Role of the c825t polymorphic locus of G-protein beta subunit (GNBβ3) in patients with gastroesophageal reflux disease


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2021.9.46-50

Zhilina A.A., Lareva N.V., Luzina E.V., Zhigula Z.M., Tomina E.A.

Chita State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia
Abstract. Genetic factors play an important role in the development of various diseases of the gastrointestinal tract, including gastroesophageal reflux disease (GERD).
Aim of the research was to study the prevalence of genetic polymorphism of the GNBβ3 825C/T gene in patients with GERD living in the Trans-Baikal Territory, depending on the clinical picture of the disease and the nature of refluxate.
Material and methods. The study involved 139 people who identify themselves as Caucasians and have lived in the Trans-Baikal Territory for at least three generations time. The first group included 79 patients with GERD (30 male and 49 female patients, median age was 43 (33; 57) years), the second (control) group included 60 people (28 males and 32 females, median age – 44 (37; 54) years). Genotyping of the C825T polymorphic locus of the G-protein beta subunit (GNBβ3) was performed by PCR methodic. Methods of nonparametric statistics were used, the differences were considered significant at p <0,05.
Results. Both groups revealed the presence of three genotypes GNBβ3 C825T (C/C, T/T, C/T). There were no differences in the prevalence of genotypes and alleles between patients with GERD and the control group. Patients who experience belching 1 or more times a week are more likely to have the GNBβ3 825C/T genotype (OR=3,235; 95% CI: 0,838–12,488; p=0,052), while the prevalence of the T allele in these patients did not differ. In patients with heartburn occurring at least 1 time per week, there was a tendency towards the most frequent spread of this genotype (p=0,066).
Conclusion. The prevalence of 825 C / T GNBβ3 genotypes was comparable in patients with GERD and in the control group. The CNBβ3 825 C / T genotype is associated with GERD with clinical manifestations of the disease at least 1 time per week.

ВВЕДЕНИЕ

В развитии заболеваний человека свое значение имеют как генетические особенности организма, так и факторы окружающей среды. Классическим примером наследственной предрасположенности к заболеваниям желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) служит семейный аденоматозный полипоз, при котором мутации зародышевой линии на 99% связаны с развитием колоректального рака к 40 годам [1].

Известно, что генетические факторы играют одну из главных ролей и при развитии гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ): так, у гомозиготных близнецов она развивается чаще по сравнению с дизиготными [2]. В настоящее время изучается вклад генетических факторов в развитие слабости тонуса нижнего пищеводного сфинктера, плохое восстановление слизистой оболочки, изменение кислотного или желчного состава рефлюксата или недостаточный клиренс рефлюксата [3].

В современной литературе обсуждается роль повышенной передачи сенсорных сигналов как механизма развития симптомов заболевания [4]. Гетеротримерные гуанин-нуклеотидсвязывающие белки (G-белки) служат для передачи сигналов от обширного набора рецепторов к эффекторным системам, включая ионные каналы и ферменты, которые изменяют скорость производства, высвобождения или деградации внутриклеточных вторичных мессенджеров [5]. Передача сенсорных сигналов находится под влиянием генетических факторов [6]. Одним из таких компонентов может быть полиморфизм гена GNβ3, который кодирует β3-субъединицу G-белка [5]. При ГЭРБ реакция пациента на заброс в пищевод желудочного и/ или дуоденального содержимого является как раз результатом передачи сенсорных сигналов.

Цель исследования – изучить распространенность генетического полиморфизма гена GNBβ3 825С/Т у пациентов с ГЭРБ, проживающих на территории Забайкальского края, в зависимости от клинической картины заболевания и характера рефлюксата.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследовании приняли участие 139 человек. В первую группу вошли 79 пациентов с ГЭРБ (30 мужчин и 49 женщин), медиана возраста составила 43 (33; 57) года. Вторая группа (контроль) состояла из 60 здоровых человек (28 мужчин и 32 женщины), медиана возраста – 44 (37; 54) года. Группы были сопоставимы по полу и возрасту. Все респонденты, принявшие участие в исследовании, охарактеризовали себя как европеоиды, родились и проживают на территории Забайкальского края не менее трех поколений.

Диагноз ГЭРБ устанавливался в первой группе с помощью анкеты GerdQ при наборе 8 и более баллов и/или при обнаружении изменений слизистой оболочки пищевода по данным эндоскопического исследования верхних отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и/или в случае выявления патологических кислых, слабокислых или щелочных рефлюксов при 24-часовой рН-импедансометрии. Дополнительно у пациентов оценивалась частота возникновения симптомов изжоги и регургитации не менее 1 раза в неделю.

Контрольную группу составили лица, не имеющие клинических и инструментальных признаков ГЭРБ, без тяжелой сопутствующей патологии, которые были охарактеризованы как практически здоровые.

Все участники перед исследованием подписали информированное добровольное согласие. В работе соблюдались этические принципы Хельсинской декларации. Проведение исследования было одобрено локальным этическим комитетом при Читинской государственной медицинской академии (протокол № 83 от 22.10.2016).

Генотипирование полиморфного локуса С825Т бета-субъединицы G-белка (GNBβ3) осуществляли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Материалом для генетического анализа служили образцы ДНК, выделенные из лейкоцитов периферической венозной крови. Визуализация продуктов амплификации выполнялась посредством электрофореза в 3% агарном геле с добавлением бромистого этидия с ультрафиолетовой детекцией. В работе применялись стандартные наборы для исследуемых SNP научно-производственной фирмы «Литех» (Москва).

Накопление и обработку данных выполняли с помощью программы MS Excel. Для статистической обработки использовали программу Statistica 10.0. Применялись методы непараметрической статистики: медиана, 25-й и 75-й процентили, критерий Манна–Уитни, хи-квадрат, точный критерий Фишера, расчет отношения шансов (ОШ) с установлением 95% доверительного интервала (ДИ). Отклонения распределений генотипов изученного полиморфного локуса от распределения Харди–Вайнберга оценивались с применением модифицированного критерия хи-квадрат Пирсона. Различия считали достоверными при р <0,05. В расчетах использовались онлайн-программа Hardy–Weinberg equilibrium calculator.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Распределение частот генотипа полиморфного локуса С825Т GNBβ3 в изучаемых группах соответствовало закону Харди–Вайнберга, р >0,05.

Как в первой, так и второй группе выявлено наличие трех генотипов GNBβ3 C825T (С/С, Т/Т, С/Т). Не установлено различий в распространенности генотипов и аллелей между пациентами с ГЭРБ и контролем (табл. 1).

48-1.jpg (36 KB)

Нами проведена оценка распространенности генотипа GNBβ3 в положении 825Т/С в зависимости от наличия или отсутствия основных симптомов ГЭРБ (изжоги и регургитации не менее 1 раза в неделю), порогового уровня баллов согласно анкете GerdQ (8 и более), наличия или отсутствия поражения слизистой оболочки пищевода и вида патологического рефлюкса.

Установлено, что пациенты, которые испытывают отрыжку один и более раз в неделю, чаще имеют генотип GNBβ3 825С/Т (ОШ=3,235; 95% ДИ: 0,838–12,488), при этом распространенность аллеля Т у этих больных не отличалась. У лиц с изжогой, возникающей не реже 1 раза в неделю, наблюдалась тенденция к наиболее частому распространению данного генотипа. Нами не обнаружено статистически значимых различий в распространенности полиморфных вариантов гена 825 С/Т GNBβ3 у пациентов с ГЭРБ в зависимости от наличия или отсутствия порогового уровня баллов по опроснику GerdQ, повреждения слизистой оболочки пищевода и вида патологического рефлюкса (табл. 2).

49-1.jpg (96 KB)

ОБСУЖДЕНИЕ

Полиморфизм гена GNBβ3 в положении 825 С/Т дает три возможных генотипа (С/С, С/Т, Т/Т). Аллель 825Т в генотипе Т/Т или С/Т вызывает образование усеченного, но функционально активного варианта сплайсинга. Этот аллель предсказывает повышение активности G-белка и тем самым ускорение клеточных или физиологических реакций. Гомозиготные носители генотипа GNBβ3 825С/С характеризуются замедлением ответа передачи сигнала [3].

Изучение значения полиморфизма гена GNBβ3 825C/T первоначально проводилось у пациентов с функциональной диспепсией. Установлено, что этот генотип и аллель 825Т чаще встречались у больных диспепсией с синдромом эпигастральной боли [6–11]. В единичных работах определен вклад аллеля 825Т гена GNBβ3 в развитие постпрандиального дистресс-синдрома [12]. Место полиморфизма гена GNBβ3 825Т/С у пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК) проанализировано в метаанализе, который включил 11 исследований «случай–контроль». Авторами установлено, что аллель С играет протективную роль в развитии СРК с запором, генотип GNBβ3 825С/С показал прямую связь с развитием СРК с диареей [13].

Теоретической предпосылкой к оценке роли полиморфизма гена GNВβ3 825 С/Т в развитии ГЭРБ стало предположение, что висцеральная гиперчувствительность участвует в формировании симптомов рефлюкса. Рецепторы, способные связываться с G-белком, опосредуют реакцию на кислоту, нейротрансмиттеры и гуморальные факторы, модулирующие сенсорную функцию пищевода [13]. Таким образом, полиморфизм гена G-белка способен быть фактором, влияющим на появление изжоги и отрыжки у пациентов с ГЭРБ.

В исследовании de Vries D.R. et al. (2009), в котором приняли участие 363 пациента с ГЭРБ и 373 респондента группы контроля, было показано, что генотип С/Т был более распространен у пациентов с ГЭРБ по сравнению с группой контроля, а аллель 825Т ассоциировался с повышенным восприятием рефлюкса [4]. Связь аллеля 825Т с симптомами заболевания была продемонстрирована и в более поздней работе, однако генетическая изменчивость GNBβ3 не зависела от уровня кислотности в пищеводе [14].

В нашем исследовании мы не получили различий в распространенности генотипов GNBβ3 между пациентами основной группы и группой контроля, равно как и не выявили связи между видом рефлюкса и наличием изменений слизистой оболочки. При этом генотип GNBβ3 825 C/Т чаще встречался у пациентов, испытывающих симптомы отрыжки и изжоги не менее 1 раза в неделю.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При исследовании распространенности генотипов полиморфного локуса 825 C/T GNBβ3 у пациентов с ГЭРБ и здоровых лиц, проживающих на территории Забайкальского края, не получено статистически значимых различий между группами. Генотип CNBβ3 825 С/Т был ассоциирован с ГЭРБ, сопровождающейся клиническими проявлениями не менее 1 раза в неделю.


Literature



  1. Galiatsatos P., Foulkes W.D. Familial adenomatous polyposis. Am J Gastroenterol. 2006; 101(2): 385–98. doi: 10.1111/j.1572-0241.2006.00375.x.

  2. Lembo A., Zaman M., Jones M. at al. Influence of genetics on irritable bowel syndrome, gastro-oesophageal reflux and dyspepsia: A twin study. Aliment Pharmacol Ther. 2007; 25(11): 1343–50. doi: 10.1111/j.1365-2036.2007.03326.x.

  3. Jankowski J.A., Talley N.J. Dissecting GI phenotype-genotype relationships in GERD and dyspepsia: an SNP here and an SNP there! Am J Gastroenterol. 2009; 104(2): 286–88. doi: 10.1038/ajg.2008.129.

  4. de Vries D.R., ter Linde J.J., van Herwaarden M.A. et al. Gastroesophageal reflux disease is associated with the C825T polymorphism in the G-protein beta3 subunit gene (GNB3). Am J Gastroenterol. 2009; 104(2): 281–85. doi: 10.1038/ajg.2008.139.

  5. Hollmann M.W., Strumper D., Herroeder S. et al. Receptors, G proteins, and their interactions. Anesthesiology. 2005; 103(5): 1066–78. doi: 10.1097/00000542-200511000-00022.

  6. Milligan G., Kostenis E. Heterotrimeric G-proteins: A short history. Br J Pharmacol. 2006; 147(1): 46–55. doi: 10.1038/sj.bjp.0706405.

  7. Holtmann G., Talley N.J. Hypothesis driven research and molecular mechanisms in functional dyspepsia: the beginning of a beautiful friendship in research and practice? Am J Gastroenterol. 2006; 101(3): 593–95. doi: 10.1111/j.1572-0241.2006.00480.x.

  8. Camilleri C.E., Carlson P.J., Camilleri M. et al. A study of candidate genotypes associated with dyspepsia in a U.S. community. Am J Gastroenterol. 2006; 101(3): 581–92. doi: 10.1111/j.1572-0241.2006.00481.x.

  9. van Lelyveld N., Linde J.T., Schipper M. et al. Candidate genotypes associated with functional dyspepsia. Neurogastroenterol Motil. 2008; 20(7): 767–73. doi: 10.1111/j.1365-2982.2008.01102.x.

  10. Holtmann G., Siffert W., Haag S. et al. G-protein beta 3 subunit 825 CC genotype is associated with unexplained (functional) dyspepsia. Gastroenterology. 2004; 126(4): 971–79. doi: 10.1053/j.gastro.2004.01.006.

  11. Tahara T., Arisawa T., Shibata T. et al. Homozygous 825T allele of the GNB3 protein influences the susceptibility of Japanese to dyspepsia. Dig Dis Sci. 2008; 53(3): 642–46. doi: 10.1007/s10620-007-9923-0.

  12. Camilleri M., Busciglio I., Carlson P. et al. Candidate genes and sensory functions in health and irritable bowel syndrome. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008; 295(2): G219–25. doi: 10.1152/ajpgi.90202.2008.

  13. Jiang D., Huang D., Cai W. et al. G protein beta 3(GNβ3) C825T polymorphism and irritable bowel syndrome susceptibility: an updated meta-analysis based on eleven case-control studies. Oncotarget. 2017; 9(2): 2770–81. doi: 10.18632/oncotarget.23449.

  14. Patel A., Hasak S., Nix B.D. et al. Genetic risk factors for perception of symptoms in GERD: an observational cohort study. Aliment Pharmacol Ther. 2018; 47(2): 289–97. doi: 10.1111/apt.14414.


About the Autors


Albina A. Zhilina, PhD, associate professor, dean of the general medicine faculty of Chita State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 672009, Chita, 39a Gorkogo Str. Tel.: +7 (914) 524-30-27. E-mail: albina1228@yandex.ru. ORCID: 0000-0002-4405-2975
Natalya V. Lareva, MD, professor, head of the Department of therapy of the Faculty of advanced training and postgraduate retraining, Chita State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 672009, Chita, 39a Gorkogo Str. Tel.: +7 (914) 465-12-44. E-mail: larevanv@mail.ru. ORCID: 0000-0001-9498-9216
Elena V. Luzina, PhD, associate professor of the Department of therapy of the Faculty of advanced training and postgraduate retraining, Chita State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 672009, Chita, 39a Gorkogo Str. Tel.: +7 (914) 468-36-91. E-mail: el.luz@list.ru. ORCID: 0000-0002-8282-3056
Zinaida M. Zhigula, PhD, assistant of the Department of therapy of the Faculty of advanced training and postgraduate retraining, Chita State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 672009, Chita, 39a Gorkogo Str. Tel.: +7 (914) 480-15-46. E-mail: pustotinazm@yandex.ru. ORCID: 0000-0002-8762-9914
Elena A. Tomina, PhD, assistant of the Department of therapy of the Faculty of advanced training and postgraduate retraining, Chita State Medical Academy of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 672009, Chita, 39a Gorkogo Str. Tel.: +7 (914) 463-60-11. E-mail: elatom07@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа