Comparative characteristics of polymorphic allele propagation in the hemostasis system genes PAI-1 (-675 5G/4G) and FGB (-455 G/A) in sudden cardiac death and acute coronary syndrome in patients undergoing coronary artery stenting

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Диагностика, лечение и профилактика сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) по-прежнему остаются важнейшей проблемой в отечественной медицине. Наиболее часто врачи сталкиваются с ишемической болезнью сердца (ИБС). ИБС представляет собой острую или хроническую дисфункцию, возникающую в результате абсолютного или относительного уменьшения снабжения миокарда артериальной кровью [1, 2]. Независимо от формы течения, ИБС может сопровождаться развитием фатальных осложнений, приводящих к внезапной сердечной смерти (ВСС). В свою очередь ВСС является объектом пристального изучения судебно-медицинскими экспертами, т. к. зачастую смерть наступает в условиях неочевидности, подозрительных на насильственную смерть.

Факторы риска развития ИБС, ВСС принято разделять на основные и дополнительные [3], наследственные и приобретенные [4].

Острая окклюзия коронарных артерий, провоцирующая развитие ОКС, может быть обусловлена тромбообразованием, в том числе и по причине нарушений в системе гемостаза. Одним из эффективных хирургических методов лечения ОКС в настоящее время считается эндоваскулярное оперативное вмешательство в виде стентирования артериальных сосудов сердца [5, 6]. Тем не менее, как оценивать наличие наследственных факторов предрасположенности к повышенному тромбообразованию в случае летальных исходов после проведенного эндоваскулярного вмешательства по поводу развившегося ОКС, для судебно-медицинского эксперта остается не ясным. В связи с этим цель исследования — дать сравнительную характеристику распространенности полиморфных аллелей в генах системы гемостаза (PAI-1 (-675 5G/4G), FGB (-455 G/A)) при внезапной сердечной смерти и остром коронарном синдроме у пациентов, перенесших стентирование коронарных артерий.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Изучены данные трех медицинских организаций:

• танатологического отдела Бюро судебно-медицинской экспертизы Ростовской области (I группа сравнения);
• кардиохирургического отделения больницы скорой медицинской помощи (БСМП) г. Ростова-на-Дону (II группа сравнения);
• кардиохирургического отделения клиники Ростовского государственного медицинского университета (ФГБОУ ВО РостГМУ МЗ РФ) (III группа сравнения).

В I группу сравнения вошли случаи ВСС, обусловленной ИБС (n = 237).

II группа сравнения была представлена случаями ОКС у пациентов, находившихся на лечении в больнице скорой медицинской помощи (n = 100). Всем пациентам II группы сравнения было выполнено стентирование сегмента коронарных артерий в экстренном порядке.

III группа сравнения была представлена случаями ИБС у пациентов, находившихся на плановом лечении в кардиохирургическом отделении клиники РостГМУ (n = 100). Всем пациентам III группы сравнения в плановом порядке было выполнено стентирование сегмента коронарных артерий.

При изучении архивного материала производился учет половозрастных характеристик в отобранных группах.

В каждой из групп был осуществлен отбор биологического материала (кровь или буккальный эпителий) с целью проведения генетического типирования на предмет наличия мутаций и полиморфизмов в генах, кодирующих белки системы гемостаза. Забор биологического материала осуществлялся с добровольного согласия обследуемых, либо из архива Бюро судебно-медицинской экспертизы Ростовской области. Количество выполненных генетических исследований в каждой из анализируемых групп указано в табл. 1.

 

Таблица 1. Количество отобранных биологических образцов в группах сравнения

Table 1. The number of selected biological samples in comparison groups

Группа сравнения	Количество отобранных образцов для генетического типирования	Общее количество в выборке
I группа сравнения	30	237
II группа сравнения	95	100
III группа сравнения	95	100

 

Идентификацию однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) генов FGB (-455 G/A), PAI-1 (-675 5G/4G) проводили методом энзиматической амплификации в реальном времени с помощью наборов реагентов серии «SNP-Скрин» (Синтол, Россия, Москва) с использованием компьютеризированного четырехканального устройства «АНК-32». Характеристика исследованных генов и их аллельных вариантов представлены в табл. 2.

 

Таблица 2. Характеристика исследованных генов и их аллельных вариантов

Table 2. Characteristics of the studied genes and their allelic variants

Ген, локализация	Название белкового продукта гена	Полиморфизм
FGB 4q28	Фибриноген	-455 G/A	rs1800790
PAI-1 7q21.3-q22	Ингибитор активации плазминогена	-675 5G/4G	rs1799768

 

Полученные количественные результаты подвергались обработке методом вариационной статистики в программе Microsoft Excel 2016 с определением среднего значения, ошибки среднего, 25-го и 75-го процентиля, медианы, минимального и максимального значений.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В I группе сравнения среднее значение возраста составило 71,34 ± 0,72 года (минимальное значение 35 лет, медиана 73 года, максимальное значение 92 года, 25% процентиль 64 года, 75% процентиль 79 лет). Дополнительно проведенное генетическое типирование на предмет распространенности полиморфных аллелей в генах PAI-1 (-675 5G/4G) и FGB (-455 G/A) выявило следующие особенности: носителями дикого генотипа в гене PAI-1 (-675 5G/4G) были 6 умерших (20%), гомозиготные и гетерозиготные мутантные аллели обнаружены в равном числе случаев — по 12 (40%). Носительство аллельных вариантов в гене FGB (-455 G/A) в данной группе сравнения было представлено следующим образом: с диким вариантом выявлено 70% случаев (n = 21), с гетерозиготным — 30% (n = 9).

Во II группе сравнения средний возраст пациентов составил 60,06 ± 0,96 года (минимальное значение 36 лет, максимальное значение 79 лет, медиана 60 лет, 25% процентиль 53 года, 75% процентиль 68 лет).

Дополнительно проведенное генетическое типирование на предмет распространенности полиморфных аллелей в генах PAI-1 (-675 5G/4G) и FGB (-455 G/A) выявило следующие особенности: носителей дикого генотипа в гене PAI-1 (5G/5G) было 4 (4,2%), с гомозиготным мутантным аллелем — 60 случаев (63,2%) и в гетерозиготном состоянии с мутантным аллелем — 31 (32,6%). Носителей гена FGB (-455 G/A) в диком аллельном состоянии было 56 (58,9%), в гетерозиготном — 30 (31,6%), в гомозиготном A/A — 9 (9,5%).

В III группе сравнения средний возраст пациентов составил 64,89 ± 0,9 года (минимальное значение 43 года, максимальное значение 88 лет, медиана 66,5 лет, 25% процентиль 58 лет, 75% процентиль 70 лет). Носителей дикого генотипа в гене PAI-1 (-675 5G/4G) было 9 (9,47%), гомозиготных по мутантному аллелю (4G/4G) — 57 случаев (60%) и в гетерозиготном состоянии — 29 случаев (30,53%). Носителей дикого аллелея G/G в гене FGB (-455 G/A) среди анализируемых случаев было 67 (70,53%), с мутантным аллелем в гетерозиготном состоянии — 28 (29,47%), носителей с мутантным аллелем в гомозиготном состоянии не выявлено.

Сводные данные о количестве носителей однонуклеотидных полиморфных аллелей в исследуемых генах приведены в табл. 3.

 

Таблица 3. Распределение носителей с полиморфными аллелями в генах системы гемостаза в зависимости от группы сравнения

Table 3. Carrier distribution with polymorphic alleles in the hemostatic system genes, depending on the comparison group

Группы сравнения	Ген	Дикий тип генотипа (-/-) (в %)	Гетерозиготный вариант (+/-) (в %)	Гомозиготный вариант по полиморфному аллелю (+/+) (в %)
I	PAI-1 -675 5G/4G	20	40	40
	FGB -455 G/A	70	30	0
II	PAI-1 -675 5G/4G	4,2	32,6	63,2
	FGB -455 G/A	58,9	31,6	9,5
III	PAI-1 -675 5G/4G	9,47	30,53	60
	FGB -455 G/A	70,53	29,47	0
Практически здоровые граждане (Ростовская область) [7]	PAI-1 -675 5G/4G	27	53	20
	FGB -455 G/A	97	3	0

 

Связь между распространенностью полиморфных аллелей в генах PAI-1 (-675 5G/4G) и FGB (-455 G/A) и наличием ИБС оценивалась с помощью расчета критерия χ ². Так как в I, III группах и группе практически здоровых граждан не было выявлено носителей гомозиготного мутантного аллельного варианта в гене FGB (-455 G/A), то этот вариант не учитывался при дальнейшем статистическом анализе. Количество носителей соответствующего полиморфного аллеля в каждой группе сравнения было сведено в табл. 4.

 

Таблица 4. Распределение носителей с полиморфными аллелями в генах системы гемостаза в зависимости от группы сравнения для расчета критерия χ²

Table 4. Carrier distribution with polymorphic alleles in the hemostatic system genes, depending on the comparison group to calculate the χ² test

Группы сравнения	I группа	II группа	III группа	Практ. здоровые	Всего
Полиморфизм	FGB -455 G/A
Дикий тип генотипа (-/-) (N)	21	56	67	97	241
Гетерозиготный вариант (+/-) (N)	9	30	28	3	70
Всего	30	86	95	100	311
Полиморфизм	PAI-1 -675 5G/4G
Дикий тип генотипа (-/-) (N)	6	4	9	27	46
Гетерозиготный вариант (+/-) (N)	12	31	29	53	125
Гомозиготный вариант по полиморфному аллелю (+/+) (N)	12	60	57	20	149
Всего	30	95	95	100	320

 

В обоих случаях рассчитанный критерий χ ² оказался больше критического (табличного) значения: для FGB (-455 G/A) — 140,44, для PAI-1 (-675 5G/4G) — 39,24; критические значения критерия при уровне значимости 0,01 составили 11,345 и 16,81 соответственно, что свидетельствует о существующей связи между наличием ИБС и носительством одного из полиморфных аллелей в генах FGB (-455 G/A) или PAI-1 (-675 5G/4G).

На основании тех же данных был рассчитан критерий χ ² без учета данных по группе практически здоровых граждан. Для носителей полиморфного аллеля гена FGB (-455 G/A) статистически значимых различий не обнаружено (χ ² = 0,659 при критическом значении χ ² = 5,991). Для носителей полиморфного аллеля гена PAI-1 (-675 5G/4G) значение χ ² составило 9,481 при уровне значимости p = 0,051 (критическое значение χ ² составляет 9,440). Гетеро- и гомозиготный варианты по полиморфному аллелю преобладали у пациентов с хроническим и острым течением ИБС (II и III группы сравнения). Дикий генотип имел одинаковое распространение среди всех трех сравниваемых групп.

ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ современной литературы позволяет утверждать, что проблема внезапной сердечной смерти по-прежнему остается актуальной [8]. Бесспорным признается утверждение, что причиной внезапной смерти в большинстве случаев является ИБС, атеросклероз венечных (коронарных) артерий и, как следствие, развитие ОКС.

Проведенное нами исследование установило статистически значимое различие в среднем возрасте при попарном сравнении каждой из трех групп. Максимальное значение возраста было зафиксировано в группе внезапно умерших граждан, минимальное — в группе ОКС.

Современная стратегия лечения пациентов с ИБС, осложненной развитием ОКС, сводится к применению интервенционного хирургического метода — стентирования венечных (коронарных) артерий [5, 6]. В патогенезе развития ОКС ведущая роль отведена окклюзии коронарной артерии вследствие тромбообразования на поверхности изъязвленной атеросклеротической бляшки. Скорость тромбообразования, а в последующем и его лизис зависят от многих факторов, в том числе и от наследственных, обусловленных наличием полиморфных аллелей в генах, кодирующих белки системы гемостаза. Нет сомнений, что многие пациенты с ССЗ имеют наследственную предрасположенность к их развитию [9]. Однако, по мнению цитируемых авторов, «данные, сообщающие о частоте встречаемости полиморфизмов системы гемостаза у пациентов с ОКС, разрозненные и противоречивые». В настоящей работе была предпринята попытка оценки наследственных факторов предрасположенности к повышенному тромбообразованию с позиций судебно-медицинского эксперта при анализе случаев ВСС, в связи с чем были изучены биологические образцы от лиц, страдающих или страдавших острой и/или хронической формами ИБС. Во всех анализируемых группах были изучены данные о распространенности полиморфных аллей в генах, кодирующих всего два белка системы гемостаза, — ингибитора активации плазминогена PAI-1 (-675 5G/4G) и фибриногена FGB (-455 G/A).

Сравнение полученных результатов о количестве носителей полиморфных аллелей было произведено с ранее полученными нами результатами от лиц, признанных практически здоровыми [7] (см. табл. 3).

Установлено, что в группе лиц с ОКС, прооперированных в экстренном порядке (II группа), было выявлено увеличение количества носителей мутантного аллеля в гомозиготном состоянии в гене FGB (-455 G/A) по сравнению с группами лиц, которым в плановом порядке было выполнено стентирование коронарных артерий (III группа) или внезапно умерших (I группа). Однако анализ критерия χ ² не установил статистически значимых различий.

Фибриноген (FGB beta polypeptide, фактор I) является белком острой фазы воспаления [10]. По данным литературы, вариант G-455A в гене β-субъединицы фибриногена (FGB) обусловливает повышенную транскрипцию гена и, соответственно, приводит к повышенному уровню фибриногена в крови, что влечет за собой увеличение вероятности образования тромбов [11]. Тем не менее необходимо отметить, что в группе внезапно умерших граждан носителей мутантного аллеля в гомозиготном состоянии не установлено. Данный факт свидетельствует в пользу того, что ведущим в патогенезе ВСС является нарушение сердечного ритма. Этим и объясняется относительно редкие находки тромбов в коронарных артериях у внезапно умерших граждан, тела которых были подвергнуты судебно-медицинскому исследованию с постановкой диагноза ИБС.

Полученные данные в отношении количества носителей мутантного аллеля в гене PAI-1 (-675 5G/4G) позволило установить высокий процент носителей как в гомозиготном, так и гетерозиготном состоянии во всех исследуемых группах. По данным литературы, PAI-1 (ингибитор активатора плазминогена SERPINE1, PAI-I) является одним из основных компонентов тромболитической плазминоген-плазминовой системы [12]. Вариант 4G приводит к повышенной экспрессии гена и, соответственно, к повышенному уровню PAI-1 в крови. Следовательно, тромболитическая система менее эффективна, и скорость лизиса вновь образованного тромба, а тем самым и реканализация тромбированного сосуда замедляются. Вариант 4G/4G ассоциирован с наличием семейного анамнеза ИБС [13].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что ОКС с благоприятным исходом (при условии экстренного оперативного вмешательства) возникает в более раннем возрасте по сравнению с внезапно умершими гражданами с диагнозом ИБС.

Для всех групп сравнения с диагнозом ИБС характерно преобладание мутантных аллелей в генах системы гемостаза по сравнению с контрольной группой практически здоровых граждан.

Статистически значимые различия между группами сравнения с диагнозом ИБС установлены лишь для носителей мутантных аллелей в гене PAI-1.

Наличие мутантного аллеля в гене PAI-1 требует дальнейших исследований в целях экспертной оценки смертельного исхода у пациентов после выполненного оперативного вмешательства со стентированием коронарных сосудов.

About the authors

Dmitriy P. Berezovskiy

I.M. Sechenov First Moscow State University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: dpb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8502-1331
SPIN-code: 4063-5837
Scopus Author ID: 634134

Doc. Sci. (Med.), Ass. prof., I. M. Sechenov First Moscow State University

Россия, Moscow

Irina A. Kolomoets

Rostov State Medical University

Email: ira.kolomoets.73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7736-1400
SPIN-code: 5514-9370
Scopus Author ID: 832351

Assistant, Rostov State Medical University

Россия, Rostov-on-Don

Stanislav S. Bachurin

Rostov State Medical University

Email: bachurin_ss@rostgmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4349-5897
SPIN-code: 3150-6795
Scopus Author ID: 780600

Cand. Sci. (Chem.), Rostov State Medical University

Россия, Rostov-on-Don

Vladimir N. Egorov

Rostov State Medical University

Email: suslik78@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0661-9985
SPIN-code: 6911-1023
Scopus Author ID: 645942

Cand. Sci. (Med.), Ass. Prof., Rostov State Medical University

Россия, Rostov-on-Don

Tatiana V. Tayutina

Rostov State Medical University

Email: tarus76@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5421-4202
SPIN-code: 7371-6260
Scopus Author ID: 635604

Cand. Sci. (Med.), Ass. Prof., Rostov State Medical University

Россия, Rostov-on-Don

References

Supplementary files