Панель для определения генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза Российский патент 2025 года по МПК C12Q1/68 

Область техники, к которой относится изобретение

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к эндокринологии и генетике, и может быть использована для определения вероятности развития функциональных особенностей образования и разрушения костной ткани (остеогенеза), этиологически вызванных различными полиморфными вариантами в генах, отвечающих за регуляцию работы рецепторов к витамину D, кальцитонину, образование коллагена, остеопротегерина, а также накопление и минерализацию костной массы.

Изучение наследственной предрасположенности к нарушению образования костной ткани и прогнозирование рисков развития остеопороза крайне важно для диагностики и терапии данной патологии.

Остеопороз – это патологическое изменение скелета, выражающееся структурными нарушениями костной ткани и прогрессирующей убылью ее массы. Остеопороз является полиэтиологическим заболеванием, развитие которого зависит от генетической предрасположенности, образа жизни, физической активности, эндокринологического статуса, наличия сопутствующих заболеваний, приема лекарственных препаратов, старения человека и индивидуальной продолжительности жизни. Остеопороз может быть врожденным - следствие моногенного заболевания, обусловленного редким вариантом в гене, связанном с минерализацией костной ткани – до 21% случаев, а может являться мультифакторным заболеванием, т.е. обусловленным сочетанием вариантов в генах, связанных с минерализацией костной ткани 20-25% случаев.

Костная ткань находится в состоянии постоянного изменения. Одновременно происходят два противоположных процесса: костеобразование и костная резорбция, от баланса которых зависит качество и прочность кости. Ремоделирование костной ткани зависит от состояния фосфорно-кальциевого обмена, паратиреоидного гормона, витамина D, гормона роста, кальцитонина, тиреодных гормонов, глюкокортикоидов, а также возрастных факторов: дефицит эстрогенов, повышение уровней IL-1, IL-6, TNF, повышение экспрессии RANK, RANKL, снижение остеогенной активности остеогенных клеток-предшественников, снижение синтетической активности остеобластов.

Генетический вклад можно разделить на несколько типов: гены, влияющие на формирование костного матрикса: синтез коллагена, белка LRP5, остеопротротегерина; гены, влияющие на минерализацию костного матрикса –кодирующие ткань-неспецифическую форму щелочной фосфатазы; и гены, связанные с гормональной регуляцией процессов остеогенеза: рецепторов витамина D и кальцитонина.

По мере углубления нашего понимания патогенеза остеопороза расширяются возможности применения этих знаний в клинической практике. Это позволит выявлять риски развития возникновения остеопороза, подбирать терапию для лечения при нарушениях остеогенеза на основе генетических данных, по всем принципам превентивной и предиктивной медицины.

Уровень техники

В настоящее время оценку процессов костеобразования и костной резорбции проводят по результатам лабораторного определения маркеров состояния обмена костной ткани: витамин D, кальций ионизированный, магний, фосфор, паратгормон; маркеров формирования костной ткани: кальцитонина, остеокальцина, щелочной фосфатазы и маркеров резорбции костной ткани: β-crossLaps. Эти маркеры в комплексе с другими клинико-лабораторными показателями и результатами денситометрии определяют дальнейшую тактику ведения пациента. По результатам такого обследования, делается вывод о потерях костной массы и назначается определенная терапия, диета и прочие лечебные мероприятия.

Нарушения остеогенеза обусловлены генетическими нарушениями в следующих генах:

влияющих на формирование костного матрикса - синтез коллагена (COL1A1), белка LRP5, остеопротротегерина (OPG);

влияющих на минерализацию костного матрикса – гены кодирующие ткань-неспецифическую форму щелочной фосфатазы (ALPL);

связанных с гормональной регуляцией процессов остеогенеза: рецепторов витамина D (VDR) и кальцитонина (CALCR).

Технической проблемой является сложность в выборе сочетания генов/полиморфизмов/генотипов, подходящего для определения предрасположенности к нарушению остеогенеза, о чем свидетельствует практическое отсутствие на рынке диагностических панелей полиморфизмов (SNP), подходящих для диагностики нарушений в процессах формирования и минерализации костного матрикса, и гормональной регуляции процессов остеогенеза.

Раскрытие сущности изобретения

Достигаемым техническим результатом настоящего изобретения является создание панели полиморфизмов и ее использование для определения предрасположенности к развитию нарушений остеогенеза, на основе уникального сочетания полиморфизмов, что позволяет одномоментно выявлять наиболее часто встречающиеся полиморфизмы, дает возможность провести более полный скрининговый диагностический охват и не пропустить возможные изменения в генотипе. Благодаря созданной панели становится возможным превентивно скорректировать нутритивные и физиологические факторы, влияющие на остеогенез, подобрать индивидуальную эффективную дозировку лекарственных препаратов.

Достижение указанного технического результата обеспечивается предложенной панелью для определения предрасположенности к развитию нарушений остеогенеза на основе использования уникального сочетания генотипов полиморфизмов в генах: влияющих на формирование костного матрикса - синтез коллагена (COL1A1), белка LRP5, остеопротротегерина (OPG); влияющих на минерализацию костного матрикса – гены кодирующие ткань-неспецифическую форму щелочной фосфатазы (ALPL); связанных с гормональной регуляцией процессов остеогенеза: рецепторов витамина D (VDR) и кальцитонина (CALCR).

При этом предложенный способ предусматривает использование указанной панели полиморфизмов генов, ассоциированных с нарушениями остеогенеза и выявлением по результатам обнаружения полиморфизмов возможной предрасположенности пациента к развитию остеопороза.

Предложенная панель включает средства для обнаружения в образце от пациента следующих полиморфизмов:

1. Ген VDR: NC_000012.12:g.47845054C>A, rs7975232 (ApaI это G/C-a, A/T-A ) (частота вариантов 44/55)

2. Ген VDR: NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI A/T – T, C/G - t ) (частота вариантов 61/38)

3. Ген VDR: NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I это C/G – F T/A - t) (частота вариантов 39/61)

4. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298

5. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 (частота вариантов 84/16)

6. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 (частота вариантов 17/83)

7. Ген LRP5: NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 (частота вариантов 86/14)

8. Ген CALCR: NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29)

9. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5)

10. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 (частота вариантов 85/15)

11. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49)

12. Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17)

13. Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 (частота вариантов 88/12)

Достижение указанного технического результата обеспечивается также предложенным способом определения предрасположенности к развитию нарушений остеогенеза на основе использования уникального сочетания генотипов полиморфизмов в генах: влияющих на формирование костного матрикса - синтез коллагена (COL1A1), белка LRP5, остеопротротегерина (OPG); влияющих на минерализацию костного матрикса – гены кодирующие ткань-неспецифическую форму щелочной фосфатазы (ALPL); связанных с гормональной регуляцией процессов остеогенеза: рецепторов витамина D (VDR) и кальцитонина (CALCR).

Предложенный способ характеризуется использованием средств для обнаружения в образце от пациента полиморфизмов генов, ассоциированных с нарушениями остеогенеза, и выявлением по результатам обнаружения полиморфизмов возможной предрасположенности пациента к развитию остеопороза.

При этом предложенный способ предусматривает использование указанной панели полиморфизмов, а именно способ включает выявление в образце от пациента следующих полиморфизмов:

1. Ген VDR: NC_000012.12:g.47845054C>A, rs7975232 (ApaI это G/C-a, A/T-A ) (частота вариантов 44/55)

2. Ген VDR: NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI A/T – T, C/G - t ) (частота вариантов 61/38)

3. Ген VDR: NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I это C/G – F T/A - t) (частота вариантов 39/61)

4. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298

5. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 (частота вариантов 84/16)

6. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 (частота вариантов 17/83)

7. Ген LRP5: NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 (частота вариантов 86/14)

8. Ген CALCR: NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29)

9. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5)

10. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 (частота вариантов 85/15)

11. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49)

12. Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17)

13. Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 (частота вариантов 88/12).

Наличие у пациента хотя бы одного из полиморфизмов, определяемых с помощью, созданной нами панели, свидетельствует о возможной предрасположенности к нарушению остеогенеза, что может быть фактором риска развития остеопороза.

По полученным нами данным, при использовании альтернативной диагностической панели (https://www.amplisens.ru/catalog/genetics/nabory-reagentov-dlya-detektsii-snp-metodom-pirosekvenirovaniya/amplisens-piroskrin-osteoskrin-profil-geneticheskogo-issledovaniya-osteoporoz/#:~:text=%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%95%D0%9E%2D%D1%81%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%BD%20%E2%80%94%20%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%20%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F,%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B8%D1%8E%20%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B0%20%D0%B8%20%D0%BD%D0%B5%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%B7%D1%8B) для определения предрасположенности к нарушению остеогенеза, из-за недостаточного охвата рисковых аллелей в генах, ассоциированных с развитием нарушений остеогенеза, возможно установление ошибочного вывода, например, об отсутствии риска остеопороза.

При сравнении результатов исследования Пациента №4 (1962 г.р., пол мужской) с помощью альтернативной диагностической панели, было выявлено, что существуют низкие риски развития нарушения остеогенеза, при этом при анализе полиморфизмов с помощью предложенной панели были обнаружены полиморфизмы в гене ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы, rs1256328), гене CALCR (rs1801197), и данные генотипы увеличивают риски неполноценного формирования костного матрикса, и существует высокий риск развития кальциевого уролитиаза, что влечет за собой неправильную утилизацию кальция: отложение его в виде кальциевых конкрементов в почках, вместо участия в процессе минерализации костей, что было также подтверждено данными дополнительных лабораторных исследований (табл. 1).

Для поиска подходящего для создания панели сочетания полиморфизмов, позволяющих составить однозначное предположение о риске нарушений остеогенеза было проведено исследование с учетом следующих факторов, указанных в таблице 1.

Таблица 1

Гены и полиморфные варианты Патологический генотип Возможные эффекты VDR NC_000012.12:g.47845054C>A, rs7975232 (ApaI это G/C-a, A/T-A ) (частота вариантов 44/55) Гомозигота - А/А, гетерозигота C/А Генотип CA и АА ассоциированы с дегенерацией поясничных межпозвоночных дисков. NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI A/T – T, C/G - t ) (частота вариантов 61/38) Протективный генотип Гомозигота - G/G

Патологический генотип
Гомозигота - A/A Генотип GG – ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок, также вариант G связан со снижением рисков перелома костей.
Генотип AA – повышает риск рака легких у курящих. При этом риск для мужчин выше чем для женщин (в 2,5 и в 2 раза соответственно). NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I это C/G – F T/A - t) (частота вариантов 39/61) Протективные генотипы
Гомозигота - G/G, гетерозигота G/А Генетический вариант G (генотип GA и GG) связаны с: лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке на 10-30% для генотипа GG), а также более высокая минеральная плотность костей и сниженный риск переломов позвонков. COL1A1 NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Гомозигота - A/A Генотип (AA) ассоциирован с остеопорозом, снижением минеральной плотности костей и переломами шейки бедра. При носительстве дополнительных генетических вариантов в гене COL1A1 (rs1800012, rs1107946) увеличивается вероятность развития остеопороза NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 (частота вариантов 84/16) Гомозигота - А/А Генотип AA – выявлена ассоциация с снижением минеральной плотности костей и заболевание межпозвоночных дисков. Носительство дополнительных генетических вариантов в гене COL1A1 (rs rs1107946 и rs2412298) увеличивает риск снижения минеральной плотности костей. NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 (частота вариантов 17/83) Гомозигота - А/А Генотип AA – выявлена ассоциация с увеличением риска переломов при сочетании с другими полиморфизмами в гене COOL1A1, постменопаузаль-ная потеря костной массы, остеопороз. LRP5 NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 (частота вариантов 86/14) Гетерозигота С/Т,
Гомозигота Т/Т Генотип СТ – риск развития остеопороза увеличен до 1.5 раз, снижение минеральной плотности костей.
Генотип ТТ - риск развития остеопороза увеличен до 1.7 раз, снижение минеральной плотности костей.
Оба варианта носительства увеличивают риск переломов костей. CALCR NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29) Гетерозигота A/G,
Гомозигота A/A Риск развития кальциевого уролитиаза выше у носителей аллеля А (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). OPG (TNFRSF11B) NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5) Гомозигота - G/G гетерозигота Т/G генотипы TG и GG – риск развития остеопатических переломов и диабетической ретинопатии, уменьшение минеральной плотности костной ткани, особенно в сочетании с вариантом 1181C (rs3134069) NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 (частота вариантов 85/15) Протективный генотип Гомозигота - С/С Генотип CC – обратно пропорционально связан с развитием остеопороза и с уменьшением минеральной плотности костной ткани NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49) Гомозигота С/С Генотип СС – ассоциирован с остеопорозом и с уменьшением минеральной плотности костей, особенно в сочетании с аллелем 245G (rs3134069). Генотип СС также ассоциирован с ИБС ALPL NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17) Гомозигота - T/T
гетерозигота С/Т Генотип СТ и ТТ – высокая вероятность развития нефролитиаза. NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 (частота вариантов 88/12). Гомозигота A/A, Гетерозигота A/G Генотип GA или AA – отягощающий фактор при наличии других мутаций в гене ALPL (вне связи с другими полиморфизмами значения не имеет).

Согласно результатам проведенных исследований, на статистически значимой когорте пациентов были отобраны шесть генов, а именно: VDR, COL1A1, LRP5, CALCR, OPG, ALPL, выявлены определенные полиморфизмы этих генов и установлены наиболее ассоциированные с нарушениями остеогенеза генотипы указанных полиморфизмов, где наличие у пациента хотя бы одного из следующих полиморфизмов:

1. Ген VDR: NC_000012.12:g.47845054C>A, rs7975232 (ApaI это G/C-a, A/T-A ) (частота вариантов 44/55)

2. Ген VDR: NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI A/T – T, C/G - t ) (частота вариантов 61/38)

3. Ген VDR: NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I это C/G – F T/A - t) (частота вариантов 39/61)

4. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298

5. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 (частота вариантов 84/16)

6. Ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 (частота вариантов 17/83)

7. Ген LRP5: NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 (частота вариантов 86/14)

8. Ген CALCR: NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29)

9. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5)

10. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 (частота вариантов 85/15)

11. Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49)

12. Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17)

13. Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 (частота вариантов 88/12).

Наличие у пациента хотя бы одного из полиморфизмов, определяемых с помощью указанной панели, свидетельствует о возможной предрасположенности к нарушению остеогенеза, что может быть фактором риска развития остеопороза.

Определение именно такого сочетания генотипов полиморфизмов указанных генов является диагностически значимым, так как охватывает достаточное количество генов, участвующих влияющих на формирование костного матрикса - синтез коллагена (COL1A1), белка LRP5, остеопротротегерина (OPG); влияющих на минерализацию костного матрикса – гены кодирующие ткань-неспецифическую форму щелочной фосфатазы (ALPL); связанных с гормональной регуляцией процессов остеогенеза: рецепторов витамина D (VDR) и кальцитонина (CALCR).

Кроме того, известно, что например, ген CALCR: NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29) связан с развитием мочекаменной болезни (PMID: 34054913 PMID: 31626518), ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5) связан с диабетической ретинопатией (PMID: 34251978), а также сниженным риском переломов в постменопаузе (PMID: 34716467), остеопорозом и переломами (PMID: 25323794), и снижением минеральной плотности костной ткани (МПКТ) (PMID: 21411255). Ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49) связан с риском остеопороза (PMID: 24283361 PMID: 33755955 PMID: 21964949) и снижением МПКТ (PMID: 21411255), а также риском развития ишемической болезни сердца (ИБС) (PMID: 32955941). Ген ALPL: NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17) связан с нефролитиазом и формированием камней в почках (PMID: 33052825,PMID: 29489416, PMID: 26272126). При этом известна взаимосвязь между низкой МПКТ и формированием мочекаменной болезни (например, Руководство по остеопорозу. Под редакцией Л.И. Беневоленской. М., БИНОМ. Лаборатория знаний. 2003. 532с.).

Осуществление изобретения

В основе предложенного изобретения лежит молекулярно-генетическое исследование образцов клеток, тканей или физиологических жидкостей от пациентов. В качестве неограничивающего примера приведено исследование образца периферической крови пациентов, в возрасте от 18 лет, на следующие группы мутаций в генах VDR, COL1A1, LRP5, CALCR, OPG, ALPL.

Процедура молекулярно-генетического исследования осуществляется следующим образом:

Для проведения генотипирования используется ДНК, выделенная из клеток крови человека. Для выделения используется, например, набор "ПРОБА-ГС-ГЕНЕТИКА" (ДНК-технология, Россия) или другой набор реагентов, позволяющий выделить ДНК из периферической крови с концентрацией выше 5 нг/мкл. Процедура выделения происходит по протоколу производителя.

В качестве реактивов для постановки полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) используется, например, набор "5X ScreenMix-HS" (Евроген, Россия). В полимеразной цепной реакции используются, например, зонды типа TaqMan. Подбор олигонуклеотидов (праймеров и зондов) осуществлялся с помощью, например, ПО Primer Express v3 (Thermo, США). Синтез олигонуклеотидов производится, например, на приборе AppliedBiosistems 3900 (Thermo, США) по заказу в ООО"Люмипроб Рус"(Россия).

Для проведения ПЦР используется, например, амплификатор CFX96 c1000 Touch (BioRad) с детекцией продуктов амплификации в режиме реального времени.

Диагностика осуществляется по данным, полученным по результатам молекулярно-генетического анализа участков генов на наличие аллелей риска – патологических генотипов (Таблица 2).

Таблица 2

Гены и полиморфные варианты Патологический генотип Ген VDR NC_000012.12:g.47845054C>A, rs7975232 (ApaI это G/C-a, A/T-A ) (частота вариантов 44/55) Гомозигота - А/А, гетерозигота C/А NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI A/T – T, C/G - t ) (частота вариантов 61/38) Гомозигота - G/G Протективный генотип
Гомозигота - A/A NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I это C/G – F T/A - t) (частота вариантов 39/61) Протективные генотипы
Гомозигота - G/G, гетерозигота G/А Ген COL1A1 NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Гомозигота - A/A NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 (частота вариантов 84/16) Гомозигота - А/А NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 (частота вариантов 17/83) Гомозигота - А/А Ген LRP5 NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 (частота вариантов 86/14) Гетерозигота С/Т,
Гомозигота Т/Т Ген CALCR NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29) Гетерозигота A/G,
Гомозигота A/A Ген OPG (TNFRSF11B) NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5) Гомозигота - G/G гетерозигота Т/G NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 (частота вариантов 85/15) Протективный генотип
Гомозигота - С/С NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49) Гомозигота С/С Ген ALPL NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17) Гомозигота - T/T
гетерозигота С/Т NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 (частота вариантов 88/12). Гомозигота A/A, Гетерозигота A/G

Ниже приведены примеры, демонстрирующие возможность достижения указанного технического результата, в которых показаны результаты исследований образцов от пациентов и подтверждение возможности реализации прогнозирования различий в процессах формирования костной ткани, усвояемости витамина D, минерализации костей, которые были подтверждены дополнительными клинико-лабораторными исследованиями.

Примеры осуществления изобретения

ПРИМЕР 1: Пациент, 1952 г.р., пол мужской.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СТ - Генотип ассоциирован с развитием нефролитиаза. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип GA - Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип ТТ - Генотип ассоциирован с увеличением в 1,7 раз риска развития остеопороза, снижение минеральной плотности костей. Повышен риск переломов костей. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GG – Генотип ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (витамина D больше содержится в сыворотке при измерении, примерно на 5% при генотипе GG по сравнению с генотипом AA и GA). Снижение риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GA - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке выше до 10% чем у носителей генотипа АА). Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип AA – Генотип ассоциирован с высоким риском остеопороза и снижением минеральной плотности костной ткани.

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в почках и мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене ткань-неспецифической формы щелочной фосфатазы, и в гене рецептора кальцитонина, а также в гене белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности, что увеличивает риск остеопороза в 1.7 раза. При этом в двух из четырех участков гена рецептора витамина D определены полиморфные варианты, которые ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 4).

Таблица 4.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Паратгормон 63 пг/мл 15-65 Кальций общий 2,25 ммоль/л 2,2-2,55 Кальцитонин <0,5 пг/мл 0,5-9,52 Остеокальцин <2 нг/мл 2-22 25-ОН-витамин D 73.6 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значение паратгормона находится на верхней границе нормы, физиологически это может вызывать повышение концентрации кальция в крови, но при этом может снижаться прочность костной ткани, что повышает вероятность возникновения переломов. Также маркером антагонистом паратгормона является кальцитонин, который определяется у пациента ниже нижней границы референсного диапазона, что тоже является признаком первичного остеопороза. Еще один маркер остеопороза – остеокальцин, также определяется ниже референсного интервала, что может быть обусловлено высоким паратиреоидным гормоном, который подавляет активность продуцирующих остеокальцин остеобластов, что приводит к снижению его содержания в костях и крови. Но также подтверждается компенсирующее действие витамина D, который определяется в адекватных уровнях и улучшает процесс всасывания кальция в кровь. Так как дефицита или недостатка кальциферола вместе с пониженным уровнем кальция не выявлено, то это компенсирует усиленную работу паращитовидных желез, гормоны которых повышают активность остеокластов и распад костной ткани, следствием чего может стать остеопороз, т.е. лабораторные показатели свидетельствуют о скомпенсированном процессе остеопороза, обусловленным нарушением в гормональной регуляции остеогенеза и процессе минерализации костного матрикса.

ПРИМЕР 2: Пациент, 1960 г.р., пол женский.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип AA – Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип CC – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GA – Генотип ассоциирован с снижением риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GA - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке выше до 10% чем у носителей генотипа АА). Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GA – Генотип ассоциирован с умеренным риском развития остеопороза.

Таким образом, можно предположить, что существует риск развития камнеобразующих процессов в мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене рецептора кальцитонина. При этом в одном из четырех участков гена рецептора витамина D определены полиморфные варианты, которые ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок, и два протективных генотипа в генах остеопротрегерина и ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 6).

Таблица 6.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Паратгормон 38,7 пг/мл 15-65 Кальций общий 2,3 ммоль/л 2,2-2,55 Щелочная фосфатаза 59 Ед/л 35-104 25-ОН-витамин D 43.3 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значения паратгормона и щелочной фосфатазы находятся в середине референсного диапазона, что отражает физиологическое равновесие процессов метаболизма костной ткани. Показатель витамина D близок к оптимальным значениям, т.е. лабораторные показатели свидетельствуют о низком риске развития остеопороза.

ПРИМЕР 3: Пациент, 1947 г.р., пол женский.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 7.

Таблица 7.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип GA - Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип AA ассоциирован с остеопорозом, снижением минеральной плотности костей и переломами шейки бедра. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СТ – Генотип ассоциирован с увеличением в 1,5 раз риска развития остеопороза, снижением минеральной плотности костей. Повышен риск переломов костей. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AC - Генотип ассоциирован с риском развития остеопатических переломов и диабетической ретинопатии, уменьшение минеральной плотности костной ткани, особенно в сочетании с вариантом 1181C (rs2073618) Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GA – Генотип ассоциирован с снижением риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GA - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке выше до 10% чем у носителей генотипа АА). Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GA – Генотип ассоциирован с умеренным риском развития остеопороза.

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в мочевом пузыре, т.к. выявлен полиморфизм в гене рецептора кальцитонина, также выявлен генотипы, ассоциированные с увеличением в 1,5 раз риска развития остеопороза, снижением минеральной плотности костей (по гену белка-5, связанного с рецептором липопротеинов низкой плотности); повышенным риском переломов костей, риском развития остеопатических переломов и диабетической ретинопатии, уменьшение минеральной плотности костной ткани (по гену остеопротрегерина); а также повышением риска перелома шейки бедра по гену COL1A1 из-за генетически обусловленных нарушений в процессе формирования костного матрикса. При этом в одном из четырех участков гена рецептора витамина D определен полиморфный вариант, ассоциированный с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 8).

Таблица 8.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Паратгормон 12,8 пг/мл 15-65 Бета-cross-Laps 0,984 нг/мл 0,01-0,573 Остеокальцин 5 нг/мл 2-22 25-ОН-витамин D 71,1 нг/мл Целевое значение от 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значение паратгормона находится ниже нормы, физиологически это может вызывать выведение большого количества кальция с мочой, повышающее риск образования камней в почках, и снижение минеральной плотности костной ткани (остеопения). Также выявлен высокий уровень маркера бета-cross-Laps маркером, что ассоциировано с двукратным увеличением риска переломов шейки бедра. Еще один маркер остеопороза – остеокальцин, также определяется на нижней границе референсного интервала, что может быть прогностическим показателем усиления патологических изменений в костях. Но также подтверждается компенсирующее действие витамина D, который определяется в адекватных уровнях и улучшает процесс всасывания кальция в кровь. Т.е. лабораторные показатели свидетельствуют о частично скомпенсированном процессе остеопороза, обусловленным нарушением в гормональной регуляции остеогенеза и процессе образования и минерализации костного матрикса.

ПРИМЕР 4: Пациент, 1962 г.р., пол мужской.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 9.

Таблица 9.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СТ - Генотип ассоциирован с развитием нефролитиаза. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип GA - Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TT - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GA – Генотип ассоциирован с снижением риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GG - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке на 10-30% для генотипа GG), а также более высокой минеральной плотностью костей и сниженным риском переломов позвонков. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GA – Генотип ассоциирован с умеренным риском развития остеопороза

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в почках и мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене ткань-неспецифической формы щелочной фосфатазы, и в гене рецептора кальцитонина. При этом в двух из четырех участков гена рецептора витамина D определены полиморфные варианты, которые ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок, а в одном участке гена рецептора к витамину D выявлен генотип, ассоциированный с умеренным риском развития остеопороза.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 10).

Таблица 10.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Паратгормон 75 пг/мл 15-65 Кальций ионизированный 1,2 ммоль/л 1,1-1,35 Остеокальцин 3,85 нг/мл 2-22 25-ОН-витамин D 27,8 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значение паратгормона находится на верхней границе нормы, физиологически это может вызывать повышение концентрации кальция в крови, но при этом может снижаться прочность костной ткани, что повышает вероятность возникновения переломов. Также еще один маркер остеопороза – остеокальцин, также определяется на нижней границе референсного интервала, что может быть обусловлено высоким паратиреоидным гормоном, который подавляет активность продуцирующих остеокальцин остеобластов, что приводит к снижению его содержания в костях и крови. И по результатам измерения концентрации витамина D, который находится ниже границы целевого диапазона – отсутствует компенсирующее действие витамина D. Так как выявлен дефицит кальциферола, то это не компенсирует усиленную работу паращитовидных желез, гормоны которых повышают активность остеокластов и распад костной ткани, следствием чего может стать остеопороз, обусловленный генетическими факторами и неадекватным поступлением витамина D, т.е. лабораторные показатели свидетельствуют о нескомпенсированном процессе остеопороза, обусловленным нарушением в гормональной регуляции остеогенеза, нарушенным процессом минерализации костного матрикса и дефицитом витамина D.

ПРИМЕР 5: Пациент, 1956 г.р., пол женский.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 11.

Таблица 11.

Таблица 11. Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СТ - Генотип ассоциирован с развитием нефролитиаза. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GA - Наличие варианта А (генотип GA или AA) – проявляется как отягощающий фактор при наличии мутации rs1256328 в гене ALPL (вне связи с другими полиморфизмами значения не имеет). Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип AA – Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TT - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GA – Генотип ассоциирован с снижением риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GG - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке на 10-30% для генотипа GG), а также более высокой минеральной плотностью костей и сниженным риском переломов позвонков. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GA – Генотип ассоциирован с умеренным риском развития остеопороза.

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в почках и мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене ткань-неспецифической формы щелочной фосфатазы, в двух участках гена, что является усугубляющим фактором, и в гене рецептора кальцитонина. При этом в двух из четырех участков гена рецептора витамина D определены полиморфные варианты, которые ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок, а в одном участке гена рецептора к витамину D выявлен генотип, ассоциированный с умеренным риском развития остеопороза.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 12).

Таблица 12.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Щелочная фосфатаза 105 Ед/л 95-104 Остеокальцин 38 нг/мл 2-22 25-ОН-витамин D 32,8 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значение щелочной фосфатазы находится на верхней границе нормы, а концентрация остеокальцина выше нормы, и эти маркеры отображают активность остеобластов в костной ткани. При остеопорозе уровни остеокальцина и щелочной фосфатазы увеличиваются согласованно, причем нарушения метаболизма костной ткани возникают раньше первых изменений плотности костей, которые можно выявить при денситометрии. По результатам измерения концентрации витамина D, который находится на нижней границе целевого диапазона – отсутствует компенсирующее действие витамина D. Так как выявлен дефицит кальциферола, то это не компенсирует усиленную работу минерализации костной ткани, следствием чего может стать остеопороз, обусловленный генетическими факторами и неадекватным поступлением витамина D, т.е. лабораторные показатели свидетельствуют о нескомпенсированном процессе остеопороза, обусловленным нарушением в гормональной регуляции остеогенеза, нарушенным процессом минерализации костного матрикса и дефицитом витамина D.

ПРИМЕР 6: Пациент, 1962 г.р., пол женский.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 13.

Таблица 13.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип AA – Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TT - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GA – Генотип ассоциирован с снижением риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GG - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке на 10-30% для генотипа GG), а также более высокой минеральной плотностью костей и сниженным риском переломов позвонков. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GA – Генотип ассоциирован с умеренным риском развития остеопороза.

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене рецептора кальцитонина. При этом в определены два протективных генотипа, снижающих риск возникновения остеопороза и переломов костей. В гене рецептора витамина D определен полиморфный вариант, который ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок, а в одном участке гена рецептора к витамину D выявлен генотип, ассоциированный с умеренным риском развития остеопороза.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 14).

Таблица 14.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Кальций ионизированный 1,16 Ммоль/л 1,1-1,35 Остеокальцин 13,3 нг/мл 2-22 Кальцитонин 1,7 пг/мл 0,5-6,4 Паратгормон 36,5 пг/мл 15-65 25-ОН-витамин D 114 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл
До 100 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значения всех лабораторных маркеров костеобразования находятся в оптимуме. По результатам измерения концентрации витамина D, который находится выше целевого диапазона – можно сделать вывод, что в связи с наличием полиморфизма улучшающего усвоение кальция и витамина D на фоне приема лекарственных препаратов витамина D, его дозировку необходимо снизить. т.е. лабораторные показатели свидетельствуют об адекватных процессах остеогенеза.

ПРИМЕР 7: Пациент, 1969 г.р., пол женский.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 15.

Таблица 15.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип AA – Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СА - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. При носительство дополнительных генетических патологических вариантов в гене COL1A1 (rs1107946 и rs2412298) увеличивает риск снижения минеральной плотности костей. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. При носительстве дополнительных патологических генетических вариантов в гене COL1A1 (rs1800012, rs1107946) увеличивает вероятность развития остеопороза. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип СС - Генотип ассоциирован с остеопорозом и с уменьшением минеральной плотности костей, особенно в сочетании с аллелем С (rs3134069). Генотип СС также ассоциирован с ИБС. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AC - Генотип ассоциирован с риском развития остеопатических переломов и диабетической ретинопатии, уменьшение минеральной плотности костной ткани, особенно в сочетании с вариантом 1181C (rs2073618) Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TT - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип GA – Генотип ассоциирован с снижением риска перелома костей. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GA - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке выше до 10% чем у носителей генотипа АА). Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GG - Генотип не ассоциирован с физиологическими изменениями.

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене рецептора кальцитонина. При этом в определены два генотипа в гене остеопротрегерина, ассоциированных с остеопорозом и с уменьшением минеральной плотности костей, которые взаимно усиливают друг друга, т.е. вероятность риска увеличивается. В гене рецептора витамина D определен полиморфный вариант, который ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 16).

Таблица 16.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Кальций ионизированный 1,16 Ммоль/л 1,1-1,35 Щелочная фосфатаза 106 Ед/л 65-104 Остеокальцин 6,86 нг/мл 2-22 Кальцитонин <0,5 пг/мл 0,5-6,4 25-ОН-витамин D 19 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значение щелочной фосфатазы находится выше референсного интервала, это может свидетельствовать о патологических процессах в костях, которые подтверждаются другими лабораторными маркерами. Кальцитонин определяется у пациента ниже нижней границы референсного диапазона, что тоже является признаком первичного остеопороза. Еще один маркер остеопороза – остеокальцин, также определяется ниже референсного интервала. Такое состояние можно скомпенсировать приемом витамина D, т.к. витамин D стимулирует синтез остеокальцина в остеобластах, повышая его концентрацию в крови. Но по лабораторным данным можно наблюдать глубокий дефицит витамина D, который определяется значительно ниже целевого диапазона, т.е. лабораторные показатели свидетельствуют о нескомпенсированном процессе остеопороза, обусловленным нарушением в гормональной регуляции остеогенеза и процессе минерализации костного матрикса.

ПРИМЕР 8: Пациент, 1964 г.р., пол мужской.

Результаты анализа на генетические факторы остеогенеза, представлены в таблице 17.

Таблица 17.

Показатель Генотип Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген ALPL (ткань-неспецифическая форма щелочной фосфатазы), полиморфизм NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 Генотип GG – Генотип ассоциирован с протективным действием в отношении остеопороза. Ген CALCR (рецептор кальцитонина), полиморфизм NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 Генотип GA - Генотип ассоциирован с риском развития кальциевого уролитиаза (от 2 до 6 раз для генотипов AG и AA в русской популяции, риск для азиатских популяций увеличивается не более чем в 2 раза). Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген COL1A1 (коллаген типа I, альфа-1 цепь), полиморфизм NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 Генотип GG - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген LRP5 (белок-5, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности), полиморфизм NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 Генотип СС - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 Генотип GC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 Генотип AA - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген OPG (Остеопротегерин), полиморфизм NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 Генотип TC - Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI) Генотип AA – повышает риск рака легких у курящих, при этом риск для мужчин выше чем для женщин (в 2,5 и в 2 раза соответственно). Генотип не ассоциирован с изменением метаболизма витамина D. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47845054 C>A, rs7975232 (ApaI) Генотип СС – Генотип не ассоциирован с изменением физиологических состояний. Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok ) Генотип GA - ассоциирован с лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок (концентрация в сыворотке выше до 10% чем у носителей генотипа АА). Ген VDR (рецептор витамина D), полиморфизм NC_000012.12:g.47846052C>T rs1544410 (G283A (Bsm1) Генотип GG - Генотип не ассоциирован с физиологическими изменениями.

Таким образом, можно предположить, что возможно развитие камнеобразующих процессов в мочевом пузыре, т.к. выявлены полиморфизмы в гене рецептора кальцитонина. При этом в определен один протективный генотип, снижающих риск возникновения остеопороза и переломов костей. В гене рецептора витамина D определен полиморфный вариант, который ассоциированы лучшим усвоением кальция и витамина D на фоне приема биологических добавок.

Выявленные изменения в генотипе были подтверждены данными лабораторных исследований (таблица 18).

Таблица 18.

Название теста Результат Ед. изм. Норма Кальций общий 2,34 Ммоль/л 2,2-2,55 Щелочная фосфатаза 46+ Ед/л 40-129 Остеокальцин 3,38 нг/мл 2-22 Паратгормон 36,9 пг/мл 15-65 25-ОН-витамин D 45,3 нг/мл Целевое значение От 30 нг/мл

Полученные данные свидетельствуют о том, что значения всех лабораторных маркеров костеобразования находятся в оптимуме, т.е. лабораторные показатели свидетельствуют об адекватных процессах остеогенеза.

Группа изобретений относится к области биотехнологии и медицины, а именно к эндокринологии и генетике. Предложена панель для определения генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза. Панель включает средства для обнаружения в образце от пациента следующих полиморфизмов: ген VDR: NC_000012.12:g.47845054C>A rs7975232 (ApaI это G/C-a, A/T-A) (частота вариантов 44/55); ген VDR: NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI A/T - T, C/G - t ) (частота вариантов 61/38); ген VDR: NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I это C/G - F T/A - t) (частота вариантов 39/61); ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298; ген COL1A1: NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012 (частота вариантов 84/16); ген COL1A1: NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946 (частота вариантов 17/83); ген LRP5: NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228 (частота вариантов 86/14); ген CALCR: NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197 (частота вариантов 70/29); ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069 (частота вариантов 95/5); ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735 (частота вариантов 85/15); ген OPG (TNFRSF11B): NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618 (частота вариантов 51/49); ген ALPL: NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328 (частота вариантов 83/17); ген ALPL: NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376 (частота вариантов 88/12). Предложен способ определения генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза, включающий использование указанной панели, где наличие у пациента хотя бы одного из полиморфизмов, определяемых с помощью указанной панели, свидетельствует о генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза. Изобретение позволяет одномоментно выявлять наиболее часто встречающиеся полиморфизмы, дает возможность провести более полный скрининговый диагностический охват и не пропустить возможные изменения в генотипе. 2 н.п. ф-лы, 18 табл., 8 пр.

1. Панель для определения генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза, включающая средства для обнаружения в образце от пациента следующих полиморфизмов:

1) VDR NC_000012.12:g.47845054C>A rs7975232 (ApaI);

2) VDR - NC_000012.12:g.47844974A>G rs731236 (TaqI);

3) VDR -NC_000012.12:g.47879112A>G rs2228570 (Fok I);

4) COL1A1 - NC_000017.11:g.50203294G>A rs2412298;

5) COL1A1 - NC_000017.11:g.50200388C>A rs1800012;

6) COL1A1 -NC_000017.11:g.50203629A>G rs1107946;

7) LRP5 - NC_000011.10:g.68433827C>T rs3736228;

8) CALCR - NC_000007.14:g.93426441A>G rs1801197;

9) OPG (TNFRSF11B) - NC_000008.11:g.118952749A>С (T245G) rs3134069;

10) OPG (TNFRSF11B) - NC_000008.11:g.118952831T>C (A163G) rs3102735;

11) OPG (TNFRSF11B) - NC_000008.11:g.118951813G>C (1181G > C) rs2073618;

12) ALPL - NC_000001.11:g.21570274C>T (p.Val522Ala) rs1256328;

13) ALPL - NC_000001.11:g.21570425G>A (c.862+51G>A) rs2275376.

2. Способ определения генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза, включающий использование панели по п. 1, где наличие у пациента хотя бы одного из полиморфизмов, определяемых с помощью указанной панели, свидетельствует о генетической предрасположенности к нарушению остеогенеза.