Chest. 2003;123:1520-1526

Полиморфизм гена cосудистого эндотелиального фактора роста у японских пациентов с саркоидозом

Kazuaki Morohashi, MD; Toshinori Takada, MD, PhD; Kentaro Omori, MD; Eiichi Suzuki, MD and Fumitake Gejyo, MD
From the Division of Respiratory Medicine, Graduate School of Medical and Dental Sciences, Niigata University, Niigata, Japan.

Реферат

Цель: сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) вызывает ангиогенез, является медиатором проницаемости сосудов а также активизирует и привлекает моноциты. VEGF производится активизированными альвеолярными макрофагами, эпителиоидными клетками и многоядерными гигантскими клетками легочных саркоидных гранулем. Недавние отчеты показали, что полиморфизм -627 гена VEGF связан с производством VEGF, а полиморфизм + 813 связан с плазменными уровнями VEGF. Мы исследовали роль этих полиморфизмов в развитии саркоидоза. Методы: мы исследовали полиморфизмы гена VEGF у 103 японских пациентов с саркоидозом и 146 здоровых японских индивидумов в группе контроля. Позиция - 627 полиморфизма была определена, используя TaqMan (TaqMan Laboratory, University of Pittsburgh Cancer Institute; Pittsburgh, PA) полимеразную цепную реакцию (ПЦР). Для генотипирования позиции + 813 полиморфизма, была выполнена ПЦР полиморфизма длины фрагмента рестрикции. Результаты: для + 813 генотипа, СT и TT генотипы чаще были найдены в группе контроля чем у пациентов (OR=0.490; 95% CI от 0.276 до 0.868). Значительное увеличение частоты T аллеля (p = 0.005, Pc = 0.020) наблюдалось в группе контроля. Для - 627 генотипов, среднее значение FEV1/FVC для генотипа CC было ниже, чем генотипа CG, однако, другие клинические результаты не предполагали болезни дыхательных путей при CC генотипе. Заключение: мы предполагаем, что полиморфизм гена VEGF + 813 может уменьшить восприимчивость к саркоидозу.

Введение

Саркоидоз - системная гранулематозная болезнь неизвестной этиологии. Саркоидная гранулема состоит эпителиоидных клеток, окруженных CD4+ лимфоцитами, небольшим числом CD8+ лимфоцитов, гигантскими клетками и зрелыми макрофагами. Привлечение макрофагов и Т-лимфоцитов в поврежденный орган, является важным шагом в развитии саркоидоза. Саркоидоз часто связан с негранулематозными микроангиопатическими повреждениями в различных органах (1). Увеличенная ангиогенез-индуцирующая активность активизированных альвеолярных макрофагов была обнаружена в БАЛ пациентов с легочным саркоидозом (2).

Сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) - эндотелиальный митоген, который вызывает ангиогенез и также является мощным медиатором проницаемости сосудов (3). Биологическое действие VEGF производится через два высокоаффинных рецептора тирозин киназы, fms-подобную тирозин киназу-1 (Flt-1) [VEGF рецептор 1] и фетальную киназу печени-1 [VEGF рецептор 2] (4), чья экспрессия главным образом ограничена эндотелиальными клетками (5). Участие VEGF в активации и привлечении моноцитов производится посредством Flt-1 рецептора (6, 7). Исследование Tolnay (8) показало увеличение транскрипции и производства VEGF и сверхэкспрессию Flt-1 у активизированных альвеолярных макрофагов, эпителиоидных клеток и многоядерных гигантских клеток легочных саркоидных гранулем.

Текущее согласие относительно патогенеза саркоидоза состоит в том, что это результат воздействия на наследственно восприимчивый организм специфических факторов окружающей среды (9). Некоторые полиморфизмы участвуют в восприимчивости к саркоидозу, серьезности, прогрессе и прогнозе болезни (10, 11, 12, 13). Были идентифицированы полиморфизмы VEGF гена (14, 15, 16). Из этих полиморфизмов, два полиморфизма одного нуклеотида (SNP) в позиции - 627 и + 813 были связаны с производством VEGF (15, 16). Мы исследовали SNP гена VEGF у пациентов с саркоидозом и в группе контроля.

Материалы и методы

Пациенты

103 пациента (41 мужчина, 62 женщины) были привлечены в исследование из клиники Niigata University Hospital. Саркоидоз был диагностирован на основании типичных клинических особенностей и наличия эпителиоидных гранулем в экземплярах биопсии легкого, кожи или лимфатических узлов. Все пациенты в исследовании были японцами. Средний возраст пациентов при постановке диагноза был 45.1 лет (диапазон 19 - 74 года). 146 здоровых индивидуумов прооходящих ежегодную экспертизу были отобраны в группу контроля. Все были японцами (73 женщины и 73 мужчины; средний возраст, 43.0 года; диапазон 22 - 70 лет). Группа контроля была согласована по месту жительства, возрасту, полу и этническому происхождению. Исследование было проведено в соответствии с Declaration of Helsinki (1989) и было одобрено комитетом по этике университета Ниигаты. Все пациенты в исследовании дали информированное письменное согласие для участия в исследовании.

Результаты

Из 103 пациентов с саркоидозом, 41 пациент имели СС генотип (39.8 %), 43 пациента имели генотип CG (41.8 %) и 19 пациентов имели GG генотип (18.4 %). Частота C аллели была 60.7 %. Из 146 здоровых индивидуумов группы контроля, 51 имел СС генотип (34.9 %), 60 GG генотип (41.1 %) и 35 GG генотип (24.0 %). Мы не обнаружили никакого значительного различия в распределении генотипов или частотах аллелей между пациентами с саркоидозом и группой контроля. 80 пациентов с саркоидозом имели генотип СС (77.7 %), 23 пациента имели генотип GТ (22.3 %) и ни один пациент не имел генотип ТТ. Частота C аллеля была 88.8 %. Из 146 индивидуумов группы контроля, 92 имели СС генотип (63.0 %), 48 генотип СТ (32.9 %) и 6 генотип ТТ (4.1 %). Было обнаружено значительное различие в частотах аллелей между пациентами с саркоидозом и группой контроля и значительное уменьшение частоты T аллеля у пациентов с саркоидозом (p = 0.005, Pc = 0.020). Частоты гаплотипов, СС, CT, GC и GT в группе контроля были 43.4 %, 12.1 %, 36.0 % и 8.5 %, соответственно. Наблюдалось значительное различие в частотах СС и СТ гаплотипов между пациентами с саркоидозом и группой контроля (p = 0.009, Pc = 0.036; и p = 0.011, Pc = 0.044, соответственно). Наблюдалась сильная неравновесность сцепления между VEGF промотором и 3' UTR аллелями.

Затем мы исследовали связь с вовлечением органов. Были оценены случаи вовлечения глаз (n = 71), кожи (n = 7, папулонодулярные поражения с присутствием гранулем без узловатой эритемы или озноблённой волчанки), сердца (n = 11), вовлечения 3 или более органов (n = 18) и начальные рентгенограммы стадии II или выше (n = 49). Мы не нашли никакой значительной связи между генотипами VEGF и вовлечением органов. Затем мы сравнили функцию легкого среди VEGF генотипов. Была оценена функция легкого у 93 пациентов с саркоидозом с - 627 генотипом. 38 пациентов имели генотип CC , 37 пациентов GC и 18 пациентов GG. Никаких различий между группами по статусу курения или истории астмы не было. Хотя среднее значение FEV1/FVC среди генотипов не отличалось (p = 0.015, Pc = 0.060), FEV1/FVC при GG генотипе был значительно ниже, чем в CC и GC группе (p = 0.012, Pc = 0.048; и p = 0.006, Pc = 0.024, соответственно). Мы рассмотрели истории болезни 18 пациентов с генотипом GC. Никаких хрипов при аускультации у всех пациентов, никакого эндобронхиальногго поражения кроме дилатации капилляров у 2 из 17 пациентов при бронхоскопии или никаких бронхиальных ненормальностей кроме небольшого утолщения бронхиальной стенки у 2 из 16 пациентов отмечено не было.

Обсуждение

Мы исследовали два полиморфизма гена VEGF, чтобы определить, связаны ли эти полиморфизмы с восприимчивостью к саркоидозу в группе японских пациентов. Мы обнаружили значительное различие в частоте аллелей в локусе + 813 между группой контроля и пациентами с саркоидозом. Частота T аллеля была существенно ниже у пациентов с саркоидозом, предполагая, что полиморфизм + 813 связан с меньшим риском саркоидоза.

VEGF - мощный морфогенетический цитокин, который модулирует эмбриональный ангиогенез и образование и развитие сосудов, действуя как мощный митоген эндотелиальных клеток (19, 20, 21). Саркоидоз часто связан с негранулематозными микроангиопатическими повреждениями, включая повреждение капилляров в скелетных мышцах, сердечной мышце и легком, гломерулопатию, изменения сосудов глазного дна и бронхов и ухудшение периферического кровообращения (1). VEGF усиливает активацию и миграцию моноцитов посредством Flt-1 рецепторов in vitro (6, 7), что является ключевым событием в формировании гранулемы. Были идентифицированы SNPs гена VEGF (14, 15, 16). Watson (15) показал, что аллель G в позиции - 627 влияет на активность транскрипции и увеличивает производство VEGF мононуклеарными клетками периферической крови. T аллель в позиции + 813 был связан со значительным снижением плазменных уровней VEGF у здоровых мужчин (16). В нашем исследовании пациентов с саркоидозом, наблюдалось значительное уменьшение частоты T аллеля в позиции + 813, хотя никаких значительных различий в частоте аллеля в позиции - 627 не было обнаружено. Было предположено, что полиморфный участок + 813 находится в пределах сайта сцепления фактора транскрипции, активизирующего энхансеры (специфическая последовательность нуклеотидов, многократно усиливающая транскрипцию генов) (16). Белок-активатор является фактором транскрипции симметричного элемента пространственной структуры некоторых ДНК-связывающихся белков, многие из которых участвуют в регуляции экспрессии генов (22, 23, 24). Поэтому, T аллель в позиции + 813 возможно может уменьшать специфичность этого мотива (мотив - характерная последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах или аминокислот в полипептидах, выполняющая определенные функции), приводя к уменьшению экспрессии VEGF. Индивидуумы, с T аллелем, возможно, имеют уменьшенный приток моноцитов, что является одной из ключевых патофизиологических особенностей саркоидоза. Другое возможное объяснение связи между SNP и восприимчивостью к саркоидозу, может быть неравновесность сцепления между этим SNP и другой, пока еще неизвестной функциональной мутацией гена VEGF. Наши результаты предполагают, что SNP гена VEGF в позиции + 813 может играть важную роль и что T аллель может иметь защитный эффект при саркоидозе.

Ген VEGF экспрессируется рядом клеток, включая легочные эпителиальные клетки (25). Саркоидоз является системной гранулематозной болезнью, почти всегда с легочными проявлениями. Не обнаружено никакой очевидной корреляции между генотипом и клинической формой болезни. Таким образом, VEGF не может иметь большого эффекта при внелегочном вовлечении при саркоидозе. Ангиогенез - особенность ремоделирования дыхательных путей при бронхиальной астме. Hoshino (26) сообщил, что VEGF может играть важную роль в ангиогенезе и последующем ремоделировании дыхательных путей при бронхиальной астме. VEGF также может вносить вклад в хроническое воспаление дыхательных путей и ангиогенез при саркоидозе. Хотя мы обнаружили слабую связь между средним значением FEV1/FVC и GG генотипом, мы не обнаружили ни каких существенных ненормальностей при бронхоскопии или компьютерной томографии, предполагающих болезнь дыхательных путей, кроме двух пациентов в группе GG. Среднее значение FEV1/FVC в группе GG было меньше по сравнению с группами CC или CG, однако, это значение находилось нормальном диапазоне. Наиболее вероятно, это ложноположительный результат.

Недавно сообщалось о двух исследованиях полиморфизма VEGF. Awata (27), сообщил, что C(-627)G полиморфизм 5' UTR VEGF гена - новый генетический фактор риска диабетической ретинопатии. Shahbazi (28) указал, что - 1154*G-и - 2578*C генотипы, кодирующие увеличение производства VEGF, сильно связаны с острым отторжением почечного аллотрансплантата и могут быть полезными маркерами риска отторжения. Исследование роли таких SNPs в развитии саркоидоза в настоящее время находится в стадии реализации.