Ассоциация полиморфных вариантов генов COMT и MAO-B с чувствительностью к дофаминергической терапии у пациентов с болезнью Паркинсона

Полный текст

Введение

Болезнь Паркинсона (БП) является одним из наиболее распространённых нейродегенеративных заболеваний, характеризуется прогрессирующим разрушением прежде всего дофаминергических нейронов в области чёрной субстанции головного мозга, что ведёт к резкому дефициту дофамина и появлению таких симптомов, как замедленность движений, мышечная ригидность и тремор покоя [1, 2]. С каждым годом растёт количество людей с БП, причём это объясняется не только постарением населения, по-видимому, играют роль определённые взаимодействия генетических, эпигенетических и экологических факторов, понимание которых требует дальнейшего изучения [3–5].

Основу фармакотерапии БП составляют препараты леводопы и другие дофаминергические препараты [6]. Леводопа, являясь предшественником дофамина и проникая через гематоэнцефалический барьер, превращается в дофамин и восполняет дефицит этого нейромедиатора. Другие препараты, такие как агонисты дофаминовых рецепторов, ингибиторы моноаминоксидазы B (МАО-В) и препараты амантадина, непосредственно влияют на дофаминовые рецепторы либо усиливают/пролонгируют действие леводопы [7, 8].

Генетические особенности отдельно взятого пациента могут явиться одним из ведущих факторов, определяющих терапевтический ответ на дофаминергическую терапию. Дофамин метаболизируется двумя ферментами: катехол-О-метилтрансферазой (КОМТ) и моноаминоксидазой типа Б (МАО-Б), которые кодируются генами COMT и MAO-B, расположенными на хромосомах 22q11.21 и Xp11.3 соответственно [9].

Полиморфный вариант Val158Met (rs4680) гена COMT значительно изменяет активность фермента. Аллель G, кодирующий валин, ассоциирован с более высокой активностью фермента КОМТ и, как следствие, более быстрым истощением запасов дофамина в синапсе; аллель A, кодирующий метионин, связан с медленной активностью КОМТ и более длительным сохранением дофамина в синапсе [10]. Полиморфный вариант A644G (rs1799836) гена MAO-B может изменять активность фермента МАО-Б. Так, генотипы ТТ (АА), ТС (AG), СС (GG) связаны с высокой, промежуточной и низкой активностью данного фермента соответственно [11].

Большинство исследований посвящены изучению ассоциаций полиморфных вариантов генов COMT и MAO-B с развитием лекарственных дискинезий и моторных флуктуаций у пациентов с БП [12–16], но нет исследований, направленных на изучение выраженности ответа на дофаминергическую терапию в зависимости от носительства полиморфных вариантов. Это обусловило выбор конкретных генов и полиморфных вариантов, включённых в настоящее исследование.

Цель исследования — изучение взаимосвязи между выраженностью ответа на дофаминергическую терапию и носительством полиморфных вариантов генов COMT (rs4680) и MAO-B (rs1799836) у пациентов с БП.

Материалы и методы

Исследование проведено на базе Центра нейродегенеративных заболеваний Клиники ЯНЦ КМП и включило 96 пациентов (43 мужчины и 53 женщины) с БП 2–3-й стадии по модифицированной шкале Hoehn–Yahr в период с января 2021 г. по декабрь 2022 г.

Критерии включения в исследование:

• клинически достоверный диагноз БП по критериям Международного общества изучения расстройств движения и БП (2013);
• постоянный приём препаратов леводопы или других противопаркинсонических препаратов как минимум в течение предшествующего года;
• возраст 18 лет и старше.

Критерии невключения:

• пациенты со вторичным паркинсонизмом или паркинсонизмом в рамках мультисистемных нейродегенераций;
• пациенты с тяжёлыми соматическими заболеваниями;
• пациенты, которые принимали холинолитики, антидементные препараты, антидепрессанты в течение предшествующих 6 мес;
• отказ от участия в исследовании.

Исследование проводилось при добровольном информированном письменном согласии пациентов. Протокол исследования одобрен локальным комитетом по биомедицинской этике ЯНЦ КМП (протокол № 51 от 17.12.2020).

Средний возраст пациентов составил 66,58 ± 9,37 года (95% ДИ 64,68–68,48), средняя продолжительность болез-

ни — 5,71 ± 3,59 года (95% ДИ 4,98–6,44). Большинство пациентов (66,7%) принимали препараты леводопы/карбидопы, медиана суточной дозы составила 500,0 [375, 0; 750, 0] мг. 40,6% пациентов принимали комбинированную дофаминергическую терапию. В табл. 1 приведена полная характеристика включённых в исследование пациентов.

 

Таблица 1. Характеристика обследованных пациентов с БП

Параметр	Значение
Всего пациентов	96
Мужчины, n (%)	43 (44,8)
Средний возраст, лет	66,58 ± 9,37
Средняя продолжительность болезни, лет	5,71 ± 3,59
Форма болезни, n (%):
смешанная	65 (67,7)
акинетико-ригидная	18 (18,8)
дрожательная	13 (13,5)
Приём препаратов леводопы/карбидопы, n (%)	64 (66,7)
Медиана [Q1; Q3] суточной дозы леводопы, мг	500,0 [375, 0; 750, 0]
Комбинированная дофаминергическая терапия, n (%)	39 (40,6)
Приём агонистов дофаминовых рецепторов, n (%)	45 (46,9)
Приём препаратов амантадина, n (%)	31 (32,3)
Медиана [Q1; Q3] эквивалентной суточной дозы леводопы, мг/сут	500,0 [300, 0; 750, 0]
Средний балл по Унифицированной рейтинговой шкале БП, 3-я часть:
1-я фаза	54,25 ± 16,57
2-я фаза	32,53 ± 15,69
Средний балл по Монреальской шкале оценки когнитивных функций:
1-я фаза	19,6 ± 4,97
2-я фаза	23,43 ± 4,97

 

Всем включённым в исследование пациентам проводили тест эффективности принимаемой дофаминергической терапии. После получения согласия пациенту отменяли все принимаемые противопаркинсонические препараты до достижения наихудшего состояния (1-я фаза), по оценке самого пациента, во время которого изучали двигательные нарушения (3-я часть шкалы Унифицированной рейтинговой шкалы БП). Затем после приёма однократной дозы уже принимаемых дофаминергических препаратов и достижения наилучшего эффекта (2-я фаза) двигательные нарушения оценивали повторно. Мы принимали баллы в наихудшем состоянии как исходный уровень и рассчитывали их изменение (в %) в наилучшем состоянии после приёма дофаминергических препаратов.

Молекулярно-генетическое исследование проведено в лаборатории молекулярной генетики Центра предиктивной медицины и биоинформатики Республиканской клинической больницы № 3. Забор крови у пациентов производили из кубитальной вены в вакуумные пробирки «Improvacuter» («Guangzhou Improve Medical Instruments»), содержащие 0,5 М раствор этилендиаминтетрауксусной кислоты. Выделение геномной ДНК осуществляли с помощью набора для выделения ДНК/РНК «Амплисенс РИБО-ПРЕП» (ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора) согласно инструкции производителя. Выделенную ДНК хранили при –20°С. Полиморфные варианты генов COMT (rs4680) и MAO-B (rs1799836) определяли методом полимеразной цепной реакции в реальном времени на амплификаторе нуклеиновых кислот «CFX 96» («Bio-Rad») с использованием коммерческих наборов реагентов (rs4680: «Синтол»; rs1799836: «ТестГен»). Для генотипирования полиморфного варианта rs4680 гена COMT использовали праймеры 5'-TCGTGGACGCCGTGATTCAGG-3' и 5'-AGGTCTGACAACGGGTCAGGC-3', для генотипирования полиморфного варианта rs1799836 гена MAO-B — праймеры 5'-GGAACCTCTTATACCACAGG3 и 5'-GACTGCCAGATTTCATCCTC-3'. Для анализа результатов генотипирования применяли технологию аллельных дискриминаций TaqMan и флюоресцентных зондов.

Статистическую обработку полученных данных выполняли в программе «SPSS Statistics v. 25.0». Количественные данные проверяли на нормальность распределения с использованием критериев Колмогорова–Смирнова и Шапиро–Уилка. При нормальном распределении количественные данные представляли в виде среднего значения и стандартного отклонения (M ± SD) с расчётом 95% доверительного интервала (ДИ). При распределении, отличном от нормального, данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха (Me [Q25; Q75]). Однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) применён для сравнения 3 групп независимых количественных переменных при нормальном распределении, при статистически значимом различии проводился апостериорный post-hoc-анализ. Для сравнения 2 групп независимых количественных переменных при нормальном распределении применяли t-критерий для независимых выборок. Качественные данные приведены в виде частот (%). Значимыми различия считали при p ≤ 0,05.

Распределение генотипов проверяли на соответствие равновесию Харди–Вайнберга. На рис. 1 представлено частотное распределение генотипов включённых в исследование полиморфных вариантов генов.

 

Рис. 1. Распределение частот генотипов в генах MAO-B и COMT.

 

Результаты

В табл. 2 представлено сравнение разности двигательного дефицита пациентов с БП в двух фазах исследования в зависимости от носительства полиморфного варианта rs4680 гена COMT. Носители генотипа GG по сравнению с носителями генотипа АА характеризовались более выраженным снижением двигательного дефицита в ответ на проводимую противопаркинсоническую терапию, однако различия не были значимыми. Аллельный анализ показал, что носители аллеля G гена COMT (rs4680) лучше отвечают на дофаминергическую терапию, чем носители аллеля A (p = 0,038).

 

Таблица 2. Ассоциация полиморфного варианта rs4680 гена COMT с ответом на дофаминергическую терапию

Генотип/аллель	Разница по 3-й части Унифицированной рейтинговой шкалы БП (%)
	n	M ± SD	95% ДИ	p
GG	42	45,30 ± 17,80	39,77-50,87	0,12
GA	17	36,15 ± 18,90	26,39-45,91
AA	37	39,07 ± 16,17	33,68-44,46
G	101	43,78 ± 18,15	40,20-47,36	0,038
A	91	38,53 ± 16,58	35,07-41,97

 

Поскольку ген MAO-B располагается на X-хромосоме, анализ проводили как в общей выборке, так и раздельно по гендерной принадлежности. В общей выборке мы не выявили статистически значимого различия в ответе на противопаркинсоническую терапию в зависимости от распределения генотипов, хотя меньшее снижение двигательного дефицита наблюдалось у гетерозигот (p = 0,093). Среди мужчин также не обнаружили статистически значимых различий в зависимости от носительства аллеля T или аллеля C (p = 0,941). У женщин однофакторный дисперсионный анализ выявил значимую (p = 0,043) разницу в динамике двигательного дефицита в зависимости от генотипов полиморфного варианта rs1799836.

Апостериорный тест показал, что разница обусловлена различиями в генотипах гетерозигот TС и гомозигот по мутантному аллелю CC (35,45 ± 17,78 против 55,16 ± 11,22; p = 0,019). Следовательно, генотип СС у женщин ассоциировался с лучшим ответом на дофаминергическую терапию. В то же время аллельный анализ, проведённый как в общей группе, так и раздельно по гендерному признаку, значимых различий не выявил (табл. 3).

 

Таблица 3. Ассоциация полиморфного варианта rs1799836 гена MAO-B с ответом на дофаминергическую терапию

Генотип/аллель	n	Разница по 3-й части Унифицированной рейтинговой шкалы БП, %		p
		M ± SD	95% ДИ
Общая выборка
TT	56	42,02 ± 18,23	37,13-46,90	0,093
TC	20	35,27 ± 17,3	27,16-43,38
CC	20	45,26 ± 15,29	38,10-52,42	0,724
T	132	40,99 ± 18,13	37,87-44,12
C	60	41,93 ± 16,42	37,69-46,17
Мужчины
T	30	40,22 ± 17,74	35,71-44,74	0,941
C	13	39,93 ± 14,51	34,07-45,79
Женщины
TT	26	44,09 ± 19,05	36,39-51,78	0,043 p TT,TC = 0,1* p TT,CC = 0,344* p TC,CC = 0,019*
TC	20	35,45 ± 17,78	26,89-44,02
CC	7	55,16 ± 11,22	44,78-65,53
T	72	41,78 ± 18,86	37,32-46,24	0,604
C	34	43,82 ± 17,97	37,44-50,18

Примечание. *Для апостериорного теста использован критерий Шеффе.

 

Обсуждение

Полиморфные варианты генов COMT и MAO-B, включённые в настоящее исследование, ранее неоднократно на разных популяциях изучались как с целью определения риска развития БП, так и для определения взаимосвязи с ответом на фармакотерапию болезни. В метаанализе, основанном на анализе 20 исследований «случай–контроль» и включением 2846 опытных образцов и 3508 контрольных образцов, было доказано, что генотип AA полиморфного варианта A644G гена MAO-B связан с повышенным риском БП по сравнению с генотипами AG + GG (OR = 1,32; 95% ДИ 1,18–1,47) [17]. Напротив, генотипы AG и GG были ассоциированы с более частым и более ранним развитием лекарственных дискинезий у пациентов с БП, что авторы объясняли низкой активностью фермента МАО-Б и более высоким уровнем содержанием дофамина в синаптической щели [12, 18]. Изучалось также влияние гаплотипов гена COMT (rs6269:A>G; rs4633C>T; rs4818:C>G и rs4680:A>G) на дозу леводопы у пациентов с БП. В ходе исследования было установлено, что пациенты, имеющие гаплотип G_C_G_G, ассоциированный с высокой активностью фермента КОМТ, по сравнению с носителями других гаплотипов, принимают более высокие дозы леводопы (604,2 ± 261,9 мг против 512,2 ± 133,5 мг, p < 0,05) [19]. Изучение влияния генов MAO-B и COMT на развитие БП в якутской популяции только планируется, с акцентом на этническую принадлежность.

В исследовании мы оценили, может ли носительство определённых генотипов или аллелей полиморфных вариантов генов COMT и MAO-B влиять на чувствительность к дофаминергической терапии пациентов с БП. Под дофаминергической терапией мы подразумевали любую терапию, способную усилить дофаминергическую передачу. Это лечение препаратами леводопы, агонистами дофаминовых рецепторов, ингибиторами МАО-Б, препаратами амантадина. Мы не включили в исследование пациентов, принимающих любые другие препараты, которые могут изменить ответ на проводимую противопаркинсоническую терапию как в сторону усиления, так и в сторону угнетения. По результатам нашего исследования, носители аллеля G полиморфного варианта rs4680 гена COMT отличались более выраженным снижением двигательного дефицита при приёме противопаркинсонических препаратов. Однако генотип GG и аллель G ассоциируются с высокой активностью фермента КОМТ и, следовательно, быстрым истощением запасов дофамина [15]. Наш вывод не вполне сходится с этими данными, вероятно, имеют место и другие механизмы, определяющие выраженность ответа.

По нашим данным, женщины — носители генотипа CC гена MAO-B (rs1799836) отличались лучшим ответом на проводимую противопаркинсоническую терапию. Генотип СС (в большинстве исследований обозначается как GG) связан с низкой активностью фермента МАО-Б [17]. Следовательно, носители данного генотипа могут нуждаться в более низких дозах противопаркинсонических препаратов или иметь лучший ответ на эквивалентные дозы препаратов. В то же время T. Sampaio и соавт. установили, что мужчины — носители аллеля G гена MAO-B (rs1799836) имеют более высокий относительный шанс лечения, напротив, высокими дозами леводопы (> 600 мг/сут; p = 0,04); в то же время у женщин значимых различий по частоте носительства генотипов и аллелей данного полиморфизма и приёму различных доз леводопы не выявлено [12].

Наше исследование имеет ряд существенных ограничений, главное из которых — отсутствие разделения пациентов по группе принимаемых противопаркинсонических препаратов. Вероятно, носители различных генотипов будут по-разному реагировать на препараты леводопы, агонисты дофаминовых рецепторов и другие препараты. Несмотря на это, мы установили, что чувствительность к дофаминергической терапии зависит от полиморфных вариантов генов, продукты которых участвуют в метаболизме леводопы. Во-вторых, пациенты принимали противопаркинсонические препараты в различных дозах. В связи с этим было решено рассчитать разность в фазах исследования не в абсолютных числах (баллах), а в процентах. В ходе исследования мы не меняли дозы уже принимаемых препаратов. Мы временно отменяли принимаемые противопаркинсонические препараты на ночь, однако большинство пациентов к утру следующего дня не достигали наихудшего состояния, в связи с чем период отмены был пролонгирован. Третьим важным ограничением является малый объём выборки и отсутствие разделения пациентов по этнической принадлежности. Мы предполагаем, что представители различных этносов также будут иметь особенности в чувствительности к противопаркинсонической терапии.

Заключение

На основе полученных данных можно предположить, что не только развитие лекарственных дискинезий и моторных флуктуаций, но и чувствительность к дофаминергической терапии в целом у пациентов с БП может быть обусловлена носительством определённых полиморфных вариантов генов COMT и MAO-B. Безусловно, необходимы более масштабные исследования с разделением пациентов по принимаемым противопаркинсоническим препаратам и этнической принадлежности.

Об авторах

Юлия Ильинична Хабарова

Якутский научный центр комплексных медицинских проблем

Автор, ответственный за переписку.
Email: september062007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5674-4426

м. н. с., врач-невролог, зав. неврологическим отделением Центра нейродегенеративных заболеваний Клиники

Россия, Якутск

Алексей Алексеевич Таппахов

Якутский научный центр комплексных медицинских проблем; Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова

Email: september062007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4159-500X

канд. мед. наук, доцент каф. «Неврология и психиатрия» Медицинского института, с. н. с. Центра нейродегенеративных заболеваний

Россия, Якутск; Якутск

Татьяна Егоровна Попова

Медицинская клиника «Лотос»

Email: september062007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1062-1540

д-р мед. наук, врач-невролог

Россия, Якутск

Надежда Евгеньевна Максимова

Республиканская клиническая больница № 3

Email: september062007@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-9677-7526

биолог Центра предиктивной медицины и биоинформатики

Россия, Якутск

Александра Степановна Асекритова

Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова; Республиканская клиническая больница № 3

Email: september062007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5378-2128

канд. мед. наук, доцент каф. «Внутренние болезни и общеврачебная практика (семейная медицина)» Медицинского института, зав. Центром предиктивной медицины и биоинформатики

Россия, Якутск; Якутск

Ольга Викторовна Татаринова

Якутский научный центр комплексных медицинских проблем; Республиканская клиническая больница № 3

Email: september062007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5499-9524

д-р мед. наук, главный врач, с. н. с.

Россия, Якутск; Якутск

Список литературы

Дополнительные файлы