Relationship of interleukin-1β gene -511c/t polymorphism with duodenal ulcer and erosive gastroduodenitis in children


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2021.9.57-61

S.D. Ikhsanov, M.N. Shtepo

Astrakhan State Medical University, Department of Faculty Pediatrics, Astrakhan, Russia
Background. Currently, the study of the genetic basis of the immune response in peptic ulcer disease in children, in particular the interleukin-1β gene polymorphisms, makes it possible to expand the etiopathogenetic understanding of the disease and identify genetic risk factors for certain complications and variants of course, which can contribute to a personalized approach to the treatment of disease.
Objective. Evaluation of the effect of interleukin- (IL-1β) gene -511c/t polymorphism on the course of duodenal ulcer (DU) and erosive gastroduodenitis (EGD) in children.
Methods. A total of 100 patients with erosive and ulcerative lesions of the gastroduodenal zone (main group) including 46 children diagnosed with DU (subgroup 1) and 54 with EGD (subgroup 2) were examined. The mean age at diagnosis was 8.14±0.25 (3–17 years) years. The control group for genetic studies included 100 healthy residents of Astrakhan. For molecular genetic analysis, total DNA was isolated from whole blood using the standard phenol-chloroform extraction method. Genotyping of polymorphic markers of the studied gene was carried out using polymerase chain reaction and analysis of restriction fragment length polymorphism. Statistical analysis was performed using the Statistica for Windows software package.
Results. The influence of IL-1β-511c/t polymorphism on the features of the clinical picture and the course of EGD and DU in children was studied. It has been proven that the T/T genotype predisposes to the development of DU and is associated with the onset of the disease at an early age. Associations of the C/T genotype with the typical phenotype of diseases were revealed, while with the C/C genotype, a high significance of the hereditary factor in the development of the disease was noted.
Conclusion. It was found that the studied the IL-1β gen polymorphism is part of the genetic component of susceptibility to DU in children, and influences the age of implementation and the phenotype of the disease.
Keywords: duodenal ulcer, erosive gastroduodenitis, children, -511c/t polymorphism, gene, interdeikin-1β

Введение

На сегодняшний день язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки (ЯБДПК) и эрозивные гастродуодениты (ЭГД) представляют собой системные мультифакториальные заболевания с полигенным вариантом наследования. В настоящее время изучение генетических основ иммунного реагирования при ЯБДПК у детей, в частности полиморфизмов генов интерлейкина-1β (IL-1β), позволяет расширять этиопатогенетические представления о заболевании и выявлять генетические факторы риска определенных осложнений и вариантов течения, что может способствовать персонифицированному подходу к терапии заболевания [1, 2].

Цель исследования: изучение влияния полиморфизма-511c/t гена IL-1β на течение ЯБДПК и ЭГД у детей.

Методы

Обследованы 100 пациентов с эрозивно-язвенными поражениями гастродуоденальной зоны (основная группа), из них 46 детей с диагнозом ЯБДПК (1-я подгруппа) и 54 – с ЭГД (2-я подгруппа). Средний возраст постановки диагноза составил 8,14±0,25 (3–17 лет) года. Для проведения генетических исследований в контрольную группу вошли 100 здоровый жителей Астрахани. Для выполнения молекулярно-генетического анализа производили выделение тотальной ДНК из цельной крови с помощью стандартного метода фенол-хлороформной экстракции. Генотипирование полиморфных маркеров изучаемого гена осуществляли с помощью полимеразной цепной реакции и анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов. Статистический анализ осуществлялся с помощью пакета программ Statistica for Windows.

Результаты

При анализе частот генотипов Т/Т, С/Т, С/С, а также аллелей Т и С IL-1β (-511c/t) достоверных различий между контрольной и основной группами не выявлено (табл. 1).

58-1.jpg (257 KB)

Согласно полученным данным, в контрольной группе генотип T/T встречался у 12,0%, генотип C/T – у 44,0%, генотип CC – у 44,0% детей, в то время как в основной группе у 10,0, 44,0 и 46,0% детей соответственно. Таким образом, ассоциация генотипов C/C, C/T, T/T и аллелей C и T полиморфизма C-511T гена IL-1β с эрозивно-язвенным поражением желудочно-кишечного тракта отсутствует (χ2CC/CT/TT=0,226; р=0,894).

В то же время, согласно полученным данным, генотип Т/Т является предрасполагающим в отношении развития ЯБДПК у детей среди когорты пациентов с эрозивно-язвенными поражениями гастродуоденальной зоны (табл. 2). Выявлено, что генотип С/С «протективен» для развития ЭГД у детей до 12 лет (табл. 3), в то время как генотип Т/Т является «предрасполагающим» к развитию ЯБДПК у детей младшего возраста (а именно до 12 лет) по отношению к пациентам старшей возрастной группы (табл. 4).

59-1.jpg (99 KB)

Мы проанализировали влияние генотипов и аллелей полиморфизма гена интерлейкина-1β (-511c/t) на фенотипические проявления заболевания в общей группе пациентов (табл. 5) и изолированно у детей первой и второй подгрупп.

59-2.jpg (259 KB)

Установлено, что генотип С/Т предрасполагает к возникновению типичной картины заболевания у детей как основной группы (OR=4,352 [ДИ: 1,841–10,292]), так и с ЯБДПК (OR=4,200 [ДИ: 1,132–15,587]) и ЭГД (OR=4,583 [ДИ: 1,442–14,571]) изолированно. В то же время генотип С/С выступает как протективный (OR=0,314 [ДИ: 0,133–0,744]) для развития классической картины заболевания и достоверно ассоциирован со стертой симптоматикой недуга у детей основной группы. Достоверных фенотипических различий между аллелями С и Т по характеру клинической картины между больными ЯБДПК (χ2=0,512; р=0,475) и ЭГД (χ2=1,257; р=0,263) не выявлено.

В основной группе и у детей с ЯБДПК выявлены статистические различия по частоте встречаемости генотипов Т/Т, С/Т и С/С полиморфизма гена IL-1β (-511c/t) и по частоте встречаемости Helicobacter pylori. Доказано протективное действие генотипа Т/Т на развитие геликобактерной инфекции у детей первой подгруппы (χ2=20,583; df 2; р<0,001; OR=3,182 [ДИ: 0,721–14,047]) (табл. 6).

Обсуждение

Наши результаты сопоставимы с таковыми Р.А. Файзулиной, в ходе исследования которого прослежена связь мутантного Т-аллеля полиморфизма гена IL-1β (-511c/t) с развитием хронического гастродуоденита и ЯБДПК у детей. Помимо этого выявлены ассоциации мутантного гомозиготного генотипа с характером клинической картины, а именно с типичной клинической картиной заболевания, характеризующегося выраженным болевым и абдоминальным синдромами. У детей с умеренными синдромами заболевания в отличие от больных с выраженной клинической картиной чаще встречался нормальный генотип С/С и С-аллель [3]. Схожие результаты при изучении влияния полиморфизма гена IL-1β (-511c/t) на развитие и течение ЯБДПК были представлены группой ученых под руководством В.П. Иванова в ходе исследования, проведенного на взрослой когорте больных [4]. Изучена ассоциация полиморфизма-511C/T в промоторной области гена IL-1β с предрасположенностью и особенностями клинических проявлений у 224 больных ЯБДПК и у 153 взрослых больных язвенной болезнью желудка в популяции русских Центрально-Черноземного региона России. Установлено, что изучаемый полиморфизм гена IL-1β является частью генетической компоненты подверженности как язвенной болезни желудка, так и ЯБДПК, оказывает существенное влияние на прогрессирование заболевания и развитие желудочных кровотечений. Показана ассоциация промоторного полиморфизма гена IL-1β с сочетанным поражением печени и желчевыводящих путей у больных язвенной болезнью. По всей видимости, выявленные в ходе исследования особенности течения, сроки дебюта заболевания могут быть определены заменой нуклеотида тимина на цитозин, что влияет на транскрипционную активность гена. В случае аллеля Т имеет место более высокая активность, соответственно, более высокая продукция IL-1β. В ходе многочисленных исследований доказано, что IL-1β – один из самых сильных среди известных ингибиторов кислотной продукции [1, 5]. Кроме того, его активация приводит к запуску каскада провоспалительных цитокинов, что может стать фактором прогрессирования патологического процесса, оказывая прямое повреждающее действие на клетки и ткани, индуцируя альтерацию, нарушение целостности сосудистой стенки, усиление и хронизацию воспалительного процесса [5].

Представляют интерес данные, полученные С.В. Сокольник в 2012 г. при изучении влияния полиморфизма на развитие и течение ЯБДПК кишки у детей Черновицкой области. Установлено, что аллель IL-1β -511*С и генотип IL-1β -511 С/С повышают риск развития ЯБДПК у детей, ассоциированной с Helicobacter pylori, а аллель IL-1β -511*Т и генотип IL-1β -511 С/Т снижают вероятность формирования заболевания [6]. Противоречивость и разнонаправленность результатов, на наш взгляд, могут быть вызваны разными причинами. Нельзя исключать, что они обусловлены различной активностью генов, кодирующих IL-1β, которая может быть связана с наличием в их структуре вариаций, с другой стороны, могут оказывать влияние национальные особенности изучаемой популяции больных. Все это диктует необходимость дальнейшего проведения исследований в данном направлении для уточнения генетических основ патогенеза ЯБДПК и хронических гастродуоденитов у детей для формирования персонифицированного подхода к терапии.

Заключение

В ходе исследования изучено влияние полиморфизма-511 T/C гена IL-1β на особенности клинической картины, течение ЯБДПК и ЭГД у детей. Доказано, что генотип T/T предрасполагает развитие ЯБДПК и ассоциирован со стартом заболевания в раннем возрасте и геликобактерной инфекцией. Выявлены ассоциации генотипа С/Т с типичным фенотипом заболеваний, в то время как генотип С/С ассоциирован с высокой значимостью наследственного фактора в развитии недуга. Таким образом, изучение генотипических основ ЯБДПК и ЭГД у детей является важной задачей, решение которой будет способствовать развитию фундаментальных представлений о патогенезе этих заболеваний и формированию персонифицированного подхода к лечению пациентов.

Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования – Ихсанов С.Д., Штепо М.Н. Сбор и обработка материала – Ихсанов С.Д., Штепо М.Н. Статистическая обработка данных – Ихсанов С.Д. Написание текста – Штепо М.Н. Редактирование – Штепо М.Н.


About the Autors


Corresponding author: Marina N. Shtepo, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor at the Department of Pediatrics and Neonatology, Astrakhan State Medical University, Department of Faculty Pediatrics, Astrakhan, Russia; gazken@rambler.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1167-1005
Address: 121 Bakinskaya st., Astrakhan 414000, Russian Federation


Бионика Медиа