ГЕНЕТИКА, 2015, том 51, № 1, с. 109-119
ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.17:559.9
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ CYP2D6, CYP3A5 И CYP3A4 В ПОПУЛЯЦИЯХ РУССКИХ, ТАТАР И БАШКИР
© 2015 г. О. Е. Мустафина, И. А. Туктарова, Д. Д. Каримов, Р. Ш. Сомова, Т. Р. Насибуллин
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054 e-mail: anmareg@mail.ru Поступила в редакцию 21.05.2014 г.
Охарактеризовано распределение частот аллелей и генотипов по полиморфным локусам rs3892097 (1846G > A) гена CYP2D6, rs776746 (6986A > G) гена CYP3A5, rs2740574 (-392A > G) гена CYP3A4 у русских, татар и башкир. Выборки были сформированы из жителей Республики Башкортостан (1240 мужчин и женщин в возрасте от 20 до 109 лет, из них 443 русских, 517 татар, 280 башкир). Идентификацию аллелей проводили методом ПЦР-ПДРФ или ПЦР с использованием зондов TaqMan. "Нефункциональный" аллель rs3892097*A гена CYP2D6 обнаружен в популяциях русских, татар и башкир соответственно в 17.2, 9.5 и 7.1% случаев. Аллель rs776746*G гена CYP3A5, кодирующий изофермент CYP 3A5 с пониженной активностью, в популяции русских выявлен с частотой 94.6%, в популяции татар с частотой 94.3%, в популяции башкир с частотой 91.5%. Доля минорного аллеля rs2740574*G гена CYP3A4 в популяции русских составила 4.0%, в популяции татар — 0.5%, в популяции башкир — 0.9%. Анализ данных литературы показал, что частоты аллелей rs3892097*A, rs776746*G, rs2740574*G значительно варьируют в популяциях разных народов мира. Поскольку ал-лельные варианты генов CYP2D6, CYP3A5 и CYP3A4 могут играть существенную роль в межиндивидуальных и межэтнических различиях в метаболизме многих лекарственных средств, полученные результаты имеют значение для прогнозирования эффективности фармакотерапии в популяциях русских, татар и башкир.
DOI: 10.7868/S0016675815010087
Нежелательные эффекты применения лекарственных средств (ЛС) — одна из основных причин инвалидизации, ограничения продолжительности жизни и смертности в популяциях разных народов мира [1]. Важным фактором, определяющим характер ответной реакции организма на воздействие ЛС, являются генетические особенности конкретного пациента [2, 3]. К настоящему времени разработаны фармакогенетические тесты, позволяющие индивидуализировать выбор и режимы дозирования ряда ЛС, составлять прогноз эффективности и безопасности их применения. В США рекомендуют фармакогенетическое тестирование около 150 ЛС, используемых в терапии сердечнососудистых, желудочно-кишечных, онкологических, психиатрических и других заболеваний. Управление по контролю за пищевыми и лекарственными средствами Минздрава США (FDA, Food and Drug Administration, http:// www.fda.com/) одобрило включение в аннотацию к 30 ЛС (варфарин, абакавир, иматиниб, аторва-статин и прочие) сведений о генетических маркерах толерантности к ним. В частности, начиная с 2009 г. FDA обязало производителей препарата плавикс (клопидогрел) указывать необходимость
генетического тестирования пациентов, принимающих этот препарат [4].
Широкому внедрению фармакогенетических тест-систем, по мнению многих авторов, должно предшествовать как исследование их эффективности среди населения разных регионов мира, среди разных этнических и расовых групп, так и исследование полиморфизма генов, детерминирующих реакцию организма на ЛС, в разных популяциях [5, 6]. Сведения о популяционно-гене-тической структуре населения являются важной информацией для обоснования выбора ЛС, которые целесообразно применять в конкретных регионах. Очевидно, что в Российской Федерации, где проживают люди разной этнической и расовой принадлежности, такие исследования актуальны и имеют большое социальное значение. Однако сведения о частотах аллельных вариантов генов "фармакологического ответа" среди населения Российской Федерации ограничены результатами единичных работ [6—11].
Согласно материалам многочисленных исследований, наблюдаемые различия в реакциях на ЛС между пациентами разного этнического происхождения имеют в своей основе главным обра-
зом генетический полиморфизм изоферментов цитохрома Р450 [2—5]. Это обширное суперсемейство гемопротеинов с монооксигеназной и оксигеназной активностью и различной субстратной специфичностью включает в себя 18 семейств и 43 подсемейства. Известно 57 генов, кодирующих изоферменты цитохрома Р450, а также 58 псевдогенов, картированных на различных хромосомах. Изоферменты семейств CYP1, CYP2, CYP3 участвуют в метаболизме экзогенных соединений, а изоферменты остальных семейств — в метаболизме эндобиотиков. Метаболизм около 90% ЛС происходит с помощью CYP 1A2, CYP 2C8, CYP 2C9, CYP 2C19, CYP 2D6, CYP 2Е1, CYP 3A4, CYP 3A5. Из них CYP3 A4, CYP3 A5 являются наиболее важными изоферментами, метаболи-зирующими, главным образом в печени и кишечнике, примерно 50—70% применяемых ЛС почти всех фармакологических групп, включая ЛС, понижающие концентрацию холестерина, антагонисты кальциевых каналов, антикоагулянты, им-муносупрессоры, антибиотики, противоопухолевые препараты. Цитохром CYP 2D6 участвует в метаболизме около 20—25% ЛС, в частности таких, как противоопухолевые препараты, антидепрессанты, нейролептики, бета-блокаторы, антиаритмические препараты [12].
Гены CYP2D6 (22q13.1, 4408 пн, 9 экзонов), CYP3A5 (7q22.1, 31809 пн, 13 экзонов), CYP3A4 (7q21.1, 27306 пн, 13 экзонов) характеризуются в популяциях разных народов мира широким полиморфизмом, сведения о котором представлены в базах данных "GeneCards" [http://www.gene-cards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene] и "Human Cytochrome P450 (CYP) Allele Nomenclature Committee" [http://www.cypalleles.ki.se/cyp3a5.htm].
Аллель rs3892097*A гена CYP2D6 (маркер гап-лотипа CYP2D6* 4) представляет собой нефункциональный вариант. Нуклеотидная замена в экзоне 4 (1846G > A) приводит к сдвигу участка сплайсинга и образованию преждевременного стоп-кодо-на. Вследствие этого синтезируется неактивный укороченный фермент, состоящий из 181 вместо 497 аминокислотных остатков. У носителей этого аллеля существенно замедлен метаболизм ЛС. У медленных по цитохрому CYP2 D6 метаболизато-ров повышены шансы развития злокачественных онкологических заболеваний [13].
Однонуклеотидная замена 6986 A > G в интро-не 3 гена CYP3A5 (rs776746) приводит к нарушению сайта сплайсинга. У пациентов, являющихся носителями аллельного варианта rs776746*G (маркер гаплотипа CYP3A5*3), отмечается снижение активности изофермента CYP3 A5, что сопровождается замедлением выведения ЛС и повышением риска развития опухолевого роста [14]. Носительство аллельного варианта rs776746*G ассоциируется с развитием нефротоксичности
при применении такролимуса. Персонализация дозирования такролимуса имеет большое значение для профилактики развития нейротоксично-сти при диализе у пациентов, которым предстоит трансплантация почки [15].
Наиболее изученной и, как полагают, наиболее значимой для клинической практики в качестве прогностического маркера скорости метаболизма ЛС является однонуклеотидная замена в нифедипин-чувствительном элементе (—392A > > G, rs2740574, аллель rs2740574*A или CYP3A4* 1A, аллель rs2740574*G или CYP3A4* 1B) гена CYP3A4, вследствие которой происходит снижение экспрессии кодируемого геном изо-фермента CYP3 A4. Обнаружена ассоциация генотипа rs2740574*G/G с повышенным риском развития рака яичников [16]. Генетический дефект CYP3 A4 может быть причиной развития вторичного синдрома удлиненного интервала Q— T при приеме цизаприда и, как следствие, развития сердечной аритмии [17].
В связи со сказанным выше цель проведенного исследования состояла в том, чтобы получить сведения о частотах аллелей и генотипов полиморфных локусов генов CYP2D6 (rs3892097, 1846G > A), CYP3A5 (rs776746, 6986A > G), CYP3A4 (rs2740574, —392A > G) в популяциях русских, татар и башкир, проживающих в Республике Башкортостан (РБ).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Выборка была сформирована из 1240 мужчин и женщин в возрасте от 20 до 109 лет, не родственных между собой, русских (443 человека), татар (517 человек) и башкир (280 человек), проживающих в РБ. От всех участников исследования было получено информированное добровольное согласие на использование биологического материала и демографических данных в проводимом исследовании. Для выяснения этнической принадлежности проводили индивидуальный опрос с уточнением национальности по обеим родительским линиям до 3-го поколения. Образцы геномной ДНК были выделены из 8 мл цельной венозной крови методом фенол-хлороформной экстракции [18]. Идентификацию аллелей гена CYP3A5 проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием прямого и обратного праймеров (F 5'-cat cag tta gta gac aga tga-3', R 5'-ggt cca aac agg gaa gaa ata-3') и рестриктазы SspI [19]. Аллельные варианты генов CYP2D6 (rs3892097) и CYP3A4 (rs2740574) распознавали с помощью ПЦР с детекцией результатов в режиме реального времени в формате FLASH (Fluorescent Amplification-based Specific Hybridization) с использованием коммерческих комплементарных полиморфному участку ДНК флуоресцентных TaqMan-зон-дов, наборов реагентов и в соответствии с
протоколом фирмы-изготовителя ("Тест Ген", http://testgen.ru/) на амплификаторе IQ5 производства компании "Bio-Rad".
Для статистического анализа результатов исследования использовали компьютерную программу GENEPOP, а также пакет программ SPSS (v. 13.0). Для оценки этнической гетерогенности рассчитывался точный тест Фишера с помощью программы Arlequin 3.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В выборках из жителей РБ, русских, татар и башкир по этнической принадлежности, охарактеризовано распределение частот аллелей и генотипов по полиморфным локусам rs3892097 (1846G > A) гена CYP2D6, rs776746 (6986A > G) гена CYP3A5, rs2740574 (-392A > G) гена CYP3A4. Распределения частот генотипов, наблюдаемые в них, соответствуют теоретически ожидаемым равновесным распределениям Харди—Вайнберга (табл. 1). Изменений в распределениях частот аллелей и генотипов в зависимости от половой принадлежности или градаций возраста не найдено.
В популяции русских жителей РБ частота обнаружения аллеля rs3892097*A гена CYP2D6 состав
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.