Распространенность полиморфизмов гена N-ацетилтрансферазы 2 среди пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Результаты лечения туберкулеза могут значительно отличаться у отдельных больных. У одних пациентов противотуберкулезная химиотерапия позволяет достичь желаемого терапевтического эффекта, у других она проявляется недостаточным ответом или его отсутствием, развитием нежелательных побочных реакций. Индивидуальная восприимчивость организма человека к действию изониазида обусловлена мутацией гена N-ацетилтрансферазы 2 (NAT2). Распределение полиморфных аллелей NAT2 широко варьирует в зависимости от расового, географического и этнического происхождения. В настоящее время отсутствуют сведения о распространенности полиморфных вариантов гена NAT2 и типов ацетилирования у пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания.

Цель исследования ― оценить вариабельность гена NAT2 и определить фенотипы ацетилирования изониазида у пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания в сравнении с нормальной изменчивостью полиморфных вариантов гена в этнических группах азиатского происхождения.

Методы. Одномоментное обсервационное выборочное исследование проведено среди пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания. Методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени исследован ряд однонуклеотидных полиморфизмов NAT2*5 (rs1801280, Т341С), NAT2*6 (rs1799930, G590A), NAT2*7 (rs1799931, G857A), NAT2*11 (rs1799929, C481T), NAT2*12 (rs1208, A803G), NAT2*13 (rs1041983, C282T). Генетически детерминированную скорость метаболизма рассчитывали с помощью онлайн-калькулятора NATpred.

Результаты. Среди изученных однонуклеотидных полиморфизмов, расположенных в гене NAT2, наиболее частыми для якутов оказались варианты NAT2*6 и NAT2*13 с частотой встречаемости 40,9 и 64,4% соответственно. Для анализируемой выборки якутов показаны статистически значимые различия в частоте встречаемости аллельных вариантов полиморфизмов NAT2*5, *11, *12 в сравнении другими популяциями азиатского происхождения (Китая, Японии, Вьетнама). Установлена бо`льшая распространенность промежуточного типа ацетилирования (58,3%) среди этнических якутов.

Заключение. Особенности распределения аллельных вариантов однонуклеотидных полиморфизмов гена NAT2 и типов ацетилирования изониазида среди пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания свидетельствуют о невозможности экстраполяции данных других популяций азиатского происхождения на группу якутской национальности. Данные фармакогенетического исследования по определению индивидуальной чувствительности к лекарственным средствам у якутов необходимо учитывать в клинической практике для разработки алгоритмов персонализированного применения изониазида, что позволит повысить эффективность и безопасность лечения туберкулеза.

Полный текст

Обоснование

Туберкулез продолжает оставаться глобальной проблемой общественного здравоохранения, так как является одним из наиболее распространенных инфекционных заболеваний в мире. Всемирной организацией здравоохранения разработана стратегия по ликвидации туберкулеза к 2035 г. (https://www.who.int/tb/strategy/ru/). Одним из ее базовых элементов является комплексный подход к диагностике и лечению этого заболевания. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, для лечения впервые выявленного лекарственно-чувствительного туберкулеза органов дыхания применяют комбинацию наиболее эффективных противотуберкулезных средств ― изониазида, рифампицина, пиразинамида и этамбутола.

Результаты лечения туберкулеза зависят от индивидуальных особенностей пациентов: у одних пациентов противотуберкулезная химиотерапия позволяет достичь желаемого терапевтического эффекта, у других ответ на лечение оказывается недостаточным или отсутствует, развиваются побочные реакции. Противотуберкулезная химиотерапия у всех пациентов с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания проводится в соответствии с клиническими рекомендациями по I–III режимам. Несмотря на это, терапевтический эффект в 2016 г. достигался только у 74,3% пациентов, в 2017 г. ― у 71,9% (независимо от результатов бактериоскопии при регистрации), при положительном результате микроскопии мокроты ― в 64,3 и 62,0% случаях соответственно [1].

Индивидуальная реакция на лекарственные средства обусловлена мутацией генов-ферментов, ответственных за их биотрансформацию, или генов-транспортеров, участвующих в процессах всасывания, распределения, экскреции лекарств. В настоящее время установлен и хорошо изучен генетический полиморфизм для фермента II фазы биотрансформации ― N-ацетилтрансферазы 2 (NАТ2). NAT2 отвечает за ацетилирование более 70% лекарственных средств, в том числе изониазида. Фермент NAT2 локализован в цитоплазме клеток, состоит из 290 аминокислотных остатков с молекулярной массой 33кД, кодируется высокополиморфным геном NAT2, известны более 100 разных аллелей гена. Варианты активности NAT2 зависят от однонуклеотидных замен (single nucleotide polymorphism, SNP) в структурной области кодирующего фермент гена [2–4].

Знания о функциональных последствиях SNP в кодирующих участках в существенной степени обогатились в результате применения методов молекулярного моделирования и кристаллизации ферментов N-ацетилтрансферазы ― первоначально прокариотической N-ацетилтрансферазы и белков генов NAT2, выделенных у человека [5].

Установлено влияние некоторых однонуклеотидных полиморфизмов в кодирующей области полиморфного гена NAT2 на структуру и функциональные эффекты фермента. Так, SNP G191A (R64W), T341C (I114T), G499A (E167K), G590A (R197Q) и G857A (G286E) снижают активность фермента NAT2; SNP T341C (I114T), A411T (l137F) и G499A (E167K) уменьшают количество фермента за счет образования менее стабильного белка [5, 6].

Комбинации полиморфизмов гена NAT2 приводят к формированию различных типов ацетилирования. Выделяют пациентов (тип ацетилятора) с быстрым (носители 1 или 2 быстрых аллелей), промежуточным (носители 1 медленной аллели) и медленным (носители 2 медленных аллелей) типом метаболизма лекарственных средств [7, 8].

Наибольшее клиническое значение для выбора дозы изониазида при туберкулезе имеют полиморфизмы NAT2*5, *6, *7, *11, *12, *13. Полиморфные варианты гена NAT2*11, *12 и *13 ассоциированы с повышенной скоростью метаболизма изониазида [6, 9], при аллельных вариантах NAT2*5, *6, *7 ацетилирование изониазида замедляется [3, 7, 10]. Распределение полиморфных аллелей NAT2 широко варьирует в зависимости от расового, географического и этнического происхождения [11–13].

В Республике Саха (Якутия) отмечается положительная динамика в показателях заболеваемости и смертности от туберкулеза, но эпидемиологическая ситуация по туберкулезу продолжает оставаться напряженной. В 2018 г. заболеваемость туберкулезом в Якутии составила 54,3, смертность от туберкулеза ― 4,9 случая на 100 000 населения (по ф. №8, с учетом ведомств) [1]. В связи с этим проблемы повышения эффективности и безопасности лечения туберкулеза в Якутии остаются актуальными.

В настоящее время в доступной научной литературе отсутствуют сведения о распространенности полиморфных вариантов гена NAT2, типов ферментативной активности NAT2 среди пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания.

Цель исследования ― оценить вариабельность гена NAT2 и определить фенотипы ацетилирования изониазида у пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания в сравнении с нормальной изменчивостью полиморфных вариантов гена в этнических группах азиатского происхождения.

Методы

Дизайн исследования

Одноцентровое одномоментное обсервационное выборочное исследование.

Критерии соответствия

Критерии включения:

  • впервые в жизни установленный туберкулез органов дыхания;
  • возраст 18 лет и старше;
  • этническая принадлежность: якуты;
  • наличие подписанного информированного согласия.

Критерии невключения. В исследование не включали потомков разноэтнических браков. Этническую принадлежность определяли путем самоидентификации пациентов и их родителей, анализировали родословную до второго поколения. В ранее проводимых исследованиях метод самоидентификации в 99,86% случаев продемонстрировал соответствие микросателлитному анализу этнической принадлежности [14].

Условия проведения

Исследование проводили на базе Государственного бюджетного учреждения Республики Саха (Якутия) «Научно-практический центр «Фтизиатрия», Якутск (далее ГБУ РС(Я) НПЦ «Фтизиатрия»). В исследовании участвовали пациенты с впервые установленным туберкулезом органов дыхания, соответствовавшие критериям включения, госпитализированные в терапевтическое отделение в период с 1 октября 2018 по 28 февраля 2019 г. для проведения интенсивной фазы противотуберкулезной химиотерапии. От каждого пациента было получено добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Генотипирование проводили в Центре персонализированной медицины Государственного автономного учреждения Республики Саха (Якутия) «Республиканская клиническая больница № 3», Якутск (далее ГАУ РС(Я) «РКБ № 3»).

Продолжительность исследования

Сроки проведения исследования: октябрь 2018 г. − февраль 2019 г.

Популяция сравнения

Для сравнительного анализа использовали генетические показатели представителей различных этнических групп азиатского происхождения из Центральной, Восточной и Юго-Восточной Азии: дайцев ― тайского народа, жителей юго-запада Китайской народной республики (КНР; Сишуанбаньна-Дайский автономный округ провинции Юньнань); ханьцев ― жителей Пекина (КНР); южных ханьцев ― жителей юга КНР; японцев ― жителей Токио (Япония); вьетов ― жителей Хошимина (Социалистическая Республика Вьетнам). Группы сравнения формировали по принципу географической близости к Республике Саха (Якутия). Данные о частоте аллелей и генотипов полиморфизмов NAT2 были получены из базы данных Международного банка образцов генома (The International Genome Sample Resource, IGSR; https://www.internationalgenome.org/).

Исходы исследования

Основной исход исследования: частота генотипов полиморфных вариантов гена NAT2, фенотипы ацетилирования изониазида.

Анализ в подгруппах

Анализ в подгруппах не проводился.

Методы регистрации исходов

Генотипирование

Для генетического исследования осуществляли забор 3–4 мл крови из вены локтевого сгиба в вакуумные пробирки с помощью закрытой вакуумной системы (Zhejiang Gongdong Medical Technology Co., Ltd, Китай). Пробирки имели мелкодисперсное напыление антикоагулянта К3 ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота). Забор крови осуществляли на базе ГБУ РС(Я) НПЦ «Фтизиатрия». В течение 1 ч пробирки доставляли в генетическую лабораторию Центра персонализированной медицины ГАУ РС(Я) «РКБ № 3».

Из цельной крови выделяли дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) с помощью наборов реагентов ExtractDNA Blood (ЗАО «Евроген», Россия), предназначенных для выделения и очистки геномной ДНК из цельной крови.

Носительство полиморфных вариантов NAT2*5 (rs1801280, Т341С), NAT2*6 (rs1799930, G590A), NAT2*7 (rs1799931, G857A), NAT2*11 (rs1799929, C481T), NAT2*12 (rs1208, A803G), NAT2*13 (rs1041983, C282T) определяли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени на амплификаторе Real-Time CFX96 Touch (Bio-Rad, США) с помощью набора реагентов «ГенТест-М NAT2» (ООО «НОМОТЕК», Россия).

Генетически детерминированную скорость метаболизма рассчитывали с помощью онлайн-калькулятора NATpred с учетом 6 SNP в гене NAT (http://nat2pred.rit.albany.edu/help.html#batch) [15].

Этическая экспертиза

Исследование было одобрено Локальным этическим комитетом ГБУ РС(Я) НПЦ «Фтизиатрия» от 26.09.2018 г., протокол № 3.

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки

Размер выборки предварительно не рассчитывался. Исследование было проведено сплошным методом среди пациентов (соответствовавших критериям включения), госпитализированных в период с 1 октября 2018 по 28 февраля 2019 г. для проведения интенсивной фазы противотуберкулезной химиотерапии в ГБУ РС(Я) НПЦ «Фтизиатрия».

Методы статистического анализа данных

Для статистического анализа данных применяли пакет прикладных программ IBM SPSS Statistics версия 23 (лицензия Северо-Восточного федерального университета) с использованием классического критерия χ2 Пирсона и его модификации с поправкой Йейтса. Проверку соответствия распределения частоты изученных генотипов закону равновесия Харди−Вайнберга, сравнение частоты аллелей и генотипов между якутами и представителями различных этнических групп азиатского происхождения проводили на калькуляторе «Ген-Эксперт» (http://gen-exp.ru/calculator_or.php) с помощью критерия χ2 Пирсона. Критический уровень значимости р принимался равным 0,05.

Результаты

Участники исследования

В исследование были включены 132 пациента якутской национальности с впервые установленным туберкулезом органов дыхания (77 женщин, 55 мужчин), госпитализированные в ГБУ РС(Я) НПЦ «Фтизиатрия» в период с 1 октября 2018 по 28 февраля 2019 г. Средний возраст участников исследования составил 44,4 (16,9) года.

Основные результаты исследования

Частота генотипов и распределение аллелей изучаемых полиморфизмов гена NAT2 среди пациентов якутской национальности представлены в табл. 1. Распределение частоты генотипов соответствовало закону Харди−Вайнберга.

 

Таблица 1. Распределение частоты генотипов и аллелей полиморфных вариантов гена NAT2 у якутов с туберкулезом органов дыхания

Полиморфный маркер

Генотип, n (%)

Аллель, %

χ2

p*

NAT2*5 (Т341С)

T/T

T/C

C/C

T

C

1,17

0,558

91 (68,9)

35 (26,5)

6 (4,6)

0,82

0,18

NAT2*6 (G590A)

G/G

G/A

A/A

G

A

0,64

0,727

78 (59,1)

49 (37,1)

5 (3,8)

0,78

0,22

NAT2*7 (G857A)

G/G

G/A

A/A

G

A

0,01

0,993

94 (71,2)

35 (26,5)

3 (2,3)

0,84

0,16

NAT2*11 (C481T)

C/C

C/T

T/T

C

T

0,00

1,000

90 (68,2)

38 (28,8)

4 (3,0)

0,83

0,17

NAT2*12 (A803G)

A/A

A/G

G/G

A

G

0,17

0,916

91 (68,9)

38 (28,8)

3 (2,3)

0,83

0,17

NAT2*13 (C282T)

C/C

C/T

T/T

C

T

5,89

0,052

47 (35,6)

74 (56,1)

11 (8,3)

0,64

0,36

Примечание. р* ― достигнутый уровень значимости при проверке соответствия распределения равновесию Харди−Вайнберга.

 

При генотипировании мутации гена NAT2 отсутствовали в 25 (18,9%) случаях. Наиболее часто встречаемыми полиморфными вариантами среди якутов являлись NAT2*6, NAT2*13 ― 40,9 и 64,4% соответственно. Минорный аллель T полиморфного варианта гена NAT2*13 (C282T) был установлен у 48 (36%) якутов, при других полиморфизмах гена NAT2 частота обнаружения минорного аллеля варьировала от 16 до 22% (см. табл. 1).

При определении фенотипа ацетилирования установлено, что среди якутов распространен промежуточный тип ацетилирования ― 77 (58,3%) пациентов. У 30 (22,7%) якутов определялся медленный тип ацетилирования, у 25 (18,9%) ― быстрый тип.

Промежуточные и медленные ацетиляторы чаще являлись носителями однонуклеотидных полиморфизмов NAT2*13 ― 58 (75,3%) и 27 (90,0%) случаев соответственно, NAT2*6 ― 36 (46,8%) и 18 (60,0%) соответственно. Среди медленных ацетиляторов преобладали полиморфизмы гена NAT2*5 ― 21 (70,0%), NAT2*11 ― 21 (70,0%), NAT2*12 ― 21 (70,0%) случаев (табл. 2).

 

Таблица 2. Распределение полиморфных вариантов гена NAT2 у якутов с туберкулезом органов дыхания при разных типах ацетилирования

Полиморфный маркер

Генотип

Медленный ацетилятор,

n (%)

Промежуточный ацетилятор,

n (%)

Быстрый ацетилятор,

n (%)

NAT2*5 (Т341С)

T/T

9 (30,0)

57 (74,0)

25 (100,0)

T/C

16 (53,3)

19 (24,7)

0

C/C

5 (16,7)

1 (1,3)

0

NAT2*6 (G590A)

G/G

12 (40,0)

41 (53,2)

25 (100,0)

G/A

15 (50,0)

34 (44,2)

0

A/A

3 (10,0)

2 (2,6)

0

NAT2*7 (G857A)

G/G

16 (53,3)

53 (68,8)

25 (100,0)

G/A

12 (40,0)

23 (29,9)

0

A/A

2 (6,7)

1 (1,3)

0

NAT2*11 (C481T)

C/C

9 (30,0)

56 (72,7)

25 (100,0)

C/T

18 (60,0)

20 (26,0)

0

T/T

3 (10,0)

1 (1,3)

0

NAT2*12 (A803G)

A/A

9 (30,0)

57 (74,0)

25 (100,0)

A/G

19 (63,3)

19 (24,7)

0

G/G

2 (6,7)

1 (1,3)

0

NAT2*13 (C282T)

C/C

3 (10,0)

19 (24,7)

25 (100,0)

C/T

18 (60,0)

56 (72,7)

0

T/T

9 (30,0)

2 (2,6)

0

 

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

В результате исследования у пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания установлена частота аллелей и генотипов полиморфных вариантов гена NAT2: NAT2*5 (rs1801280, T341C), NAT2*6 (rs1799930, G590A), NAT2*7 (rs1799931, G857A), NAT2*11 (rs1799929, C481T), NAT2*12 (rs1208, A 803G) и NAT2*13 (rs1041983, C282T), ассоциированных с изменением скорости биотрансформации изониазида. Наиболее частыми полиморфными вариантами среди якутов являлись NAT2*6 (G590A) и NAT2*13 (C282T) (40,9 и 64,4%) с частотой минорного аллеля A (NAT2*6) и аллеля T NAT2*13 22 и 36% соответственно. Среди якутов превалировал промежуточный тип ацетилирования.

Обсуждение основного результата исследования

В настоящее время установлено, что у представителей азиатской расы, проживающих в различных географических зонах, распределение полиморфных вариантов гена NAT2 отличается от распределения, выявленного у представителей европеоидной расы [10]. Большинство опубликованных работ по изучению полиморфизмов гена NAT2 среди лиц азиатской расы проведены зарубежными исследователями. Согласно проведенным исследованиям, полиморфизм NAT2*5 (Т341С) наиболее распространен среди лиц европейской расы (от 35 до 55%) [13, 16] и среди представителей Западной Азии (до 40%) [17].

Полиморфизм NAT2*6 (G590A) имеет примерно одинаковую распространенность среди людей азиатской, европеоидной и негроидной рас (41,7–58,7%), а NAT2*7 (G857A) широко распространен среди представителей азиатской расы, жителей Центральной, Восточной и Юго-Восточной Азии (до 31,8%) [5, 6].

Республика Саха (Якутия) расположена в северо-восточной части Сибири. Якуты составляют половину населения республики (49,91%) и являются самым крупным коренным народом Сибири в границах Российской Федерации. Якуты принадлежат к центральноазиатскому антропологическому типу североазиатской расы (https://www.yakutskhistory.net).

Распространенность шести полиморфных вариантов NAT2 ― 3 медленных (NAT2*5(T341C), NAT2*6(G590A), NAT2*7(G857A)) и 3 быстрых (NAT2*11(C481T), NAT2*12(A803G), NAT2*13(C282T)) ― у якутов ранее не была изучена. В настоящем исследовании установлено, что пациенты якутской национальности в 75% случаев являются носителями полиморфных вариантов гена NAT2. Среди якутов наиболее часто регистрировалось носительство аллельных вариантов NAT2*6 (G590A) и NAT2*13 (C282T) ― 40,9 и 64,4% соответственно. Установлена высокая частота носительства NAT2*5 (Т341С), NAT2*11 (C481T) и NAT2*12 (A803G) ― 31,1; 31,8 и 31,1%, что не типично для азиатской расы и чаще определяется у лиц европеоидной расы [13].

При анализе комбинаций полиморфных вариантов гена NAT2 у 1 (0,7%) пациента якутской национальности регистрировался один полиморфный вариант NAT2*7, у 2 (1,5%) пациентов установлены комбинации из четырех полиморфизмов гена ― NAT2*5, NAT2*6, NAT2*11, NAT2*13 и NAT2*5, NAT2*11, NAT2*12, NAT2*13.

У 60 (45,4%) якутов определялось носительство двух полиморфных вариантов гена NAT2. Комбинация NAT2*6 и NAT2*13 регистрировалась у 36 (27,3%) пациентов, NAT2*7 и NAT2*13 ― у 22 (16,7%), NAT2*11 и NAT2*12 ― у 1 (0,7%), NAT2*6 и NAT2*7 ― у 1 (0,7%) пациента.

Одновременное носительство трех аллельных вариантов гена NAT2 установлено у 24 (18,2%) якутов: так, комбинация NAT2*5, NAT2*11 и NAT2*12 определялась у 19 (14,4%) пациентов, комбинация NAT2*6, NAT2*7 и NAT2*13 ― у 5 (3,8%). У 20 (15,1%) пациентов определялось сочетание пяти аллельных вариантов однонуклеотидных полиморфизмов гена NAT2: комбинация полиморфизмов NAT2*5, NAT2*7, NAT2*11, NAT2*12 и NAT2*13 определялась у 11 (8,3%) пациентов, комбинация NAT2*5, NAT2*7, NAT2*11, NAT2*12 и NAT2*13 ― у 9 (6,8%).

При проведении сравнительного анализа установлено, что в изучаемой группе (якуты) частота носительства полиморфизмов NAT2*5, NAT2*11 и NAT2*12 была статистически значимо выше, чем в группах жителей Китая, Японии и Вьетнама (p < 0,05) (табл. 3). У якутов имелись статистически значимые различия в частоте встречаемости полиморфного варианта NAT2*7 по сравнению с дайцами и японцами (χ2 = 4,25; p = 0,040 и χ2 = 4,06; p = 0,044 соответственно) и NAT2*13 ― с вьетами (χ2 = 0,46; p = 0,044). Других различий в распределении генотипов полиморфизмов гена NAT2 между сравниваемыми группами не установлено.

 

Таблица 3. Распределение генотипов полиморфных вариантов гена NAT2 среди представителей других популяций азиатского происхождения

Генотип

Якуты,

n (%)

Дайцы,

n (%)*

Ханьцы,

n (%)*

Южные ханьцы,

n (%)*

Японцы,

n (%)*

Вьеты,

n (%)*

NAT2*5 (Т341С)

T/T

91 (68,9)

84 (90,3)

97 (94,2)

97 (92,4)

100 (96,2)

89 (89,9)

T/C

35 (26,5)

9 (9,7)

6 (5,8)

8 (7,6)

4 (3,8)

9 (9,1)

C/C

6 (4,6)

0

0

0

0

1 (1,0)

NAT2*6 (G590A)

G/G

78 (59,1)

56 (60,2)

67 (65,0)

58 (55,2)

60 (57,7)

45 (45,5)

G/A

49 (37,1)

32 (34,4)

31 (30,1)

41 (39,0)

39 (33,7)

39 (39,4)

A/A

5 (3,8)

5 (5,4)

5 (4,9)

6 (5,7)

9 (8,7)

15 (15,2)

NAT2*7 (G857A)

G/G

94 (71,2)

53 (57,0)

69 (67,0)

71 (67,6)

86 (82,7)

65 (65,7)

G/A

35 (26,5)

30 (32,3)

34 (33,0)

29 (27,6)

15 (14,4)

31 (31,3)

A/A

3 (2,3)

10 (10,8)

0

5 (4,8)

3 (2,9)

3 (3,0)

NAT2*11 (C481T)

C/C

90 (68,2)

84 (90,3)

97 (94,2)

97 (92,4)

100 (96,2)

90 (90,9)

C/T

38 (28,8)

97 (9,7)

6 (5,8)

8 (7,6)

4 (3,8)

8 (8,1)

T/T

4 (3,0)

0

0

0

0

1 (1,0)

NAT2*12 (A803G)

A/A

91 (68,9)

84 (90,3)

97 (94,2)

96 (91,4)

100 (96,2)

88 (88,9)

A/G

38 (28,8)

9 (9,7)

6 (5,8)

9 (8,6)

4 (3,8)

10 (10,1)

G/G

3 (2,3)

0

0

0

0

1 (1,0)

NAT2*13 (C282T)

C/C

47 (35,6)

28 (30,1)

41 (39,8)

32 (30,5)

47 (45,2)

23 (23,2)

C/T

74 (56,1)

38 (40,9)

49 (47,6)

51 (48,6)

40 (38,5)

45 (45,5)

T/T

11 (8,3)

27 (29,0)

13 (12,6)

22 (21,0)

17 (16,3)

31 (31,3)

Примечание. * ― ресурс https://www.internationalgenome.org/1000-genomes-browsers.

 

При сравнении распространенности гомозиготных генотипов по минорным аллелям изучаемых полиморфных вариантов гена NAT2 установлено, что якуты статистически значимо чаще являлись носителями генотипа C/C NAT2*5 (Т341С), генотипа T/T NAT2*11 (C481T), генотипа G/G NAT2*12 (A803G) по сравнению с другими представителями азиатской расы (p < 0,05) (см. табл. 3). Генотип A/A NAT2*6 (G590A) среди якутов встречался статистически значимо реже по сравнению с вьетами (χ2 = 10,49; p = 0,005), также якуты реже являлись носителями генотипа A/A NAT2*7 (G857A) по сравнению с дайцами (χ2 = 9,10; p = 0,013), генотипа T/T NAT2*13 (C282T) по сравнению с дайцами (χ2 = 16,87; p < 0,001), а также южными ханьцами (χ2 = 7,77; p = 0,022), японцами (χ2 = 8,22; p = 0,023) и вьетами (χ2 = 20,52; p < 0,001) (см. табл. 3).

Проведено сравнение частоты носительства аллелей гена NAT2 у пациентов якутской национальности и представителей других популяций азиатского происхождения. Этнические якуты статистически значимо чаще являлись носителями минорного аллеля С NAT2*5 (T341C), аллеля T NAT2*11 (C481T), аллеля G NAT2*12 (A803G) по сравнению с группами сравнения. У якутов статистически значимо реже встречался аллель A NAT2*6 (G590A) по сравнению с вьетами, аллель А NAT2*7 (G857A) — по сравнению с дайцами, аллель T NAT2*13 (C282T) — по сравнению с дайцами и вьетами.

Тип метаболизма у якутов смещен в сторону промежуточного ацетилирования. Отметим, что установленная частота быстрых и медленных ацетиляторов (более 20%) среди якутов не типична для азиатской расы. Фенотип медленного ацетилирования наиболее часто распространен в популяциях Европы, Ближнего Востока, Центральной и Южной Евразии, Африки (более 60%), реже ― в популяциях Восточной Азии и у коренных американцев (около 10%) [18].

В исследованиях полиморфные варианты гена NAT2 идентифицированы как факторы риска формирования лекарственно-устойчивых микобактерий туберкулеза и лекарственного поражения печени. Генетические исследования необходимы для прогнозирования эффективности и безопасности применения противотуберкулезных средств. В нескольких метаанализах была подтверждена взаимосвязь между медленным фенотипом гена NAT2 и развитием изониазидиндуцированным поражением печени [19–22]. Быстрый фенотип ассоциирован со сниженной эффективностью стандартной схемы противотуберкулезного лечения изониазидом и риском развития лекарственной устойчивости микобактерий туберкулеза к изониазиду [23, 24]. Результаты генетического анализа позволяют корректировать дозы изониазида. Снижение дозы препарата у медленных ацетиляторов способствует снижению частоты поражения печени, повышение дозы у быстрых ацетиляторов ― улучшению эффективности лечения [25].

Ограничения исследования

Ограничениями исследования являются малый размер выборки и отсутствие контрольной группы из той же популяции. Исследование было проведено сплошным методом среди пациентов якутской национальности, получавших стационарное лечение в ГБУ РС(Я) НПЦ «Фтизиатрия» по поводу впервые выявленного туберкулеза органов дыхания. В среднем за год (по данным 2017−2018 гг.) в Республике Саха (Якутия) впервые туберкулезом органов дыхания заболевает 443 (со стандартным отклонением 9) человека в возрасте 18 и старше лет, из них доля представителей якутской национальности составляет 56%. За 5 мес в исследование было включено 132 пациента, что составляет 53% от числа всех лиц с впервые выявленным (в течение 12 мес) туберкулезом органов дыхания, соответствующих критериям включения. Таким образом, можно предположить, что выборочная совокупность достаточно репрезентативна по отношению к генеральной совокупности больных туберкулезом органов дыхания. В то же время распределение частоты генотипов и аллелей изучаемых полиморфизмов в данной группе не следует считать популяционной частотой, характерной для представителей якутского этноса, несмотря на соответствие равновесию Харди−Вайнберга.

Заключение

Установленные особенности распределения полиморфизмов гена NAT2 (*5, *6, *7, *11, *12, *13), распространенность типов ацетилирования среди пациентов якутской национальности с впервые выявленным туберкулезом органов дыхания указывают на то, что нельзя экстраполировать на якутов данные генотипирования и фенотипирования, полученные у других групп представителей азиатской расы. Фармакогенетическое исследование с целью определения индивидуальной чувствительности к лекарственным средствам у якутов необходимо включать в клиническую практику для персонализированного применения изониазида с целью повышения эффективности и безопасности лечения туберкулеза. В дальнейшем планируется провести фармакогенетический анализ с включением фармакокинетического исследования изониазида для более подробного изучения связи фармакогенетических особенностей с эффективностью и безопасностью терапии туберкулеза у лиц якутской национальности.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Фармакогенетическое исследование выполнено при финансовой поддержке ГАУ РС(Я) «Республиканская клиническая больница № 3» Министерства здравоохранения Республики Саха (Якутия).

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. Н.М. Краснова ― разработка дизайна исследования, набор участников исследования, написание статьи; Е.А. Алексеева ― проведение генотипирования; З.А. Рудых ― разработка дизайна исследования, проведение фенотипирования; Я.В. Чертовских ― идея проведения исследования, проведение генотипирования, проведение фенотипирования; Т.М. Климова ― статистическая обработка данных, проверка и редактирование текста статьи; Е.Н. Ефремова ― участие в наборе участников исследования, взятие биоматериала; А.Ф. Кравченко ― разработка дизайна исследования, участие в наборе участников исследования; проверка и редактирование текста статьи; Н.С. Валь ― участие в наборе участников исследования; О.А. Суворова ― статистическая обработка данных; С.Ш. Сулейманов ― проверка и редактирование текста статьи; А.И. Венгеровский ― проверка и редактирование текста статьи; Д.А. Сычёв ― идея проведения исследования, разработка дизайна исследования, проверка и редактирование текста статьи. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию текста перед публикацией.

×

Об авторах

Наталия Михайловна Краснова

Медицинский институт ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: krasnova14@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4811-7801
SPIN-код: 8703-8169

к.м.н.

Россия, 677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58

Елизавета Александровна Алексеева

Центр персонализированной медицины ГАУ Республика Саха (Якутия) «Республиканская клиническая больница № 3»

Email: elizavetaalal@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6116-5720
SPIN-код: 8918-7035

биолог 

Россия, 677027, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Горького, д.94

Зоя Александровна Рудых

Центр персонализированной медицины ГАУ Республика Саха (Якутия) «Республиканская клиническая больница № 3»

Email: vitae003@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8212-0150
SPIN-код: 4930-4297

клинический фармаколог

Россия, 677027, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Горького, д.94

Яна Валерьевна Чертовских

Центр персонализированной медицины ГАУ Республика Саха (Якутия) «Республиканская клиническая больница № 3»

Email: yana_chertovski@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0941-8633
SPIN-код: 8485-9530

клинический фармаколог, руководитель Центра персонализированной медицины 

Россия, 677027, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Горького, д.94

Татьяна Михайловна Климова

Медицинский институт ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Email: biomedykt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2746-0608
SPIN-код: 2635-0865

кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологии и фармации Медицинского института

Россия, 677000, г. Якутск, ул. Белинского, 58

Ефросинья Николаевна Ефремова

Научно-практический центр «Фтизиатрия»

Email: efremovaen@tub.ykt.ru
ORCID iD: 0000-0001-6934-2971
SPIN-код: 3688-9742

врач-фтизиатр

Россия, 677000, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Петра Алексеева, д.93

Александр Федорович Кравченко

Научно-практический центр «Фтизиатрия»

Email: kravchenkoaf@tub.ykt.ru
ORCID iD: 0000-0002-9210-3407
SPIN-код: 3188-6796

доктор медицинских наук, директор 

Россия, 677000, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Петра Алексеева, д.93

Наталья Семеновна Валь

Научно-практический центр «Фтизиатрия»

Email: yniit@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2910-1895

кандидат медицинских наук, заместитель директора по медицинской части

Россия, 677000, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Петра Алексеева, д.93

Ольга Александровна Суворова

Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования

Email: olga.a.suvorova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9661-7213
Россия, 125993, г. Москва ул. Баррикадная, д.2/1, стр.1

Салават Шейхович Сулейманов

Российско-японский медицинский центр «САИКО»

Email: suleymanov-sh@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3176-2716
SPIN-код: 9047-1399

доктор медицинских наук, профессор 

Россия, Хабаровск

Александр Исаакович Венгеровский

Сибирский государственный медицинский университет

Email: pharm-sibgmu@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-5094-3742
SPIN-код: 8818-0543

д.м.н., профессор

Россия, 634050, г. Томск, Московский тр., 2

Дмитрий Алексеевич Сычев

Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования

Email: dmitrysychevrmapo@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4496-3680
SPIN-код: 4525-7556

д.м.н., профессор, член-корр. РАН

Россия, 125993, г. Москва ул. Баррикадная, д.2/1, стр.1

Список литературы

  1. https://mednet.ru/. Эпидемическая ситуация по туберкулезу в России [доступ от 08.06.2019]. [https://mednet.ru/. Epidemicheskaya situatsiya po tuberkulezu v Rossii. (In Russ).] Доступно по: https://mednet.ru/images/materials/CMT/2018_god_tuberkulez_epidsituaciya.pdf. Ссылка активна на 15.01.2020.
  2. Jarrar YB, Balasmeh AA, Jarrar W. Sequence analysis of the N-acetyltransferase 2 gene (NAT2) among Jordanian volunteers. Libyan J Med. 2018;13(1):1408381. doi: 10.1080/19932820.2017.1408381.
  3. Khan S, Mandal RK, Elasbali AM, et al. Pharmacogenetic association between gene polymorphisms and isoniazid induced hepatotoxicity: trial sequence meta-analysis as evidence. Biosci Rep. 2019;39(1):BSR20180845. doi: 10.1042/BSR20180845.
  4. Fuselli S, Gilman RH, Chanock SJ, et al. Analysis of nucleotide diversity of NAT2 coding region reveals homogeneity across Native American populations and high intra-population diversity. Pharmacogenomics J. 2007;7(2):144–152. doi: 10.1038/sj.tpj.6500407.
  5. Hein DW. N-acetyltransferase single nucleotide polymorphisms: Emerging concepts serve as a paradigm for understanding complexities of personalized medicine. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2009;5(4):353–366. doi: 10.1517/17425250902877698.
  6. Walraven JM, Zang Yu, Trent JO, et al. Structure/function evaluations of single nucleotide polymorphisms in human N-acetyltransferase 2. Curr Drug Metab. 2008;9(6):471–486. doi: 10.2174/138920008784892065.
  7. Yadav D, Kumar R, Dixit RK, et al. Association of NAT2 gene polymorphism with antitubercular drug-induced hepatotoxicity in the Eastern Uttar Pradesh population. Cureus. 2019;11(4):e4425. doi: 10.7759/cureus.4425.
  8. Сналина Н.Е., Сычев Д.А. Генетические предикторы гепатотоксичности изониазида // Молекулярная медицина. ― 2018. ― Т.16. ― №2. ― С. 31–36. [Snalina NE, Sychev DA. Genetic predictors of isoniazid hepatotoxicity. Molecular medicine. 2018;16(2):31–36. (In Russ).] doi: 10.29296/24999490-2018-02-04.
  9. Zhu R, Kiser JJ, Seifart HI, et al. The pharmacogenetics of NAT2 enzyme maturation in perinatally HIV exposed infants receiving isoniazid. J Clin Pharmacol. 2012;52(4):511–519. doi: 10.1177/0091270011402826.
  10. Zabost A, Brzezińska S, Kozińska M, et al. Correlation of N-acetyltransferase 2 genotype with isoniazid acetylation in polish tuberculosis patients. Biomed Res Int. 2013;2013:853602. doi: 10.1155/2013/853602.
  11. Dursun R, Dursun HG, Zamani AG, et al. NAT2 gene polymorphisms in Turkish patients with psoriasis vulgaris. Biomed Res Int. 2018;3258708. doi: 10.1155/2018/3258708.
  12. Birch KE, Yakimov V, Bjorn-Mortensen K, et al. Study of correlation between the NAT2 phenotype and genotype status among Greenlandic Inuit. EXCLI J. 2018;17:1043–1053. doi: 10.17179/excli2018-1671.
  13. Sabbagh A, Darlu P, Crouau-Roy B, Poloni ES. Arylamine N-acetyltransferase 2 (NAT2) genetic diversity and traditional subsistence: a worldwide population survey. PLoS One. 2011;6(4):e18507. doi: 10.1371/journal.pone.0018507.
  14. Tang H, Quertermous T, Rodriguez B, et al. Genetic structure, self-identified race/ethnicity, and confounding in case-control association studies. Amer J Human Genet. 2005;76(2):268–275. doi: 10.1086/427888.
  15. Kuznetsov IB, McDuffie M, Moslehi R. A web-server for inferring the human N-acetyltransferase-2 (NAT2) enzymatic phenotype from NAT2 genotype. Bioinformatics. 2009;25(9):1185–1186. doi: 10.1093/bioinformatics/btp121.
  16. Hein DW. N-acetyltransferase 2 genetic polymorphism: effects of carcinogen and haplotype on urinary bladder cancer risk. Oncogene. 2006;25(11):1649–1658. doi: 10.1038/sj.onc.1209374.
  17. Kurose K, Sugiyama E, Saito Y. Population differences in major functional polymorphisms of pharmacokinetics/pharmacodynamics-related genes in eastern asians and europeans: implications in the clinical trials for novel drug development. Drug metabolism and pharmacokinetics. 2012;27(1):9–54. doi: 10.2133/dmpk.dmpk-11-rv-111.
  18. Hemanth Kumar AK, Ramesh K, Kannan T, et al. N-acetyltransferase gene polymorphisms & plasma isoniazid concentrations in patients with tuberculosis. Indian J Med Res. 2017;145(1):118–123. doi: 10.4103/ijmr.IJMR_2013_15.
  19. Shi J, Xie M, Wang J, et al. Susceptibility of N-acetyltransferase 2 slow acetylators to antituberculosis drug-induced liver injury: a meta-analysis. Pharmacogenomics. 2015;16(18):2083–2097. doi: 10.2217/pgs.15.144.
  20. Suvichapanich S, Fukunaga K, Zahroh H, et al. NAT2 ultra-slow acetylator and risk of anti-tuberculosis drug-induced liver injury: a genotype-based meta-analysis. Pharmacogenet Genomics. 2018;28(7):167–176. doi: 10.1097/FPC.0000000000000339.
  21. Wang PY, Xie SY, Hao Q, et al. NAT2 polymorphisms and susceptibility to anti-tuberculosis drug-induced liver injury: a meta-analysis. Int J Tuberc Lung Dis. 2012;16(5):589–595. doi: 10.5588/ijtld.11.0377.
  22. Zhang M, Wang S, Wilffert B, et al. The association between the NAT2 genetic polymorphisms and risk of DILI during anti-TB treatment: a systematic review and meta-analysis. Br J Clin Pharmacol. 2018;84(12):2747–2760. doi: 10.1111/bcp.13722.
  23. Donald PR, Sirgel FA, Venter A, et al. The influence of human N-acetyltransferase genotype on the early bactericidal activity of isoniazid. Clin Infect Dis. 2004;39(10):1425–1430. doi: 10.1086/424999.
  24. Weiner M, Burman W, Vernon A, et al. Low isoniazid concentrations and outcome of tuberculosis treatment with once-weekly isoniazid and rifapentine. Am J Respir Crit Care Med. 2003;167(10):1341–1347. doi: 10.1164/rccm.200208-951OC.
  25. Golka K, Selinski S. NAT2 Genotype and isoniazid medication in children. EBio Med. 2016;11:11–12. doi: 10.1016/j.ebiom.2016.08.040.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Педиатръ", 2020



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах