Мозговой нейротрофический фактор (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) представляет белок семейства нейротрофинов, участвующий в развитии, росте и нормальном формировании нервной системы. BDNF также определяется как фактор, обеспечивающий выживание нейронов и напрямую влияющий на скорость и эффективность процесса их восстановления [1]. Под воздействием BDNF происходит ускорение роста аксонов, ветвление и рост дендритов, что способствует созданию новых синапсов [2, 3]. Эффект BDNF проявляется как в здоровом мозге, так и при различных патологических процессах, обеспечивая осуществление феномена нейропластичности [4, 5]. В исследованиях, выполненных на моделях экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита, было показано, что в клетках мозга, обработанных BDNF, замедляется демиелинизация и активируются процессы ремиелинизации [6]. Многочисленные исследования, проведенные с участием больных рассеянным склерозом (РС), при котором одним из ключевых звеньев патогенеза является демиелинизирующий процесс, также продемонстрировали обратную связь активности демиелинизации и скорости нейродегенерации с синтезом BDNF. Так, сывороточные концентрации BDNF у пациентов с прогрессирующим РС были значительно ниже, чем у пациентов с ремиттирующим РС (РРС) [7], что подтверждает истощение нейропротективного эффекта при прогрессирующих формах РС [8, 9], которые являются неблагоприятными в отношении инвалидизации пациентов и успешности патогенетического лечения. Средние значения уровня BDNF в сыворотке крови у пациентов с РРС при стабильном состоянии были существенно ниже контрольного показателя и коррелировали с выраженностью депрессии и физической астении [10].
Белок BDNF кодируется геном, который локализуется в 11 хромосоме (11р14) и включает 9 функциональных промоторов и 11 экзонов [9]. В исследованиях in vitro было показано, что мутация в гене BDNF, приводящая к замене валина в кодоне 66 про-белка BDNF на метионин (Val66Met), влияет на его внутриклеточный транспорт и секрецию [11]. Снижение секреции BDNF, связанное с полиморфизмом RS6265 Val66Met, и его негативное влияние на процесс нейропластичности были обнаружены у пациентов с неврологическими и психическими заболеваниями [12—14], а полиморфизм RS6265 гена BDNF показал ассоциации с широким спектром заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, шизофрения, депрессивные расстройства и РС [15—19]. Ранее в наших исследованиях была найдена ассоциация генотипа CC с глазодвигательными и тригеминальными расстройствами в дебюте РС [20]. Другие же исследования, наоборот, опровергают эти данные. Так, в исследовании, проведенном на 209 пациентах с РС, было показано, что носители аллеля Met66 имели лучшие результаты нейропсихологического тестирования, чем носители других аллелей, а полиморфизм RS6265 не был связан с развитием РС или более высокой инвалидизацией больных [21]. В исследовании S. Lindquist и соавт. [22] также не было выявлено связи полиморфизма Val66Met с риском развития РС и тяжестью течения заболевания. Еще одно исследование, проведенное с участием 136 больных РС, не показало влияния полиморфизма гена BDNF на депрессию, что противоречило ранее полученным данным о связи между депрессивными расстройствами и генотипом Val66Met в общей популяции [23].
Таким образом, в процессе активных исследований появилось большое количество информации о полиморфизмах гена BDNF, концентрации этого нейротрофина и их влиянии на развитие и течение РС, но имеющаяся на сегодняшний день информация противоречива. В то же время накоплено недостаточное количество данных об ассоциации полиморфизмов гена BDNF с клиническим фенотипом РС и ответом на проводимую терапию препаратами, изменяющими течение РС (ПИТРС).
Цель исследования — изучение связи полиморфизма RS6265 гена BDNF с риском развития, основными клиническими характеристиками и ответом на терапию при РС.
Материал и методы
В исследуемую группу был включен 321 пациент с достоверным диагнозом РС согласно критериям МакДоналда [24]. Все пациенты проживали на территории Томской области. В исследуемой группе преобладали женщины (197 женщин и 124 мужчины, соотношение полов 1,6:1), средний возраст на момент исследования составил 39,0±12,1 года, возраст дебюта РС — 25 [21; 33] лет, медиана длительности болезни — 16 [11; 22] лет, продолжительность первой ремиссии — 18 [11; 36] мес, средний балл по шкале Expanded Disability Status Scale (EDSS) — 4,2±2,0, среднегодовая частота обострений — 0,67±0,45, средняя скорость прогрессирования РС — 0,24 [0,15; 0,33] балла в год. По типу течения РС в группу вошли 202 пациента с РРС, 114 — с вторично-прогрессирующим (ВПРС) и 5 — с первично-прогрессирующим (ППРС) течением болезни. Период клинического наблюдения за группой пациентов с целью получения объективных данных о течении РС и ответе на проводимое лечение составил 5 лет. В контрольную группу вошли 266 здоровых (100 мужчин и 166 женщин, соотношение полов 1:1,7), средний возраст составил 40,0±3,2 года. Контрольная группа соответствовала по полу (p=0,89) и возрасту (p=0,95) группе больных РС.
ДНК выделяли из венозной крови с помощью стандартного фенол-хлороформного метода. Генотипирование проводилось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени с использованием конкурирующих TaqMan-зондов, комплементарных полиморфной нуклеотидной последовательности.
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 12.0 (для Windows) и с использованием скриптового языка программирования R 4.2.0 в среде RStudio 1.2.5001 с применением специальных прикладных пакетов. Для проверки соответствия количественных показателей нормальному закону распределения использовался критерий Шапиро—Уилка. Показатели, распределение которых соответствовало нормальному закону, описывались с помощью среднего значения (M) и стандартного отклонения (SD) в формате M±SD. Данные показателей, распределение которых не соответствовало нормальному, представлены с помощью медианы (Me) и межквартильного размаха (Me [Q1; Q3]). Сравнение количественных данных двух независимых выборок, распределение которых не соответствовало нормальному закону, проводилось с помощью U-критерия Манна—Уитни. Для сравнения значений показателей в более чем двух выборках, несоответствовавших нормальному закону распределения, использовался критерий Краскела—Уоллиса (H). Тесты на соблюдение равновесия Харди—Вайнберга проводили с помощью программы DeFinetti. Анализ качественных показателей и межгрупповое сравнение проводились посредством критерия χ2 Пирсона. Оценку ассоциации полиморфных вариантов генов с патологическим фенотипом проводили с помощью расчета показателя отношения шансов (OR) с 95% доверительным интервалом (95% ДИ).
Результаты и обсуждение
Распределение генотипов изучаемого полиморфизма RS6265 гена BDNF в исследуемых группах больных РС и здоровых лиц соответствовало ожидаемому согласно равновесию Харди—Вайнберга (p>0,05). Анализ полученных результатов по распределению генотипов и аллелей исследуемого гена в популяции больных РС Томской области не показал связи с риском развития заболевания.
Поиск ассоциаций полиморфизма RS6265 гена BDNF с клиническими характеристиками РС в исследуемой популяции больных был начат с оценки связей с особенностями дебюта заболевания, такими как возраст и характер дебюта болезни. Для того чтобы проанализировать связь изучаемого полиморфизма с особенностями дебюта РС, были выделены подгруппы пациентов, различающиеся по возрасту начала заболевания (до/после 18 лет и до/после 40 лет) и по характеру неврологических симптомов, отмечавшихся в дебюте РС. Что касается характера дебюта заболевания, то статистически значимой связи исследуемого полиморфизма с клиническими проявлениями РС в дебюте болезни выявлено не было.
В исследуемой группе пациентов были выявлены значимые ассоциации генотипов (χ2=9,83; p=0,007) и аллелей (χ2=9,38; p=0,002) полиморфизма RS6265 гена BDNF с возрастом дебюта РС (табл. 1).
Таблица 1. Сравнение частот генотипов и аллелей полиморфизма RS6265 гена BDNF в зависимости от возраста дебюта РС
| Ген (SNP) | Генотип/аллель | Дебют РС до 40 лет (n=277), n (%) | Дебют РС после 40 лет (n=44), n (%) | OR | χ2 | p | |
| значение | 95% ДИ | ||||||
| BDNF (rs6265) | CC | 212 (76,53) | 24 (54,55) | 0,37 | 0,19—0,71 | 9,83 | 0,0073 |
| CT | 58 (20,94) | 17 (38,64) | 2,38 | 1,21—4,66 | |||
| TT | 7 (2,53) | 3 (6,82) | 2,82 | 0,70—11,35 | |||
| C | 482 (87,00) | 65 (73,86) | 0,42 | 0,25—0,72 | 9,38 | 0,0022 | |
| T | 72 (13,00) | 23 (26,14) | 2,37 | 1,39—4,05 | |||
При расчете OR было показано, что аллель C и гомозиготный генотип CC обладают протективным эффектом относительно дебюта РС (до 40 лет) (OR=0,42; 95% ДИ 0,25—0,72; OR=0,37; 95% ДИ 0,19—0,71 соответственно), тогда как аллель T (OR=2,37; 95% ДИ 1,3 —4,05) и гетерозиготный генотип CT (OR=2,38; 95% ДИ 1,21—4,66) предрасполагают к более позднему дебюту заболевания.
При исследовании ассоциаций изучаемого полиморфизма с течением РС нами не выявлено значимых связей ни с каким-либо типом течения заболевания, ни с переходом ремиттирующего течения болезни во вторично-прогрессирующее. При сравнении распределения генотипов и аллелей в группах больных с разной скоростью прогрессирования заболевания выявлены ассоциации генотипов (χ2=6,05; p=0,048) и аллелей (χ2=6,30; p=0,013) полиморфного варианта RS6265 со скоростью прогрессирования заболевания. Значимые различия получены при сравнении групп пациентов с низкой и средней скоростью прогрессирования (табл. 2).
Таблица 2. Сравнение частот генотипов и аллелей полиморфизма RS6265 гена BDNF в зависимости от скорости прогрессирования РС
| Ген (SNP) | Генотип/аллель | Низкая скорость прогресс. (n=184), n (%) | Средняя скорость прогресс. (n=132), n (%) | OR | χ2 | p | |
| значение | 95% ДИ | ||||||
| BDNF (rs6265) | CC | 146 (79,35) | 89 (67,42) | 0,54 | 0,32—0,90 | 6,05 | 0,048 |
| CT | 35 (19,02) | 38 (28,79) | 1,72 | 1,02—2,91 | |||
| TT | 3 (1,63) | 5 (3,79) | 2,38 | 0,56—10,12 | |||
| C | 327 (88,86) | 216 (81,82) | 0,56 | 0,36—0,89 | 6,30 | 0,013 | |
| T | 41 (11,14) | 48 (18,18) | 1,77 | 1,13—2,78 | |||
Для аллеля C (OR=0,56; 95% ДИ 0,36—0,89) и гомозиготного генотипа CC (OR=0,54; 95% ДИ 0,32—0,90) показан протективный эффект, у носителей данного генотипа отмечается низкий темп прогрессирования РС. Предиспонирующий эффект выявлен для аллеля T (OR=1,77; 95%ДИ 1,13—2,78) и генотипа CT (OR=1,72; 95% ДИ 1,02—2,91). В связи с малочисленностью (n=5) группы пациентов с высоким темпом прогрессирования РС провести корректный статистический анализ для нее не представляется возможным.
С целью детального исследования влияния изучаемого полиморфизма на фенотипические особенности РС проведено сравнение количественных показателей, характеризующих такие клинические параметры РС, как возраст дебюта болезни, длительность первой ремиссии, средний балл по шкале EDSS и среднегодовая частота обострений, в группах пациентов с разными генотипами. У пациентов с генотипом CC полиморфизма RS6265 гена BDNF средний балл EDSS составил 4,0 [2,0; 5,0], что значимо ниже среднего балла в группе пациентов с генотипом CT — 5,0 [3,0; 6,5] (pCC—CT=0,001) и группе пациентов с генотипом TT — 5,5 [4,5; 7,0] (pCC—TT=0,006), при этом средняя длительность болезни в группах не различалась (p=0,6). Также значимые различия между группами обнаружены по среднему количеству обострений в год. В группе пациентов, имеющих генотип CC, среднее количество обострений в год составило 0,5 [0,3; 1,0], что значимо ниже, чем в группах пациентов с генотипами CT и TT (группа CT — 1,0 [0,4; 1,0] обострений в год (pCC—CT=0,0012), группа TT — 1,0 [0,5; 2,0] обострений в год (pCC—TT=0,016)). В ходе анализа также было обнаружено значимое различие между группами пациентов по скорости прогрессирования, но при проведении попарных сравнений различия по этому показателю подтвердились только между группами генотипов CC — 0,22 [0,13; 0,36] и TT — 0,32 [0,24; 0,75], балла в год (pCC—TT=0,032).
Для поиска ассоциаций исследуемого полиморфизма RS6265 гена BDNF с ответом на терапию ПИТРС в исследуемой популяции пациентов были выделены группы больных, получавших терапию ПИТРС первой (n=256) и второй (n=93) линий в течение времени, достаточного для развития терапевтического эффекта препарата, и демонстрировавших приемлемый уровень приверженности лечению. Средняя продолжительность лечения в группе ПИТРС первой линии составила 8 [4; 15] лет, в группе ПИТРС второй линии — 2 [1; 4] года. Оптимальность ответа на проводимую терапию ПИТРС оценивалась в соответствии с критериями No Evidence of Disease Activity-3 (NEDA-3), отражающими эффективность препарата с точки зрения отсутствия признаков активности заболевания [25]. Полученные данные показали, что носители генотипа CC достоверно чаще демонстрировали оптимальный ответ на терапию ПИТРС первой (H=7,59; p=0,022) и второй (H=11,73; p=0,003) линий (табл. 3).
Таблица 3. Сравнение частот генотипов и аллелей полиморфизма RS6265 гена BDNF в зависимости от ответа на терапию ПИТРС
| Ген (SNP) | Генотип | Ответ на ПИТРС | H | p | ||
| оптимальный, n (%) | субоптимальный, n (%) | нет ответа, n (%) | ||||
| BDNF (rs6265) | ПИТРС первой линии | |||||
| CC | 67 (79,8) | 95 (76,0) | 25 (54,3) | 7,59 | 0,022 | |
| CT | 15 (17,9) | 27 (21,6) | 19 (41,3) | |||
| TT | 2 (2,4) | 3 (2,4) | 2 (4,3) | |||
| ПИТРС второй линии | ||||||
| CC | 38 (84,4) | 22 (66,7) | 6 (40,0) | 11,73 | 0,003 | |
| CT | 7 (15,6) | 8 (24,2) | 7 (46,7) | |||
| TT | 0 (0) | 3 (9,1) | 2 (13,3) | |||
При расчете OR в группе больных, получавших ПИТРС первой линии, выявлены протективный эффект аллеля C (OR=0,38; 95% ДИ 0,20—0,75) и предиспонирующий эффект аллеля T (OR=2,61; 95% ДИ 1,34—5,12) относительно формирования ответа на терапию. Данные по ответу на ПИТРС второй линии также показали, что носители аллеля C (OR=0,15; 95% ДИ 0,05—0,43) и гомозиготы CC (OR=0,12; 95% ДИ 0,03—0,46) оптимально отвечают на ПИТРС второй линии, а носительство аллеля T в значительной степени повышает шанс отсутствия ответа на проводимое лечение (OR=6,86; 95% ДИ 2,35—20,03).
Заключение
Подводя итог проведенного анализа ассоциаций полиморфизма RS6265 гена BDNF с клиническими особенностями РС и ответом на лечение ПИТРС в популяции больных Томской области, можно заключить, что носительство аллеля C и генотипа CC полиморфизма RS6265 гена BDNF является фактором, определяющим более благоприятное течение РС. Так, носители указанного генотипа демонстрировали низкую скорость прогрессирования болезни, имели меньшую частоту обострений и менее выраженную степень инвалидизации по EDSS при сопоставимой длительности заболевания, достоверно чаще давали более оптимальный ответ на терапию ПИТРС первой и второй линий. Также аллель C и генотип CC были ассоциированы с дебютом РС в возрасте до 40 лет. Несмотря на то что нам не удалось выявить связь аллеля с предиспонирующим эффектом относительно развития РС в нашей популяции, участие полиморфизма RS6265 гена BDNF в формировании фенотипа РС не вызывает сомнений.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.