СПОСОБ ПРЕДИКТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ Российский патент 2011 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии и медицинской генетике, и может быть использовано для ранней диагностики хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) относится к числу наиболее распространенных и социально значимых заболеваний, экономический ущерб от которых для государства огромен. Диагностика ХОБЛ осуществляется, как правило, на поздних стадиях развития патологического процесса, спустя несколько десятилетей после начала патологического процесса в возрастном периоде, превышающем 40 лет, когда лечение малоэффективно. Диагностика ХОБЛ на ранних стадиях, на которых профилактика и лечение могут быть намного более эффективными, практически отсутствует. Поэтому на сегодняшний день остро стоит вопрос изучения этиопатогенеза ХОБЛ, в развитии которой наряду с внешнесредовыми факторами важную роль играет генетическая предрасположенность. Это предусматривает поиск генов, причастных к данному заболеванию, и, что еще более важно, определяющих его развитие.

Существуют способы диагностики ХОБЛ, способствующие ее ранней диагностики и основанные на выявлении полиморфизмов генов, причастных к развитию ХОБЛ. К таким генам, могущим иметь отношение к формированию ХОБЛ, относят те, которые участвуют в антипротеолизе и протеолизе, в частности кодирующие протеины α₁-антитрипсина и α₁-антихимотрипсина (Turino G.M. et аl, 1996; Alvarez-Granda et al, 1997; Sandford A.j. et al, 1999); протеолизе, включая кодирующие протеолитические энзимы - ММР1, ММР12 (D.Arniento J.et al, 1992; Hautamaki R.D. at al, 1997; Segura Valdes L. et al, 2000); метаболизме токсических веществ при курении, например кодирующие такие энзимы, как глютатион S трансферазы - GSTM1, GSTP1 (Baranova H. at al, 1997; Cantlay A.M. et al,1994;Ishii T.at al, 1999), цитохромы Н450 IAI-CP IAI (Cosma G. et al, 1993; Gantaly A.M., 1995) и др.

Однако все они имеют отношение к гуморальному и клеточному звеньям местной защиты легких, обеспечивающим лишь 10-20% клиренса легких от ингалированных экзогенных и эндогенных патогенных веществ и, относясь по сути к генам-модификаторам, не являются определяющими (главными) в патогенезе данного заболевания (Баранов B.C., 2003). Что же касается ведущего и наиболее раннего защитного механизма легких - мукоцилиарного клиренса (МЦК), ответственного за 80-90% их клиренса, то он остается вне зоны внимания этих способов, что является их существенным недостатком в предикции ХОБЛ.

Для исключения этого недостатка, обеспечения и существенного повышения точности предиктивной диагностики ХОБЛ проводят детекцию значимых полиморфизмов в генах, кодирующих динеин, особенно у лиц с наличием факторов риска и косвенных признаков воспалительного процесса в дыхательных путях, не укладывающихся в понятие хронический бронхит в соответствии с общепринятыми критериями CIBA. Это позволяет выявить возможную предрасположенность к ХОБЛ и диагностировать его на ранних стадиях развития патологического процесса и является существенной новизной заявленного способа. При этом увеличивается возможность проведения предиктивной профилактики и лечения ХОБЛ, что, в свою очередь, значительно уменьшает экономические затраты на лечебный процесс.

С фундаментальных позиций это объясняется следующим. Как известно, МЦК обеспечивается взаимодействием реснитчатого аппарата бронхов и слизью, покрывающей его. Благодаря этому взаимодействию происходит продвижение слизи ресничками и различных экзогенных и эндогенных патогенных веществ, осевших на нее, из дистальных отделов дыхательных путей в оральном направлении. Затем слизь непроизвольно заглатывается и проходит через желудочно-кишечный тракт или откашливается при патологическом процессе, в результате чего патогенны удаляются в окружающую среду.

Основным двигательным белком ведущей структуры мукоцилиарного аппарата - ее реснитчатого звена - является динеин. Именно за счет продуцирования энергии, происходящего благодаря АТФазе динеина, обеспечивается функционирование ресничек, способствующее продвижению слизи, покрывающей его, и очищение легких. Анализ литературных источников указывает на выраженную степень полиморфизма генов, кодирующих динеин. Наличие при этом детерминированности функции МЦС, значимых мутаций в этих генах в развитии моногенного заболевания - первичной цилиарной дискинезии, а также значительное сходство первичной цилиарной дискинезии с ХОБЛ по данным морфологического и функционального исследований (Gene Bank, 2004; Rossman C.M. et al, 1980; Omran H., 2000; Лисочкин Б.Г., 1987; Кобылянский В.И., 2002, 2003) дали весьма весомые основания полагать о существенном, а возможно, и главном вкладе этих генов в предрасположенность к ХОБЛ и проведению соответствующего исследования. Результаты исследования отдельных полиморфизмов некоторых генов являются доказательством сущности заявленного способа и представлены ниже.

Выбор из числа генов, кодирующих аксонемный динеин наружных динеиновых ручек, обеспечивающих 4/5 усилий для функционирования ресничек, с учетом их функциональных особенностей, а также выбор полиморфизмов (ПМ) в кодирующей области этих генов и ее части, соответствующей важному функциональному домену, позволили выбрать целый ряд ПМ в генах, кодирующих динеин. Однако из-за экономических ограничений было решено остановиться лишь на двух ПМ в двух генах для каждого из последних соответственно. Для DNAH 5: G/C G3519R (1) и Т/С V1023A (2) и для DNAH11: Т/С V 4134А (3) и A/G 12682V (4) (locus Link Vgr.SNP, Gen Bank).

Используя стандартную полимеразную цепную реакцию с помощью аллель-специфических праймеров, была проведена идентификация вышеуказанных ПМ с тем, чтобы выявить, присутствуют ли они и, в случае обнаружения, провести сравнительную оценку частоты (f) встречаемости полиморфных аллелей в двух группах. Первая состояла из 66 больных ХОБЛ, вторая - из 77 пациентов хроническим бронхитом и здоровых лиц (контроль). Диагностика ХОБЛ осуществлялась на основе стандартных диагностических критериев, включая FEV₁, в соответствии с рекомендациями Европейского респираторного общества, используемыми в России. Полученные данные так же экстраполировались на 100 человек для каждой группы.

Как показали результаты исследования, из исследуемых ПМ идентифицировались только ПМ₃ и ПМ₄, тогда как ПМ₁ и ПМ₂ не были выявлены ни в одной из групп. Частота ПМ₄ при ХОБЛ была более чем в 5 раза выше, чем в контроле (f=0,0129) в случае гомозиготного мутантного гена (GG), в котором она, составляя 0,076, достигала статистической разницы при экстраполяции (р<0,05). ПМ₃ был идентифицирован с меньшей частотой, не достигавшей значимых величин во всех вариантах генотипов (р>0,05). При этом заслуживает внимания незначительная частота присутствия гомозиготного варианта мутантного генотипа (СС) (f=0,03) в группе ХОБЛ пациентов и его отсутствие в контроле.

Анализ ранее проведенных исследований МЦК прямым радиоаэрозольным методом у части больных ХОБЛ, которые подбирались однотипно, а именно с средней тяжестью заболевания, свидетельствовал о следующем. В наблюдениях с наличием ПМ₄ показатели МЦК попадали в диапазон резких ее нарушений, тогда как в случаях, где ПМ₄ отсутствовал, эти показатели находились в диапазоне, соответствующем менее выраженным нарушениям данной функции - значительным и умеренным. Это указывает на причастность ПМ₄ к патогенезу ХОБЛ и целесообразность использования его в диагностике предрасположенности к данной патологии.

Таким образом, заявленный способ, предусматривая поиск полиморфизмов, причастных к развитию ХОБЛ, в генах, кодирующих белок динеин, увеличивает возможности диагностики предрасположенности к даному заболеванию.

Пример. Пациент X., 30 лет, отмечал жалобы на незначительный периодический кашель, главным образом по утрам, с скудно отделяемой мокротой слизистого характера, которые имели место менее двух месяцев подряд в году на протяжении около трех лет. В анамнезе на какие-либо заболевания не указывает. Наследственность не отягощена. Курит около 10 лет по 8-10 сигарет в день. По данным объективного осмотра, спирографического и рентгенологического исследования, общего анализа крови и мочи какие-либо патологические признаки не были выявлены. Показатели МЦК находились на границе нормы и умеренных нарушений. В связи с тем, что клиническая картина в соответствии с имеющимися критериями и наряду с данными исследования не укладывались полностью в понятие хронический бронхит, пациент был отнесен к лицам без пульмонологической патологии. Однако при проведении у него ПЦР-диагностики был выявлен ПМ₄ и диагностирована предрасположенность к ХОБЛ, что подчеркивается с учетом выше отраженных данных исследования МЦК. Пациенту была предоставлена информация об этом, а также, базируясь на полученных данных, о возможных последствиях курения. Профилактическое лечение, которое на фоне отказа от курения включало ингаляции 7%-ного раствора хлорида натрия, лечебный массаж и ЛФК, принесло стойкий положительный эффект.

Изобретение относится к области медицины, а именно к пульмонологии и медицинской генетике. Для предиктивной диагностики хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) проводят поиск белковых дефектов, причастных к развитию заболевания. Такой поиск проводят в динеине. При наличии белковых дефектов диагностируют предрасположенность к хронической обструктивной болезни легких. Способ увеличивает возможности выявления предрасположенности к хронической обструктивной болезни легких и повышает точность предиктивной диагностики ХОБЛ.

Способ предиктивной диагностики хронической обструктивной болезни легких, включающий поиск белковых дефектов, причастных к развитию заболевания, отличающийся тем, что проводят такой поиск в динеине, и при наличии подобных дефектов диагностируют предрасположенность к хронической обструктивной болезни легких.