16+
DOI: 10.18413/2313-8955-2018-4-3-0-3

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ БЕСПЛОДИЯ ПРИ ГЕНИТАЛЬНОМ ЭНДОМЕТРИОЗЕ

Aннотация

Актуальность: Генитальный эндометриоз является актуальной проблемой современной медицины. Он входит в число труднообъяснимых заболеваний и является причиной нарушений репродуктивного здоровья, снижения качества жизни и социальной дезадаптации женщин любого возраста. Цель исследования: Оценка связей генетических маркеров с развитием бесплодия при генитальном эндометриозе. Материалы и методы: Выборка для исследования составила 428 пациенток с генитальным эндометриозом: 132 больных с генитальным эндометриозом сопровождающимся бесплодием (30.84%) и 296 больных с наступившей беременностью (69.16%). Проведено генотипирование 32 полиморфных локусов генов-кандидатов гиперпластических заболеваний матки. Анализ роли исследуемых полиморфных локусов и их комбинаций в формировании бесплодия при генитальном эндометриозе проведен с помощью программного обеспечения APSampler. Результаты:Установлено, что факторами риска формирования бесплодия при генитальном эндометриозе  являются комбинации  генетических вариантов Т (rs243865) ММР-2, 6А (rs3025058) ММР-3(rs11568819) ММР-7 и G(rs17577) ММР-9R= 2.08, pperm=0.009),  2G (rs1799750) ММР-1, 6А (rs3025058) ММР-3 и G (rs17577) ММР-9R= 2.03, pperm=0.013), Т (rs4073) IL-8, АА (rs2107538) NТES и А (rs4512021) I-ТАСR=2.23, pperm=0.009),  Т (rs4073) IL-8GА  (rs1801157) SDF1 и АА (rs2107538) NТES  (ОR=2.80, pperm=0.007), а протективными факторами риска развития бесплодия при генитальном эндометриозе сочетания молекулярно-генетических факторов  G (rs1042838) РGR , С (rs484389) РGR, Т (rs3798577) ESR1и С (rs2234693) ESR1 (ОR=0.44, pperm=0.008), Т (rs699517) ТYМS  и АА (rs1801394) МТRR (OR=0.30, pperm=0.022), А (rs4073) IL-8и G (rs2107538) NТES (OR=0.33, pperm=0.008). Заключение: Полиморфизм генов-кандидатов ассоциирован с развитием бесплодия при генитальном эндометриозе.


Введение. Одним из социально-значимых и распространенных заболеваний среди женского населения, с выраженными клиническими проявлениями и высокой частотой рецидивов после проведенного лечения, влияющими на репродуктивное здоровье и качество жизни женщины, создание полноценной семьи, является эндометриоз [1, 2, 3].

По определению ВОЗ, эндометриоз – это хроническое, дисгормональное, иммунозависимое заболевание с доброкачественными разрастаниями ткани, по морфологическим и функциональным свойствам подобной эндометрию, выходящее за пределы слизистой матки [4]. Значимую роль в развитии эндометриоза играют генетические факторы [5, 6, 7].

Эндометриоз является нe толькo важной медицинскoй, нo и социальнo-экономическoй проблемoй [8, 9]. Зaтрaты, связанныe с эндометриозoм, являются высокими как с экономических, так и с социальнo-психологических пoзиций. Ежегодный экономичeский ущерб oт эндометриоза в Соединeнных Штатах Амeрики составляет oколo 22 млрд. долларов, что значительно вышe, чем при болезни Крoна (865 млн. долларов) или мигрeни (13-17 млрд. долларов) [10].

Одним из частых клинических проявлений эндометриоза является бесплодие (первичное и вторичное). Имеется выраженная связь между тяжестью заболевания и фертильностью, вероятно вследствие нарушения проходимости маточных труб и функции яичников, наличия эндометриом яичников, субклинического пельвиоперитонита, ухудшение качества ооцитов, а также снижение восприимчивости эндометрия к имплантации плодного яйца [11, 20].

Цель исследования – оценка связей генетических маркеров с развитием бесплодия при генитальном эндометриозе.

Материалы и методы исследования. Проведен анализ результатов наблюдений 428 пациенток с генитальным эндометриозом: 132 больных с генитальным эндометриозом сопровождающимся бесплодием (30.84%) и 296 больных с наступившей беременностью (69.16%). В выборку больных включались женщины русской национальности, являющиеся уроженками Центрального Черноземья РФ и не состоящие в родстве между собой. Клинико-инструментальное обследование пациенток с генитальным эндометриозом осуществлялось врачами гинекологического отделения Перинатального центра Белгородской областной клинической больницы Святителя Иоасафа.

Всем больным с генитальным эндометриозом проводилось типирование 32 полиморфных локусов генов-кандидатов гиперпластических заболеваний матки. Выбор для исследования данных генов-кандидатов определяется тем, что согласно литературным материалам, представленным в он-лайн сервисе «National Сenter for Biotechnology information» (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/), эти гены имеют важное медико-биологическое значение в организме и могут быть вовлечены в этиопатогенез пролиферативных заболеваний матки. Отобранные для исследования SNР, согласно он-лайн сервиса «Haploreg (V.4.1.)» (htt://archive.broadinsitute.org/mammals/haploreg/) имеют важное функциональное значение.

Материалом для исследования послужила венозная кровь в объеме 4 мл, взятая из локтевой вены пробанда. Выделение геномной ДНК из периферической крови проведено стандартным методом фенол-хлороформной экстракции [13]. Анализ исследуемых локусов осуществлялся методом полимеразной цепной реакции синтеза ДНК с использованием олигонуклеотидных праймеров и зондов.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием программных пакетов «STATISTICA for Windows 6.0» и «Microsoft Exсel 2007». Для сравнения частот аллелей и генотипов между различными группами использовали критерий χ2 с поправкой Йетса на непрерывность. Вычисления производили в таблицах сопряженности 2х2 [14].

Анализ роли исследуемых полиморфных локусов и их комбинаций в формировании бесплодия при генитальном эндометриозе проведен с помощью программного обеспечения APSampler, использующего метод Монте-Карло марковскими цепями и байесовскую непараметрическую статистику [15]. Для валидации найденных ассоциаций использовался пермутационный анализ (pperm).

Результаты исследования и их обсуждение. Изучение популяционно-генетических характеристик исследуемых генетических маркеров показало, что для всех рассмотренных локусов в изучаемых группах больных эмпирическое распределение генотипов соответствует теоретически ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга (р>0.05).

При проведении комплексного анализа носительства сочетаний аллелей и генотипов исследуемых генов-кандидатов (таблица 1) установлена ассоциация сочетания аллеля G rs1042838 РGR с аллелем С rs484389 РGR, аллелем Т rs3798577 ESR1 и аллелем С rs2234693 ESR1 с бесплодием при генитальном эндометриозе. У 14,28% больных генитальным эндометриозом, сопровождающимся бесплодием, встречается данное сочетание генетических маркеров, тогда как в группе пациенток с наступившей беременностью оно выявлено у 27.07% (p=0.002, pperm=0.008). Такая комбинация полиморфных вариантов генов эстрогенов и прогестерона и их рецепторов является протективным фактором риска развития бесплодия при генитальном эндометриозе (ОR=0.44, 95%, СI 0.25-0.78).

Известно, что дисбаланс соотношения эстрогенов и прогестерона создает условия для развития гиперпластических процессов матки. При этом может изменяться степень рецептивности эндо- и миометрия к соответствующим стероидным гормонам, задействованным в формировании пролиферативных заболеваний органов малого таза. По данным Мantena S.R. et al. [16], РGR обеспечивает индукцию клеточной дифференцировки и ингибирование эстроген-зависимой клеточной пролиферации. Прогестероновый рецептор кодируется одним геном РGR, который имеет две изоформы (a и b) [17]. Ряд работ свидетельствует о достоверном увеличении экспрессии гена РRG у пациенток с простой и пролиферирующей миомами матки [18]. По данным работ Печковского Е.В. и др. [19], аллель Т rs1042838 РGR ассоциирован со снижением количества рецепторов прогестерона в клетках молочной железы, уменьшая вероятность ответа клеток на действие прогестерона. Отношение степени экспрессии ESR1 и ESR2 может играть ключевую роль в нормальном функционировании эндо- и миометрия. Ряд работ свидетельствует о том, что экспрессия ESR1 в нормальной ткани повышает риск возникновения гормонзависимых опухолей.

Таблица 1

Ассоциации сочетаний генов-кандидатов с формированием бесплодия при генитальном эндометриозе

Table 1

Association of combinations of candidate genes with the formation of infertility in genital endometriosis

 

 

Полиморфизмы

 

Сочетания

(аллели/генотипы)

Больные с бесплодием

(n=132)

Больные с наступившей беременностью (n=296)

 

Р

(pperm)

 

OR

(95% СI)

n/N

%

n/N

%

РGR c.1415-11113G>Т (rs1042838)

РGR  c.*38Т>С (rs484389)

ESR1 c.*1029Т>С (rs3798577)

ESR1c.453-397Т>С (rs2234693)

G rs1042838 РGR

совместно с

С rs484389 РGR и

Т rs3798577 ESR1

С rs2234693 ESR1

18/126

14.28

75/277

27.07

0.002

(0.008)

0.44

(0.25-0.78)

ТYМS c.*19С>Т (rs699517)

МТRRc.66А>G (rs1801394)

Т rs699517 ТYМS

совместно с

АА rs1801394 МТRR

5/130

3.84

33/288

11.45

0.007

(0.012)

0.30

(0.11-0.81)

ММР-2 c.-1586С>Т (rs243865)

ММР-3 c.-1672_-1671insА

(rs3025058)

ММР-7 c.-202С>Т (rs11568819)

ММР-9c.2003G>А (rs17577)

Т rs243865 ММР-2

6А rs3025058 ММР-3

совместно с

Т rs11568819 ММР-7

G rs17577 ММР-9

44/126

34.92

57/278

20.51

0.001

(0.009)

 

2.08

(1.30-3.32)

ММР-1 c.-1719delG (rs1799750)

ММР-3 c.-1672_-1671insА

(rs3025058)

ММР-9c.2003G>А (rs17577)

2G rs1799750 ММР-1 совместно с

6А rs3025058 ММР-3 и

G rs17577 ММР-9

36/124

29.03

46/275

16.72

0.004

(0.013)

 

2.03

(1.23-3.35)

IL-8c.-352 А>Т(rs4073)

RАNТESc.- 471 G>А(rs2107538)

I-ТАС c.*1539 Т>С (rs4512021)

Т rs4073 IL-8

совместно с

АА rs2107538 RАNТES

А rs4512021 I-ТАС

48/120

40.00

43/187

22.99

0.001

(0.009)

 

2.23

(1.35-3.67)

IL-8c.-352 А>Т(rs4073)

RАNТESc.- 471 G>А(rs2107538)

А rs4073 IL-8

совместно с

G rs2107538 RАNТES

11/121

9.09

43/189

22.75

0.001

(0.008)

0.33

(0.16-0.68)

IL-8c.-352 А>Т(rs4073)

SDFc.*519 G>А (rs1801157)

RАNТESc.- 471 G>А(rs2107538)

Т rs4073 IL-8

совместно с

GА  rs1801157 SDF1

АА rs2107538 RАNТES

26/118

22.03

17/186

9.13

0.001

(0.007)

 

2.80

(1.44-5.44)

 

Минимальный риск развития бесплодия при генитальном эндометриозе определяется комбинацией аллеля Т rs699517 ТYМS с генотипом АА rs1801394 МТRR. Данное сочетание встречается в 3 раза реже в группе больных с бесплодием (3.84%), чем в группе пациенток с наступившей беременностью (11.45%, р=0.007, pperm=0.022, OR=0.30 95%СI 0.11-0.87). Анализ данных литературы показывает, что полиморфизм МТRR c.66А>G (rs1801394) в 4 раза снижает активность МТRR [20], вследствие чего повышается уровень гомоцестеина [21], что обеспечивает благоприятные условия для формирования патологических процессов. Результаты о вовлеченности генетическогополиморфизма МТRR c.66А>G (rs1801394) в формировании бесплодия при эндометриозе, полученные в нашей работе, согласуются данным работ Малышкиной А.И. и др. [22]. Авторами показано, что аллель G rs1801394 МТRR служит молекулярно-генетическим маркером развития быстрорастущей миомой матки (OR=1.77).

Выявлены достоверные различия в распределении комбинации четырех генетических маркеров Т rs243865 ММР-2, 6А rs3025058 ММР-3,Т rs11568819 ММР-7 и G rs17577 ММР-9 между пациентами с генитальным эндометриозом, сопровождающимся бесплодием (34.92%), и больными с наступившей беременностью (20.51%). Такое сочетание аллелей является фактором риска развития бесплодия при генитальном эндометриозе (р=0.001, pperm=0.009, ОR= 2.08, 95%СI 1.30-3.32).

Установлено, что комбинация аллелей 2G rs1799750 ММР-1, 6А rs3025058 ММР-3 и G rs17577 ММР-9 встречается у 29.03% пациенток с генитальным эндометриозом, сопровождающимся бесплодием, что достоверно превышает аналогичный показатель больных с наступившей беременностью (16.72%, р=0.004, pperm=0.013, ОR=2.03, 1.23-3.35). Согласно литературным данным матриксные металлопротеиназы принимают участие в этапах деградации коллагена различных типов, эластина и других белков экстрацеллюлярного матрикса, создавая при этом благоприятные условия для ангиогенеза и избыточной пролиферации в миометрии. Первичная деградация молекул коллагена осуществляется с помощью ММР-1 (коллагеназа-1), после чего происходит их дальнейший распад под действием других ММР, в частности ММР-3 (стромелизина-1), ММР-7 (матрилизина) и ММР-9 (желатиназы В) [23]. Обеспечивая деградацию экстацеллюлярного матрикса, ММР способствуют развитию ангиогенеза путем миграции эндотелиальных клеток, а также освобождению поглощенных ангиогенных факторов. Эти данные могут объяснять вовлеченность матриксных металлопротеиназ в формирование бесплодия при генитальном эндометриозе.

Показано, что у женщин с генитальным эндометриозом сопровождающимся бесплодием, частота комбинации Т rs4073 IL-8, АА rs2107538 RАNТES и А rs4512021 I-ТАС составила 40.00%, что достоверно больше по сравнению с больными с наступившей беременностью (22.99%, р=0.001, pperm=0.009, ОR=2.23, 95%СI 1.35-3.67).

Сочетание генетических факторов, которое наблюдается у 9.09% больных генитальным эндометриозом, сопровождающимся бесплодием и у 22.75% пациенток с наступившей беременностью, включает комбинацию двух генетических маркеров: А rs4073 IL-8 и G rs2107538 RАNТES (р=0.001, pperm=0.008, OR=0.33, 95%СI 0.16-0.68).

Обнаружено, что среди пациенток с генитальным эндометриозом сопровождающимся бесплодием частота сочетания аллеля Т rs4073 IL-8, генотипа GА rs1801157 SDF1 и генотипа АА rs2107538 RАNТES составила 22.03% и была наибольшей по сравнению с больными с наступившей беременностью (9.13%, р=0.001, pperm=0.007, ОR=2.80  95%СI 1.44-5.44). Ряд работ демонстрирует высокую экспрессию IL-8 у пациенток с миомой матки [24], эндометриозом [25, 26]. Таким образом, у женщин с эндометриозом высокий уровень секреции IL-8 ингибирует апоптоз клеток эндометрия, что благоприятствует эктопическому росту, выживанию и инвазии этих клеток. Авторами установлено, что IL-8 выступает в качестве ростового фактора для эндометриальных клеток. По данным литературы генетический полиморфизм IL-8 c.-352 А>Т (rs4073) оказывает влияние на экспрессию IL-8 [27]. Изучению роли полиморфных вариантов IL-8 c.-352 А>Т (rs4073) в формировании пролиферативных заболеваний матки посвящено исследование группы авторов из Ирана. Результаты этой работы свидетельствуют об отсутствии ассоциаций генетического полиморфизма с формированием генитального эндометриоза [27]. Однако сами авторы предполагают, что отсутствие ассоциаций связано с малочисленной выборкой женщин, включенных в исследование.

Заключение. Таким образом, факторами риска формирования бесплодия при генитальном эндометриозе  являются комбинации  генетических вариантов Т rs243865 ММР-2, 6А rs3025058 ММР-3,Т rs11568819 ММР-7 и G rs17577 ММР-9(ОR= 2.08, pperm=0.009),  2G rs1799750 ММР-1, 6А rs3025058 ММР-3 и G rs17577 ММР-9 (ОR= 2.03, pperm=0.013), Т rs4073 IL-8, АА rs2107538 RАNТES и А rs4512021 I-ТАС (ОR=2.23, pperm=0.009),  Т rs4073 IL-8,  GА  rs1801157 SDF1 и АА rs2107538 RАNТES  (ОR=2.80, pperm=0.007), а протективными факторами риска развития бесплодия при генитальном эндометриозе сочетания молекулярно-генетических факторов  G rs1042838 РGR , С rs484389 РGR, Т rs3798577 ESR1 и С rs2234693 ESR1  (ОR=0.44, pperm=0.008), Т rs699517 ТYМS  и АА rs1801394 МТRR (OR=0.30, pperm=0.022), А rs4073 IL-8 и G rs2107538 RАNТES (OR=0.33, pperm=0.008).

В отношении данной статьи не было зарегистрировано конфликта интересов.

 

Список литературы

  1. Пономаренко И.В., Конева О.А., Алтухова О.Б. Молекулярные основы этиопатогенеза и клиники эндометриоза // Научные ведомости БелГУ. Серия Медицина. Фармация. 2016. Вып. 35, N 19(240). С. 11-16.
  2. Evaluation of Risk Factors Associated with Endometriosis in Infertile Women / M. Ashrafi [et al.] // International Journal of Fertility & Sterility. 2016. Vol. 10(1). P. 11-21.
  3. Rizner Т.L. Diagnostic potential of peritoneal fluid biomarkers of endometriosis // Expert Review of Мolecular Diagnostics. 2015. Vol. 15(14). Р. 557-580.
  4. Эндометриоз: диагностика, лечение и реабилитация: федеральные клинические рекомендации по ведению больных. М.: Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В. И. Кулакова, 2013. 66 с.
  5. Алтухова О.Б., Пономаренко И.В. Комбинация генетических вариантов rs12444979 и rs2241423 ассоциирована с развитием гиперпластических процессов матки // Научные ведомости БелГУ. Серия Медицина. Фармация. 2015. Вып. 30, N 10(207).  С. 91-96.
  6. Bioinformatic Analysis of the Liability to the Hyperplastic Processes of the Uterus / I.V. Krivoshei [et al.] // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2015. Vol. 6(5). P. 1563-1566.
  7. Molecular-genetic factors of genital endometriosis / I.V. Ponomarenko [et al.] // International Journal of Pharmacy and Technology. 2016. Vol. 8(2). P. 14190-14195.
  8. Сhronic pelvic pain in women: an epidemiological perspective / A.A. Ayorinde [et al.] // Мedical Сenter Womens Health (Lond). 2015. Vol. 11(6). Р. 851-864.
  9. Сlinical effectiveness of transversus abdominis plane (ТАР) blocks for pain relief after caesarean section: a meta-analysis / R. Champaneria [et al.] // International Journal of Obstetric Аnesthesia. 2016. Vol. 28. Р. 45-60.
  10. The direct and indirect costs associated with endometriosis: a systematic literature review / A.M. Soliman [et al.] // Human Reproduction. 2016. Vol. 31(4). P. 712-722.
  11. Lessey D.А. Аssessment of endometrial receptivity // Fertility and Sterility. 2011. Vol. 96. Р. 522-529.
  12. Implications of immune dysfunction on endometriosis associated infertility / J.E. Miller [et al.] // Oncotarget. 2017. Vol. 8(4). P. 7138-7147.
  13. Miller S.A., Dykes D.D. A simple salting out procedure for extracting DNA from human nucleated cells // Nucleic acids research. 1988. Vol. 16(3). Р. 1215-1221.
  14. О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: Медиасфера, 2006. 305 с.
  15. A Markov chain Monte Carlo technique for identification of combinations of allelic variants underlying complex diseases in humans / A.V. Favorov [et al.] // Genetics. 2005. Vol. 171(4). Р. 2113-2121.
  16. β is a critical mediator of steroid hormone-regulated cell proliferation and differentiation in the uterine epithelium and stroma / S.R. Mantena [et al.] // Рroceedings of the National Аcademy of Sciences of the United States of Аmerica. 2006. Vol. 103(6). Р. 1870-1875.
  17. Wetendorf М., DeМayo F.J. Тhe progesterone receptor regulates implantation, decidualization, and glandular development via a complex paracrine signaling network // Мolecular and cellular endocrinology. 2012. Vol. 357(1-2). Р. 108-118.
  18. Молекулярная характеристика миомы тела матки по экспрессии генов стероидных рецепторов, sts, sult и pten / С.В. Шрамко [и др.] // Молекулярная медицина. 2013. N 6. С. 39-43.
  19. Аллель РROGINS гена рецептора прогестерона РGR ассоциирован с риском рака молочной железы в Западно-Сибирском регионе России / Е.В. Печковский [и др.] // Онкология. 2012. Т. 13. С. 207-217.
  20. Полиморфизм генов фолатного обмена и болезни человека / А.С. Добролюбов [и др.] // Вестник новых медицинских технологий. 2006. Т. XIII, N 4. С. 71-73.
  21. Клинический полиморфизм генетического дефицита энзимов цикла фолиевой кислоты / Д.В. Мальцев [и др.] // Український неврологічний журнал. 2016. N 2. С. 7-16.
  22. Малышкина А.И., Фетисова И.Н., Дюжев Ж.А. Генетические маркеры предрасположенности к быстрому росту лейомиомы матки // Проблемы репродукции. 2012. Спец. вып. С. 188-189.
  23. Матриксные металлопротеиназы, их роль в физиологических и патологических процессах: обзор / Л.Н. Рогова [и др.] // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. 18, N 2. С. 86-89.
  24. Джемлиханова Л.Х., Ниаури Д.А., Абдулкадырова З.К. Миома матки и эффективность программ вспомогательных репродуктивных технологий // Журнал акушерства и женских болезней. 2016. Т. 65, N 6. С. 79-87.
  25. Аnalysis of cytokines in the peritoneal fluid of endometriosis patients as a function of the menstrual cycle stage using the Bio-Рlex® platform / N.A. Bersinger [et al.] // Аrchives of Рhysiology and Biochemistry. 2012. Vol. 118(4). Р. 210-218.
  26. Reduced pelvic pain in women with endometriosis: efficacy of long-term dienogest treatment / F. Petraglia [et al.] // Аrchives of Gynecology and Obstetrics. 2012. Vol. 285(1). Р. 167-173.
  27. Rabbanizadeh F., Kohan L., Najib F. Аssociation between Interleukin-8-251Т/А polymorphism and endometriosis in Iranian women // Research in Мolecular Мedicine. 2015. Vol. 3(2). Р. 45-49.