [20], служащих антигенными детерминантами патологического аутоиммунного процесса, гена тяжелой цепи иммуноглобулина |30|, а также генов, связанных с метаболизмом эстроген- ных гормонов (гены ARO, ESRI и ESR2] |3|.


Аутоиммунные поражения щитовидной железы нередко сопровождаются воспалительным процессом. поэтому в числе кандидатов на участие в развитии ДТЗ могут фигурировать гены, продукты которых являются медиаторами воспалительной реакции. Таковы, например, гены антагониста рецептора интерлейкина-1 (IL1RN) и у-интерферона. В последнем обнаружен динуклеотидный микросателлит, содержащий 8 аллелей. У больных ДТЗ показано достоверное возрастание доли аллеля 5 на фоне значительного снижения содержания аллеля 3, причем накопление предрасполагающего аллеля 5 более выражено у пациентов, несущих маркер риска HLA DQA1*0501 [25j. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о вовлеченности гена интерферона в развитие ДТЗ, но этот ген скорее играет вспомогательную роль в формирований патологии. Во 2-м интроне гена IL1RN расположен микросателлит, состоящий из множественных копий тандемных повторов длиной 86 п. н. и насчитывающий 5 аллелей [II]. У британских пациентов с ДТЗ было обнаружено повышенное содержание аллеля 2 длиной 240 п. н., тем не менее не связанное с уровнем противотиреоидных антител и другими биохимическими характеристиками заболевания [4]. Однако исследования в других популяциях не подтвердили ассоциации гена IL1RN с заболеванием [6, 28].


Семейный анализ с использованием панели высокополиморфных микросателлитных маркеров указал на наличие вокруг локуса D14S81 (хромосома 14q31) области генетической предрасположенности к ДТЗ [23, 30]. В этой области локализован ген рецептора ТСГ, для трех микросателлитов внутри 2-го и 7-го интронов которого показано неравновесное сцепление с базедовой болезнью, напрямую свидетельствующее о вкладе данного гена в генетическую предрасположенность к патологии [8]. Действительно, молекулы рецептора служат при ДТЗ главной мишенью для аутоантител [24]. В нуклеотиде 253 сегмента гена TSHR, кодирующего внеклеточный домен рецепторной молекулы, обнаружена мутация, приводящая к замене пролина на треонин в кодоне 52 (полиморфизм Pro52Thr) [27]. Исследования данного полиморфного участка на предмет связи с ДТЗ в разных популяциях дали противоречивые результаты.

Положительная ассоциация выявлена у европеоидов США [5—7] и итальянцев [29], тогда как у венгров [15], британцев [18, 34] и китайцев Гонконга [1] показано отсутствие ассоциации. Вероятно, данный маркер не играет решающей роли в участии гена ТСГ в патогенезе ДТЗ и какая-либо другая мутация во внеклеточном домене вносит более весомый вклад в формирование аутоиммунного механизма ДТЗ.

Предпринятое недавно широкомасштабное геномное сканирование выявило существование еще двух (помимо области 14q31) локусов предрасположенности к ДТЗ. Это локусы на хромосомах 20ql 1.2 вокруг маркера D20S195 [31] и Xq21.33.-q22 [3], пока не отождествленные с конкретными генами.

Основными известными к настоящему моменту генетическими детерминантами AT служат гены HLA, CTLA4 и ТСГ. Значительного вклада в предрасположенность к патологии можно ожидать от гена LMP2, но оценка этого вклада затруднена в связи с наличием неравновесного сцепления с определенными аллелями генов HLA класса II.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Allahabadia A., Heward J. М., Mijovic С. el al. // Thyroid. — 1998. - Vol. 8. N 9. - P. 777-780.
  2. Awata Т., Kurihara S„ /itaka M. ct al. // Diabetes. — 1998. — Vol. 47, N 1. - P. 128-129.
  3. Barbesino G., Tomer K, Conception E. S. el al. // J Clin. En¬docrinol. - 1998. - Vol. 83, N 9. - P. 3290-3295.
  4. Blakemore A. /., Watson P. F., Weetman A. P.,Duff C. W. // J. Clin. Endocrinol. - 1995. - Vol. 80, N 1. - P. 111-115.
  5. Cuddihy R. M„ Balm R S„ Sclwid D. S. // Thyroid. - 1995. — Vol. 5, N 2. - P. 89-95.
  6. Cuddihy R. M., Bahn R. S. // J. Clin. Endocrinol. - 1996. - Vol. 81. N 12. - P. 4476-4478.
  7. Cuddihy R. M„ Schaid D. S., Bahn R. S. //Thyroid. - 1996. - Vol. 6, N 4. - P. 261-265.
  8. De Roux N.. Misrahi M., Chaielain N. et al. // Mol. Cell. En¬docrinol. - 1996. - Vol. 117, N 2. - P 253-256.
  9. Dormer //., Rau H„ Wolfish P. G. et al. // J. Clin. Endocrinol. - 1997. - Vol. 82, N I. - P. 143-146.
  10. Donner H„ Braun J., Seidl C. ct al. // Ibid. — N 12. — P. 4130-4132.
  11. Duff G. W. // Hum. Genet. - 1993. - Vol. 91, N 4. - P. 403-404.
  12. Heward J. M.. Allahabadia A.. Daykin J. et al. // J. Clin. En¬docrinol. - 1998. - Vol. 82, N 10. - P 3394-3397.
  13. Heward J. M.. Allahabadia A., Sheppard M C. et al. // Clin. Endocrinol. - 1999. - Vol. 51, N I. - P. 115-118.
  14. Hollingsworth D. R.. Mabry С. C., Eckerd J. M. // J. Pediatr.- 1972. - Vol. 81, N 3. - P. 446-459
  15. Kticzur V., Szalai C., Falus A et al. // Orv. Hetil. — 1997. - Vol. 138, N 12,- P. 1625-1628.
  16. Kemp E. H., Ajjan R. A.. Husebye E. S. et al. // Clin. Endocri¬nol. - 1998. - Vol. 49. N 5. - P. 609-613.
  17. Kotsa K. D., Watson P. F., Weetman A. P. // Ibid. - 1997. — Vol. 46, N 5. - P. 551-554
  18. Kotsa K. D„ Watson P. F., Weetman A. P. //Thvroid. — 1997. — Vol. 7, N 1. - P. 31-33.
  19. Payami H.. Joe S., Farid N. R. et al. // Am. J. Hum. Genet. - 1989 - Vol. 45, N 4. - P. 541-546.
  20. Pirro M. Т., De Filippis K, Di Cerbo A. // Thyroid. - 1995. - Vol. 5, N 6. - P. 461-464.
  21. Rau H., Nicolay A.. Usadel К. H. et al. // Tissue Antigens. — 1997.    - Vol. 49, N 1. - P. 16-22.
  22. Roth C., Scortea M.. Stubbe P. et al. // Exp. Clin. Endocrinol. Diabet - 1997. - Vol. 105. - Suppl. 4. - P. 66-69.
  23. Sale M. M., Akamizu Т.. Howard T. D. et al. // Proc. Assoc. Am. Phycns. - 1997. — Vol. 109, N 5. - P. 453-461.
  24. Shimojo N.. Kohno Y., Yamaguchi K.-l. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1996. - Vol. 93, N 20. - P. 11074-11079.
  25. Siegmund Т., Usadel К. H., Donner H. et al. // Thyroid. - 1998.    - Vol. 8, N 11. - P. 1013-1017.
  26. Skillern P. G. // Mayo Clin. Proc. - 1972. - Vol. 47, N 11.— P. 848-849.
  27. Sunthornthepvarakul Т., Hayashi Y., Refetoff S. // Thyroid. — 1994. - Vol. 4, N 2. - P. 147-149.
  28. Tarlow J. K.. Blakemore A. I.. Lennard A. et al. // Eur. J. En¬docrinol. - 1998. - Vol. 138, N 5. - P. 686-690.
  29. Tassi V., Scarnecchia L., Di Cerbo A. et al. //J. Mol. Endocri¬nol. - 1995. - Vol. 15, N 3. - P. 267-272.
  30. Tomer Y., Barbesino G„ Keddache M. et al. // J. Clin. Endo¬crinol. - 1997. — Vol. 82. N 5. - P. 1645-1648.
  31. Tomer Y., Barbesino G., Greenberg D. A. et al. // Am. J. Hum. Genet. - 1998. — Vol. 63. N 6. - P. 1749-1756.
  32. Lino H., Sasazuki Т., Tamai H., Matsumoto H. // Nature. — 1981 - Vol. 292, N 5825. - P. 768-770.
  33. Vaidya В., Imrie H., Perros P. et al. // Hum. Mol. Genet. — 1999.    - Vol. 8, N 7. - P. 1195-1199.
  34. Watson P. F. // J. Clin. Endocrinol. - 1995. - Vol. 80. N 3. - P. 1032-1035.
  35. Yanagawa Т., Yoshida Y., Saito Y. et al. // Ibid. - N 1. - P. 41-45.

 к списку публикаций за 2001 год

 

КОНТАКТЫ

117545, г. Москва,
1-ый Дорожный проезд, д.1.
Государственный научный центр
ФГУП «ГосНИИ генетика»
Телефон\факс.
+7(495)7443333 горячая линия
+7(495)3150329 заведующий лабораторией
+7(495)3150501 дирекция

СХЕМА
ПРОЕЗДА

+7(495)7443333 +7(495)3150329 +7(495)3150501