Способ оценки риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации Российский патент 2022 года по МПК G01N33/58 C12Q1/6806 C12Q1/686 C12Q1/6883 

Изобретение относится к области медицины, а именно медицинской генетике и профилактической медицине. Данное изобретение может быть использовано для оценки риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации. Сущность способа заключается в проведении анализа полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A (коактиватора гамма-рецептора, активирующего пролиферацию пероксисом) методом полимеразной цепной реакции. Наличие генотипа Gly/Ser у пациентов с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации, свидетельствует о повышенном риске развития у них абдоминального ожирения.

Вибрационная болезнь является хроническим профессиональным заболевание, которое возникает при длительном воздействии производственной вибрации и проявляется в виде поражений периферических сосудов, нервной системы и опорно-двигательного аппарата в виде полинейропатии, ангиодистонического синдрома, цервикобрахиалгии, люмбалгии, остеоартроза локтевых суставов, спондилеза и ведет утрате трудоспособности [1, 2]. Кроме того, у пациентов с вибрационной болезнью (ВБ) отмечается высокая распространенность повышенного индекса массы тела (ИМТ), абдоминального ожирения и метаболического синдрома (60-62; 30-70 и 26-57% соответственно) [3, 4], которые могут привести к формированию сахарного диабета (СД) 2 типа и заболеваний сердечно-сосудистой системы, отягощающих течение профессиональной патологии, снижающих качество и продолжительности жизни, ведущих к инвалидизации [5].

Учитывая значимость абдоминального ожирения в развитии СД 2 типа, инвалидизацию, обусловленную последним и высокую распространенность этой патологии среди лиц с профессиональной патологией, вызванной воздействием физических факторов, поиск маркеров риска развития ожирения является актуальной проблемой у лиц с вибрационной болезнью

Причинами возникновения ожирения могут являться ряд факторов, среди которых производственные и генетические. В настоящее время выявлена связь между ожирением и рядом генов, среди которых гены гамма-рецептора, активирующего пролиферацию пероксисом (PPARy), и его коактиватора [6, 7]. Последний является транскрипционным коактиватором и регулирует экспрессию генов, участвующих в окислении жирных кислот, производстве энергии, в митохондриальном биогенезе с переключением мышечного метаболизма на окислительное фосфорилирование. Данный факт определяет интерес к коактиватору PPARy, поскольку изменение конформации белка, обусловленное нуклеотидными заменами в полиморфных локусах, вызывает снижение его связывания с PPARy. Вследствие этого снижается экспрессия контролируемых им генов, которая способна привести к дисфункции митохондриального биогенеза, нарушению PPAR-опосредованной дифференциации адипоцитов, окисления липидов и др. [8]. Кодируется этот коактиватор генами PPARGC1A и PPARGC1B [9]. Установлено, что замена G на А в полиморфном локусе rs8192678, приводит к замещению глицина на серии в ко доне 482 (Gly482Ser) и вызывает конформационные изменения в структуре его белкового продукта.

В литературе представлено большое количество исследований, посвященных изучению роли полиморфизма Gly482Ser гена PPARGC1A в развитии ожирения, метаболического синдрома и СД 2 типа, однако, отсутствуют сведения, указывающие на возможную роль этого полиморфизма в развитии абдоминального ожирения у лиц с профессиональной патологией, в частности, с вибрационной болезнью, вызванной воздействием локальной вибрации.

Известен способ донозологической диагностики нарушений здоровья от воздействия локальной вибрации [10]. Недостатком данного способа является диагностика уже имеющихся нарушений, а не прогноз их возникновения.

Существует способ прогнозировния риска развития ишемической болезни сердца у горнорабочих виброопасных профессий (шахтеров), в котором в качестве факторов риска рассматривают генетические маркеры групп крови и резус, наличие или отсутствие артериальной гиперензии, сахарного диабета, гиперхолестеринемии, гипербеталипопротеидемии, гипоальфахолестеринемии, коэффициент атерогенности и др. По этим показателям вычисляют прогностический коэффициент и прогнозируют риск развития ишемической болезни сердца [11]. Однако прогнозирование данным способом трудоемко - необходимо выполнить большое количество исследований, собрать данные анамнеза и направлено на выявление болезни сердца, а не ожирения.

Известны способы прогнозирования ожирения у населения по уровню экспрессии гена Lrp11 или определения концентрации а-фетопротеина (АФП) и содержания Т-лимфоцитов с рецептором к трансферрину (CD71+) [12, 13]. Недостатком этих способов является трудоемкость и дороговизна выполняемых методик для расчета прогностических коэффициентов, кроме того они разработаны для практически здорового населения, а не для пациентов, имеющих профессиональное заболевание, вызванное воздействием локальной вибрации.

Проведенный нами поиск свидетельствует, что прототипом может является способ определения предрасположенности к развитию ожирения у детей в условиях избыточной контаминации алюминием, который основан на генотипировании полиморфизмов гена MTNR1B (rs 10830963) и гена SIRT1 (rs 7069102), определении в моче содержание алюминия, и уровне IgG к алюминию сыворотке крови [14]. Однако, применение генетических маркеров, используемых в данном методе, позволяет прогнозировать предрасположенность к ожирению только у детей, подвергающихся воздействию химического фактора, в частности алюминия.

Таким образом задачей настоящего изобретения является разработка способа оценки риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью от воздействия локальной вибрации, на основе выявления генотипа полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Новизна и изобретательский уровень заключается в том, что неизвестна возможность прогноза развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью от воздействия локальной вибрации, имеющих генотип Gly/Ser локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Технический результат- получение прогностического критерия риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, вызванной воздействием локальной вибрации, с использованием генетических маркеров.

Указанный технический результат достигается следующим образом. У пациентов с ВБ от сочетанного воздействия локальной и общей вибрации производится отбор образцов периферической венозной крови. Взятие крови осуществляется при помощи вакуумных систем по стандартной процедуре в пробирки Vacuette tube с антикоагулянтом КзЭДТА. Выделение ДНК из цельной крови осуществляется при помощи реагента «ДНК-экспресс» в соответствии с инструкцией фирмы-производителя («Литех», Россия). До проведения ПЦР выделенную ДНК хранят при 20°С. Анализ полиморфного локуса осуществляется при помощи набора реагентов для анализа однонуклеотидного полиморфизма методом ПЦР в режиме реального времени (Gly482Ser гена PPARGC1A, SNP-экспресс-Shot OneStep-PB, «Литех», Россия). Набор состоит из 96 пробирок с амплификационной смесью, включающей праймеры, два аллель-специфичных гидролизных зонда, содержащих полиморфный сайт, под слоем минерального масла. В пробирки с амплификационной смесью добавляют 5 мкл образца ДНК, отрицательный и положительные контроли, которые поставляются в наборе с реагентами, индивидуальным наконечником с аэрозольным фильтром, закрывают пробирок и центрифугируют 30 сек на 1000 об/мин на плашечной центрифуге после чего проводят ПЦР на приборе «CFX96». Амплификацию осуществляют в соответствии с инструкцией фирмы-производителя набора реагентов (первоначальная денатурация 2 минуты при 80°С и денатурация 3 минут при 94°С, далее 40 циклов: отжиг 15 секунд при 94°С и элонгация 40 секунд при 64°С после которых осуществляется считывание на каналах HEX и FAM (1 и 2 аллеля соответственно). Базовая пороговая линия для обоих каналов должна быть установлена на значении 100. При выявлении у пациента с ВБ от воздействия локальной вибрации генотипа Gly/Ser определяют высокую вероятность развития абдоминального ожирения.

С целью выявления ассоциаций полиморфных вариантов локуса Gly482Ser гена PPARGC1A с развитием ожирения у лиц с ВБ, обусловленной воздействием локальной вибрации, обследованы 103 мужчины в возрасте 51,2±0,7 лет, подвергающиеся в профессиональной деятельности воздействию локальной вибрации (клепальщики-сборщики, обрубщики литья, проходчики, вальщики леса, горнорабочие, слесаря-сборщики) и имеющие установленный диагноз ВБ 1 или 1-2 степени. Обследованные были разделены на группы в зависимости от окружности талии (ОТ). В группу I вошли 55 пациентов (средний возраст 51,1±1,0 лет), имеющих ОТ менее 102 см, в группу II - 48 лиц (средний возраст 51,2±1,0 лет) с ОТ>102 см.

Статистический анализ результатов осуществляли с использованием пакета прикладных программах «Statistica 6.0» и программы SNPstats (доступ https://www.snpstats.net/start.htm). Различия по встречаемости генотипов и аллелей между группами оценивали с использованием критерия хи-квадрат (%). Критический уровень статистической значимости различий (р) составил 0,05. Выявление ассоциаций между носительством генотипов полиморфизма Gly482Ser гена PPARGC1A и абдоминальным ожирением осуществляли при помощи логистической регрессии для рецессивной, доминантной, кодоминантной, овердоминантной и аддитивной генетических моделей. Результаты анализа представлены в виде отношения шансов (OR) с 95% доверительным интервалом (CI). Проверку на соответствие распределению Харди-Вайнберга выполняли с использованием критерия χ².

При оценке встречаемости аллелей и генотипов полиморфизма Gly482Ser гена PPARGC1A в зависимости от обхвата талии, было установлено, что среди лиц II группы генотип Gly/Ser встречался у 54% пациентов, что в 1,9 раза чаще (р=0,025), чем среди лиц, имеющих ОТ менее 102 см (табл. 1).

Далее при помощи логистической регресии была установлена ассоциация гетерозиготного генотипа Gly/Ser локуса Gly482Ser и повышенного риска развития абдоминального ожирения у пациентов с ВБ, обусловленной воздействием локальной вибрации, о чем свидетельствует OR=2,84, р=0,026 для овердоминантной модели (табл. 2)

На основании результатов проведенных исследований можно заключить, что маркером риска развития абдоминального ожирения у лиц с ВБ, вызванной воздействием локальной вибрации, является носительство гетерозиготного генотипа Gly/Ser полиморфизма Gly482Ser гена PPARGC1A

Заявленный способ может применяться в углубленных медицинских осмотрах лиц, работающих в контакте с локальной вибрации. Он позволит выявить индивидов с повышенным риском развития ожирения, которое может привести к формированию метаболического синдрома и СД 2 типа. Проведение персонализированной первичной (правильное питание, отказ от вредных привычек, динамические физические нагрузки) и вторичной профилактики нарушений липидного и углеводного обменов (медикаментозная коррекция, диспансерное наблюдение) у лиц с повышенным риском развития ожирения будет способствовать снижению вероятности его возникновения.

Способ подтверждается следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациент Р. работает вальщиком леса 23,7 лет. На момент обследования возраст 56 лет. У обследованного умеренно-выраженная вегетативно-сенсорная полиневропатия, ангиодистонический синдром и цервикобралхиалгия. По санитарно-гигиенической характеристике уровни локальной вибрации на рабочем месте достигают 136 дБ, что выше предельно допустимого значения виброскорости (112 дБ). В возрасте 53 лет пациенту установлено профессиональное заболевание - вибрационная болезнь, обусловленная воздействием локальной вибрации, 1 степени. На момент обследования у него вибрационная болезнь 1-2 степени. Антропометрические данные обследуемого: рост 181 см, масса тела 98 кг, окружность талии 103 см, окружность бедер 95 см.

Окружность талии превышает 94 см, расчет индекса соотношения окружности бедер и талии провышает референтное значение 0,8 и составляет 1,08. На основании этих данных делается заключение о наличии абдоминального ожирения. При генотипировании выявлено носительство генотипа Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Заключение: абдоминальное ожирение ассоциировано с носительством генотипа Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Пример 2. Пациент Н. 43 года, работает сборщиком-клепальщиком на авиастроительном заводе. Стаж работы во вредных условиях труда 16,8 лет. У обследованного выявлена умеренно-выраженная вегетативно-сенсорная полиневропатия верхних конечностей и остеоартроз локтевых суставов. По санитарно-гигиенической характеристике уровни локальной вибрации на рабочем месте превышают предельно допустимое значение виброскорости (112 дБ) и составляют 113 дБ. В процессе обследования пациенту установлено профессиональное заболевание - вибрационная болезнь, обусловленная воздействием локальной вибрации, 1-2 степени. Антропометрические данные обследуемого: рост 176 см, масса тела 97 кг, окружность талии 115 см, окружность бедер 101 см.

Окружность талии составляет 115 см, превышая пороговую цифру (не более 94 см), расчет индекса соотношения окружности бедер и талии составляет 1,13, что выше нормативного значения -- 0,8. На основании этих данных делается заключение о наличии абдоминального ожирения. При генотипировании выявлено носительство генотипа Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Заключение: абдоминальное ожирение ассоциировано с носительством генотипа Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Пример 3. Пациент А. 52 года, работает обрубщиком литья на авиастроительном заводе. Стаж работы во вредных условиях труда 22 года. У обследованного выявлена умеренно-выраженная вегетативно-сенсорная полиневропатия верхних конечностей, цервикобрахиалгия и ангиодистонический синдром. По санитарно-гигиенической характеристике уровни локальной вибрации на рабочем месте превышают предельно допустимое значение виброскорости (112 дБ) и составляют 125 дБ. В процессе обследования пациенту установлено профессиональное заболевание - вибрационная болезнь, обусловленная воздействием локальной вибрации, 1-2 степени. Антропометрические данные обследуемого: рост 168 см, масса тела 78 кг, окружность талии 111 см, окружность бедер 105 см.

Окружность талии составляет 111 см, превышая пороговую цифру (не более 94 см), расчет индекса соотношения окружности бедер и талии составляет 1,06, что выше нормативного значения - 0,8. На основании этих данных делается заключение о наличии абдоминального ожирения. При генотипировании выявлено носительство генотипа Ser/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Заключение: абдоминальное ожирение не ассоциировано с носительством генотипа Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Пример 4. Пациент М., работает сборщиком-клепальщиком на авиастроительном заводе 15 лет. Возрвст на момент обследования 39 лет. Пациенту установлено профессиональное заболевание - вибрационная болезнь, обусловленная воздействием локальной вибрации, 1 степени. У него наблюдается умеренно-выраженная вегетативно-сенсорная полиневропатия, ангиодистонический синдром и цервикобралхиалгия. На рабочем месте уровни локальной вибрации по данным санитарно-гигиенической характеристики составляют 114 дБ (предельно допустимое значение - 112 дБ). Антропометрические данные обследуемого: рост 176 см, масса тела 74 кг, окружность талии 82 см, окружность бедер 97 см.

Окружность талии не превышает пороговую цифру (94 см) и составляет 82 см, но индекс соотношения окружности бедер и талии выше нормативного значения (0,8) и равен 0,84. Эти данные позволяют сделать заключение об отсутствии абдоминального ожирения. При генотипировании у пациента установлен генотип Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A.

Заключение: пациент имеет повышенный риск развития абдоминального ожирения, связанного с носительством генотипа Gly/Ser полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1 А.

Литература

1. Национальное руководство по профпатологии. Под редакцией Н.Ф. Измерова. М.: ГЭОТАР - Медиа, 2011. 784 с.

2. Бабанов С.А., Воробьева Е.В. Особенности диагностики и течения вибрационной болезни в условиях современного производства // Трудный пациент.2010. №5. С. 28-30.

3. Кузьмина О.Ю. Клинико-эпидемиологические особенности метаболического синдрома у больных профессиональными заболеваниями. // Международный эндокринологический журнал. 2011. №.4 (36). С. 154-160.

4. Паначева Л.А., Платонова Е.А., Кузнецова Г.В. Частота и клинические проявления метаболического синдрома при вибрационной болезни // Медицина труда и промышленная экология. 2011. №10. С. 36-39.

5. Баланова Ю.А., Шальнова С.А., Деев А.Д., Имаева А.Э., Концевая А.В., Муромцева Г.А. и др. Ожирение в российской популяции - распространенность и ассоциации с факторами риска хронических неинфекционных заболеваний // Российский кардиологический журнал. 2018. Т. 23, №6. С. 123-130. doi: 10.15829/1560-4071-2018-6-123-130.

6. Резник Л.А., Исаева А.С. Генетические аспекты ожирения и ассоциированных с ним метаболических расстройств // Norwegian Journal of Development of the International Science. 2020. №40-2. C. 38-43.

7. Cheurfa N., Reis A.F., Dubois-Laforgue D., Bellanne-Chantelot C, Timsit J., Velho G. The Gly482Ser polymorphism in the peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1 gene is associated with hypertension in type 2 diabetic men // Diabetologia. 2004. Vol.47, N 11. P. 1980-3. doi: 10.1007/s00125-004-1567-4.

8. Csep K., Szigeti E., Vitai M., Koranyi L. The PPARGC1A - Gly482Ser polymorphism (rs8192678) and the metabolic syndrome in a central romanian population // Acta Endocrinol (Buchar). 2017, Vol.13, N2. P. 161-167. doi: 10.4183/aeb.2017.161.

9. Finck B.N., Kelly D.P. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 (PGC-1) regulatory cascade in cardiac physiology and disease // Circulation. 2007. Vol. 115, N 19. P 2540-2508. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA. 107.670588.

10. Способ донозологической диагностики нарушений здоровья от воздействия локальной вибрации. Патент RU 2549435 С1, заявка №2014109338/15, дата подачи заявки 11.03.2014.

11. Способ прогнозировния риска развития ишемической болезни сердца у горнорабочих виброопасных профессий. Патент RU (11) 2 201 128 (13) С2, заявка №2001116649/14, дата подачи заявки 14.06.2001.

12. Способ прогнозирования и/или профилактики избыточного веса, ожирения и/или их осложнений посредством анализа экспрессии генов. Патент RU (11) 2016 141 991 (13) А, заявка №2016141991, дата подачи заявки 24.03.2015.

13. Способ прогнозирования риска развития ожирения у практически здоровых людей. Патент RU (11) 2 452 966 (13) С1 Заявка: 2011107763/15, дата подачи заявки 28.02.2011

14. Способ определения предрасположенности к развитию ожирения у детей в условиях избыточной контаминации алюминием. Патент RU 2700565, заявка №2019117701, дата подачи заявки 06.06.2019.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской генетике и профилактической медицине, и может быть использовано для оценки риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации. Из венозной крови выделяют ДНК. Методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени осуществляют генотипирование полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A. При наличии генотипа Gly/Ser определяют повышенный риск развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации. Способ обеспечивает получение прогностического критерия риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, вызванной воздействием локальной вибрации, с использованием генетических маркеров. 2 табл., 4 пр.

Способ оценки риска развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации, с использованием генетических маркеров, отличающийся тем, что из венозной крови выделяют ДНК, методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени осуществляют генотипирование полиморфного локуса Gly482Ser гена PPARGC1A и при наличии генотипа Gly/Ser определяют повышенный риск развития абдоминального ожирения у лиц с вибрационной болезнью, обусловленной воздействием локальной вибрации.