Генетические предикторы синдрома слабости синусового узла

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) до сих пор занимают лидирующую позицию в структуре смертнос­ти населения, несмотря на современные достижения в области медицины. Среди всей когорты ССЗ аритмии сердца и нарушения проводимости являются важнейши­ми проблемами кардиологии, так как именно они служат первопричиной внезапной смерти, которая, по данным Американской ассоциации сердца, составляет 50% всех смертей от заболеваний сердечно-сосудистой системы. Одной из причин, приводящих к развитию опасных для жизни аритмий, является синдром слабости синусового узла (СССУ) [1]. Тяжелые последствия развития СССУ стимулируют интенсивное изучение всех звеньев его этио­логии и патогенеза. С учетом того, что на начальных этапах нарушение функции синусного узла может протекать бес­симптомно или малосимптомно особое значение придают раннему выявлению указанной сердечно-сосудистой пато­логии. Изучение структуры генетической предрасположен­ности к СССУ позволит идентифицировать лиц с высоким риском развития данного синдрома, оптимизировать лече­ние и профилактику осложнений этого состояния.

В настоящее время получены данные молекулярно­генетических исследований, подтверждающих, что СССУ может быть обусловлен полиморфизмами определенных генов, таких как ген вольтаж-зависимых натриевых кана­лов сердца (SCN5A), ген потенциал-зависимых натри­евых каналов сердца (HCN4), ген анкирина-2 (ANK2). Однако представляют интерес полиморфизмы некоторых других генов, роль которых ранее не была изучена: ген α-2β-адренорецепторов (ADRA2B), ген фермента эндоте­лиальной синтазы NO (NOS3), ген белка коннексина-40 (Cx40), полиморфизм AG гена SCN5A, а также полиморфизма 2161C>T (Arg721Trp) гена тяжелых цепей сердечного миозина (MYH6), который, по данным H. Holm, связан с развитием СССУ у исландского населения [2].

Связывание лиганда адреналина с α-2β-адрено­рецептором приводит к опосредованной белком G активации аденилатциклазы, стимулирующей образование цАМФ. Образовавшийся цАМФ активирует протеинки­назы, открывающие ионные каналы кардиомиоцитов для ионов натрия. Оксид азота, синтезированный с помо­щью фермента NOS3, стимулирует гуанилатциклазу, спо­собствующую образованию цГМФ, который активирует зависимые протеинкиназы, открывающие ионные каналы кардиомиоцитов. Нарушение формирования ADRA2B и образования NOS3 приводит к замедлению спонтанной диастолической деполяризации миокарда, уменьшению частоты сердечных сокращений и формированию СССУ. Коннексины представляют собой белки-олигомеры, формирующие межклеточные каналы, называемые gap­связующими. Через эти каналы ионы и небольшие моле­кулы циркулируют между соседними клетками. Нарушение формирования этих каналов также может приводить к развитию СССУ.

Целью настоящего исследования являлось изучение вли­яния полиморфных аллельных вариантов генов (ADRA2B, NOS3, Cx40, MYH6, SCN5A) на возникновение и течение идиопатического СССУ.

Материал и методы

Настоящее исследование было динамическим. Сотрудники кафедры внутренних болезней №1 КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого 20 лет назад прове­ли клинико-инструментальное обследование пациентов с идиопатическим синдромом СССУ и их родственников I—III степени родства. Всего были осмотрены 29 пробандов и 156 их родственников I, II и III степени родства.

В 2010—2011 гг. путем активного посещения на дому и телефонных контактов эти больные были вызваны в кардиологический центр МБУЗ ГКБ №20 для повторного обследования. Удалось обследовать лишь 14 пробандов из 29 запланированных, так как остальные либо умерли, либо сменили место жительства. Всего были отобраны 14 про­бандов с первичным, наследственно-обусловленным СССУ и 110 родственников I—III степени родства. Среди родс­твенников обследованных пробандов также выявлялись лица с СССУ — у 61 из 110 обследованных родственников имелись различные варианты СССУ.

Таким образом, все обследованные были разделены на 3 группы: 1-я группа — 75 больных с идиопатическим СССУ: 14 пробандов (средний возраст 65,5±10,9 года) и 61 родственник I—III степени родства (средний возраст 43,0±17,3 года); 2-я группа — 49 здоровых родствен­ников пробандов I—III степени родства (средний воз­раст 24,2±14 лет) и 3-я группа — контрольная, включала 197 пациентов без ССЗ (средний возраст 45,0±20 лет).

Контрольную группу подбирали по полу и возрасту из популяционной выборки жителей Новосибирска, обследо­ванных в рамках международного проекта ВОЗ MONICA (Мониторинг заболеваемости и смертности от сердечно­сосудистых заболеваний). Основные скрининговые обсле­дования по проекту MONICA проводили следующими методами выявления ССЗ и факторов риска: измерение артериального давления, антропометрия (рост, масса тела), социально-демографические характеристики, опрос о курении, потреблении алкоголя (частота и типичная доза), уровне физической активности, оценка липидного состава крови (общий холестерин, триглицериды и холестерин липопротеидов высокой плотности), опрос для выявления стенокардии напряжения (по методике Rose), регистрация ЭКГ в 12 отведениях с оценкой по Миннесотскому коду, атропиновый тест для исключения СССУ.

Контрольную группу подбирали по полу и возрасту из популяционной выборки жителей Новосибирска, обследо­ванных в рамках международного проекта ВОЗ MONICA (Мониторинг заболеваемости и смертности от сердечно­сосудистых заболеваний). Основные скрининговые обсле­дования по проекту MONICA проводили следующими методами выявления ССЗ и факторов риска: измерение артериального давления, антропометрия (рост, масса тела), социально-демографические характеристики, опрос о курении, потреблении алкоголя (частота и типичная доза), уровне физической активности, оценка липидного состава крови (общий холестерин, триглицериды и холестерин липопротеидов высокой плотности), опрос для выявления стенокардии напряжения (по методике Rose), регистрация ЭКГ в 12 отведениях с оценкой по Миннесотскому коду, атропиновый тест для исключения СССУ.

Кроме того, пациенты из 1-й группы были разделены на подгруппы в зависимости от варианта течения СССУ, согласно классификации В.А. Шульмана (1989): латентный вариант, компенсированный, декомпенсированный, пос­тоянное мерцание-трепетание предсердий. Число больных с латентным вариантом СССУ составило 27, с компенсиро­ванным — 37, с декомпенсированным — 6, с хронической фибрилляцией предсердий (ФП) — 5 (см. таблицу).

Таблица. Клинические варианты у больных с первичным СССУ

Всем обследуемым на базе МБУЗ ГКБ №20 им. И.С. Берзона Красноярска были проведены кли­нический осмотр, ЭКГ, атропиновая проба, эхокардио­графия, суточное мониторирование ЭКГ по Холтеру велоэргометрия, чреспищеводная стимуляция левого предсердия. Кроме того, всем обследуемым проводи­ли молекулярно-генетическое исследование полиморф­ных аллельных вариантов изученных генов (Cx40, MYH6, SCN5A, ADRA2B, NOS3) в НИИ цитологии и генетики Новосибирска.

Статистическая обработка материала проводилась с использованием пакета прикладных программ «Excel», «Statistica for Windows 6.0» и «SPSS 13».Качественные критерии представлены в виде процентных долей со стандартной ошибкой доли. Для определения статис­тической значимости отличий между качественными признаками применяли критерий χ². Если ожидаемые частоты были менее 5, то использовали точный крите­рий Фишера. Различия в распределении частот аллелей и генотипов изучаемых генов между группами оцени­вали посредством критерия χ². Если объем выборки не превышал 5 случаев, применяли критерий Фишера. Относительный риск (ОР) заболевания по конкрет­ному аллелю или генотипу вычисляли как отношение шансов. Подсчитывали отношение шансов (ОШ) для оценки ассоциации между определенными генотипами и риском развития заболевания по стандартной формуле ОШ = (a×d)/(b×c), где a – частота аллеля (генотипа) в выборке больных, b – частота аллеля (генотипа) в контрольной группе, c – сумма частот остальных алле­лей (генотипов) в выборке больных, d – сумма частот остальных аллелей (генотипов) в контрольной выборке. ОШ указан с 95% доверительным интервалом (ДИ). Критический уровень значимости (p) при проверке ста­тистических гипотез в данном исследовании принимал­ся равным 0,05.

Результаты

По полиморфизму I/D гена ADRA2B были прогеноти­пированы 75 больных с СССУ, 49 их здоровых родствен­ников I, II и III степени родства и 89 лиц контрольной группы. Установлено достоверное преобладание гомози­готного генотипа по более редкому аллелю DD у больных с СССУ (28%) по сравнению c лицами контрольной груп­пы (8,99%; рис. 1).

Рис. 1. Полиморфные аллельные варианты гена ADRA2B у больных с СССУ, их здоровых родственников I-III степени родства и лиц контрольной группы.

По полиморфизму 4a/4b гена NOS3 прогенотипирова­ны 68 больных с СССУ, 41 их здоровый родственник I, II и III степени родства и 130 лиц контрольной группы. Установлено достоверное преобладание гетерозиготного генотипа 4a/4b у больных с СССУ (41,18%) по сравнению c лицами контрольной группы (25,39%; рис. 2).

Рис. 2. Полиморфные аллельные варианты гена NOS3 у больных с СССУ, их здоровых родственников I-III степени родства и лиц контрольной группы.

По полиморфизму 44G>A гена коннексина-40 про­генотипирован 71 больной с СССУ, 44 здоровых родс­твенника I, II и III степени родства и 197 лиц контроль­ной группы. Установлено достоверное преобладание гетерозиготного генотипа 44G>A у больных с СССУ (45,07%) по сравнению c лицами контрольной группы (29,44%; рис. 3).

Рис. 3. Полиморфные аллельные варианты гена Cx40 у больных с СССУ, их здоровых родственников I-III степени родства и лиц контрольной группы.

По полиморфизму 2161C>T (Arg721Trp) гена MYH6 были генотипированы 34 больных с первичным СССУ. Исследуемый фрагмент включал 17, 18 и 19-й экзоны гена MYH6. Однако ни в одном из исследованных образцов мутация не была обнаружена.

По полиморфизму GG гена SCN5A прогенотипирова­ны 70 больных с СССУ, 40 их здоровых родственников и 78 лиц контрольной группы. Установлено достовер­ное преобладание гомозиготного генотипа по редкому аллелю (GG) у больных с первичным СССУ (4,29%) по сравнению с отсутствием данного генотипа у лиц конт­рольной группы (0%; рис. 4).

Рис. 4. Полиморфные аллельные варианты гена SCN5A у больных с СССУ, их здоровых родственников I-III степени родства и лиц контрольной группы.

Помимо этого мы провели распределение больных по клиническим вариантам течения СССУ, что является достаточно актуальным и при постановке диагноза и выборе тактики лечения.

У больных с латентным вариантом наследственного СССУ выявлены гетерозиготные генотипы генов NOS3 и Cx40 и гомозиготные генотипы по редкому аллелю генов SCN5A и ADRA2B, что соответствует распреде­лению генотипов изученных генов в общей популяции больных с первичным СССУ (рис. 5).

Рис. 5. Распределение генотипов генов SCN5A, коннексина 40, ADRA2B, NOS3 в группе больных с латентным СССУ

Среди больных с компенсированным вариантом СССУ одинаково часто встречался гомозиготный генотип по редкому аллелю (2,7%). Таким образом, ассоци­ации аллельных вариантов генов с компенсированным вариантом СССУ не установлено (рис. 6).

Рис. 6. Распределение генотипов генов SCN5A, Cx40, ADRA2B, NOS3 в группе больных с латентным СССУ

Обсуждение

Наши данные подтверждаются результатами ряда исследований. Так, М. Muszkat и соавт. (2010 г.) устано­вили, что гомозиготные варианты гена ADRA2B снижают чувствительность сосудов к агонистам ADRA2B, однако это свойство подвержено индивидуальной изменчивости [3]. Е. Kintsurashvili и соавт. (2009 г.) доказали на мышах, что гиперэкспрессия данного гена приводит к развитию устойчивой гипертензии [4]. Делеционный вариант алле­ля часто встречается у славян (31%) и связан in vivo со снижением поточно-опосредованной дилатации легоч­ной артерии и снижением кровотока по коронарным сосудам [5]. У гомозигот DD повышен риск нарушения функции эндотелия, чем объясняется повышение риска развития инфаркта миокарда. Таким образом, изученный полиморфизм DD гена ADRA2B может быть использован в качестве генетического маркера для выявления предрасположенности к наследственному СССУ.

Группой украинских ученых обследованы дети с бра­диаритмиями. Были выявлены достоверные различия по полиморфизму Т786С промотора гена NOS3. Частота патологического аллеля С среди детей встречалась у 34,5% гетерозигот и 15,8% гомозигот по сравнению с 45,8 и 7,14% в контрольной группе. При этом число патологи­ческих гомозигот в группе детей с аритмиями в 2,2 раза превышало таковое в контрольной группе [6]. В европей­ской популяции аллель 4b гена NOS3 встречается значительно чаще, чем аллель с 4 повторами. Распределение частот аллелей в популяции составляет соответственно 4b/4b — 0,41, 4b/4a — 0,46 и 4а/4a — 0,13. У австралийских представителей европеоидной расы и японцев, гомозиготных по аллелю NOS34а, уровень нитратов и нитритов в крови, напрямую связанный со скоростью выработки NO эндотелием сосудов, достоверно выше, чем у лиц с гено­типом 4b/4b. Это свидетельствует о потенциальной роли генотипа 4a/4a как фактора риска развития заболеваний, сопровождающихся нарушением нормальной выработки NO [7].

Большинство исследований полиморфизмов гена Cx40 указывают на их влияние на развитие ФП. Эта патоло­гия является также одним из клинических проявлений СССУ, видимо, из-за проявления плейотропии генов. По данным М.Н. Gollob, у 4 из 15 обследованных им паци­ентов с идиопатической ФП обнаружены гетерозиготные миссенс-мутации гена Cx40 [8]. Y.O. Yang и соавт. иден­тифицировали мутацию 145C<T, приводящую к образо­ванию стоп-кодона у пробанда и всех его родственников с семейной агрегацией ФП [9]. В другом исследовании Y.O. Yang и соавт. выявили в 3218 семьях с ФП три мута­ции Cx40: p.V85I, p.L221I и p.L229M. Эти гетерозиготные миссенс-мутации отсутствовали в группе контроля [10].

W.A. Groenewegen и соавт. при исследовании семьи из 44 человек с семейной ФП в 18% случаев обнаружили гомо­зиготные полиморфизмы –44 (G—>A) и +71 (A—>G), в группе контроля они встречались только в 7% [11].

Проведенные исследования подтверждают, что мута­ции в гене Cx40 связаны с развитием нарушений ритма сердца и проводимости. Таким образом, изученный поли­морфизм 44G>A гена Cx40 также может служить генети­ческим маркером СССУ.

Дефекты гена MYH6 приводят к развитию семейной гипертрофической кардиомиопатии, обусловленной гете­розиготной миссенс-мутацией в гене MYH6 [12]. Кроме того, мутации в MYH6 служат причиной дефекта меж­предсердной перегородки. Причиной является миссенс­замена в тяжелой миозиновой α-цепи [13]. Доказано, что гетерозиготная миссенс-мутация гена MYH6 влияет на развитие дилатационной кардиомиопатии [12]. В 2011 г. были опубликованы данные генотипирования больных с идиопатическим СССУ в Исландии. Установлено, что мутации в гене MYH6 обусловливают предрасположенность к СССУ. Причиной служит миссенс-мутация c.2161C>T, приводящая к аминокислотной замене p.Arg721Trp в тяже­лой α-цепи сердечного миозина. Риск преждевременной смерти у больных с СССУ, являющихся носителями данной мутации, составляет 50% [2]. В обследованной нами выбор­ке больных с СССУ Красноярска указанный полиморфизм отсутствует, однако в связи с малым числом обследованных лиц необходимы дальнейшие исследования для оценки распространенности аллеля.

С.М. Albert и соавт. сообщили о том, что при генотипи­ровании ими женщин с внезапной сердечной смертью в 10% случаев были выявлены редкие аллельные варианты гена SCN5A: A572D, G615E , F2004L, A572F и W1205C. У лиц контрольной группы они встречались лишь в 1,16% случаев [14]. По данным D.W. Benson и соавт., у 3 из 10 обследованных ими детей с врожденным СССУ обнаружен гетерозиготный генотип по 6 аллельным вари­антам гена [15]. Результаты исследования гена SCN5A cреди японского населения выявили 69 различных однонуклеотидных полиморфизмов, но наиболее часто встречался вариант p.Leu1988Arg [16]. I. Splawski и соавт. утверждают, что около 13,2% афроамериканцев являются носителями аллеля Y1102, связанного с риском развития аритмии [17]. H.L. Tan и соавт. при обследовании семьи с изолированным нарушением проводимости и патологи­ческим замедлением ритма сердца у 5 членов семьи опре­делили единичную мутацию в виде замены цистеина 514 на глицин (G514C) в канале белка [18]. Таким образом, наличие генотипа GG гена SCN5A у больных с клиничес­кими проявлениями СССУ может служить генетическим маркером СССУ.

Исследование генетических предикторов аритмий серд­ца и нарушений проводимости, в частности, такой редкой и угрожаемой по внезапной сердечной смерти патологии, как СССУ, является, несомненно, актуальным. Лечение таких больных и подходы к первичной профилактике у родственников, имеющих патологические полиморфиз­мы генов, должны осуществляться с помощью принципов персонифицированной медицины.

Выводы

1. Генетическими маркерами СССУ являются гетерози­готные генотипы 44 GA и 4a/4b генов Cx40 и NOS3, гомо­зиготные генотипы по редкому аллелю DD и GG генов ADR2B и SCN5A.

2. Полиморфный аллельный вариант 2161C>T (Arg721Trp) гена MYH6 отсутствует в обследованной выборке популяции Красноярска.

3. Среди больных с латентным СССУ распределение генотипов исследуемых генов соответствует распределе­нию генотипов в общей популяции больных с первичным СССУ.

4. Ассоциации аллельных вариантов генов с компенси­рованным вариантом СССУ не установлено.