Генетические факторы риска ишемического инсульта

Среди неврологических заболеваний церебральный инсульт является одной из наиболее значимых медицинских и социальных проблем в большинстве стран мира, в том числе и в Российской Федерации. Высокий уровень летальности и инвалидизации перенесших инсульт людей выводит проблему далеко за рамки чисто медицинских вопросов, делает ее социально значимой в национальном масштабе, усугубляющей сложившуюся в силу различных причин демографическую ситуацию в стране.

Исследования показали, что в абсолютном большинстве случаев (около 90%) ишемический инсульт (наиболее распространенный тип инсульта в популяции) – это мультифакториальное заболевание, в развитии которого участвуют в разнообразных и сложных комбинациях особенности образа жизни, факторы окружающей среды и индивидуальные генетические особенности (степень риска развития инсульта зависит от количества имеющихся факторов: сочетание 2 – 3 из них резко увеличивает опасность острого нарушения мозгового кровообращения [ОНМК]).

В когортных исследованиях было показано, что у пациентов, родственники которых перенесли инсульт, риск развития этого заболевания выше на 30%. К сказанному следует добавить, что влияние генетических факторов имеет большое значение даже в развитии инсульта после 70 лет.

В последние десятилетия было проведено большое количество исследований, посвященных молекулярно-генетическому анализу ишемического инсульта в различных популяциях. При этом очевидно, что нельзя говорить о доминирующей роли какого-либо одного гена. Вероятнее всего, речь идет о множестве самых разных генов, совокупное действие которых участвует в формировании так называемой полигенной предрасположенности.

Внедрение молекулярно-генетических технологий диагностики ишемических инсультов в рутинную практику позволит осуществлять персонализированную диагностику, лечение и профилактику ОНМК в группах риска, увеличивать эффективность предиктивных мер в борьбе с ишемическими инсультами.

Необходимо отметить, что непосредственным предметом поиска при выявлении ассоциативных связей являются однонуклеотидные, или точечные, замены оснований в генах (SNP), детерминирующих компоненты той или иной молекулярно-биологической системы. Замещение одного нуклеотида в одном или обоих аллелях гена обусловливает эффект мутации – снижение функциональной активности кодируемой молекулы, значительно реже возможны варианты усиления функции или же ее полного исчезновения.

Исходя из известных патогенетических механизмов развития ишемического инсульта, исследовательский поиск направлен по основным ферментно-метаболическим системам: воспалительный каскад, гемореологические реакции, оксидативный стресс, молекулярные механизмы сигнальных взаимодействий. Проведен ряд исследований для поиска новых кандидатных полиморфных вариантов, влияющих на риск развития ОНМК, а также полногеномных, включающих сотни и тысячи пациентов, для выявления ассоциации уже известных генетических маркеров сердечно-сосудистых заболеваний с возникновением инсульта. Подобный подход позволяет не только установить максимальное количество ассоциированных с инсультом мутаций, но и проследить связь ОНМК с другой соматической патологией.

Гены, предрасполагающие к ишемическому инсульту, подразделяются на категории:

■ увеличивающие развитие и проявления факторов риска инсульта;
■ влияющие на сосудистую реактивность, устойчивость к ишемии и гипоксии.

Необходимо отметить, что эти категории не являются взаимоисключающими. При изучении генетической детерминированности ишемического инсульта определены гены-кандидаты, экспрессия которых в виде ферментов, гормонов, структурных или транспортных белков способствует развитию болезни.

Гены-кандидаты – предикторы ишемического инсульта:

■ ренин-ангиотензиновая система – гены-кандидаты: ангиотензин-превращающего фермента – АСЕ, и ангиотензиногена;
■ липидный обмен – гены-кандидаты: аполипопротеина Е – АроЕ; липопротеинлипазы – LPL, парооксоназы;
■ обмен гомоцистеина – ген-кандидат: метилентетрагидрофолат- редуктазы;
■ системы гемостаза – гены-кандидаты: факторов свертываемости V, VII, XIII; протромбина; фибриногена; рецепторов тромбоцитов; фибринолиза – tPA, PAI-1;
■ эндотелиальная система – ген-кандидат: кодирующий эндотелиальную NO-синтазу.

Подробнее в статье «Генетические детерминанты ишемического инсульта» М.У. Шибилова ФГБУ «Поликлиника № 1» УД Президента РФ (журнал «Кремлевская медицина» Клинический вестник, №3, 2013 [чтать].

Однако изучение генетической детерминированности ишемического инсульта (предрасположенности к ишемическому инсульту) возможно только с учетом клинического подтипа ишемического инсульта (в чем согласны все исследователи), в связи со значительными различиями в патофизиологических процессах. Так, например, крупнейшее европейское мета-аналитическое исследование последних лет – METASTROKE (2012) – продемонстрировало наиболее сильные ассоциации с развитием атеротромботического инсульта полиморфных аллелей гена HDAC9 – гистоновой деацетилазы, фермента, ответственного за изменение организации хроматина и транскрипцию генов. Также показана взаимосвязь аллельных вариантов в структуре хромосомы 9р21 с риском атеротромботического инсульта. Описан целый ряд менее распространенных, но достоверно повышающих риск атеротромботического инсульта полиморфных вариантов. К ним относятся: тромбофилические факторы риска – тромбоцитарный гликопротеин GpIIIa, фактор свертывания крови FXIII, метилентетрагидрофолатредуктаза MTHFR (С677Т), мутации, затрагивающие гены сигнальной системы клеток – PDE4D и PON, фосфодиэстеразный механизм; изменения структуры гена аполипопротеина Е АРОЕ, ответственного за утилизацию холестерина из системного кровотока.

Подробнее о генетической детерминированности к кардиоэмболическому и лакунарному инсульту, а также об общих факторах риска ишемического инсульта в статье «Генетические предикторы ишемического инсульта: современные представления» Ковалева Е.В., Доронин Б.М., Морозов В.В., Серяпина Ю.В.; Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск; ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Минздрава России», Новосибирск (журнал «Фундаментальные исследования», Медицинские науки, №9, 2013) [чтать].

Но несмотря на большое количество накопленной информации о факторах генетической предрасположенности к развитию того или иного подтипа ишемического инсульта, остается не до конца ясной роль подобных генетических исследований в современной персонализированной медицине. С одной стороны, в практике имеют место хорошо зарекомендовавшие себя генетические тесты для определения риска сердечно-сосудистых заболеваний (инфаркт миокарда, фибрилляция предсердий, атеросклеротическое поражение сосудов, тромбофилии и многие другие), но, с другой стороны, эти тесты мало применимы для оценки риска развития инсульта. В общем случае неудачи их использования обусловлены многообразием и разнонаправленностью патофизиологических процессов, приводящих к ишемии головного мозга. Именно поэтому так целесообразно проведение молекулярно-генетических исследований с опорой на клинические критерии. И, несмотря на то, что для каждого подтипа ишемического инсульта уже получены сведения о факторах риска, остаются надежды обнаружить общие, фундаментальные (универсальные) генетические маркеры, позволяющие диагностировать и прогнозировать течение инсульта с разными клиническими проявлениями, а соответственно и увеличивать профилактическую ценность в группах с различной степенью риска.

В рамках поиска универсальных диагностических маркеров, позволяющих диагностировать и прогнозировать течение инсульта с разными клиническими проявлениями [исходя из патофизиологических представлений об окислительном стрессе во время сосудистой катастрофы] актуально изучение генетических маркеров патологического окислительного стресса (т.е. полиморфных вариантов генов системы окислительного стресса) в качестве предикторов сосудистых заболеваний и ишемического инсульта. Также актуальна разработка технологии рутинной диагностики, пригодной для внедрения в широкую медицинскую практику.

В зарубежной литературе есть указания на ассоциации развития ишемического инсульта и более тяжелого его течения с носительством полиморфных вариантов генов глютатион-пероксидазы GPXС599Т, гипоксия-индуцированного фактора HIF1a С1772Т, НАДФ-Н оксидазы p22phox С242Т, марганцевой супероксиддисмутазы MnSOD С47Т.

Важно отметить, что носительство данных полиморфных вариантов является фактором риска не только непосредственно ишемических инсультов, но и других заболеваний сердечно-сосудистой системы, ведущих к возникновению ОНМК.

Результаты пилотного исследования позволяют сделать вывод о достоверном повышении риска возникновения ишемического инсульта у носителей полиморфного аллеля Т гена HIF1a С1772Т. Наличие в генотипе редкого аллельного варианта HIF1a предполагает высокий риск развития ишемического инсульта, особенно при участии модифицирующих факторов риска, поэтому очевидно, что для этой категории пациентов необходимо проведение полноценных профилактических мероприятий. Кроме того, крайне важно выявление носителей молекулярно-генетических предикторов среди родственников пациента, формирование групп риска и дальнейшее наблюдение, семейное консультирование.

Важно отметить, что исследование проведено в группе пациентов с ишемическим инсультом без разделения на патофизиологические подтипы, и выявленная степень риска у носителей полиморфизма HIF1a является интегральной, вне зависимости от наличия иных факторов. Проведение молекулярно-генетического исследования у всехкатегорий пациентов с ОНМК позволяет выбрать наиболее оптимальный вид лечения, подобрать комплекс персонализированных профилактических мероприятий. Внедрение диагностики с учетом генетических – конституциональных – факторов риска востребовано в рутинной практике специалистов – неврологов, терапевтов, эндокринологов, кардиологов.

Подробнее в статье «Новый диагностический маркер ишемического инсульта» Ковалева Е.В., Морозов В.В., Серяпина Ю.В. (Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск), Доронин Б.М. (ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Новосибирск); журнал «Фундаментальные исследования», Физико-химическая биология, № 7, 2015 [чтать].

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

1. статья «К вопросу о генетических механизмах развития сосудистых заболеваний мозга» В.П. Иванов, О.В. Васильева, А.В. Полоников, Е.К. Вялых, М.А. Солодилова, Н.В. Полякова, В.В. Анцупов (Кафедра биологии, медицинской генетики и экологии Курского государственного медицинского университета; Научно-исследовательская лаборатория «Генетика» Курского государственного университета; Кафедра зоологии и теории эволюции Курского государственного университета) [чтать];

2. статья «Молекулярно-генетические аспекты развития ишемического инсульта» В.В. Самохвалова; Кафедра нервных болезней с курсом неврологии ФПО, ГУ «Крымский государственный медицинскый университет им. С.И. Георгиевского», г. Симферополь (Таврический медико-биологический вестник, 2013, том 16, №1, ч.3 (61)) [чтать].