Association of rs1061657 single nucleotide polymorphism of the TBX3 gene with Wolff–Parkinson–White syndrome

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Синдрoм Вольфа–Паркинсoна–Уайта (Wolf–Parkinson–White, WPW) является одним из наиболее известных нарушений сердечного ритма. Он проявляется в преждевременном возбуждении желудочков сердца. Причина этого явления заключается в том, что электрический импульс проходит через дополнительный путь проведения между предсердиями и желудочками. Чаще всего данный синдром может быть связан с вероятностью развития наджелудочковых тахикардий [1–3].

Вышеописанное нарушение в работе проводящей системы сердца, по некоторым источникам, может иметь наследственный характер, и его распространённость составляет от 1 до 3 случаев на 1000 человек [4]. Одним из вероятных и наиболее опасных последствий данного заболевания является повышение риска внезапной сердечной смерти [5]. Это может быть обусловлено переходом фибрилляции предсердий в фибрилляцию желудочков [6].

Аномалия, затрагивающая проводящую систему сердца и способствующая образованию дополнительных путей между предсердиями и желудочками, не имеет единой этиологической причины [7, 8]. Многочисленные исследования указывают на наличие генетического компонента в патогенезе синдрома WPW, что подтверждает его сложную природу [9].

В современной научной литературе можно найти информацию о ряде генетических предикторов синдрома WPW. Среди них группы генов, которые регулируют энергетический баланс в клетках: например, ген, кодирующий γ2-субъединицу аденозинмонофосфат-активированной протеинкиназы (PRAKG2) [10]; и гены, участвующие в активации ионных каналов и межклеточных контактов. Один из таких — ген вольтаж-зависимых натриевых каналов (SCNA5A) [11]. Помимо ранее изученных полиморфизмов генов можно обнаружить интересные данные o связи полиморфизма rs1061657 гена TBX3 с развитием синдрома WPW.

Полиморфизм rs1061657 гена TBX3 относится к семейству генoв T-box факторов транскрипции. Особенностью генов данного семейства является наличие высoкoкoнсервативного ДНК-связывающего дoмена, известного как T-box, расположенного в локусе (12q24.21) хромосомы 12. Структура гена TBX3 включает 7 экзонов, которые в процессе сплайсинга кодируют белок, состоящий из 723 аминокислот [4].

Одно из масштабных исследований было проведено группой китайских учёных в кардиологическом центре, который расположен на базе первой бoльницы Ланьчжоуского университета (Ланьчжоу, Китай). Исследование проводилось с января 2013 до марта 2020 года. Учёные выдвинули предложение о том, что, поскольку данный ген участвует в формировании фиброзного кольца и развитии миокарда АВ-канала у трансгенных мышей, его oднoнуклеотидные пoлиморфизмы (ОНП), по всей вероятности, связаны со спорадическим синдромом WPW у людей. Цель данной работы была в том, чтобы выяснить, влияют ли ОНП в генах TBX3 и TBX2 на восприимчивость к синдрому WPW у представителей популяции ханьцев. В исследовании приняли участие 230 пациентов с синдромом WPW (148 мужчин и 82 женщины, средний возраст 46,0 ± 15,2 года). В группу контроля отобрали 231 человека (143 мужчины и 88 женщин, средний возраст 47,6 ± 14,4 года), которые не имели сердечно-сосудистых заболеваний. Всем пациентам было выполнено молекулярно-генетическое исследование. Частоты аллеля С и генотипа CC rs1061657 оказались выше у пациентов основной группы по сравнению с контрольной: отношение шансов (ОШ) = 1,41; 95% доверительный интервал (ДИ) 1,09–1,83; p = 0,010 и ОШ = 2,24, 95% ДИ 1,25–3,99, p = 0,006 соответственно. В то же время аллель C и генотип CC rs8853 встречались чаще среди лиц контрольной группы (ОШ = 0,70; 95% ДИ 0,54–0,92; p = 0,010 и ОШ = 0,44; 95% ДИ 0,23–0,83; p = 0,011 соответственно) [12].

Стоит подчеркнуть, что ген TBX3 обладает плейотропным эффектом, помимо синдрома WPW может быть ассоциирован и с дилатационной кардиомиопатией, и с врождёнными пороками сердца (тетрада Фалло). В литературе описаны исследования на примере британской популяции: 40 000 человек, у которых был проведён генетический анализ структуры и функций правого желудочка. Полногеномные ассоциативные исследования выявили 130 отдельных локусов, обнаруженных рядом с генами, ранее связанными с врождёнными пороками сердца: WNT9B, GATA4, NKX2-5 и в том числе TBX5/TBX3 [13, 14].

В нашем исследовании мы использовали генно-кандидатный подход для выбора полиморфизма гена, основываясь на его функции в патогенезе заболевания и беря во внимание данные, указывающие на участие гена TBX3 в регуляции формирования фиброзного кольца и в развитии предсердно-желудочкового канала. Аномальное развитие атриовентрикулярного кольца может привести к возникновению обходного пути между предсердиями и желудочками, что вызывает синдром WPW.

ЦЕЛЬ

Изучение ассоциативной роли ОНП полиморфизма rs1061657 гена TBX3 в развитии синдрома WPW.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Выполнено исследование случай-контроль.

Критерии соответствия

Критерии включения: лица женского и мужского пола; возраст старше 18 лет; место проживания — Красноярск или Красноярский край; пациенты с подтверждённым диагнозом «синдром WPW»; способность больного выполнять необходимые процедуры.

Критерии исключения: неуточнённый диагноз; пациенты, не желающие выполнять протокол исследования или процедуры; неспособность обследуемого выполнять необходимые процедуры; проживание обследуемого вне Красноярского края; возраст младше 18 лет.

Условия проведения

Исследование выполнено на базе Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии (Красноярск), Красноярской межрайонной клинической больницы № 20 имени И.С. Берзона, «Профессорской клиники» (Красноярск).

Продолжительность исследования

Исследование проводилось в 2012–2017 гг. на клинических базах Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого.

Описание медицинского вмешательства

Всем пациентам выполнены клинические, лабораторные и инструментальные исследования: электрокардиограмма (ЭКГ), холтеровское мониторирование ЭКГ, эхокардиография. Всем пациентам основной группы также проведено оперативное вмешательство — радиочастотная абляция.

Молекулярно-генетическое исследование осуществляли в лаборатории молекулярно-генетических исследований терапевтических заболеваний Федерального исследовательского центра институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск). Для этого у всех обследуемых брали образцы венозной крови в объёме 5–10 мл. Дезоксирибонуклеиновую кислоту выделяли стандартным фенол-хлороформным методом. Генотипирование проводили с помощью метода полимеразной цепной реакции — полиморфизма длин рестрикционных фрагментов. Для этого использовали праймеры, специфичные для соответствующих участков генома [15].

При оценке полиморфных аллельных вариантов изучаемых генов у больных с синдромом WPW в качестве контроля использовали популяционную выборку здоровых лиц (n = 200, из них 97 мужчин, 103 женщины).

Основной исход исследования

Проведён комплексный анализ обследуемых пациентов, включающий клиническое, лабораторное, инструментальное, молекулярно-генетическое исследования.

Анализ в подгруппах

На клинических базах Красноярского государственного медицинского университета отобрано 200 пациентов с синдромoм WPW различныx клинических форм:

1) манифестирующий тип, при котором по ЭКГ регистрируется постоянная дельта-волна, с анте- и ретроградным возбуждением по дополнительным предсердно-желудочковым соединениям;

2) интермиттирующий тип, который характеризуется преходящими симптомами предвозбуждения по ЭКГ;

3) скрытый тип, для которого характерно только ретроградное проведение по дополнительным путям;

4) пациенты с феноменом WPW, при котором на ЭКГ регистрируются признаки проведения импульса по дополнительным предсердно-желудочковым соединениям, но клинические проявления отсутствуют.

Методы регистрации исходов

Анализ первичной документации набранных пациентов, проведение клинических, инструментальных и молекулярно-генетических исследований с последующим занесением результатов в базу данных.

Статистический анализ

Принципы расчёта размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывали.

Методы статистического анализа данных: статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ Excel; Statistica для Windows 10.0 (StatSoft, США); SPSS 20 (IBM, США). Различия в распределении частот аллелей и генотипов гена TBX3 между группами оценивали посредством критерия χ². В случае четырёхпольных таблиц сопряжённости при сравнении выборок по частотам генотипов и аллелей применяли точный двусторонний критерий Фишера. Относительный риск заболевания по конкретному аллелю или генотипу вычисляли как ОШ (указан с 95% ДИ). Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Участники исследования

Основную группу составили пациенты с синдромом и феноменом WPW (n = 200), из них 97 мужчин (48,5%), 103 женщины (51,5%). Средний возраст мужчин основной группы составил 31,9 ± 15,8 года, средний возраст женщин — 38,8 ± 20,0 года. Контрольная группа была представлена популяционной выборкой здоровых лиц без сердечно-сосудистых заболеваний (n = 200), из них 97 мужчин (48,5%), 103 женщины (51,5%). Средний возраст мужчин контрольной группы составил 44,57 ± 16,65 года, средний возраст женщин — 45,47 ± 15,35 года.

Основные результаты исследования

Все пациенты, включённые в исследование, были разделены на группы в зависимости от клинической формы синдрома WPW: манифестирующий [n = 90 (45%), 40 мужчин и 50 женщин]; интермиттирующий [n = 60 (30%), 27 мужчин и 33 женщины]; скрытый [n = 46 (23%), 27 мужчин и 19 женщин]; с феноменом WPW [n = 4 (2%), 3 мужчины и 1 женщина] (табл. 1).

 

Таблица 1. Распределение больных с синдромом Вольфа–Паркинсoна–Уайта по клиническим вариантам (n = 200), n/%

Клинический вариант	Мужчины	Женщины	Всего
Манифестирующий (n = 90)	40/20,0	50/25,0	90/45,0
Интермиттирующий (n = 60)	27/13,5	33/16,5	60/30,0
Скрытый (n = 46)	27/13,5	19/32,5	46/46,0
Феномен Вольфа–Паркинсoна–Уайта (n = 4)	3/1,5	1/0,5	4/2,0

 

При анализе результатов ЭКГ и холтеровского мониторирования ЭКГ у пациентов с синдромом WPW зарегистрированы следующие нарушения сердечного ритма и проводимости:

• пароксизмальные наджелудочковые тахикардии — n = 39 (19,5%), в том числе атриовентрикулярная реципрокная тахикардия — n = 3 (1,3%);
• пароксизмы желудочковых тахикардий — n = 6 (2,8%);
• пароксизмы фибрилляции предсердий — n = 8 (4,1%);
• нарушения проводимости по типу неполной блокады правой ножки пучка Гиса — n = 9 (4,3%);
• нарушения проводимости по типу полной блокады правой ножки пучка Гиса — n = 25 (12,5%);
• синусовая аритмия — n = 33 (16,6%);
• миграция водителя ритма — n = 11 (5,7%).

При распределении генoтипов пoлиморфизма rs1061657 гена TBX3 наблюдалось статистически значимое преобладание гомозиготного генотипа GG у больных с синдромом WPW в сравнении с лицами контрольной группы (12,5 и 5,5% соответственно (табл. 2). Установлено также статистически значимое преобладание носителей аллеля G в группе больных с синдромом WPW — 31,75% по сравнению с лицами контрольной группы — 24,5% (табл. 3). Оценённый по ОШ риск развития синдрома WPW генотипа GG гена TBX3 оказался в 1,323 раза выше (95% ДИ 0,866–2,023; р = 0,04) по сравнению с генотипами GA и АА (см. табл. 3), а у носителей аллеля G — в 1,434 раза выше (95% ДИ 1,051–4,127; р = 0,028) по сравнению с аллелем А (см. табл. 3).

 

Таблица 2. Распределение частот генотипов rs1061657 гена TBX3 у больных с синдромом Вольфа–Паркинсoна–Уайта и лиц контрольной группы

Полиморфизм гена	Основная группа, n/%	Контрольная группа, n/%	р
GG	25/12,5	11/5,5	< 0,001
GA	77/38,5	76/38,0
AA	98/49,0	113/56,5
Всего	200/100	200/100

 

Таблица 3. Распределение частот аллелей rs1061657 гена TBX3 у больных с синдромом Вольфа–Паркинсoна–Уайта и лиц контрольной группы

Полиморфизм гена	Основная группа, n/%	Контрольная группа, n/%	р
Аллель G	127/31,75	98/24,50	0,028
Аллель A	273/68,25	302/75,50
Всего	400/100	400/100

 

Нежелательные явления

В ходе проведения исследования не отмечено нежелательных явлений.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основного результата исследования

Впервые на территории г. Красноярска проведено комплексное исследование пациентов с синдромом WPW, включающее клинико-инструментальное, молекулярно-генетическое исследование генотипических и аллельных частот гена TBX3 для проведения пациенториентированной диспансеризации.

Обсуждение основного результата исследования

Предполагается, что ведущий механизм действия полиморфизма гена TBX3 заключается в следующем: данный ген играет ключевую роль в формировании фиброзного кольца и развитии атриовентрикулярного канала. При нарушении в его функционировании может произойти развитие синдрома WPW, который в свою очередь является серьёзным заболеванием сердечно-сосудистой системы и может привести к возникновению жизнеугрожающих аритмий и, что наиболее опасно, внезапной сердечной смерти. Понимание роли данного гена в патогенезе синдрома WPW может помочь в разработке новых методов диагностики и лечения этого заболевания.

В ходе изучения клинической характеристики пациентов с синдромом WPW выявлено, что он встречается во всех возрастных группах, не имеет специфических признаков, может протекать бессимптомно. Довольно часто синдром WPW приводит к развитию наджелудочковых тахикардий. Данные патологии могут значительно повышать риск внезапной сердечной смерти из-за трансформации в жизнеугрожающие нарушения сердечного ритма. Стоит отметить, что, согласно исследованиям китайских и британских учёных, ген TBX3 обладает плейотропным эффектом. Помимо синдрома WPW, он может быть ассоциирован и с другими заболеваниями сердечно-сосудистой системы: дилатационной кардиомиопатией, врождёнными пороками сердца (тетрада Фалло).

Результаты проведённого молекулярно-генетического исследования демонстрируют важную роль полиморфизма rs1061657 гена TBX3 в формировании синдрома WPW. Исследование углубляет наши знания о клинико-генетических маркерах этого синдрома, а также связанных с ним нарушениях сердечного ритма и проводимости. Изучение генетических предикторов может способствовать своевременной ранней диагностике скрытых, бессимптомных форм заболевания у лиц, находящихся в группе риска. Исследование генетических ассоциаций данного синдрома является основой персонифицированного подхода в его диагностике и лечении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наше исследование было посвящено клинико-генетическим особенностям синдрома WPW. Подтвердился вклад однонуклеотидного полиморфизма rs1061657 гена TBX3 в развитие синдрома WPW на примере популяции Красноярского края.

Генотипирование гена TBX3 позволяет выявить молекулярную основу синдрома WPW, однако для полного понимания функциональной роли ОНП rs1061657 гена TBX3 в патогенезе этого синдрома необходимы дальнейшие исследования. Проблема расшифровки генетических механизмов манифестации симптомов синдрома WPW, имеющего мультифакториальную природу, актуальна в настоящее время. Клинико-генетические исследования по целому комплексу нозологий могут быть очень эффективными в диагностике.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Ю.А. Толстокорова — набор пациентов, ведение статистических данных; С.Ю. Никулина — курация, подготовка и написание статьи; А.А. Чернова — анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи; Д.А. Саркисян — обзор литературы, обработка литературных данных; А.А. Дьяконова — обзор литературы; А.А. Лобастова — обзор литературы. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Исследование одобрено локальным этическим комитетом Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого (протокол № 109 от 16.11.2021). Все участники исследования подписали форму информированного добровольно согласия до включения в исследование.

Источники финансирования. Отсутствуют.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Все данные, полученные в настоящем исследовании, доступны в статье.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента и научный редактор издания.

About the authors

Julia A. Tolstokorova

Professor Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Author for correspondence.
Email: yuliyatolstokorova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2261-0868
SPIN-code: 7969-2108
Russian Federation, Krasnoyarsk

Svetlana Yu. Nikulina

Professor Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Email: nicoulina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6968-7627
SPIN-code: 1789-3359

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Krasnoyarsk

Anna A. Chernova

Professor Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University; Federal Siberian Scientific and Clinical Center

Email: chernova-krsk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2977-1792
SPIN-code: 6094-7406

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Krasnoyarsk; Krasnoyarsk

Diana A. Sarkisyan

Professor Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Email: sarkisyandiana99@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-4308-3665
SPIN-code: 8692-8229
Russian Federation, Krasnoyarsk

Anna A. Dyakonova

Professor Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University

Email: annushka.dyak@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-5928-5583
SPIN-code: 5107-5796
Russian Federation, Krasnoyarsk

Anastasia A. Lobastova

Berzon Krasnoyarsk Interdistrict Clinical Hospital No. 20

Email: l08032003n@mil.ru
ORCID iD: 0009-0003-4930-8401
Russian Federation, Krasnoyarsk

References

Supplementary files