Ассоциация полиморфизма гена ICAM-1 с прогрессирующим течением хронического гепатита С

Несмотря на большое количество исследований, посвященных оценке генетически детерминированных рисков развития фиброза и цирроза печени (ЦП) у больных хроническим гепатитом С (ХГС), до настоящего времени не выявлено определенной взаимосвязи между конкретными генетическими маркерами неблагоприятного исхода данного заболевания. Поскольку фиброз печени наиболее быстрыми темпами прогрессирует у пациентов с выраженным воспалением в печени, проявляющимся высоким индексом гистологической активности, особый интерес вызывают генетические детерминанты, предопределяющие ход иммунологических реакций.

Как известно, в патогенезе развития воспаления при хронических вирусных гепатитах ключевую роль играют клеточные иммунные реакции. При инфицировании вирусом гепатита В (HBV) и вирусом гепатита С (HCV) регистрируется повышенная экспрессия на гепатоцитах детерминант МНС 1-го класса, необходимых для адекватного представления антигенов, а также — межклеточных адгезивных молекул, которые играют важную роль в активации Т-клеток и их миграции в ткани-мишени [1].

В инициации иммунологических реакций важную роль играет система межклеточной адгезии ICAM-1 (CD54)/LFA-1 (CD11a/CD18). ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1, молекула межклеточной адгезии 1-го типа, принадлежащая к суперсемейству иммуноглобулинов) инициирует движение иммунорегуляторных клеток и взаимодействие иммунокомпетентных клеток между собой [2, 3]. Лигандами для ICAM-1 являются лейкоцитарный интегрин LFA-1 (Lymphocyte Function-Associated Antigen-1), опосредующий адгезию между клетками и клеткой к экстрацеллюлярному матриксу, и Мас-1, опосредующий адгезию гранулоцитов [4, 5]. Сигналом для активации адгезивных молекул, в частности, ICAM-1/LFA-1, является распознавание детерминант МНС на поверхности антиген-презентирующих клеток наивными Т-клетками. В последующем эффекторные Т-клетки (Т-хелперы и цитотоксические лимфоциты) мигрируют в очаг воспаления и взаимодействуют с клетками-мишенями [3].

Экспрессия ICAM-1 постоянна и регистрируется на различных клетках (лимфоциты, моноциты, эозинофилы, тканевые макрофаги, фибробласты, эндотелий, тимусный эпителий, скелетные миоциты и др.). При возникновении воспалительного процесса в ответ на действие цитокинов (ИЛ-1, ИФН-γ) их экспрессия становится избыточной в клетках-мишенях [2, 6, 7]. Изменения уровня экспрессии молекулы ICAM-1 на мембране клеток наблюдаются при активации иммунной системы при воспалительных процессах. Экспрессия ICAM-1 повышается при различных патологических процессах. Так, в 2014 г. показана связь полиморфизмов rs5491, rs281432, и rs281437 гена ICAM-1 с развитием атеросклероза коронарных сосудов, а также с повышенными уровнями триглицеридов, аполипопротеина A и В в китайской популяции больных [8]. Выявлена связь полиморфизмов rs5491 (K56M) и rs5498 (K469E) гена ICAM-1 с развитием у детей астмы и повышенной экспрессией белка ICAM-1 [9, 10]. В различных этнических группах выявлена связь полиморфизмов rs5498 (К469E) и rs1799969 (R241G) гена ICAM-1 с болезнью Бехчета [11]. В 2013 году был показан значимый вклад SNP R241 G в сочетании с SNP K469E гена ICAM-1 в развитие первичных опухолей головного мозга у населения Турции [12]. Кроме того, показана ассоциация полиморфизмов гена ICAM-1 с тяжестью течения малярии [13] и афтозного стоматита [14].

В доступной научной литературе имеются единичные исследования, касающиеся ассоциативных связей полиморфного гена ICAM-1 с течением хронических вирусных гепатитов. Так, при хронической HBV-инфекции показано, что полиморфизмы rs5498 (К469E) и rs1799969 (R241G) гена ICAM-1 ассоциировались с восприимчивостью к HBV и формированию ЦП в исходе хронического гепатита В [15]. Ранее было показано, что при ХГС значительно увеличиваются сывороточные концентрации и экспрессия ICAM-1 на гепатоцитах [16, 17].

В 2013 г. опубликована работа, показавшая ассоциацию rs281437 гена ICAM-1 с тяжелым фиброзом печени у больных ХГС, инфицированных 4-м генотипом HCV, в то же время не было выявлено связи полиморфизмов rs5498 и rs12979860 данного гена со степенью выраженности фиброза печени. Показано, что у пациентов с Т-аллелью rs281437 риск развития тяжелого фиброза приблизительно в 13 раз выше по сравнению с пациентами с C-аллелью (OR = 13,0; CI: 1,32–128,11, P = 0,028) [18].

Учитывая актуальность поиска генетических предикторов неблагоприятного течения заболевания, наличие патогенетической взаимосвязи хронического вирусного гепатита С с особенностями экспрессии ICAM-1, целью настоящего исследования была оценка роли полиморфизма rs281437 гена ICAM-1 в развитии прогрессирующего течения ХГС у представителей московской популяции (европеоидной расы).

Материалы и методы исследования

В исследование, проведенное методом «случай-контроль», включены 297 больных ХГС с различными стадиями фиброза печени (F0-F3) и сроком наблюдения пациентов от 1 года и выше. Средний возраст больных — 38 ± 1 год, мужчины/женщины = 175 (59%)/122 (41%). Для последующего анализа из группы больных ХГС были выделены пациенты с известной стадией фиброза печени:

• 93 взрослых больных ХГС со стадиями фиброза печени F0-F1 (мужчины/женщины — 56/37, средний возраст — 37 ± 1 год);
• 124 взрослых больных ХГС со стадиями фиброза печени F2-F3 (мужчины/женщины — 81/45, средний возраст — 39 ± 1 год).

Кроме того, в исследование включены 11 спонтанных реконвалесцентов HCV (мужчины/женщины — 7/4, средний возраст — 41 ± 6 лет) и 271 больной ЦП различной этиологии: 146 больных ЦП HCV-этиологии (ЦП HCV, мужчины/женщины — 90/56, средний возраст — 51 ± 1 год); 55 больных ЦП HBV-этиологии (ЦП HBV, мужчины/женщины — 38/17, средний возраст — 51 ± 2 года); 36 больных алкогольным ЦП (ЦП А, мужчины/женщины — 32/4, средний возраст — 48 ± 2 года); 34 больных криптогенным ЦП (ЦП кр, мужчины/женщины — 22/12, средний возраст — 52 ± 2 года). В группу больных ЦП HBV-этиологии включены пациенты с моноинфекцией HBV и 24 (44%) пациента с ЦП смешанной этиологии (HBV + HCV, HBV + HDV, HBV + HCV + HDV). Для проведения популяционно-генетического анализа в группу контроля включено 202 здоровых донора (мужчины/женщины — 109/93, средний возраст — 56 ± 2 года). Критериями невключения в исследование были наличие ВИЧ-инфекции, психических заболеваний и тяжелой соматической патологии. Проведение генетического анализа пациентам выполнялось после подписания информированного согласия.

Всем пациентам проведено определение серологических маркеров вирусных гепатитов методом иммуноферментного анализа (ИФА) и генетического материала HCV методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Стадии фиброза печени определялись с применением пункционной биопсии печени и/или транзиентной фиброэластометрии. Биоматериалом для выделения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) человека была кровь, которую собирали в вакуумные пробирки, содержащие этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА). Выделение ДНК из образцов периферической крови проводили с использованием комплекта реагентов «ПРОБА-ГС-ГЕНЕТИКА» (ЗАО «НПФ ДНК-Технология»), согласно инструкции к комплекту. Генотипирование образцов ДНК человека проведено с помощью модифицированного метода «примыкающих проб». Для определения однонуклеотидных замен rs281437 гена ICAM-1 использовали метод «примыкающих проб» (adjacent probes, kissing probes).

Набор биоматериала от пациентов проводился в период с 2006 по 2014 гг. в ГКУЗ ИКБ № 1 ДЗМ г. Москвы, Главном клиническом госпитале МВД России, ГКБ № 20 ДЗ г. Москвы, ЦКБ № 1 ОАО «РЖД».

Статистический анализ включал в себя сравнение частот аллелей и генотипов между различными группами с использованием критерия χ² Пирсона и оценку OШ с расчетом для него 95%-го ДИ.

Результаты исследования

Впервые проведен анализ распространения аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 в московской популяции больных с хронической HCV-инфекцией (F0-F4). На первом этапе проанализирована частота встречаемости носительства аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 у больных ХГС с различными стадиями фиброза печени с учетом (F0-F4) и без учета больных (F0-F3) с формированием ЦП в сопоставлении с группой контроля (рис. 1).

Как показано на рисунке, в московской популяции больных ХГС и здоровых доноров встречаются, преимущественно, носители аллели С и генотипов СС/СТ исследуемого полиморфизма. Сравнительный анализ не выявил достоверных различий в частоте встречаемости аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 у больных ХГС F0-F3 и ХГС F0-F4 при сопоставлении с группой контроля здоровых лиц (p > 0,05).

Следующим этапом исследования был анализ частоты встречаемости носительства аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 у больных ЦП различной этиологии в сопоставлении с группой контроля (рис. 2).

Как и в группах больных ХГС с различными стадиями фиброза печени, контрольной группе, так и в группах больных ЦП вне зависимости от этиологии заболевания более 90% пациентов являются носителями аллели С rs281437 гена ICAM-1 и, соответственно, носителями генотипов СС/СТ rs281437 гена ICAM-1. Проведенный анализ не выявил различий в частоте встречаемости аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 между больными ЦП различной этиологии и группой контроля (как в целом между группой с ЦП и группой контроля, так и в сравнении с группами с различной этиологией заболевания).

В настоящее время известны неблагоприятные факторы прогрессирующего течения ХГС, а именно длительность инфицирования, мужской пол, наличие стеатоза печени, злоупотребление алкоголем. Учитывая отсутствие достоверных различий в распределении аллелей и генотипов исследуемого полиморфизма среди больных ХГС и ЦП различной этиологии при сравнении с группой контроля, в дальнейшем анализ был проведен в группах больных с хронической HCV-инфекцией, разделенных с учетом наличия или отсутствия неблагоприятного фактора, а также — в группах больных с различными исходами заболевания (спонтанные реконвалесценты и больные ЦП в исходе ХГС), а также с минимальным и выраженным фиброзом печени (табл. 1 и 2).

При сравнении частоты носителей аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 у спонтанных реконвалесцентов HCV достоверно чаще регистрировалась аллель Т и гетерозиготный генотип СТ по сравнению с больными ЦП в исходе ХГС (табл. 1). Напротив, у больных ЦП HCV-этиологии значимо чаще регистрируется генотип СС исследуемого полиморфизма гена ICAM-1. Генотип ТТ выявлялся только у больных ЦП в исходе ХГС. В то же время гомозиготы ТТ rs281437 гена ICAM-1 значимо чаще выявлены в группе больных ХГС с минимальным фиброзом (F0-F1) по сравнению с группой больных с фиброзом печени ≥ 2 по шкале METAVIR. Учитывая полученные результаты, в группе больных ХГС F0-F1 были выделены пациенты с давностью наблюдения более 10 лет (n = 20) и проведено сравнение частоты встречаемости носителей аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 в этой подгруппе с группой больных ЦП HCV-этиологии: генотип СС — 93 (64%) и 13 (65%), генотип СТ — 45 (31%) и 6 (30%), генотип ТТ — 8 (5%) и 1 (5%), аллель С — 138 (94%) и 19 (95%), аллель Т — 53 (36%) и 7 (35%) соответственно, р > 0,05, что демонстрирует отсутствие достоверных различий.

В исследуемых группах больных как с ХГС, так и с ЦП различной этиологии достоверно чаще регистрировался мужской пол больных (p < 0,05), который является фактором прогрессирующего течения ХГС. При разделении группы больных ХГС с исходом в ЦП в зависимости от пола, были получены данные, что у лиц женского пола по сравнению с мужчинами была выше частота встречаемости Т-аллели и достоверно ниже генотипа СС rs281437 гена ICAM-1 (табл. 2).

При выделении пациентов со стеатозом печени в группе больных ХГС F0-F3 достоверно чаще выявлялась Т-аллель rs281437 гена ICAM1 по сравнению с контрольной группой. Кроме того, гетерозиготы достоверно чаще выявлялись в группе больных ХГС со стеатозом печени, а гомозиготы СС — в группе спонтанных реконвалесцентов HCV (табл. 2). Группа больных ХГС со стеатозом печени представлена преимущественно лицами мужского пола (61%, 14/23). Таким образом, носительство аллеля Т rs281437 гена ICAM-1 можно считать аллелем риска развития стеатоза печени при хронической HCV-инфекции (табл. 2). В то же время гомозиготы СС данного полиморфизма имеют более высокие шансы спонтанной реконвалесценции.

Сопоставление частот встречаемости носительства аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 у больных ЦП в исходе ХГС, злоупотребляющих и не злоупотребляющих алкоголем, а также инфицированных различными генотипами HCV, представлено на рис. 3.

Сравнительный анализ не выявил достоверных различий в частоте встречаемости аллелей и генотипов rs281437 гена ICAM-1 в группах больных ХГС, инфицированных генотипом 1 HCV и инфицированных 2-м и 3-м генотипами HCV, а также злоупотребляющих и не злоупотребляющих алкоголем (p > 0,05).

Противоречие с исследованием N. M. Rizk, 2013 г., которое показало значимость аллели Т rs281437 гена ICAM-1 у больных ХГС, инфицированных 4-м генотипом, с тяжестью фиброза печени, возможно, обусловлено проведением нашего исследования на популяции больных, инфицированных 1-м, 2-м и 3-м генотипами HCV.

Заключение

Исследование продемонстрировало, что в московской популяции преобладают носители аллели С и генотипов СТ/ТТ rs281437 гена ICAM-1. Аллель Т исследуемого полиморфизма достоверно ассоциировался только со стеатозом печени у больных ХГС и с женским полом больных ЦП HCV-этиологии. Полученные результаты требуют дальнейшего уточнения клинической роли выявленных различий, поскольку стеатоз печени является независимым фактором прогрессии как воспаления, так и фиброза печени при ХГС. Кроме того, отдельно необходимо в дальнейшем детально оценить влияние аллели Т rs281437 гена ICAM-1 на формирование ЦП у больных ХГС женского пола.

Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для поддержки молодых российских ученых — докторов наук (конкурс — МД-2013).

Литература

1. Monzón G. C., Buey G. L., Sánchez G. A. et al. Tissue expression of antigenic recognition and intercellular adhesion molecules in chronic viral hepatitis // Rev Esp Enferm Dig. 1993, Nov; 84 (5): 301–309.
2. Blaheta R. A., Scholz M., Hailer N. P. et al. Adhesion and penetration properties of human lymphocytes acting on allogeneic vascular endothelial cells // Immunology. 1994: 81: 538–545.
3. Мешкова Р. Я. Руководство по иммунопрофилактике для врачей. Учебное пособие. Смоленск: ГМА, 1998. 133 с. ISBN 5–87349–042–2.
4. Gorina R., Lyck R., Vestweber D., Engelhardt B. β2 integrin-mediated crawling on endothelial ICAM-1 and ICAM-2 is a prerequisite for transcellular neutrophil diapedesis across the inflamed blood-brain barrier // J Immunol. 2014 Jan 1; 192 (1): 324–37. doi: 10.4049/jimmunol.1300858.
5. Wang D., Zeng Q., Song R. et al. Ligation of ICAM-1 on human aortic valve interstitial cells induces the osteogenic response: A critical role of the Notch1-NF-κB pathway in BMP-2 expression // Biochim Biophys Acta. 2014, Nov; 1843 (11): 2744–2753. doi: 10.1016/j.bbamcr.2014.07.017.
6. Dustin M. L., Rothlein R., Bhan A. K. et al. Induction by IL 1 and interferon-gamma: tissue distribution, biochemistry, and function of a natural adherence molecule (ICAM-1) // J Immunol. 1986, Jul 1; 137 (1): 245–254.
7. Goh Q., Dearth C. L., Corbett J. T. et al. Intercellular adhesion molecule-1 expression by skeletal muscle cells augments myogenesis // Exp Cell Res. 2014, Sep 30. pii: S0014–4827 (14)00437–6. doi: 10.1016/j.yexcr.2014.09.032.
8. Yang M., Fu Z., Zhang Q. et al. Association between the Polymorphisms in Intercellular Adhesion Molecule-1 and the Risk of Coronary Atherosclerosis: A Case-Controlled Study // PLoS One. 2014, Oct 13; 9 (10): e109658. doi: 10.1371/journal.pone.0109658.
9. Puthothu B., Krueger M., Bernhardt M., Heinzmann A. ICAM1 amino-acid variant K469 E is associated with paediatric bronchial asthma and elevated sICAM1 levels // Genes Immun. 2006, Jun; 7 (4): 322–326.
10. Li Y. F., Lin C. C., Tai C. K. Interaction of intercellular adhesion molecule 1 (ICAM1) polymorphisms and environmental tobacco smoke on childhood asthma // Int J Environ Res Public Health. 2014, Jun; 11 (6): 6504–6516.
11. Zou J., Guan J. L. Intercellular adhesion molecule-1 polymorphisms in patients with Behçet disease: a meta-analysis // Mod Rheumatol. 2014, May; 24 (3): 481–486. doi: 10.3109/14397595.2014.887988.
12. Yilmaz U., Zeybek U., Kahraman O. T. et al. Investigation of ICAM-1 and β3 integrin gene variations in patients with brain tumors // Asian Pac J Cancer Prev. 2013; 14 (10): 5929–5934.
13. Dunstan S. J., Rockett K. A., Quyen N. T. et al. Variation in human genes encoding adhesion and proinflammatory molecules are associated with severe malaria in the Vietnamese // Genes Immun. 2012, Sep; 13 (6): 503–508. doi: 10.1038/gene.2012.25.
14. Alkhateeb A., Karasneh J., Abbadi H. et al. Association of cell adhesion molecule gene polymorphisms with recurrent aphthous stomatitis // J Oral Pathol Med. 2013 Nov; 42 (10): 741–746. doi: 10.1111/jop.12100.
15. Zhang X. Q., Hong X. J., Bai X. J. Susceptibility to active decompensated cirrhosis is associated with polymorphisms of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) in chronic HBV carriers // Viral Hepat. 2008, Mar; 15 (3): 173–178. doi: 10.1111/j.1365–2893.2007.00931.x.
16. Warakomska I., Wiczkowski A., Kepa L. et al. Serum intercellular adhesion molecule ICAM-1 concentration in interferon alpha treated patients with chronic viral C hepatitis // Wiad Lek. 2004; 57 (11–12): 641–646.
17. Fukuda Y., Nakano I., Katano Y. et al. Serum levels of soluble intercellular adhesion molecule-1 and soluble vascular cell adhesion molecule-1 in asymptomatic carriers of hepatitis C virus // J Int Med Res. 1998, Dec; 26 (6): 313–318.
18. Rizk N. M., Derbala M. F. Genetic polymorphisms of ICAM 1 and IL28 as predictors of liver fibrosis severity and viral clearance in hepatitis C genotype 4 // Clin Res Hepatol Gastroenterol. 2013, Jun; 37 (3): 262–268. doi: 10.1016/j.clinre.2012.09.012.

* ГБОУ ВПО МГМСУ им. А. И. Евдокимова МЗ РФ, Москва
**ГКУЗ ИКБ № 1 ДЗМ, Москва
***ФГБУ ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России, Москва

¹ Контактная информация: dudinakr@mail.ru