http://www.ildcare.nl/Downloads/artseninfo/Sarcoidosis/Chapter%205%20Genetics.pdf

Перевод А. Белоусов, sarcoidosis@yandex.ru

Глава 5

Генетика

R.M. du Bois, P.A. Beirne, S.E. Anevlavis
Interstitial Lung Disease Unit, Dept of Occupational and Environmental Medicine, National Heart and Lung Institute, Imperial College of Science, Technology and Medicine, London, UK. Dept of Pulmonology, Dimokritio University of Thrace, Medical School, University Hospital of Alexandroupolis, Alexandroupolis, Greece.
Correspondence: R.M. du Bois, Interstitial Lung Disease Unit, Dept of Occupational and Environmental Medicine, National Heart and Lung Institute, Imperial College of Science, Technology and Medicine, London, SW3 6LR, UK. Fax: 44 2073518336; E-mail: r.dubois@rbht.nhs.uk

Не вызывет сомнения, что саркоидоз является результатом воздействия триггеров окружающей среды на иммуногенетически восприимчивого хозяина, что приводит к формированию иммунных гранулем на участках активности болезни. Также имееются данные, поддерживающие концепцию, что иммуногенетическая предрасположенность определяет паттерн поражения органов при саркоидозе. Для изучения генетики саркоидоза используются два подхода: исследования семейной болезни и исследования спорадических случаев болезни дизайна случай-контроль. В семейных исследованиях, для поиска связи генотипа с болезнью изучается сцепление или целевой ген. В исследованиях сцепления, ряд маркеров, которые перекрывают весь геном, используются для изучения связи паттерна маркеров с болезнью. Область возможной связи затем может быть каритрована более точно, с использованием второго набора маркеров в специфическом регионе генома.

Семейный саркоидоз

Первые данные о генетической предрасположенности к саркоидозу были получены при обнаружении семейной группировки болезни в нескольких популяциях. Первый отчет о болезни у двух немецких сестер был опубликован в 1923 г. [1]. Семейная болезнь также была обнаружена в северной Швеции и центральной части острова Хоккайдо в Японии [2]. Pietinahlo с колл. [3] оценили распространенность семейного саркоидоза в 3.6 % и 4.3 % у финских и японских пациентов, соответственно. Увеличенная распространенность саркоидоза также была описана в районе Furano в северной Японии, с некоторыми признаками семейной группировки [4]. Таблица 1 показывает семейные кластеры саркоидоза в некоторых популяциях.

Таблица 1. Семейный саркоидоз

RR - относительный риск

В исследовании Headings с колл. [5] собщалось о распространенности болезни у чернокожих сибсов 10 %. Rybicki с колл. [6] изучали 488 родителей и сибсов 179 чернокожих пациентов с саркоидозом и обнаружили в 2.5 раза увеличенный риск саркоидоза у родственников пациентов по сравнению со всей популяцией. В Великобритании, McGrath с колл. [7] сообщили об относительном риске саркоидоза для сибсов 36-73, что указывает на существенную семейную группировку болезни. В этом исследовании участвовали главным образом белые пациенты (62.5 %). Самая высокая частота саркоидоза среди нуклеарных семей (родители и их дети), была найдена в Ирландии, среди 114 пациентов специализированной клиники; 9.6 % пациентов имели одного или более членов семьи с саркоидозом [8]. Исследование A Case-Control Etiologic Study of Sarcoidosis (ACCESS) - самое большое проспективное исследование, в котором среди многих других задач, изучалась семейная группировка саркоидоза [9]. В этом исследовании дизайна случай-контроль, участвовали 10,862 родственника первой степени родства и 17,047 родственников второй степени родства 706 пациентов с саркоидозом и согласованная контрольная группа. Относительный семейный риск (RR) для сибсов был больше, чем для родителей (OR =5.8 против 3.8). Интересно, что для чернокожих, семейный RR был 2.8, а для белых заметно выше - 16.6. В исследовании ACCESS, пациенты с саркоидозом почти в пять раз более часто чем контрольная группа, сообщали о родном брате/сестре или родителе с историей саркоидоза.

Семейные генетические исследования

Саркоидоз во всех его клинических фенотипах - генетически сложная болезнь, то есть болезнь и ее окончательный фенотип - продукт взаимодействия более чем одного гена с одним или более триггеров. Из-за трудностей в подборе большого числа случаев семейного саркоидоза, исследований сцепления было выполнено мало. Schurmann с колл. [11] выполнили два исследования, использующие микросателлитные маркеры и многоточечный непараметрический анализ сцепления (NPL). В первом исследовании, они генотипировали 122 сибса с саркоидозом из 55 семей для поиска семи полиморфизмов в главном комплексе гистосовместимости (MHC) [11]. Анализ показал сцепление в MHC, с пиком в регионе MHC класса III (D6S1666). Впоследствии авторы сообщили, что этот регион скорее был ближе к MHC класса II. Дополнительное исследование, использующее 225 микросателлитных маркеров в 63 семьях с 138 сибсами с саркоидозом, также обнаружило наиболее значительный пик в MHC (p=0.001), включая маркер D6S1666, идентифицированный в первом исследовании [12]. Однако, также были найдены шесть дополнительных минорных пиков (p<0.05) на хромосомах 1, 3 (близко к генам рецепторов хемокинов CCR2 и CCR5), хромосоме 7 (два пика, один близко к гену T-клеточного рецептора), хромосоме 9 (близко к гену рецептора трансформирующего фактора роста бета) и X хромосоме (близко к гену, кодирующему гамма цепь рецептора интерлейкина-2). Авторы исследования отметили, что при использовании 225 маркеров, они ожидали обнаружить 11 подобных минорных пиков с p < 0.05. Они также отметили отсутствие связи с другими генами-кандидатами, например с генами ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) и NRAMP1, но подчеркнули, что для генов с минорным влиянием на восприимчивость, необходима большая плотность маркеров и намного большее число сибсов с болезнью. Чтобы идентифицировать другие гены-кандидаты, имеющие минорное влияние на восприимчивость, необходимо большее количество исследований сцепления в различных этнических группах, с большим количеством пациентов и большим количеством микросателлитных маркеров.

Ранее, Valentonyte с колл. [13] использовали анализ полиморфизма единственного нуклеотида (SNP) для исследования семейного саркоидоза и спорадических случаев болезни. Они идентифицировали 15 kb сегмент гена BTNL2 на хромосоме 6. BTNL2 - член суперсемейства иммуноглобулинов и имеет гомологию с B7-1. Как костимулирующая молекула, он участвует в активации T-клеток. Замена нуклеотида G на А производит ''укороченный'' белок, который, как предполагается, имеет аберрантную функцию. Valentonyte с колл. [13] заключили, что связь BTNL2 - MHC класса II является независимой, хотя имеется почти полная неравновесность сцепления с HLA-DRB1.

Исследования ассоциаций

Главный комплекс гистосовместимости

Человеческий лейкоцитарный антиген класса I. Некоторые из ранних исследований генетики саркоидоза изучали человеческий лейкоцитарный антиген (HLA) класса I, используя серологические методы; обзор этих исследований представлен в таблице 2. Самое раннее из этих исследований, датированное 1974 г., не смогло обнаружить любую связь между саркоидозом и локусами HLA у 132 немецких пациентов [22]. Последующие исследования сообщили о связи с HLA-B8 у белых [14-16], но не у чернокожих пациентов [23]. Исследование чешских пациентов также обнаружило связь с HLA-B13 и B8 B13 гетерозиготами с RR=8.5 для саркоидоза [16]. Когда эти результаты были сравнены с результатами исследования 127 итальянских пациентов, была подтверждена связь с HLA-B8, также как и связь с HLA-A1 [17]. Была обнаружена связь HLA-B8 с острым началом и короткой продолжительностью болезни [18]. Исследование 114 японских пациентов не смогло обнаружить любую связь с антигенами HLA класса I, что не могло быть объяснено неравновесностью сцепления с антигенами HLA класса II, хотя было обнаружено уменьшение частоты HLA-B7 у пациентов с саркоидозом по сравнению с контрольной группой [19]. Это является интересным, поскольку увеличенная частота HLA-B7 была найдена у чернокожих пациентов с высокой распространенностью болезни [20].

Таблица 2. Связь с человеческим лейкоцитарным антигеном класса I

На основании этих исследований можно сделать вывод, что о связи с HLA-B8 часто сообщается в исследованиях различных расовых групп, хотя эта связь была найдена не во всех исследованиях и некоторые сообщения указывают, что эта связь была слабой. В любом случае, иммунология саркоидоза говорит, что молекулы HLA класса II весьма вероятно вовлечены в презентацию антигена; сообщения о связи болезни с генами HLA класса I могут отражать сцепление с генами HLA класса II. Однако, более современное исследование скандинавских пациентов обнаружило, что HLA-B*07 и HLA-B*08 независимо увеличивали риск саркоидоза [21]. Другие связи с аллелями класса I были вторичны к их сцеплению с аллелями класса II. Комбинация аллелей A*03, B*07, DRB1*15 была наиболее сильно связана с персистирующей болезнью и была обнаружена у 25.3 % таких пациентов против 7.1 % контрольной группы. Авторы заключили, что HLA класса I может иметь большее влияние на восприимчивость к болезни и прогноз саркоидоза, чем ранее считалось.

Человеческий лейкоцитарный антиген класса II. Современные исследования использовали молекулярную методологию (обычно SNP), чтобы определить связь с аллелями MHC класса II (Таблица 3) [17, 19, 21, 24, 25-30, 31, 32, 33, 34]. Недавно было привлечено внимание к антигенам HLA-DR. У японских пациентов, с болезнью были связаны HLA-DR5, -DR6 и -DR8 [24, 35] и -DR8 и -DR9 [25]. У немецких пациентов, HLA-DR5 был связан с хронической болезнью [25], но HLA-DR3 с острой болезнью [26]. Этот паттерн дифференциального сцепления при острой и хронической болезни был подтвержден в Скандинавии; некоторые аллели были связаны с хронической болезнью (HLA-DR14 и -DR15), в то время как другие были связаны с острой самоограниченной болезнью (DR17 (3)) [27]. HLA-DR14 также был связан с хронической болезнью в недавнем исследовании индийских пациентов [28]. HLA-DR9 был связан с риском болезни у японских пациентов, но имел протективные свойства у Скандинавов.

Таблица 3. Связь с человеческим лейкоцитарным антигеном класса II

Был сделан ряд попыток, чтобы прояснить эту запутанную картину. Было обнаружено, что HLA-DR1 и -DR4 были протективными для скандинавских, японских, итальянских пациентов и в исследованиях английских, польских и чешских пациентов [29]. Это исследование показало, что позиция 11 в последовательности аминокислот HLA-DRB1 была наиболее вариабельной, с тремя аллелями восприимчивости, каждый из которых кодирует небольшие гидрофильные аминокислоты, и двумя протективными аллелями, кодирующими аминокислоты с большими, гидрофобными, алифатическими цепями. Так как позиция 11 расположена между a и b цепью HLA-DR, легко предположить, что различные аллели могут влиять на форму гетеродимера HLA-DR и связывание с антигеном.

Недавнее исследование сообщило о типировании с высоким разрешением локусов HLA-DPB1, HLA-DQB1, HLA-DRB1 и HLA-DRB3 у первых 474 пациентов исследования ACCESS и согласованной контрольной группы [30]. Статистически значимая связь была найдена между HLA-DRB1 и болезнью у чернокожих и белых пациентов. Аллель HLA-DRB1*1101 был связан с саркоидозом и у чернокожих и у белых, с риском 16 % у чернокожих и 9 % у белых. Единственным аллелем класса II, дифференциально распределенным у чернокожих и белых, был HLA-DRB1*1501. Это заставило Rossman с колл. [30] предположить, что подобные аллели HLA класса II могут быть связаны с саркоидозом в обеих популяциях и что увеличенный риск саркоидоза у чернокожих может наблюдаться из-за большей распространенности аллелей восприимчивости.

Локус HLA-DP привлек внимание исследователей из-за того, что хроническая бериллиевая болезнь (хроническая мультисистемная гранулематозная болезнь с иммунопатологическим подобием саркоидозу) сильно связана с присутствием глютаминовой аминокислоты в позиции 69 бета цепи HLA-DP. Однако, эта связь не была обнаружена в двух исследованиях саркоидоза [36, 37], хотя последнее исследование афро-американцев обнаружило увеличенный риск болезни, связанной с аллелями Val36+ и Asp55+. В исследовании ACCESS, локус HLA-DPB1 также был связан восприимчивостью, но с аллелем HLA-DPB1*0101 [30].

В другом недавнем исследовании афро-американцев, 225 пациентов с саркоидозом, члены их семей и контрольная группа были генотипированы с помошью шести микросателлитных маркеров, охватывающих регион MHC [38]. Связь наблюдалась между болезнью и маркером, наиболее близким к HLA-DQB1; дальнейший анализ других маркеров в этом локусе подтвердил, что в группе афро-американцев HLA-DQB1, но не HLA-DRB1, связан с восприимчивостью к саркоидозу. Дополнительное исследование обнаружило, что HLA-DQB1*0201 влиял на результат болезни только в половине ожидаемых случаев, принимая во внимание, что DQB1*0602 влиял на результат в более чем на 20 % большем числе случаев, чем ожидалось и был связан с прогрессом рентгенографической болезни [31].

Эти результаты контрастируют с данными исследования ACCESS, где основной была связь с HLA-DRB1; однако, это исследование также сообщило о связи болезни у чернокожих с HLA-DQB1*0502, хотя более слабой, чем с HLADRB1 [30]. В недавнем исследовании 149 белых голландских пациентов с саркоидозом, была найдена связь между серьезной болезнью и гаплотипом DRB1*150101/ DQB1*0602; из-за сильной неравновесности сцепления аллелей у белых пациентов, не было возможным установить первичную связь [39]. Эта связь с DQB1 совместима с результатами европейского исследованием локуса HLA-DQB1 у 235 голландских и английских пациентов. Было обнаружено, что DQB1*0201 является протектором против серьезного саркоидоза (то есть DQB1*0201 связан со стадией I болезни), принимая во внимание, что аллель DQB1*0602 имел тенденцию иметь противоположный эффект [32]. Кроме того, эта группа пациентов включала 15 пациентов с синдромом Лёфгена и 23 пациента с узловатой эритемой; частота аллеля DQB1*0201 у этих пациентов была значительно увеличена. В дополнительном исследовании, основанном на этой находке и ранее сообщенной связи между синдромом Лёфгрена, аллелем DRB1*0301 и нуклеотидом А в позиции -307 гена фактора некроза опухоли альфа (TNF2) [26], 37 голландских пациентов с синдромом Лёфгрена были генотипированы для всех трех аллелей [40]. Связь была подтверждена и являлась самой сильной для DQB1*0201 (OR=8.6 против 6.7 и 6.8 для DRB1*03 и TNF2, соответственно). Кроме того, имелась 100 % неравновесность сцепления между DQB1*0201 и DRB1*03 и неравновесность сцепления 70 % между этими аллелями и TNF2. Это исследование показало, что гаплотип DQB1*0201-DRB1*03 (01) - TNF2 наблюдался у 76 % пациентов с синдромом Лёфгрена (против 24 % в контрольной группе) и является фактром риска развития синдрома Лёфгрена у голландских белых (OR=9.9).

Синдром Лёфгрена чрезвычайно редок у Японских пациентов; это хорошо согласуется с вышеупомянутым исследованием, которое показало, что японцы не имеют аллеля HLA-DR3. Однако, кардиосаркоидоз более обычен у белых. Takashige с колл. [41] сообщили о связи между кардиосаркоидозом и аллелем TNFA2. Naruse с колл. [33] заключили, что фактически самая сильная связь наблюдалась с HLA-DQB1*0601, производящем относительный риск RR 29.5 по сравнению с контрольной группой. Аллель TNFA2 не находился в неравновесном сцеплении с аллелями класса II, поэтому авторы заключили, что этот аллель может быть дополнительным фактором риска кардиосаркоидоза. Невропатия мелких волокон (SFN) недавно была идентифицирована как относительно обычная проблема в группе голландских пациентов с хроническим саркоидозом. Пациенты с саркоидозом, страдающие от невропатии мелких волокон имели увеличенную распространенность DQB1*0602, что предполагает генетическую связь [34].

Все эти исследования демонстрируют одну из сложных проблем, является ли обнаруженная связь первичной или происходит вследствие неравновесности сцепления. Фенотипирование различных этнических групп с различными профилями сцепления, совместно с расширенным гаплотипированием и использованим данных всего региона MHC, поможет решить эту проблему.

Гены восприимчивости к инфекции

Гистопатологическое и иммунологическое подобие между саркоидозом и инфекционными гранулематозными болезнями, такими как туберкулез, стимулировало проведение нескольких исследований, которые пытались связать саркоидоз с аллельными вариациями, ответственными за врожденный иммунитет (Таблица 4).

Таблица 4. Связь с другими генами (не HLA класса I или II)

# не подтверждено в последующих исследованиях

Манноза-связывающий лектин. Манноза-связывающий лектин (MBL) - белок, который связывает олигосахариды на поверхности патогенов и вызывает активацию комплемента. Foley с колл. [59] изучали варианты промотора и экзона 1 гена MBL, способные уменьшить серологические уровни MBL и увеличивать восприимчивость к инфекции. Никакой связи не было найдено между вариантами гена MBL и восприимчивостью к саркоидозу, возрастом при начале болезни или серьезностью болезни у 167 британских пациентов саркоидозом и 164 индивидуумов контрольной группы.

Рецепторы витамина D. 1,25-дигидроксихолекальциферол (1,25-DHCC) связывает ядерный рецептор витамина D (VDR). Вместе с участием в гомеостазе кальция, он имеет иммунорегуляторное действие и полиморфизмы гена VDR на хромосоме 12 были связаны с восприимчивостью к инфекциям, таким как туберкулез и лепра [60]. Как известно, 1,25-DHCC ингибирует рост Mycobacterium tuberculosis в макрофагах и моноцитах человека. Легочные макрофаги пациентов с саркоидозом демонстрируют увеличенную способность синтезировать 1,25-DHCC, который затем действует на другие макрофаги, стимулируя экспрессию внутриклеточных молекул адгезии-1 (ICAM-1) и редуцирует производство TNF-a [61]. Известно, что 1,25-DHCC при саркоидозе производится на участках гранулематозного воспаления и что он является ответственным за гиперкальциемию, отмеченную у 10 % пациентов. Диаллельный полиморфизм в интроне 8 производит три генотипа, bb, bB и BB. Более обычный генотип bb связан с уменьшенной экспрессией мРНК VDR. Японское исследование обнаружило связь между восприимчивостью к саркоидозу и присутствием генотипа bB и аллеля B [54]. Однако, это исследование не обнаружило корреляцию генотипа с серьезностью или распространенностью болезни.

Естественный, связанный с резистентностью белок макрофагов

Ген, кодирующий естественный, связанный с резистентностью белок макрофагов (NRAMP), сначала был идентифицирован у мышей, резистентных к внутриклеточным инфекциям - лейшмании, сальмонелле и микобактериям. Замена единственного нуклеотида, аспартата на глицин в позиции 169 (в пределах второго трансмембранного домена) производит восприимчивость к инфекции. Также, мыши с разрушенным геном NRAMP1, становятся восприимчивыми ко всем трем патогенам [62-64]. Резистентность у трансгенных мышей восстанавливается при переносе аллеля Nramp1^G169, что доказывает, что NRAMP1 является жизненно важным для защиты мышей против микобактерий и других внутриклеточных патогенов [65].

NRAMP1 (SLC11A1) - эквивалент этого гена у человека. Он был картирован на хромосоме 2q35 [66, 67]. Функция гена NRAMP1 у человека остается неизвестной, но этот ген экспрессирован только у ретикулоэндотелиальных клеток. Семейство NRAMP сохранилось у организмов от прокариот до эукариот. Было предположено, что этот ген участвует в контроле за фаголизосомальной окружающей средой, возможно регулируя концентрацию двухвалентных катионов, например железа или марганца.

Bellamy и с колл. [68] типировали полиморфизмы NRAMP1 у 410 пациентов с легочным туберкулезом и 417 индивидуумов в контрольной группе в западной Африке. Они обнаружили связь между туберкулезом и гетерозиготностью для двух полиморфизмов NRAMP1 в интроне 4 и 39.

Предполагаемая роль NRAMP1 в активации макрофагов и связь генетических полиморфизмов с восприимчивостью к туберкулезу у человека, делает NRAMP1 привлекательным геном-кандидатом при саркоидозе. Maliarik с колл. [55] проанализировали несколько полиморфизмов гена NRAMP1 у 157 афро-американцев с саркоидозом и 111 индивидуумов в этнически согласованной контрольной группе. Они обнаружили статистически существенное различие в распределении частоты аллеля 59'(CA)_n между пациентами и контрольной группой. Аллель 120-bp был более частым у пациентов с саркоидозом, предполагая, что полиморфизм на этом участке является защитным против саркоидоза. Интересно, что два варианта, которые были связаны с восприимчивостью к туберкулезу, не затрагивали восприимчивость к саркоидозу. Роль NRAMP1 в восприимчивости к саркоидозу остается неизвестной.

Транспортер, связанный с процессингом антигена. Гены транспортера, связанного с процессингом антигена, TAP1 и TAP2, расположены в регионе MHC класса II и кодируют субъединицы гетеродимерного комплекса, которые участвуют в процессинге эндогенных антигенов. TAP встроен в мембрану эндоплазматического ретикулума и облегчает транспорт произведенных протеосомами фрагментов антигенных пептидов из цитосол в просвет эндоплазматического ретикулума, для последующей презентации пептидов совместно с молекулами MHC класса I [69]. В исследовании [56] были изучены два SNP полиморфизма гена TAP1 и три SNP полиморфизма гена TAP2 у 117 белых пациентов и 290 индивидуумов в контрольной группе из Англии и 87 пациентов из Польши и Словении и 158 индивидуумов в контрольной группе из Польши. Были обнаружены различные связи с различными вариантами гена TAP2 в двух этнически различных популяциях. В Англии, треонин в позиции 565 и аланин в позиции 665 были очень редко представлены в группах пациентов. Эти различия в Польской популяции не были обнаружены; в этой группе пациентов был очень редок валин в позиции 379. Местоположение этих генов в MHC класса II говорит, что эти связи могут происходить из-за неравновесного сцепления, но существенная неравновесность сцепления между TAP1 и TAP2 или между вариантами TAP и вариантами HLA-DPB1 не была найдена. Однако, у японских пациентов, связи между полиморфизмами TAP1 или TAP2 и восприимчивостью к болезни найдено не было [70].

Рецептор комплемента 1. Рецептор комплемента 1 (CR1) - является мембранным белком, экспресированным на эритроцитах, фагоцитах, лимфоцитах и дендритных клетках, и играет важную роль в системе комплемента. CR1 на эритроцитах является медиатором транспорта иммунных комплексов через кровоток к фагоцитам в печени и селезенке. Поскольку саркоидоз сопровождается поликлональной гипергаммаглобулинемией, может быть вероятным, что взаимодействие с саркоидным антигеном может вести к формированию иммунных комплексов, которые могут быть вовлечены в патогенез болезни и было показано, что такие иммунные комплексы при саркоидозе существуют. Как известно, ген CR1 на хромосоме 17 содержит множество SNP, которые могут коррелировать с высокой или низкой экспрессией CR1 на эритроцитах. Исследование 91 итальянского пациента с саркоидозом вместе с этнически согласованной контрольной группой, продемонстрировало статистически значимую связь между генотипом GG полиморфизма C5507G и саркоидозом [57]. Эта связь была еще более сильной, когда женщины были проанализированы отдельно. Этот аллель, как известно, связан с низкой экспрессией CR1 на эритроцитах и Zorzetto с колл. [57] предположили, что уменьшение клиренса иммунных комплексов могло бы вести к их накоплению вне ретикулоэндотелиальной системы с последующей гранулематозной реакцией. Однако, эти результаты не были подтверждены в других исследованиях (неопубликованные данные авторов).

Ангиотензинпревращающий фермент

Серологическая концентрация ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) нормальна только y 60 % пациентов с саркоидозом. Было обнаружено, что 287-bp I/D полиморфизм в интроне 16 гена АПФ, объясняет 47 % фенотипических вариаций серологического уровня АПФ; DD генотип был связан с самыми высокими серологическими уровнями у пациентов и в контрольной группе, II генотип - с самыми низкими [71]. Однако, никакой корреляции между I/D полиморфизмами гена АПФ и распространенностью или серьезностью болезни обнаружено не было. В самом современном исследовании, McGrath с колл. [72] подводят итог предыдущих исследований в этой области. Они генотипировали 118 английских и 56 чешских пациентов с саркоидозом и провели поиск корреляции I/D полиморфизмов гена АПФ с восприимчивостью, серьезностью и прогрессом болезни через 2 и 4 года после постановки диагноза. Они не обнаружили никаких связей и заключили, что полиморфизм гена АПФ не влияет на восприимчивость к болезни или прогресс саркоидоза у европейских белых.

Однако, большая частота D аллеля была найдена у 183 чернокожих пациентов по сравнению с контрольной группой (111 индивидуумов), и при DD генотипе наблюдался увеличенный риск саркоидоза, по сравнению с ID генотипом [58]. Генотип АПФ не влиял на серьезность или прогресс болезни. То же самое исследование не показало никаких различий в распределении аллеля между 60 белыми пациентами и 48 индивидуумами контрольной группы.

Суммируя, имеется очень мало сильных свидетельств, что специфические полиморфизмы гена АПФ связаны с развитием или серьезностью болезни.

Цитокины

Гены цитокинов являются привлекательными генами-кандидатами, которые могут влиять на уровни цитокинов и поэтому могут влиять на восприимчивость и/или клинический курс болезни [73]. Многие исследования умозрительно выдвигали ген-кандидат и производили генотипирование для поиска аллельных вариантов (таблица 4).

Фактор некроза опухоли. Комплекс генов TNF расположен в пределах MHC и включает гены TNF-a и TNF-b (лимфотоксин a). TNF - самый ранний из произведенных цитокинов в патогенетическом каскаде при саркоидозе и многочисленные исследования, связывающие саркоидоз с MHC, пробудили большой интерес к генам TNF как к генам-кандидатам восприимчивости к саркоидозу.

Раннее исследование [74] изучило два диаллельных полиморфизма гена TNF-a (G в позиции -308, также известный как TNFA) и гена TNF-b (в интроне 1, также известный как TNFB). Оба из них влияли на производство цитокина и первый был связан с гранулематозной болезнью, вызванной воздействием бериллия. Менее обычный аллель TNFA2 (-308A), связанный с высоким производством TNF-a, был связан с синдромом Лёфгрена в исследовании 101 пациента с легочным саркоидозом (включая 16 пациентов с синдромом Лёфгрена) по сравнению с 216 здоровыми индивидууами в контрольной группе [42]. Это же исследование не обнаружило связи любого полиморфизма с полной группой пациентов с саркоидозом. Обзор 110 японских пациентов (у которых синдром Лёфгрена чрезвычайно редок) и 161 индивидуума в контрольной группе также не обнаружило никакой связи между любым из этих полиморфизмов и восприимчивостью к саркоидозу [45]. Однако, это исследование обнаружило, что TNFB1 коррелировал с длительным клиническим курсом, наличие этого аллеля значительно продлевало время спонтанного разрешения болезни. Длительную болезнь необходимо различать от серьезной болезни; эта связь была обнаружена у пациентов, которые не требовали кортикостероидной терапии для лечения серьезных симптомов, несмотря на длительный курс болезни. Yamaguchi с колл. [45] отметили, что TNFB1 был связан с увеличенным производством и TNF-b и TNF-a, таким образом этот полиморфизм может иметь функциональную роль при саркоидозе.

Связь между синдромом Лёфгрена и TNFA2 была подтверждена в недавнем исследовании 196 британских и голландских пациентов и 576 индивидуумов в контрольной группе [43]. Это исследование изучало пять диаллельных полиморфизмов промотора гена TNF, включая замену G на А в позиции -308 (в настоящее время перенумерована в позицию -307). Этот более редкий аллель TNFA2 не был связан с восприимчивостью к саркоидозу во всей группе, но был сильно связан с синдромом Лёфгрена (n=15). Однако, существенное увеличение частоты аллеля -857T было найдено во всей группе пациентов с саркоидозом. Из пациентов с саркоидозом, 25.5 % несли -857T аллель по сравнению с 14.1 % контрольной группы; частота аллеля была 13.5 % у пациентов против 7.3 % в контрольной группе. Этот аллель был связан с более высокой транскрипционной активностью промотора.

Интересно, что этот аллель не ассоциировался с пациентами с синдромом Лёфгрена. В дополнительном исследовании 228 пациентов с саркоидозом, включая 46 с синдромом Лёфгрена, были построены шесть гаплотипов, согласно пяти полиморфизмов промотора TNF-a [44]. Аллель -307A, связанный с синдромом Лёфгрена, наблюдался исключительно в гаплотипе 2. Аллель -857T, связанный с восприимчивостью к саркоидозу, но редко представленный у пациентов с синдромом Лёфгрена, наблюдался исключительно в гаплотипе 4. Имелась сильная связь между гаплотипом 2 и стадией I болезни, включая синдром Лёфгрена (p=6.66*10^-11) и с благоприятным течением болезни в течение более 4 лет. Гаплотип 4 был сильно связан со стадиями II - IV болезни (p_с<0.01) и с рентгенографическим прогрессом болезни в течение более 4 лет.

Связь между кардиосаркоидозом и аллелем TNFA2 у японских пациентов наблюдалась из-за неравновесного сцепления с аллелем HLA-DQB1*0601 [33, 41]. Остается неясным, являются ли связь с полиморфизмами TNF функциональной или оба аллеля находятся в неравновесном сцеплении с другим участком в другом регионе MHC.

Интерлейкин-1. Rybicki с колл. [75] изучили шесть полиморфных маркеров, которые были связаны с некоторыми генами цитокинов у чернокожих пациентов и идентифицировали два аллеля, которые могут быть связаны с саркоидозом. При наличии аллелей IL-1a*137 и F13A*188, риск саркоидоза увеличивался в 6 раз, повышаясь до 15 при наличии истории семейного саркоидоза. Маркер F13A близок к гену IRF-4 (фактор транскрипции). Важность IL-1 в гранулематозном воспалении хорошо известна; меньше известно о роли IRF-4.

Чешские исследователи изучили полиморфизмы кластера генов IL-1 на хромосоме 2q13-21 [46]. Они изучали диаллельные полиморфизмы генов IL-1a и IL-1b, полиморфизм 86-bp VNTR (VNTR - переменное число тандемных повторов) в интроне 2 и полиморфизм гена антагониста рецепторов IL-1 (IL-1RN). Было обнаружено увеличение частоты генотипа IL-1a -889 1.1 (гомозиготы C/C) у 95 пациентов с саркоидозом по сравнению с контрольной группой (60.0 % против 44.2 %, p=0.012). Имелось соответствующее уменьшение числа IL-1a -889 1.2 (C/T) гетерозигот (32.6 % против 47.7 %, p=0.015). RR для IL-1a -889 1.1 гомозиготы по сравнению с 1.2 гетерозиготами или 2.2 гомозиготами был 1.9. Эти результаты совместимы с исследованием Rybicki с колл. [75] у чернокожих. Однако, исследование этого же самого полиморфизма у 147 британских пациентов с саркоидозом и 101 индивидуума в контрольной группе и 102 голландских пациентов с саркоидозом и 166 индивидуумов в контрольной группе, не смогло воспроизвести эту связь в обоих популяциях [76]. Это заставило Rybicki [75] предположить, что ранее сообщенные связи возможно наблюдались из-за неравновесности сцепления в пределах кластера генов IL-1 между аллелем IL-1a -889C и неизвестным локусом, который фактически ответственен за риск саркоидоза. Популяционные различия могли бы объяснить неудачу воспроизведения этой связи в британской и голландской популяции.

Интерлейкин-18. Как известно, IL-18 действует в синергизме с IL-12, стимулируя производство IFN-g Th1 клетками. IL-18 экспрессирован в здоровом эпителии дыхательных путей, его экспрессия увеличена в саркоидных тканях. Уровни IL-18 в сыворотке и БАЛ у пациентов с саркоидозом высокие. Поэтому, IL-18 является привлекательным геном-кандидатом.

Японское исследование генотипировало 119 пациентов с саркоидозом и 130 индивидуумов в контрольной группе для двух полиморфизмов, влияющих на активность промотора после стимуляции [47]. Было обнаружено существенное увеличение процента пациентов, несущих аллель C в позиции -607. Эта позиция может быть участком сцепления для cAMP-реактивного элемента связывающего белка (CREB). Было предположено, что аллель А в этой позиции может влиять на сцепление с CREB, уменьшая ответную реакцию с последующим уменьшением экспрессии IL-18.

Фактор ингибиторования миграции макрофагов. Как известно, фактор ингибиторования миграции макрофагов стимулирует T-клетки и участвует в аллергических реакциях замедленного типа; полиморфизмы этого гена были исследованы в группе испанских пациентов с узловатой эритемой [48]. SNP в позиции -173 (замена G на C) был генотипирован у 28 пациентов с саркоидозом и узловатой эритемой, 70 пациентов с другими этиологиями и у 122 индивидуумов здоровой контрольной группы. Аллель C наблюдался значительно чаще в группе пациентов с саркоидозом и узловатой эритемой по сравнению с другими пациентами с узловатой эритемой и контрольной группой. Пациенты с аллелем С имели увеличенный риск саркоидоза по сравнению с пациентами без этого аллеля. Замена G на C в 5' фланкирующем регионе, создает AP-4 участок сцепления и поэтому может иметь функциональное значение в управлении транскрипцией.

Ингибитор NFkappaB-a. NFkappaB - один из нескольких факторов, которые влияют на экспрессию гена цитокинов. У покоящихся клеток, NFkappaB в цитоплазме клеток связан ингибитором IkappaB. Ингибитор IkappaB деградирует при фосфорилировании, инициируя транскрипцию. IkappaB-a, который является необходимым для нормальной терминации (остановки синтеза полипептидной цепи IkappaB), имеет три полиморфизма гена IkappaB в регионе промотора на хромосоме 14. 205 английских и голландских пациентов с саркоидозом были генотипированы для этих полиморфизмов и сравнены с 201 индивидуумом в контрольной группе [49]. Аллель T в позиции -297 был сильно связан с восприимчивостью к болезни (p=0.008). Однако, этот аллель не был связан с серьезностью болезни и с функцией легких. Однако, частота аллеля T в позиции -826 была существенно меньше в рентгенографических стадиях II - IV, предлагая, что он может быть протектором против фиброзной болезни. Функциональное значение этих полиморфизмов не известно.

Хемокины

Множество хемокинов и их рецепторов играют важную роль в патогенезе саркоидоза. Они включают RANTES, MCP-1 и MIP-1a. Они производятся альвеолярными макрофагами и их увеличенные уровни могут коррелировать с серьезностью болезни (таблица 4).

CCR2. CCR2 - рецептор для семейства MCP. Этот рецептор также действует как корецептор при ВИЧ инфекции. Полиморфизм гена CCR2 V64I (замена изолейцина на валин в позиции 64) имеет протективный эффект против прогресса ВИЧ к СПИД. Этот аллель был изучен у японских пациентов с саркоидозом и полиморфизм V64I был связан с более низким риском саркоидоза у 100 пациентов и 122 индивидуумов в контрольной группе (p<0.0017) [50]. Этот полиморфизм также был изучен у 65 чешских пациентов с саркоидозом и 80 индивидуумов в контрольной группе [52]. Частота полиморфизма была уменьшена у пациентов по сравнению с контрольной группой, но различие не было статистически значимым (6.9 % против 11.9 %; p=0.17).

Spagnolo с колл. [51] исследовали ген CCR2 более подробно, генотипировав 304 голландских пациетов (90 с саркоидозом без синдрома Лёфгрена, 47 с синдромом Лёфгрена, 167 контрольная группа) для восьми SNP (включая V64I). При анализе всех пациентов с саркоидозом, статистически существенных различий в частоте любого аллеля найдено не было. Однако, при анализе только пациентов с синдромом Лёфгрена, была найдена статистически значимая связь с пятью из этих аллелей при сравнении с пациентами без синдрома Лёфгрена и контрольной группой. Полиморфизм V64I не был в числе аллелей, связаных с синдромом Лёфгрена. На основании восьми полиморфизмов, авторы построили девять гаплотипов. У пациентов с синдромом Лёфгрена, существенное увеличение частоты CCR2-гаплотипа 2, который включает четыре уникальных аллеля (с позициями нуклеотидов А в -6752, А в 3,000, T в 3,547 и T в 4,385), наблюдалось чаще по сравнению с контрольной группой (74 % против 38 %, соответственно; p<0.0001), принимая во внимание, что никаких различий не было найдено между пациентами без синдрома Лёфгрена и контрольной группой (обе группы 38 %). Связь осталась сильной после коррекции для двух других известных связей с синдромом Лёфгрена, женского пола и гаплотипов HLA DRB1*0301- DQB1*0201. Как эта связь должна быть интерпретирована, остается неясным. Пока не известно, какой из полиморфизмов имеет функциональный эффект, который может объяснить эту связь или функциональный эффект наблюдается из-за пока еще неопознанного полиморфизма гена CCR2 или соседнего гена, который находится в неравновесном сцеплении с CCR2. Также остается неясным, предрасполагает ли этот гаплотип CCR2 к синдрому Лёфгрена всех носителей этих аллелей или только HLA DRB1*0301- DQB1*0201-позитивных. У HLA DRB1*0301-DQB1*0201-отрицательных пациентов с синдромом Лёфгрена, CCR2 гаплотип не был частым, но число пациентов в этой подгруппе было слишком мало для категорических статистических заключений.

CCR5. CCR5 действует как рецептор хемокинов RANTES и MIP-1A. Делеция 32-bp гена CCR5 (CCR5D32) приводит поверхностные рецепторы в нефункциональное состояние. В исследовании 66 чешских пациентов с саркоидозом и 386 индивидуумов в контрольной группе, этот аллель более часто наблюдался у пациентов с саркоидозом [52]. Кроме того, этот аллель был связан с клинически более очевидной болезнью; она была обнаружена у 39.1 % пациентов, требующих лечения кортикостероидами, но только у 16.7 % пациентов, которые не нуждались ни в каком лечении. Это исследование предполагает, что ген CCR5 влияет на восприимчивость к болезни и ее серьезность.

RANTES. RANTES, член C-C семейства хемокинов, производится на участках гранулематозного воспаления и является мощным хемоаттрактантом лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов. Японское исследование генотипировало 114 пациентов с саркоидозом и 136 здоровых индивидуумов в контрольной группе для A/G SNP в позиции -403 промотора гена RANTES [53]. Было обнаружено, что менее обычный AA генотип был связан с болезнью в трех или большем количестве органов. Этот генотип был связан с более высоким отношением CD4+/CD8+ в БАЛ, чем для GA или GG генотипов. Было предположено, что аллель AA может быть фактором риска более обширной болезни у японских пациентов.

Заключение

Самые сильные связи между генотипом и фенотипом саркоидоза найдены в регионе MHC на хромосоме 6. Другие кандидаты являются менее привлекательными и большинство связей были невоспроизводимы или не подтверждены функционально. В будущем необходимо произвести очень точное фенотипирование, как часть транс-этнического подхода к этой болезни, что позволит обнаружить тонкие различия сцепления в различных этнических группах и отличить главные связи от вторичных. Также важными дополнительными методами исследований являются семейные исследования и исследования дизайна случай-контроль.

Резюме

Хотя саркоидоз описан почти во всех популяциях во всем мире, имеются значительные вариации заболеваемости и распространенности различных клинических фенотипов, что предполагает генетическое влияние на восприимчивость к болезни и на ее фенотип. Как было показано в многочисленных семейных исследованиях, для саркоидоза действительно характерна генетическая восприимчивость. В этом обзоре мы намерены кратко обрисовать генетические исследования, проведенные до настоящего времени и выдвинуть на первый план ключевые цели генетических исследований и важность точного фенотипирования. Несмотря на исследование многих логичных (а иногда нелогичных) локусов, достигнуто согласие, что регион главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса II на хромосоме 6 является наиболее перспективным. В этом отношении интересно, что синдром Лёфгрена был сильно связан с аллелями человеческого лейкоцитарного антигена HLA-DQ, HLA-DR и фактором некроза опухоли, предполагая, что другие клинические субтипы и фенотипы также могли бы быть связаны с различными генами восприимчивости. При глобальном подходе к саркоидозу, в исследованиях во всем мире были получены данные, что некоторые аллели HLA-DR являются протекторами от развития саркоидоза, возможно вместе с независимым эффектом гена BTNL2.

Другие исследования дизайна случай-контроль, используя подход гена-кандидата, сообщили о некоторых менее убедительных связях с генами, кодирующими цитокины, хемокины и с генами восприимчивости к инфекции. Из них, связь с рецепторами хемокинов является самой многообещающей.

Разработка более точных определений клинических фенотипов, проведение исследований больших групп пациентов с саркоидозом, включая семейный саркоидоз, должны быть объединены с прогрессом новых технологий, чтобы построить более ясную картину генетики восприимчивости к саркоидозу и фенотипов болезни в будущем.