Анализ мутации гена ESR1 у пациенток c впервые выявленным и рецидивирующим пролапсом тазовых органов

• Миннуллина Фарида Фоатовна
• Гордиев Марат Гордиевич
• Оразов Мекан Рахимбердыевич
• Радзинский Виктор Евсеевич
• Копаева Мария Сергеевна
• Мухаметзянова Лилия Мансуровна

Резюме

Пролапс тазовых органов (ПТО) представляет собой многофакторное заболевание с высокой распространенностью, однако его этиология до сих пор остается недостаточно изученной. В настоящее время распространенность ПТО в мире достигает 50% [1]. При этом с возрастом риск развития ПТО повышается: у пациенток в возрасте 20-29 лет распространенность ПТО составляет 6%, у женщин в возрасте 50-59 лет достигает 31%, а уже к 80 годам и старше превышает 50% [2]. Кроме того, в ближайшие десятилетия прогнозируется рост количества пациенток с ПТО в связи с увеличением продолжительности жизни [3]. Так, американские ученые предполагают, что число больных ПТО в США к 2050 г. вырастет почти на 70% [4]. Согласно клиническим исследованиям, ПТО - многофакторное заболевание, которое характеризуется наличием анатомических, морфологических, генетических, метаболических дефектов тазовой фасции и мышечного компонента тазового дна, с последующим развитием опущения органов малого таза [5]. Так, по результатам морфологических исследований, в фасциях выявлены микроциркуляторные расстройства, сопровождающиеся снижением функциональной активности сосудистых стенок и нарушением реологических свойств крови [6]. Однако, в отличие от многих других гинекологических заболеваний, молекулярно-генетическая архитектура ПТО долгое время остается недостаточно изученной. Недавние крупномасштабные полногеномные исследования ассоциаций (Genome-Wide Association Studies, GWAS) позволили идентифицировать множество новых генетических локусов и предложить новые биологические пути, вовлеченные в патогенез развития ПТО [7].

Кроме того, согласно последним данным, выявлено, что, несмотря на распространенность ПТО в 24,4% в репродуктивной популяции и корреляцию с числом родов, клиническая манифестация заболевания опосредуется взаимодействием генетического фона с факторами внешней среды [8]. Морфологическое и транскриптомное исследования подтвердили, что рецидивирующее течение ПТО ассоциировано с уникальной генной экспрессией фибробластов и усилением фиброзного ремоделирования [9]. Известно, что эстроген и эстрогенные рецепторы играют важную роль в патофизиологии пролапса тазовых органов [9, 10]. В данном исследовании проведен молекулярный анализ гена ESR1 у пациенток c впервые выявленным и рецидивирующим ПТО. Ключевым результатом является подтверждение значительной генетической детерминированности ПТО, обеспечивая прогностическую ценность в оценке риска развития данного состояния - особенно рецидивирующего ПТО, сопоставимую с совокупностью клинических факторов, что открывает перспективы для персонализированной профилактики.

Цель - определить роль генетических факторов в развитии и рецидивировании пролапса тазовых органов, а также оценить потенциал полигенных показателей риска для персонализированной профилактики.

Материал и методы. Проведено проспективное когортное исследование 90 женщин с ПТО. Все пациентки были распределены на 3 группы: в основную (1-ю) группу вошли 30 женщин, которые прошли повторное оперативное лечение по поводу рецидивирующего ПТО. 2-ю группу составили 30 женщин, которые были прооперированы с целью коррекции впервые выявленного ПТО. В контрольную группу были включены 30 женщин, в анамнезе которых было 2 и более естественных родов, но без признаков ПТО. Всем женщинам проведено молекулярно-генетическое типирование и определение полиморфизма генов CHEK2, PMS2, BRCA1, POLE, ESR1, PALB2/CHEK2, MSH6.

Заключение. Полиморфизм гена ESR1 ассоциирован с развитием ПТО и его рецидивированием.

Ключевые слова:рецидивирующий генитальный пролапс; факторы риска; ранняя диагностика рецидивов генитального пролапса; мутации генов

Введение

Пролапс тазовых органов (ПТО) является распространенным урогенитальным заболеванием, поражающим до 50% женщин старше 40 лет [11]. В связи с увеличением продолжительности жизни населения ожидается прирост количества женщин, страдающих ПТО, что станет проблемой глобального масштаба в ближайшие десятилетия [12].

ПТО - это патологическое состояние, при котором один или несколько органов малого таза (матка, мочевой пузырь, толстая и/или тонкая кишка) пролабируют во влагалище или десцендируют (лат. descendere - нисходить, опускаться) за его пределы вследствие ослабления поддерживающих структур тазового дна [13, 14].

При объективном гинекологическом обследовании генитальный пролапс выявляют у каждой второй пациентки, но при этом часто отмечается несвоевременная диагностика состояния и позднее начало лечения ПТО [15-17]. J. Hou и соавт. отметили, что на обращение женщин с симптомами ПТО за медицинской помощью влияют: социально-демографические (высокие расходы на лечение и диагностику), клинические (тяжесть симптомов, влияние ПТО на трудоспособность), психологические (стыд, страх лечения), когнитивные факторы (непонимание проблемы, потеря веры пациенток в возможность улучшения качества жизни), недостатки организации оказания медицинской помощи [18].

В связи с недооценкой распространенности ПТО его называют скрытой эпидемией: частота выявления ПТО варьирует в широком диапазоне - от 3 до 50%, что обусловлено различиями как в методологии исследований, так и в критериях диагностики [19].

Заболеваемость ПТО в ближайшие десятилетия будет расти, а вместе с ней будет увеличиваться количество первичных операций на тазовом дне и общее число рецидивов с необходимостью повторных вмешательств. Так, американские специалисты рассчитали, что число больных ПТО в США к 2050 г. вырастет почти на 70% [20]. Такие тенденции развития ПТО и его рецидивирования будут наблюдаться во всем мире. Таким образом, ПТО уже сегодня является значимой медико-социальной проблемой, поэтому изучение распространенности ПТО, его патогенеза развития, прогнозирование позволят выявлять его на ранних этапах, что может значительно улучшить перспективы управления данной "скрытой эпидемией".

Роль молекулярно-генетического исследования пролапса тазовых органов

Несмотря на множество факторов, которые играют важную роль в развитии ПТО, в настоящее время остается актуальным выявление полиморфизма генов, ассоциированных с ПТО.

Так, в ранее проведенных исследованиях отмечены ключевые генетические находки, которые связаны с риском развития ПТО, - по большей части это полиморфизм генов, ассоциированных с коллагеном, рецепторами эстрогена, фибулина 5 [21-22].

Ген ESR1, включающий 8 экзонов, кодирует белки α-рецептора эстрогена (ESRα). Данный рецептор выступает в качестве места связывания эстрадиола и играет ключевую роль в опосредовании действия эстрогенов в организме человека. Так, α-рецептор эстрогена участвует в таких процессах, как регуляция липидного и углеводного обмена через экспрессию среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы, что воздействует на митохондриальное β-окисление жирных кислот. ERα участвует в жизненном цикле митохондрий, контролируя их биогенез, качество и митофагию. Таким образом эстрогены могут модулировать различные аспекты функции митохондрий, включая выработку аденозинтрифосфата, образование активных форм кислорода, антиоксидантную защиту, перекисное окисление липидов. При дефиците эстрогенов или полиморфизме гена ESR нарушение соединительной ткани может реализовываться через прямую связь (нарушение ремоделирования) либо опосредованно - при патологии регуляции воспалительных и регуляторных процессов. Активность ERα может также регулировать выработку и структуру коллагена, его плотность и организацию [21, 23].

Материал и методы

Проведено проспективное когортное исследование 90 женщин с ПТО. Все пациентки были распределены на 3 группы: в основную (1-ю) группу вошли 30 женщин, которые получили повторное оперативное лечение по поводу рецидивирующего ПТО. 2-ю группу составили 30 женщин, которые были прооперированы с целью коррекции впервые выявленного ПТО. В контрольную (3-ю) группу были включены 30 женщин, которые имели в анамнезе 2 естественных родов и более, но без признаков ПТО. Методом секвенирования нового поколения (NGS) были проанализированы следующие гены: ATM, ATR, BARD1, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CDH1, CDK12, CHEK1, CHEK2, EPCAM, FANCL, MLH1, MSH2, NBN, NF1, PALB2, PMS2, RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54, STK11, TP53, KRAS, NRAS, BRAF, EGFR, ERBB2, PIK3CA, METex14, KIT, PDGFRA, POLE, ESR1, EPCAN, IDH1-2, KEAP1, RB1.

Подготовка библиотек для секвенирования осуществлялась с помощью набора реагентов: KAPA HyperChoice (Roche Diagnostic). Секвенирование проводилось на приборе Nextseq 2000 (Illumina). Поиск нуклеотидных вариантов производился с помощью GATK HaplotypeCaller, Strelka2, Dragon и FreeBayes. Консенсусный файл VCF обрабатывался программой SnpSift (глубина чтения более 10) и аннотировался с помощью SnpEff (анализ всех транскриптов), ANNOVAR и Alamut Batch. Перечень баз данных: ExAC/gnomAD, 1000G Catalog of Somatic Mutations in Cancer; My Cancer Genome; Personalized cancer therapy, MD Anderson Cancer Center; cBioPortal; International Cancer Genome Consortium; NCBI Genome RefSeqGene; ClinVar; Human Gene Mutation Database Leiden Open Variation Database OncoKB; VarSom. Статистическая обработка проведена с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Если количественные показатели соответствовали нормальному распределению, то они описывались с помощью средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD). Границы доверительного интервала (ДИ) для средних значений составили 95%. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

Анализ распределения генотипов и аллелей в гене ESR1 и соответствие равновесию Харди-Вайнберга проводили раздельно по группам. В основной группе и группе контроля наблюдаемое распределение частот аллелей и генотипов по изученным полиморфизмам не отклонялось от ожидаемого (p>0,05).

При анализе распределения частот аллелей генов рецепторов к эстрогену (ESR1: c.729T>C, ESR1: c.975G>C, ESR1: c.352T>C, ESR1: c.478G>T, ESR1: c.885G>A, ESR1: c.805C>T) выявлено статистически значимое преобладание аллеля G гена рецептора эстрогена I типа, локус c.729T>C (p=0,926). Полученные данные отражены в таблице.

Анализ распределения частот генотипов по полиморфным вариантам показал, что генотип ESR1: c.729T>C встречался значительно чаще у пациенток с впервые выявленным ПТО (p=0,0315, отношение шансов 1,011, 95% ДИ 0,943-1,0), чем у пациенток в контрольной группе и рецидивирующим ПТО (см. таблицу).

Обсуждение

По результатам исследования полиморфных вариантов генов рецепторов эстрогенов выявлена возможная ассоциация полиморфных вариантов генов ESR1 (ESR1: c.729T>C, ESR1: c.975G>C, ESR1: c.352T>C, ESR1: c.478G>T, ESR1: c.885G>A) c риском развития ПТО. У пациенток с впервые выявленным и рецидивирующим ПТО чаще регистрировались генотипы, содержащие аллель Т и G полиморфного маркера ESR1: c.729T>C, c.975G>C. Кроме того, у пациенток с рецидивирующим ПТО выявлены генотипы, содержащие аллель Т и G полиморфного маркера ESR1: c.352T>C, c.478G>T, c.885G>A.

Эстрогены играют важную роль в обмене коллагена и метаболизме соединительной ткани у женщин. Снижение эстрогенового компонента приводит к ухудшению структуры и снижению содержания коллагена в соединительнотканных структурах. Дезорганизация в этих тканях происходит при дефиците эстрогенов, полиморфизме гена ESR, что может реализовываться через прямую связь (нарушение ремоделирования) либо опосредованно - при патологии регуляции воспалительных и регуляторных процессов.

Активность ERα может регулировать выработку и структуру коллагена, в то время как плотность и организация коллагена, в свою очередь, могут модулировать передачу сигналов рецепторов эстрогена. Отсутствие ERβ нарушает баланс между синтезом и деградацией коллагеновых волокон, что приводит к снижению их общего содержания [21, 23]. Коллаген V типа выступает в роли центрального ядра при образовании коллагенового волокна I типа. Нарушение этого процесса может быть также связано с дефицитом ERβ, что приводит к дезорганизации соединительной ткани [24].

Заключение

Гены эстрогеновых рецепторов играют важную роль в формировании структуры и функции соединительной ткани тазового дна. Нарушения в экспрессии или полиморфизм этих генов могут приводить к ослаблению поддерживающих структур, что может приводить к развитию ПТО и последующему рецидивированию. Результаты исследования показывают, что аллели гена ESR1 (c.729T>C, ESR1: c.975G>C, ESR1: c.352T>C, ESR1: c.478G>T, ESR1: c.885G>A) могут быть связаны с риском развития ПТО. Полученные результаты демонстрируют определенные генетические закономерности, выявленные у пациенток с ПТО. Однако для верификации таких ассоциаций требуется проведение масштабных исследований с расширенной выборкой пациентов. Результаты данной работы подтверждают полиэтиологический характер ПТО и отражают необходимость дальнейшего изучения генетических детерминант, что позволит прогнозировать риск развития ПТО, его рецидивирования и разработать персонализированный подход к профилактике и лечению у женщин репродуктивного возраста.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)