В последние 10 лет в Кыргызской Республике, как и других странах, отмечается тенденция к росту числа больных сахарным диабетом 2-го типа (СД2). Согласно официальным данным республиканского медико-информационного центра Министерства здравоохранения, в 2013 г. в Кыргызстане зарегистрировано 15 566 случаев СД2 среди мужчин и 26 506 — среди женщин. В 2014 г. заболеваемость СД2 возросла, составив у мужчин — 16 997, у женщин — 27 218 случаев.

СД2 — многофакторное заболевание, развитие которого зависит от образа жизни (высококалорийное питание, низкая физическая активность, ожирение, хронические стрессы) и наследственной предрасположенности [1]. В настоящее время выявлено несколько десятков генов-кандидатов, ассоциированных с риском развития СД2 [2]. В качестве одного из генов-кандидатов предрасположенности к СД2 рассматривается ген KCNJ11 (potassium channel, inwardly rectifying subfamily J, member 11). Ген KCNJ11, расположенный на 11 хромосоме (11p15.1), кодирует состоящий из 390 аминокислотных остатков белок Kir 6.2, который вместе с рецептором к сульфонилмочевине в β-клетках поджелудочной железы формирует АТФ-зависимый калиевый канал и участвует в глюкозо-стимулированной секреции инсулина [3]. Поступление глюкозы в β-клетку с помощью глюкозного транспортера GLUT-2 приводит к увеличению уровня АТФ и к закрытию АТФ-зависимых калиевых каналов. Последнее ведет к деполяризации клеточной мембраны, открытию кальциевых каналов и усиленному притоку Ca⁺⁺ внутрь клетки. Повышение концентрации внутриклеточного Ca⁺⁺ стимулирует слияние инсулинсодержащих гранул с мембраной и выход инсулина из β-клетки путем экзоцитоза [4].

Полиморфизм Glu23Lys (rs5219), расположенного в первом экзоне гена KCNJ11, обусловлен заменой нуклеотида гуанина на аденин (G→A), которая приводит к аминокислотной замене глютаминовой кислоты на лизин в 23-м положении (Glu23→Lys) белка Kir 6.2. Предполагается, что при такой замене с изменением структуры белка нарушается функционирование АТФ-зависимого калиевого канала и не происходит секреции инсулина в кровоток, что ведет к хронической гипергликемии и развитию СД2 [5].

В крупных метаанализах исследований, проведенных в азиатских и европейских популяциях, установлено, что носители аллеля 23Lys гена KCNJ11 имеют повышенный риск развития СД2 [6, 7].

Этнический фактор, климатогеографические условия проживания, характер питания значительно влияют на различия в частотах аллелей полиморфных маркеров и соответственно на общий генетический риск заболевания, в связи с чем необходимо выявление генетических маркеров риска развития СД2 в различных этнических группах.

Цель исследования — изучить ассоциацию генотипов и аллелей полиморфного локуса Glu23Lys гена KCNJ11 с развитием СД2 в кыргызской популяции.

Обследованы 287 человек кыргызской национальности. Из них 178 с установленным диагнозом СД2, согласно критериям ВОЗ (1999) [8]. В группу СД2 вошли 123 (69%) мужчины и 55 (31%) женщин, средний возраст которых на момент обследования составлял 54±6,6 года. Набор пациентов СД2 проводился в отделении общей терапии Национального центра кардиологии и терапии Бишкека и в отделении эндокринологии Национального госпиталя М.З. Кыргызской Республики.

Группу контроля составили 109 практически здоровых лиц без клинических и лабораторных признаков СД2, ожирения, метаболического синдрома, дислипидемии и артериальной гипертензии. Группа контроля представлена 61 (56%) мужчиной и 48 (44%) женщинами (средний возраст 50±8,4 года). У всех пациентов с СД2 и контрольной группы измеряли рост, массу тела, артериальное давление, индекс массы тела, окружность бедер и талии. Забор крови для определения концентраций глюкозы, инсулина, показателей липидного обмена осуществлялся утром натощак после 14-часового голодания. Все участники исследования подписывали информированное согласие на проведение молекулярно-генетических анализов. Протокол исследования одобрен этическим комитетом Национального центра кардиологии и терапии МЗ КР.

ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови методом фенольно-хлороформной экстракции. Идентификацию аллелей полиморфного локуса Glu23Lys гена KCNJ11 проводили методом регистрации полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ-анализ), согласно протоколу [9]. В качестве праймеров использовали нуклеотидные последовательности 5`-GACTCTGCAGTGA GGCCCTA–3` (прямой праймер) и 5`-ACGTTGC AGTTGCCTTTCTT –3` (обратный праймер). После проведения ПЦР продукты амплификации (размер 210 п.н.) обработывали эндонуклеазой Ban II. После рестрикции получены три генотипа: Glu/Glu — 150+32+28 п.н. (гомозигота дикий тип); Glu/Lys — 178+150+32+28 п.н. (гетерозигота) и Lys/Lys — 178+32 п.н. (гомозигота мутантный тип).

Для оценки соответствия распределений генотипов ожидаемым значениям равновесия Харди—Вайнберга и для сравнения частот генотипов и аллелей в выборках пациентов с СД2 и лиц контрольной группы использовали критерий χ² Пирсона. Для установления значимых связей между СД2 и носительством сочетаний аллелей и/или генотипов рассчитывали отношение шансов (OR, odds ratio) с указанием 95% доверительного интервала (95% ДИ). Для вычисления отношения шансов использовали онлайн калькулятор (https://www.medcalc.net/tests/odds_ratio.php). Как отсутствие ассоциации рассматривали OR=1; как положительную ассоциацию («предрасположенность») – OR>1; как отрицательную ассоциацию аллеля или генотипа с заболеванием (пониженный риск развития заболевания) считали OR<1. Для всех видов анализа статистически значимым считалось значение р<0,05.

Результаты исследования полиморфного маркера Glu23Lys гена KCNJ11 в контрольной группе и у пациентов с СД2 кыргызской популяции представлены в таблице. Распределение частот генотипов полиморфного маркера соответствовало равновесию Харди—Вайнберга (в группе с СД2 χ²=1,27; p=0,259 и в контрольной группе χ² =2,248; p=0,133).

Как видно из показателей в таблице, частота встречаемости аллеля 23Lys в гетерозиготном и гомозиготном состояниях (Glu23Lys+Lys23Lys) у больных СД2 была выше, чем в группе контроля (χ²=4,09; р=0,043). Риск развития СД2 у носителей аллеля 23Lys увеличивается в 1,46 раза [OR=1,46 (95% ДИ 1,02—2,07); р=0,036]. Гомозиготный генотип Glu23Glu и аллель Glu23 снижают риск развития СД2 [OR=0,61 (95% ДИ 0,37—0,99); p=0,043 для генотипа и OR=0,69 (95% ДИ 0,48—0,98); p=0,037 для аллеля]. Таким образом, в кыргызской популяции полиморфный локус Glu23Lys гена KCNJ11 ассоциирован с развитием СД2. Предрасположенность к СД2 наследуется в соответствии с доминантной и аддитивной моделями наследования признака. У этнических кыргызов аллелем риска развития СД2 в полиморфном локусе Glu23Lys гена KCNJ11 является 23Lys.

Наши результаты согласуются с данными генотипирования больных СД2 азиатской и европейской популяций, где вариантный аллель 23Lys полиморфного локуса Glu23Lys гена KCNJ11 является генетическим маркером риска СД2. Так, носительство аллеля 23Lys повышает риск развития СД2 в китайской [OR= 1,15 (95% ДИ 1,10—1,210; p=0,0001] [10], японской [OR=1,32 (95% ДИ 1,09—1,60); p=0,004] [11], корейской [OR=1,376 (95% ДИ 1,085—1,745); p=0,008] [12] и русской популяциях [OR=1,33 (95% ДИ 1,07—1,72); p=0,013] [13], а также среди англичан [OR=1,23 (95% ДИ 1,12—1,36); p=0,000015] [14], тунисцев [OR=1,29 (95% ДИ 1,15—1,46); p=0,0001] и арабов, проживающих в Тунисской Республике [OR=1,33 (95% ДИ 1,13—1,56); p=0,001] [15], тайваньцев [OR=2,84 (95% ДИ 1,04—7,75); p=0,044] [16], иранцев [OR=2,5 (95% ДИ 1,01—6,14); p=0,048] [9].

Таким образом, данные литературы и результаты наших исследований показывают, что полиморфный локус Glu23Lys гена KCNJ11 является важным генетическим фактором риска развития СД2 как в азиатских, так и в европейских популяциях. Частота встречаемости аллеля риска — 23Lys гена KCNJ11 в кыргызской популяции составляет 0,33 и существенно не отличается от таковой в других азиатских популяциях и среди европейцев (0,34—0,37) [12, 14—17].

Выявление с помощью молекулярно-генетических методов групп лиц повышенного риска развития СД позволяет тщательно проводить диспансерное наблюдение за состоянием их здоровья с целью выявления и своевременной коррекции ранних нарушений углеводного обмена.

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Алдашев А.А., Лунегова О.С..

Сбор и обработка материала — Лунегова О.С., Керимкулова А.С., Исабаева Д.И.

Генотипирование — Талайбекова Э.Т., Асамбаева Д.А..

Статистическая обработка данных — Исакова Ж.Т., Талайбекова Э.Т.

Написание текста — Исакова Ж.Т..

Редактирование — Алдашев А.А..