RU2510508C1 - Method for risk prediction of bronchial asthma - Google Patents
Method for risk prediction of bronchial asthma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510508C1 RU2510508C1 RU2012129763/15A RU2012129763A RU2510508C1 RU 2510508 C1 RU2510508 C1 RU 2510508C1 RU 2012129763/15 A RU2012129763/15 A RU 2012129763/15A RU 2012129763 A RU2012129763 A RU 2012129763A RU 2510508 C1 RU2510508 C1 RU 2510508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gsdmb
- gene
- risk
- igfbp3
- bronchial asthma
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине и биологии и может быть использовано для прогнозирования риска развития бронхиальной астмы.The invention relates to medicine and biology and can be used to predict the risk of developing bronchial asthma.
Бронхиальная астма (БА) - хроническое воспалительное заболевание дыхательных путей, которое развивается в результате взаимодействия многочисленных факторов окружающей среды и наследственной предрасположенности. Хроническое рецидивирующее течение БА, накладывающее значительные ограничения на повседневную жизнь больных, увеличение доли лиц с тяжелой формой заболевания, высокая распространенность и неуклонный рост заболеваемости БА во всем мире свидетельствуют об актуальности изучения сложных механизмов развития этого заболевания с целью разработки эффективных методов диагностики и профилактики с учетом индивидуальных особенностей каждого больного. Исследование многофакторной природы заболевания предполагает идентификацию главных генов, которые наиболее важны для формирования наследственной предрасположенности, и генов-модификаторов, ускоряющих и усугубляющих патологический процесс. Составление генной сети для каждого многофакторного заболевания и разработка на этой основе комплекса профилактических мероприятий для конкретного пациента составляет основу нового, быстро развивающегося направления - предиктивной медицины. Существует несколько подходов идентификации генов при исследовании многофакторных заболеваний. Наиболее распространенным подходом является анализ ассоциации заболевания с полиморфными вариантами и мутациями генов-кандидатов, выбор которых основывается на тщательном изучении этиопатогенеза заболеваний с учетом функции белковых продуктов отобранных генов (функциональные гены-кандидаты), а также локализации генов в областях сцепления, определенных при позиционном картировании (позиционно-клонированные гены-кандидаты). Основным недостатком этого метода является отсутствие принципиально новой информации о генах, так как метод существенно ограничен уже имеющимися знаниями. Одним из наиболее перспективных современных методов изучения сложных признаков и многофакторных заболеваний является метод полногеномного анализа ассоциаций (Genome Wide Association Studies - GWAS), в котором проводят генотипирование и тестирование ассоциации с заболеванием сотен тысяч однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП), распределенных по всему геному человека (Manolio et al., 2010). Проведенные в ряде популяций полногеномные анализы ассоциации- бронхиальной, астмы значительно расширили знания о генетических факторах, способствующих формированию наследственной предрасположенности к данной патологии, выявили множество новых ассоциированных полиморфных локусов и генов, для подтверждения роли которых в развитии этого заболевания проводятся репликативные и функциональные исследования.Bronchial asthma (AD) is a chronic inflammatory disease of the respiratory tract that develops as a result of the interaction of numerous environmental factors and a hereditary predisposition. Chronic relapsing course of asthma, which imposes significant restrictions on the daily lives of patients, an increase in the proportion of people with a severe form of the disease, a high prevalence and steady increase in the incidence of asthma worldwide indicate the relevance of studying the complex mechanisms of the development of this disease with the aim of developing effective methods of diagnosis and prevention, taking into account individual characteristics of each patient. The study of the multifactorial nature of the disease involves the identification of the main genes that are most important for the formation of a hereditary predisposition, and modifier genes that accelerate and aggravate the pathological process. The compilation of the gene network for each multifactorial disease and the development on this basis of a set of preventive measures for a particular patient is the basis of a new, rapidly developing area - predictive medicine. There are several approaches to identifying genes in the study of multifactorial diseases. The most common approach is to analyze the association of a disease with polymorphic variants and mutations of candidate genes, the choice of which is based on a thorough study of the etiopathogenesis of diseases taking into account the function of the protein products of the selected genes (functional candidate genes), as well as the localization of genes in the adhesion regions identified during positional mapping (positionally cloned candidate genes). The main disadvantage of this method is the lack of fundamentally new information about genes, since the method is significantly limited by existing knowledge. One of the most promising modern methods for studying complex symptoms and multifactorial diseases is the Genome Wide Association Studies (GWAS) method, which genotypes and tests associations with the disease of hundreds of thousands of single nucleotide polymorphisms (SNPs) distributed throughout the human genome (Genolio et al., 2010). Conducted in a number of populations, genome-wide analyzes of the association of bronchial asthma significantly expanded knowledge about the genetic factors that contribute to the formation of a hereditary predisposition to this pathology, revealed many new associated polymorphic loci and genes, to confirm the role of which in the development of this disease, replicative and functional studies are carried out.
Несмотря на огромное количество работ, посвященных изучению бронхиальной астмы, проблема прогнозирования риска развития этого сложного многофакторного заболевания остается практически нерешенной. Опубликованные к настоящему времени результаты исследований свидетельствуют о существовании межпопуляционных различий в подверженности к этой патологии. Вклад полиморфных локусов разных генов в формирование генетической предрасположенности к БА существенно различается в этнических группах, в связи с чем оценка генетического риска для пациента требует наличия информации о маркерах риска, о распределении частот аллелей и генотипов генов-кандидатов развития заболевания именно в той этнической группе, к которой он принадлежит. Кроме того, анализ ассоциации отдельных полиморфных вариантов генов, вовлеченных в контроль многофакторных заболеваний, не дает достаточно полного представления о механизмах формирования наследственной предрасположенности, поскольку отдельные генетические варианты имеют слабый индивидуальный эффект в отношении фенотипа. В основе возникновения многофакторной патологии лежат сложные межгенные взаимодействия, и эффект того или иного полиморфного варианта может значительно увеличиваться в синергизме с другими вариантами, в связи с чем при прогнозировании риска развития заболевания и разработке профилактических мероприятий необходимо учитывать ген-генные взаимодействия.Despite the huge amount of work devoted to the study of bronchial asthma, the problem of predicting the risk of developing this complex multifactorial disease remains practically unresolved. The results of studies published to date indicate the existence of interpopulation differences in susceptibility to this pathology. The contribution of polymorphic loci of different genes to the formation of a genetic predisposition to AD is significantly different in ethnic groups, and therefore the assessment of genetic risk for a patient requires information on risk markers, on the distribution of frequencies of alleles and genotypes of candidate genes for the development of the disease in that ethnic group, to which he belongs. In addition, the analysis of the association of individual polymorphic variants of genes involved in the control of multifactorial diseases does not provide a sufficiently complete picture of the mechanisms of the formation of a hereditary predisposition, since individual genetic variants have a weak individual effect with respect to the phenotype. The emergence of multifactorial pathology is based on complex intergenic interactions, and the effect of one or another polymorphic variant can significantly increase in synergy with other variants, and therefore, when predicting the risk of developing a disease and developing preventive measures, it is necessary to take into account gene-gene interactions.
Таким образом, актуальными для разработки способа прогнозирования риска развития бронхиальной астмы являются поиск маркеров риска и определение моделей межгенных взаимодействий, предрасполагающих к развитию данного заболевания в различных этнических группах. Выявление популяционных и этнических особенностей молекулярно-генетических основ наследственно обусловленного заболевания дает возможность разработать оптимальные для конкретных регионов и этнических групп надежные способы прогнозирования риска его развития, а также разработать наиболее эффективные методы идентификации ассоциированных полиморфных вариантов.Thus, the search for risk markers and the determination of models of intergenic interactions predisposing to the development of this disease in various ethnic groups are relevant for developing a method for predicting the risk of developing bronchial asthma. Identification of the population and ethnic characteristics of the molecular genetic foundations of a hereditary disease makes it possible to develop reliable methods for predicting the risk of its development for specific regions and ethnic groups, as well as to develop the most effective methods for identifying associated polymorphic variants.
Известен способ прогнозирования риска возникновения БА, заключающийся в том, что пациенту проводят пробы на пыльцевую, пылевую и пищевую аллергии, на непереносимость антибиотиков, анальгетиков, аспирина и при положительных пробах, а также при наличии родственников, страдающих БА, подверженности респираторным инфекциям более двух раз в году, атопического дерматита, экземы, крапивницы и других аллергических синдромов, заболеваний желудочно-кишечного тракта или печени, и профессиональной вредности прогнозируют риск развития заболевания по определенной формуле (патент РФ 2275863, 2006). Несмотря на то, что данный способ основан на расчете риска заболевания по целому ряду различных признаков, в нем не учитываются индивидуальные генетические особенности больного, определяющие генетическую предрасположенность к развитию заболевания.A known method for predicting the risk of asthma is that the patient is tested for pollen, dust and food allergies, intolerance to antibiotics, analgesics, aspirin and with positive samples, as well as in the presence of relatives suffering from asthma, susceptibility to respiratory infections more than two times in a year, atopic dermatitis, eczema, urticaria and other allergic syndromes, diseases of the gastrointestinal tract or liver, and occupational hazards predict the risk of developing the disease according to a certain formula (RF patent 2275863, 2006). Despite the fact that this method is based on the calculation of the risk of the disease for a number of different signs, it does not take into account the individual genetic characteristics of the patient, which determine the genetic predisposition to the development of the disease.
Известен способ прогнозирования пыльцевой бронхиальной астмы путем иммуногенетического исследования, отличающийся тем, что в венозной крови методом полимеразной цепной реакции определяют гены локусов DRB1 и DQB1 системы HLA и при наличии специфичностей HLA-DRB1*01 и/или DQBP05 прогнозируют высокий риск развития пыльцевой бронхиальной астмы у больных сезонным аллергическим ринитом; при наличии специфичности HLA-DQB1*06 прогнозируют резистентность к развитию пыльцевой бронхиальной астмы у больных сезонным аллергическим ринитом (патент РФ 2441242, 2010). Данный способ касается прогнозирования только пыльцевой бронхиальной астмы и является неспецифичным в отношении прогнозирования риска развития бронхиальной астмы в целом.A known method for predicting pollen bronchial asthma by immunogenetic studies, characterized in that the genes of the loci DRB1 and DQB1 of the HLA system are determined in venous blood by the polymerase chain reaction and, if HLA-DRB1 * 01 and / or DQBP05 are specific, they predict a high risk of developing pollen bronchial asthma in patients with seasonal allergic rhinitis; in the presence of specificity, HLA-DQB1 * 06 predicts resistance to the development of pollen bronchial asthma in patients with seasonal allergic rhinitis (RF patent 2441242, 2010). This method relates to predicting only pollen bronchial asthma and is non-specific with respect to predicting the risk of developing bronchial asthma in general.
Известен способ прогнозирования риска развития бронхиальной астмы, заключающийся в определении в крови человека генотипов и аллельных вариантов однонуклеотидных замен, отличающийся тем, что определяют полиморфные варианты генов SOCS7 (rs3890580), PIASX (rs9304337), дополнительно учитывают факт наличия/отсутствия описторхоза и рассчитывают вероятность отнесения индивида к группе с низким R1 и высоким R2 риском развития бронхиальной астмы (патент РФ 2383019, 2008). Существующий способ имеет ограниченную область применения, поскольку изученные гены малочисленны. Исследование проводилось с помощью "кандидатного" подхода, недостатком которого является невозможность получения принципиально новой информации о генах. К настоящему времени внедрены более эффективные методы идентификации генов-кандидатов, ассоциированных с многофакторными заболеваниями, основным из которых является метод полногеномного анализа ассоциаций (GWAS).There is a method for predicting the risk of developing bronchial asthma, which consists in determining genotypes and allelic variants of single nucleotide substitutions in human blood, characterized in that polymorphic variants of the SOCS7 (rs3890580), PIASX (rs9304337) genes are determined, the presence / absence of opisthorchiasis is additionally taken into account, and the probability of attribution is calculated an individual to a group with low R1 and high R2 risk of developing bronchial asthma (RF patent 2383019, 2008). The existing method has a limited scope, since the studied genes are few. The study was conducted using the “candidate” approach, the disadvantage of which is the inability to obtain fundamentally new information about genes. To date, more effective methods have been introduced for identifying candidate genes associated with multifactorial diseases, the main of which is the method of genome-wide association analysis (GWAS).
Кроме этого следует отметить, что известные способы прогнозирования риска развития бронхиальной астмы не учитывают межгенных взаимодействий, которые необходимо принимать во внимание при прогнозировании риска развития заболевания и разработки профилактических мероприятий.In addition, it should be noted that the known methods for predicting the risk of developing bronchial asthma do not take into account intergenic interactions, which must be taken into account when predicting the risk of developing a disease and developing preventive measures.
Целью предлагаемого изобретения является разработка способа прогнозирования риска развития бронхиальной астмы с помощью прогностической модели, основанной на данных генотипирования полиморфных вариантов генов предрасположенности, идентифицированных с привлечением нового мощного подхода - полногеномного анализа ассоциаций (GWAS) БА с сотнями тысяч полиморфных локусов, и исследования межгенных взаимодействий.The aim of the invention is to develop a method for predicting the risk of developing bronchial asthma using a predictive model based on genotyping data of polymorphic variants of predisposition genes identified using a new powerful approach - full-genome analysis of AD associations (GWAS) with hundreds of thousands of polymorphic loci, and research on intergenic interactions.
Техническим результатом изобретения является получение критериев оценки риска развития бронхиальной астмы с высокой прогностической значимостью. Указанный технический результат достигается предлагаемым способом прогнозирования риска развития бронхиальной астмы, включающим:The technical result of the invention is to obtain criteria for assessing the risk of developing bronchial asthma with high prognostic significance. The specified technical result is achieved by the proposed method for predicting the risk of developing bronchial asthma, including:
- выделение ДНК из периферической венозной крови;- DNA isolation from peripheral venous blood;
- анализ полиморфных вариантов генов гасдермина В (GSDMB), бета 1,4-галактозилтрансферазы 1 (B4GALT1), и белка 3, связывающего инсулиноподобные факторы роста (IGFBP3);- analysis of polymorphic variants of Hasdermin B genes (GSDMB), beta 1,4-galactosyltransferase 1 (B4GALT1), and protein 3 that binds insulin-like growth factors (IGFBP3);
- прогнозирование риска возникновения бронхиальной астмы у индивидов различной этнической принадлежности с точностью 65,05% в случае идентификации одного из сочетаний генотипов: GSDMB*rs7216389C/T-B4GALT1*rs12342831T/T-IGFBP3*rs1496499T/G; GSDMB*rs7216389T/T-B4GALT1*rs12342831T/Т-IGFBP3*rs1496499T/G; GSDMB*rs7216389T/T-B4GALT1*rs12342831T/T-IGFBP3*rs1496499T/T.- predicting the risk of bronchial asthma in individuals of different ethnicities with an accuracy of 65.05% if one of the combinations of genotypes is identified: GSDMB * rs7216389C / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / G; GSDMB * rs7216389T / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / G; GSDMB * rs7216389T / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / T.
Из уровня техники неизвестна возможность прогнозирования риска развития бронхиальной астмы по наличию сочетаний генотипов повышенного риска по полиморфным локусам генов гасдермина В (GSDMB), бета 1,4-галактозилтрансферазы 1 (B4GALT1), белка 3, связывающего инсулиноподобные факторы роста (IGFBP3).The prior art does not know the possibility of predicting the risk of developing asthma by the presence of combinations of genotypes of increased risk for polymorphic loci of Hasdermin B genes (GSDMB), beta 1,4-galactosyl transferase 1 (B4GALT1), protein 3 that binds insulin-like growth factors (IGFBP3).
Указанный технический результат достигается тем, что выделяют ДНК методом фенольно-хлороформной экстракции. Кровь набирают в пробирку с консервантом, в качестве которого используют глюгицир в соотношении с кровью 1:4 или антикоагулянт К2ЭДТА. Для выделения ДНК к 5 мл крови добавляют 30 мл лизирующего буфера (320 мМ сахарозы, 1% тритон Х-100, 5 мМ MgCl2, 10 мМ трис-HCl, pH 7,6) и центрифугируют при 4°C и 4000 об./мин в течение 20 минут. Надосадочную жидкость сливают, к осадку добавляют 20 мл лизирующего буфера и центрифугируют при тех же условиях в течение 10 минут. К полученному осадку добавляют 800 мкл буфера Soline ЭДТА (25 мМ ЭДТА, pH 8,0, 75 мМ NaCl). Затем ресуспензируют полученный раствор и переносят его в двухмиллилитровые стерильные пластиковые пробирки, добавляют 80 мкл 10% SDS, 20 мкл протеиназы К (10 мг/мл) и инкубируют при 37°C в течение 16 часов. Экстракцию ДНК проводят в три этапа: раствором забуференного фенола (200 мкл меркаптоэтанола на 50 мл фенола - Трис-HCl, pH 7,8), смесью фенола - хлороформа (1:1) и хлороформом (2 мл изоамилового спирта на 48 мл хлороформа) в равных объемах (1000 мкл) с плавным перемешиванием на ротаторе в течение 10 мин, центрифугированием при 6000 об/мин в течение 10 минут и отбором водной фазы после каждого этапа. ДНК осаждают из раствора в стеклянных плоскодонных конических колбах объемом 50 мл 96% раствором охлажденного этанола в соотношении 1:3. Сформированную ДНК промывают 70% раствором этилового спирта, подсушивают на воздухе, растворяют в деионизированной воде и хранят при -20°C.The specified technical result is achieved by the fact that DNA is isolated by phenol-chloroform extraction. Blood is drawn into a test tube with a preservative, which is used as a glyugitsir in the ratio of blood 1: 4 or the anticoagulant K 2 EDTA. To isolate DNA, 30 ml of lysis buffer (320 mM sucrose, 1% Triton X-100, 5 mM MgCl 2 , 10 mM Tris-HCl, pH 7.6) was added to 5 ml of blood and centrifuged at 4 ° C and 4000 vol. / min for 20 minutes. The supernatant is drained, 20 ml of lysis buffer is added to the precipitate and centrifuged under the same conditions for 10 minutes. To the resulting precipitate was added 800 μl of Soline EDTA buffer (25 mM EDTA, pH 8.0, 75 mM NaCl). Then, the resulting solution was resuspended and transferred to two ml sterile plastic tubes, 80 μl of 10% SDS, 20 μl of proteinase K (10 mg / ml) were added and incubated at 37 ° C for 16 hours. DNA extraction is carried out in three stages: a solution of buffered phenol (200 μl of mercaptoethanol in 50 ml of phenol - Tris-HCl, pH 7.8), a mixture of phenol - chloroform (1: 1) and chloroform (2 ml of isoamyl alcohol in 48 ml of chloroform) in equal volumes (1000 μl) with smooth stirring on a rotator for 10 min, centrifugation at 6000 rpm for 10 minutes and the selection of the aqueous phase after each stage. DNA is precipitated from a solution in glass flat-bottomed conical flasks with a volume of 50 ml of a 96% solution of chilled ethanol in a ratio of 1: 3. The formed DNA is washed with 70% ethanol, dried in air, dissolved in deionized water and stored at -20 ° C.
Исследование полиморфных вариантов генов GSDMB, B4GALT1 и IGFBP3 может осуществляться с помощью разнообразных молекулярно-генетических методов: анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов после полимеразной цепной реакции (ПЦР-ПДРФ), ПНР с использованием аллель-специфичных праймеров, ПНР в реальном времени, анализ конформационного полиморфизма однонитевой ДНК (SSCP-анализа), биочипы, секвенирование и др.The study of polymorphic variants of the GSDMB, B4GALT1, and IGFBP3 genes can be carried out using a variety of molecular genetic methods: analysis of restriction fragment length polymorphism after polymerase chain reaction (PCR-RFLP), PNR using allele-specific primers, real-time PNR, analysis of conformational polymorphism single-stranded DNA (SSCP analysis), biochips, sequencing, etc.
В качестве точного и быстрого способа исследования ДНК-локусов (rs7216389 гена GSDMB, rs12342831 гена B4GALT1, rs1496499 гена IGFBP3) применяют метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) с флуоресцентной детекцией. Амплификацию и детекцию результатов проводят на амплификаторах с возможностью анализа флуоресценции по конечной точке - «Rotor-Gene» 3000/6000 («Corbett Research», Австралия); «iQiCycler», «iQ5», «CFX96» («BioRad», США), ABI 7300/7500/7900 («Applied Biosystems», США) или аналогичных.As an accurate and fast method for studying DNA loci (rs7216389 of the GSDMB gene, rs12342831 of the B4GALT1 gene, rs1496499 of the IGFBP3 gene), the method of polymerase chain reaction (PCR) with fluorescence detection is used. Amplification and detection of the results is carried out on amplifiers with the possibility of analysis of fluorescence at the end point - "Rotor-Gene" 3000/6000 ("Corbett Research", Australia); “IQiCycler”, “iQ5”, “CFX96” (“BioRad”, USA), ABI 7300/7500/7900 (“Applied Biosystems”, USA) or similar.
ПЦР синтеза ДНК проводят в 10 мкл общего объема смеси, содержащей 2 мкл универсального буфера (670 мМ Tris-HCl (pH 8,8); 0,1% Tween-20, 2 мМ dNTPs, 10 мМ праймеров, 5 мМ зондов), 0,2 мкл Taq-полимеразы и 30 нг геномной ДНК. Перечень исследуемых локусов, последовательности праймеров, зондов, размеры амплифицируемых фрагментов и температурные режимы ПЦР представлены в таблице 1.PCR synthesis of DNA is carried out in 10 μl of the total volume of the mixture containing 2 μl of universal buffer (670 mm Tris-HCl (pH 8.8); 0.1% Tween-20, 2 mm dNTPs, 10 mm primers, 5 mm probes), 0.2 μl of Taq polymerase and 30 ng of genomic DNA. The list of the studied loci, the sequence of primers, probes, the sizes of amplified fragments and the temperature regimes of PCR are presented in table 1.
Интерпретацию результатов полимеразной цепной реакции в реальном времени проводят с помощью программных средств используемого реал-тайм амплификатора в автоматическом режиме.Real-time interpretation of the results of the polymerase chain reaction is carried out using the software used real-time amplifier in automatic mode.
Критерии предлагаемого способа оценки риска развития бронхиальной астмы были разработаны на основании анализа данных клинико-генетических исследований 1149 неродственных индивидов в возрасте от 1 года до 67 лет русской, татарской и башкирской этнической принадлежности, проживающих в Республике Башкортостан. Этническая принадлежность обследуемых определялась до третьего поколения путем личного опроса каждого человека. Выборка больных БА составила 560 человек. Обследованные являлись пациентами детского отделения Клиники Башкирского государственного медицинского университета, пульмонологического и аллергологического отделений городской клинической больницы №21 г.Уфы, аллергологического отделения Республиканской клинической детской больницы г.Уфы. Диагноз заболеваний устанавливался квалифицированными врачами на основании данных клинического, общелабораторного и инструментальных методов исследования в соответствии с критериями программных документов по диагностике, лечению и профилактике заболеваний.The criteria of the proposed method for assessing the risk of developing asthma were developed on the basis of an analysis of clinical and genetic studies of 1149 unrelated individuals aged 1 to 67 years of Russian, Tatar and Bashkir ethnicity living in the Republic of Bashkortostan. The ethnicity of the subjects was determined until the third generation by a personal survey of each person. The sample of patients with AD was 560 people. The examined were patients of the children's department of the Clinic of the Bashkir State Medical University, the pulmonary and allergological departments of the city clinical hospital No. 21 of Ufa, the allergological department of the Republican Clinical Children's Hospital of Ufa. The diagnosis of diseases was established by qualified doctors on the basis of clinical, general laboratory and instrumental research methods in accordance with the criteria of program documents for the diagnosis, treatment and prevention of diseases.
В качестве контроля исследована группа, состоящая из 589 практически здоровых лиц, не имеющих проявлений аллергических заболеваний и отягощенной наследственности.As a control, we studied a group consisting of 589 practically healthy individuals who did not have manifestations of allergic diseases and burdened by heredity.
Полногеномное генотипирование 727 образцов ДНК (358 больных БА и 369 индивидов контрольной группы) выполнено на Illumina Platform с использованием биочипа Illumina Human610-Quad BeadChip в Национальном центре генотипирования в г.Эври (Франция). Математическую обработку результатов полногеномного анализа ассоциации полиморфных локусов выполняли с помощью пакета программ PLINK 1.06 (http://pngu.mgh.harvard.edu/~purcell/plink/index.shtml). Провели строгий контроль качества образцов ДНК и прогенотипированных маркеров. Из анализируемой выборки исключили дуплицированные образцы ДНК, а также образцы ДНК, в которых не прошло генотипирование более чем 5% маркеров и образцы ДНК, у которых выявлено несоответствие между обозначенным и установленным при генотипировании полом. Из дальнейшего анализа также исключили ОНП, по которым не прошло генотипирование более чем у 5% индивидов, ОНП с частотой редкого аллеля менее 0,01 и ОНП со статистически значимым отклонением (p<0,001) от равновесия Харди-Вайнберга. Полногеномный уровень значимости p≤4,79×10-7, при котором ожидаемая доля ложноположительных результатов не превышает 5% (5% false discovery rate), определили с использованием функции q value в среде программирования R (www.r-proiect.org) (Benjamini, Hochberg, 1995; Storey, Tibshirani, 2003). Для учета популяционной гетерогенности исследуемых выборок больных и контроля провели EIGENSTRAT-анализ, позволяющий сделать поправку на наличие популяционной стратификации в полногеномном масштабе (Price et al., 2006).Genome-wide genotyping of 727 DNA samples (358 BA patients and 369 control individuals) was performed on the Illumina Platform using the Illumina Human610-Quad BeadChip biochip at the National Genotyping Center in Evry (France). The mathematical processing of the results of a full-genome analysis of the association of polymorphic loci was performed using the PLINK 1.06 software package (http://pngu.mgh.harvard.edu/~purcell/plink/index.shtml). We carried out strict quality control of DNA samples and progenotyped markers. Duplicated DNA samples were excluded from the analyzed sample, as well as DNA samples in which more than 5% of markers and DNA samples did not pass genotyping, in which there was a mismatch between the sex designated and established during genotyping. SNPs for which genotyping in more than 5% of individuals did not pass, SNPs with a rare allele frequency of less than 0.01, and SNPs with a statistically significant deviation (p <0.001) from Hardy-Weinberg equilibrium were also excluded from further analysis. The full-genomic significance level p≤4.79 × 10 -7 , at which the expected share of false-positive results does not exceed 5% (5% false discovery rate), was determined using the q value function in the programming environment R (www.r-proiect.org) (Benjamini, Hochberg, 1995; Storey, Tibshirani, 2003). To take into account the population heterogeneity of the studied samples of patients and control, an EIGENSTRAT analysis was performed, which allows for the correction for the presence of population stratification on a genome-wide scale (Price et al., 2006).
При попарном сравнении частот аллелей и генотипов в группах больных и контроля использовали критерий χ2 (p) для таблиц сопряженности 2×2. Для выявления факторов повышенного и пониженного риска развития бронхиальной астмы, проводили оценку показателя соотношения шансов (OR - odds ratio), а также границ его 95% доверительного интервала (CI95%). OR является мерой ассоциации, количественно определяющей взаимосвязь между фактором риска и развитием определенного признака. Степень ассоциаций оценивается в значениях показателя соотношения шансов по формуле:When pairwise comparing the frequencies of alleles and genotypes in groups of patients and control, the χ 2 (p) criterion was used for 2 × 2 contingency tables. To identify factors with an increased and decreased risk of developing bronchial asthma, we evaluated the odds ratio indicator (OR - odds ratio), as well as the boundaries of its 95% confidence interval (CI95%). OR is an association measure that quantifies the relationship between a risk factor and the development of a particular trait. The degree of associations is estimated in the values of the odds ratio indicator according to the formula:
OR=(a×d)/(b×c),OR = (a × d) / (b × c),
где a - число лиц с наличием, b - с отсутствием маркера среди больных; с и d - число лиц соответственно с наличием и отсутствием маркера среди здоровых. При OR=1 нет ассоциации, OR>1 рассматривается как положительная ассоциация с аллелем или генотипом («фактор повышенного риска») и OR<1 - как отрицательная ассоциация («фактор пониженного риска»).where a is the number of individuals with presence, b is the absence of a marker among patients; c and d are the number of individuals, respectively, with the presence and absence of a marker among healthy people. When OR = 1 there is no association, OR> 1 is considered as a positive association with an allele or genotype (“high risk factor”) and OR <1 - as a negative association (“low risk factor”).
Анализ межгенных взаимодействий проводили с помощью программ MDR (Multifactor-Dimensionality Reduction) [Ritchie M.D. et al., 2001] и ее модифицированной версии GMDR (Generalized Multifactor-Dimensionality Reduction) [Lou X.Y. et al., 2007; Chen G.B. et al., 2011] (www.healthsystem.virginia.edu/internet/addictiongenomics/Software). Метод MDR позволяет оценить вклад каждого из исследуемых генотипов, их взаимодействия, учитывая как снижающие, так и усиливающие влияния отдельных маркеров на возникновение заболевания, что дает возможность уменьшить размерность числа рассчитываемых параметров при одновременной оценке большого числа маркеров. Вклад каждого гена и/или их взаимодействия оценивается величиной энтропии Н (величиной информации, снятой неопределенности в терминах теории информации), выраженной в %, где 100% - генотип однозначно определяет к какому классу (больных или здоровых) относится индивид, соответственно 0% - генотип не играет никакой роли в предрасположенности к заболеванию. В программах MDR и GMDR путем многократного перекрестного пересчета вводимых первичных данных выбирается оптимальная модель ген-генного или ген-средового взаимодействия, позволяющая с высокой точностью предсказать человеку наличие или отсутствие предрасположенности к определенному заболеванию. Для каждой из этих моделей программы определяют сбалансированную точность (Balanced Accuracy), которая зависит от чувствительности и специфичности модели, определенными по доле верно и неверно классифицированных моделью случаев при многократных перекрестных проверках.Analysis of intergenic interactions was performed using MDR (Multifactor-Dimensionality Reduction) programs [Ritchie M.D. et al., 2001] and its modified version of GMDR (Generalized Multifactor-Dimensionality Reduction) [Lou X.Y. et al., 2007; Chen G.B. et al., 2011] (www.healthsystem.virginia.edu/internet/addictiongenomics/Software). The MDR method allows you to evaluate the contribution of each of the studied genotypes, their interaction, taking into account both reducing and enhancing the effects of individual markers on the occurrence of the disease, which makes it possible to reduce the dimensionality of the number of calculated parameters while evaluating a large number of markers. The contribution of each gene and / or their interaction is estimated by the value of entropy Н (the value of information taken out of uncertainty in terms of information theory), expressed in%, where 100% - the genotype uniquely determines which class (sick or healthy) an individual belongs to, respectively 0% - the genotype does not play any role in predisposition to the disease. In the MDR and GMDR programs, by repeatedly cross-recalculating the input primary data, the optimal model of gene-gene or gene-medium interaction is selected, which allows one to predict with high accuracy the presence or absence of a predisposition to a particular disease. For each of these models, programs determine Balanced Accuracy, which depends on the sensitivity and specificity of the model, determined by the proportion of cases correctly and incorrectly classified by the model during multiple cross-checks.
Чувствительность модели (Sensitivity, Se) - это доля истинно положительных случаев, которые были правильно идентифицированы моделью:The sensitivity of the model (Sensitivity, Se) is the percentage of truly positive cases that were correctly identified by the model:
Se=(TP/(TP+FN))×100%, гдеSe = (TP / (TP + FN)) × 100%, where
ТР (True Positives) - верно классифицированные положительные примеры (истинно положительные случаи). При прогнозировании вероятности наличия заболевания положительным случаем является «больной».TP (True Positives) - correctly classified positive examples (true positive cases). When predicting the likelihood of a disease, the positive case is a "patient."
FN (False Negatives) - положительные примеры, ложно классифицированные как отрицательные (ложно отрицательные примеры).FN (False Negatives) - positive examples that are falsely classified as negative (false negative examples).
Специфичность модели (Specificity, Sp) - доля истинно отрицательных случаев, которые были правильно идентифицированы моделью:Specificity of the model (Specificity, Sp) - the proportion of truly negative cases that were correctly identified by the model:
Sp=(TN/(TN+FP))×100%, гдеSp = (TN / (TN + FP)) × 100%, where
TN (True Negatives) - верно классифицированные отрицательные примеры (истинно отрицательные случаи);TN (True Negatives) - correctly classified negative examples (true negative cases);
FP (False Positives) - отрицательные примеры, классифицированные как положительные (ложно положительные случаи).FP (False Positives) - negative examples, classified as positive (false positive cases).
Сбалансированная точность (Balanced Accuracy, Bal.Acc.) и ошибка предсказания (Prediction Error) модели определяются, исходя из специфичности и чувствительности модели, и отражают не только возможность предсказания того или иного события (в частности, наличия или отсутствия заболевания), но и вероятность (точность) развития данного события:Balanced Accuracy (Balanced Accuracy, Bal.Acc.) And prediction error (Prediction Error) models are determined based on the specificity and sensitivity of the model, and reflect not only the possibility of predicting a particular event (in particular, the presence or absence of a disease), but also probability (accuracy) of the development of this event:
Bal.Acc.=(Sp+Se)/2,Bal.Acc. = (Sp + Se) / 2,
Prediction Error=100-Balanced AccuracyPrediction Error = 100-Balanced Accuracy
Проведенный полногеномный анализ ассоциации БА выявил наиболее статистически значимые генетические маркеры риска, предрасполагающие к развитию БА, большинство из которых были обнаружены впервые в мире. Установлена ассоциация полиморфных локусов, локализованных на длинном плече хромосомы 17 в области 17q12-q21, с развитием БА. Пять ОНП были ассоциированы с БА с полногеномным уровнем значимости p≤4,79×10-7 (rs9303277, rs8067378, rs2290400, rs7216389, rs4795405). С наиболее высоким уровнем значимости с БА был ассоциирован ОНП rs7216389 (с.236-1199С>Т), расположенный в первом интроне гена GSDMB (р=1,01×10-7). Ген GSDMB кодирует один из белков семейства гасдерминдомен-содержащих протеинов - гасдермин В, экспрессируется в эпителиальных клетках, лимфоцитах, желудке, кишечнике, печени, легких и других тканях и принимает участие в терминальной дифференцировке эпителиальных клеток (Carl-McGrath et al., 2008). Частота встречаемости аллеля rs7216389*T у больных БА была выше (59,55%), чем в контрольной группе - 45,04% (р=1,01×10-7; OR=1,8 (CI95% 1,45-2,23)). Гомозиготный генотип rs7216389*T/T в группе пациентов определялся в 37,27% случаев, в контроле - в 21,87% (р=1,2×10-5, OR=2,12 (CI95% 1,51-2,98)).A full-genome analysis of AD association revealed the most statistically significant genetic risk markers predisposing to the development of AD, most of which were discovered for the first time in the world. An association of polymorphic loci located on the long arm of chromosome 17 in the region 17q12-q21 with the development of AD was established. Five SNPs were associated with BA with a genome-wide significance level p≤4.79 × 10 -7 (rs9303277, rs8067378, rs2290400, rs7216389, rs4795405). An SNP rs7216389 (p.236-1199C> T), located in the first intron of the GSDMB gene (p = 1.01 × 10 -7 ), was associated with BA with the highest level of significance. The GSDMB gene encodes one of the proteins of the Hasdermindomain-containing family of proteins, Hasdermin B, which is expressed in epithelial cells, lymphocytes, the stomach, intestines, liver, lungs and other tissues and is involved in the terminal differentiation of epithelial cells (Carl-McGrath et al., 2008) . The frequency of occurrence of the rs7216389 * T allele in patients with AD was higher (59.55%) than in the control group - 45.04% (p = 1.01 × 10 -7 ; OR = 1.8 (CI95% 1.45- 2.23)). The homozygous genotype rs7216389 * T / T in the group of patients was determined in 37.27% of cases, in the control - in 21.87% (p = 1.2 × 10 -5 , OR = 2.12 (CI95% 1.51-2 , 98)).
В проведенном полногеномном анализе ассоциации было выявлено еще несколько полиморфных локусов, ассоциированных с БА с высоким уровнем значимости порядка 10-6. Один из них, rs12342831 (с.649-4268Т>С), локализован в области 9р13 во втором интроне гена бета1,4-галактозилтрансферазы 1 B4GALT1. Установлено, что аллель rs12342831*T, определенный с частотой 77,36% у больных и 66,03% в контрольной группе, является маркером повышенного риска развития БА (р=4,2×10-6; OR=1,76 (CI95% 1,38-2,24). Генотип rs12342831*Т/Т у больных БА встречается с частотой 58,05%, у индивидов контрольной группы - 41,98% (p=3,1×10-5; OR=1,91 (CI95% 1,41-2,59)). Ген B4GALT1 является одним из семи генов бета1,4-галактозилтрансферазы и кодирует две изоформы белка, различающиеся по длине цитоплазматического домена (www.ncbi.nlm.nih.gov). Обе изоформы beta-1,4-GalT-I экспрессируются в моноцитарных дендритных клетках и CD4(+) Т лимфоцитах человека и являются одними из ключевых молекул клеточной адгезии, участвующими во взаимодействии дендритных клеток с Т-лимфоцитами (Han et al., 2009; Cheng et al., 2010).A full genome analysis of the association revealed several more polymorphic loci associated with AD with a high level of significance of the order of 10 -6 . One of them, rs12342831 (s.649-4268T> C), is localized in the 9p13 region in the second intron of the beta1,4-galactosyltransferase 1 B4GALT1 gene. It was established that the rs12342831 * T allele, determined with a frequency of 77.36% in patients and 66.03% in the control group, is a marker of an increased risk of developing AD (p = 4.2 × 10 -6 ; OR = 1.76 (CI95 % 1.38-2.24) .Rs12342831 * T / T genotype in patients with AD occurs with a frequency of 58.05%, in individuals of the control group - 41.98% (p = 3.1 × 10 -5 ; OR = 1 91 (CI95% 1.41-2.59).) The B4GALT1 gene is one of seven beta1,4-galactosyltransferase genes and encodes two protein isoforms that differ in the length of the cytoplasmic domain (www.ncbi.nlm.nih.gov). Both beta-1,4-GalT-I isoforms are expressed in monocytic dendritic cells and human CD4 (+) T lymphocytes They are one of the key cell adhesion molecules involved in the interaction of dendritic cells with T-lymphocytes (Han et al., 2009; Cheng et al., 2010).
При полногеномном анализе установлена также выраженная ассоциация БА с ОНП rs1496499 (g.45979023T>G), локализованным в области 7р12.3 (р=4,77×10-6). Аллель rs1496499*T, обнаруженный с частотой 55,78% у больных и 43,29% - у здоровых индивидов, оказался маркером повышенного риска развития БА (р=4,77×10-6; OR=1,65 (CI95% 1,33-2,05)). Генотип rs1496499*T/T встречался у больных БА с частотой 30,09%, в контрольной группе - 20,12% (р=0,0028; OR=1,71 (CI95% 1,2-2,43)). Ближайшим геном, расположенным на расстоянии около 18 т.п.н. от ОНП rs1496499, является ген IGFBP3, который кодирует белок 3, связывающий инсулиноподобные факторы роста IGF-I и IGF-II. В ряде работ было выявлено, что инсулиноподобные факторы роста активируются при воспалении дыхательных путей и индуцируют пролиферацию и дифференциацию мезенхимальных клеток, стимулируя выработку коллагена, ангиогенез и гиперплазию гладкомышечных клеток - основных процессов, происходящих при ремоделировании легких (Pascual, Peters, 2005; Veraldi et al., 2009; Kaplan et al., 2011).A full-genome analysis also established a pronounced association of AD with an SNP rs1496499 (g.45979023T> G), localized in the region of 7p12.3 (p = 4.77 × 10 -6 ). The rs1496499 * T allele, detected with a frequency of 55.78% in patients and 43.29% in healthy individuals, was a marker of an increased risk of AD (p = 4.77 × 10 -6 ; OR = 1.65 (CI95% 1 , 33-2.05)). The rs1496499 * T / T genotype was found in AD patients with a frequency of 30.09%, in the control group - 20.12% (p = 0.0028; OR = 1.71 (CI95% 1.2-2.43)). The nearest gene located at a distance of about 18 kb from SNP rs1496499, is the IGFBP3 gene, which encodes a protein 3 that binds insulin-like growth factors IGF-I and IGF-II. In a number of studies, it was found that insulin-like growth factors are activated during inflammation of the respiratory tract and induce proliferation and differentiation of mesenchymal cells, stimulating collagen production, angiogenesis, and hyperplasia of smooth muscle cells, the main processes that occur during lung remodeling (Pascual, Peters, 2005; Veraldi et al. ., 2009; Kaplan et al., 2011).
Для подтверждения ассоциации полиморфных локусов генов GSDMB (rs7216389), B4GALT1 (rs12342831) и IGFBP3 (rs1534151) с развитием БА, проведен анализ данных локусов в независимой выборке больных БА (202 человека) и в контрольной группе (220 человек), который подтвердил наличие их ассоциации с развитием БА.To confirm the association of polymorphic loci of the GSDMB (rs7216389), B4GALT1 (rs12342831) and IGFBP3 (rs15342831) genes with the development of asthma, an analysis of these loci in an independent sample of asthmatic patients (202 people) and in the control group (220 people) confirmed their presence associations with the development of AD.
Проведено исследование роли межгенных взаимодействий исследованных при полногеномном анализе полиморфных локусов в детерминации риска развития бронхиальной астмы с помощью программы MDR [Ritchie M.D. et al., 2001] и ее модифицированной версии - GMDR (Generalized MDR) [Lou X.Y. et al., 2007; Chen G.B. et al., 2011]. Установлены ДНК-локусы исследованных генов, взаимодействующие при развитии наследственной предрасположенности к бронхиальной астме.The role of intergenic interactions studied in the genome analysis of polymorphic loci in determining the risk of developing bronchial asthma using the MDR program [Ritchie M.D. et al., 2001] and its modified version - GMDR (Generalized MDR) [Lou X.Y. et al., 2007; Chen G.B. et al., 2011]. DNA loci of the studied genes have been identified that interact with the development of a hereditary predisposition to bronchial asthma.
С помощью математического моделирования получена модель межгенных взаимодействий, демонстрирующая взаимовлияние изученных нами полиморфных локусов генов GSDMB (rs7216389), B4GALT1 (rs12342831) и IGFBP3 (rs1496499) в формировании предрасположенности к бронхиальной астме. Все три локуса, входящие в эту модель, вносят приблизительно одинаковый вклад в развитие БА с незначительным преимуществом полиморфного локуса гена GSDMB. Показатели энтропии составляют HGSDMB=2,91%; HB4GALT1=2,7% и HIGFBP3=2,38%. Установлено, что полиморфные варианты гена GSDMB и гена B4GALT1, а также генов B4GALT1 и IGFBP3 действуют синонимично, аддитивный эффект проявляют полиморфные варианты генов GSDMB и IGFBP3. Сбалансированная точность (Bal.Acc.) данной модели составила 65,05%, чувствительность (Se) - 60,86%, специфичность (Sp) - 69,15%, воспроизводимость результата (CV Consistency) - 10/10. Выявлены статистически значимые сочетания генотипов, являющиеся маркерами повышенного риска развития БА:Using mathematical modeling, a model of intergenic interactions was obtained, demonstrating the interaction of the studied polymorphic loci of the GSDMB (rs7216389), B4GALT1 (rs12342831) and IGFBP3 (rs1496499) genes in the formation of a predisposition to bronchial asthma. All three loci included in this model make approximately the same contribution to the development of AD with a slight advantage of the polymorphic locus of the GSDMB gene. Entropy rates are H GSDMB = 2.91%; HB 4GALT1 = 2.7% and H IGFBP3 = 2.38%. It was established that the polymorphic variants of the GSDMB gene and the B4GALT1 gene, as well as the B4GALT1 and IGFBP3 genes, act synonymously, and the polymorphic variants of the GSDMB and IGFBP3 genes exhibit an additive effect. The balanced accuracy (Bal.Acc.) Of this model was 65.05%, sensitivity (Se) - 60.86%, specificity (Sp) - 69.15%, reproducibility of the result (CV Consistency) - 10/10. Statistically significant combinations of genotypes were identified, which are markers of an increased risk of AD development:
GSDMB*rs7216389C/T - B4GALT1*rs12342831T/T-IGFBP3*rs1496499T/G (p=0,004; OR=2,19, CI95% 1,26-3,79);GSDMB * rs7216389C / T - B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / G (p = 0.004; OR = 2.19, CI95% 1.26-3.79);
GSDMB*rs7216389T/T-B4GALT1*rs12342831T/T-IGFBP3*rs1496499T/G (p=0,0001; OR=3,08, CI95% 1,70-5,59);GSDMB * rs7216389T / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / G (p = 0.0001; OR = 3.08, CI95% 1.70-5.59);
GSDMB*rs7216389T/T-B4GALT1*rs12342831T/T-IGFBP3*rs1496499T/T (p=0,009; OR=2,63, CI95% 1,24-5,59).GSDMB * rs7216389T / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / T (p = 0.009; OR = 2.63, CI95% 1.24-5.59).
В целом, проведенное полногеномное исследование однонуклеотидных полиморфных вариантов у больных БА и индивидов контрольной группы показало наличие ассоциации БА с полиморфными локусами, локализованными в области 17q12-q21 (в гене GSDMB) и, по данным литературы, ассоциированными с развитием БА в популяциях различного этнического происхождения. Кроме того, впервые в мире обнаружена выраженная ассоциация БА с полиморфными локусами генов B4GALT1 и IGFBP3. Выявлены статистическим значимые модели межгенного взаимодействия полиморфных локусов генов, с помощью которых можно с высокой точностью прогнозировать риск развития бронхиальной астмы.In general, a genome-wide study of single nucleotide polymorphic variants in patients with AD and control individuals showed the association of AD with polymorphic loci located in the 17q12-q21 region (in the GSDMB gene) and, according to the literature, associated with the development of AD in populations of different ethnic origin . In addition, a pronounced association of AD with polymorphic loci of the B4GALT1 and IGFBP3 genes was discovered for the first time in the world. Statistically significant models of intergenic interaction of polymorphic gene loci have been identified, with the help of which it is possible to predict with high accuracy the risk of developing bronchial asthma.
В связи с вышесказанным, нами разработан способ прогнозирования бронхиальной астмы, основанный на генотипировании полиморфных локусов rs7216389, rs12342831, и rs1496499, ассоциированных с развитием БА по данным проведенного полногеномного анализа, идентификации маркеров повышенного риска развития заболевания и прогнозировании риска развития бронхиальной астмы.In connection with the foregoing, we have developed a method for predicting bronchial asthma, based on the genotyping of polymorphic loci rs7216389, rs12342831, and rs1496499 associated with the development of asthma according to a genome analysis, identification of markers of an increased risk of developing the disease and predicting the risk of developing bronchial asthma.
Примеры прогнозирования риска бронхиальной астмы.Examples of predicting the risk of bronchial asthma.
Пример 1. Больная Н., 1982 г.р., смешанного этнического происхождения (мать - башкирка, отец - татарин).Example 1. Patient N., born in 1982, of mixed ethnic origin (mother - Bashkir, father - Tatar).
Клинический диагноз: Бронхиальная астма, тяжелое течение, стадия обострения. Для проведения анализа полиморфных вариантов генов GSDMB, B4GALT1 и IGFBP3 у больной было взято 8 мл венозной крови, из которой выделена ДНК методом фенольно-хлороформной экстракции. Исследование полиморфных ДНК-локусов проводилось с помощью ПЦР в реальном времени с флуоресцентной детекцией по конечной точке. В результате выявлено, что больная Н. является носителем сочетаний генотипов GSDMB*rs7216389T/T - B4GALT1*rs12342831T/T - IGFBP3*rs1496499T/T - маркеров повышенного риска БА.Clinical diagnosis: Bronchial asthma, severe course, acute stage. To analyze polymorphic variants of the GSDMB, B4GALT1, and IGFBP3 genes, 8 ml of venous blood was taken from the patient, from which DNA was isolated by phenol-chloroform extraction. The study of polymorphic DNA loci was carried out using real-time PCR with fluorescence detection at the end point. As a result, it was revealed that patient N. is a carrier of combinations of GSDMB * rs7216389T / T genotypes - B4GALT1 * rs12342831T / T - IGFBP3 * rs1496499T / T - markers of an increased risk of AD.
Пример 2. Больной Г., 2001 г.р., русский (этническое происхождение установлено до третьего поколения путем личного опроса).Example 2. Patient G., born 2001, Russian (ethnic origin was established before the third generation through a personal survey).
Клинический диагноз: Бронхиальная астма, средней степени тяжести, стадия обострения. Сопутствующие: аллергический ринит.Clinical diagnosis: Bronchial asthma, moderate, stage of exacerbation. Related: allergic rhinitis.
С целью проведения анализа полиморфных вариантов генов GSDMB, B4GALT1 и IGFBP3 у больного было взято 8 мл венозной крови, из которой выделена ДНК методом фенольно-хлороформной экстракции. Исследование полиморфных ДНК-локусов проводилось с помощью ПЦР в реальном времени с флуоресцентной детекцией по конечной точке. В результате выявлено, что больной Г. является носителем сочетаний генотипов GSDMB*rs7216389T/T - B4GALT1*rs12342831T/Т - IGFBP3*rs1496499T/G - маркеров повышенного риска БА.In order to analyze the polymorphic variants of the GSDMB, B4GALT1 and IGFBP3 genes, 8 ml of venous blood was taken from the patient, from which DNA was isolated by phenol-chloroform extraction. The study of polymorphic DNA loci was carried out using real-time PCR with fluorescence detection at the end point. As a result, it was found that patient G. is a carrier of combinations of GSDMB * rs7216389T / T genotypes - B4GALT1 * rs12342831T / T - IGFBP3 * rs1496499T / G - markers of an increased risk of AD.
Проведенное обследование пациентов подтвердило высокую точность прогноза БА с применением предложенного способа. Использование данного способа выявления сочетаний генотипов повышенного риска развития бронхиальной астмы на доклинической стадии заболевания позволило бы провести у носителей генотипов риска профилактические мероприятия, ограничивающие воздействие факторов внешней среды, способствующих развитию бронхиальной астмы.The examination of patients confirmed the high accuracy of asthma prognosis using the proposed method. Using this method of identifying combinations of genotypes of an increased risk of developing bronchial asthma at the preclinical stage of the disease would allow preventive measures to be taken for carriers of risk genotypes that limit the impact of environmental factors that contribute to the development of bronchial asthma.
Claims (1)
GSDMB*rs7216389C/T-B4GALT1*rs12342831T/Т-IGFBP3*rsl496499T/G;
GSDMB*rs7216389T/T-B4GALT1*rs12342831T/Т-IGFBP3*rs1496499T/G:
GSDMB*rs7216389T/T-B4GALT1*rs12342831T/T-1GFBP3*rs1496499T/T
прогнозируют риск развития бронхиальной астмы у индивидов различной этнической принадлежности A method for predicting the risk of developing bronchial asthma, including the extraction of DNA from lymphocytes of the patient’s peripheral venous blood, characterized in that the polymorphic variant rs7216389 of the gasdermin B gene (GSDMB), the polymorphic variant rs12342831 of the beta gene of 1,4-galactosyltransferase 1 (B4GALT1) are polymorphic rs1496499 protein 3 gene gene that binds insulin-like growth factors (IGFBP3), and when one of the combinations of genotypes is detected at three polymorphic gene loci
GSDMB * rs7216389C / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rsl496499T / G;
GSDMB * rs7216389T / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-IGFBP3 * rs1496499T / G:
GSDMB * rs7216389T / T-B4GALT1 * rs12342831T / T-1GFBP3 * rs1496499T / T
predict the risk of developing bronchial asthma in individuals of different ethnicities
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012129763/15A RU2510508C1 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Method for risk prediction of bronchial asthma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012129763/15A RU2510508C1 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Method for risk prediction of bronchial asthma |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012129763A RU2012129763A (en) | 2014-01-20 |
| RU2510508C1 true RU2510508C1 (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=49944999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012129763/15A RU2510508C1 (en) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Method for risk prediction of bronchial asthma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2510508C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677294C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-01-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова" (ФГБНУ "НИИ МТ") | Method for prediction of risk of developing occupational bronchial asthma |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324937C1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-20 | Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук (ИБГ УНЦ РАН) | Method of risk prediction of bronchial asthma |
| RU2383019C1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава) | Method of predicting risk of bronchial asthma development |
-
2012
- 2012-07-13 RU RU2012129763/15A patent/RU2510508C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324937C1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-20 | Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук (ИБГ УНЦ РАН) | Method of risk prediction of bronchial asthma |
| RU2383019C1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава) | Method of predicting risk of bronchial asthma development |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| KAPLAN R.C. et al. A genome-wide association study identifies novel loci associated with circulating IGF-I and IGFBP-3. Hum Mol Genet. 2011 Mar 15; 20(6): 1241-1251. Epub 2011 Jan 7 [Найдено 06.06.2013] [онлайн], Найдено из интернета:. <URL:http://hmg.oxfordjournals.org/content/20/6/1241.full.pdf>. . * |
| КАРУНАС А.С. и др. Полногеномный анализ ассоциации бронхиальной астмы в Волго-Уральском регионе России // Молекулярная биология. - 2011; 45(6): 992-1003. * |
| КАРУНАС А.С. и др. Полногеномный анализ ассоциации бронхиальной астмы в Волго-Уральском регионе России // Молекулярная биология. - 2011; 45(6): 992-1003. KAPLAN R.C. et al. A genome-wide association study identifies novel loci associated with circulating IGF-I and IGFBP-3. Hum Mol Genet. 2011 Mar 15; 20(6): 1241-1251. Epub 2011 Jan 7 [Найдено 06.06.2013] [онлайн], Найдено из интернета:. <URL:http://hmg.oxfordjournals.org/content/20/6/1241.full.pdf>. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677294C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-01-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова" (ФГБНУ "НИИ МТ") | Method for prediction of risk of developing occupational bronchial asthma |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012129763A (en) | 2014-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Stein et al. | A decade of research on the 17q12-21 asthma locus: piecing together the puzzle | |
| Grünhage et al. | Increased gallstone risk in humans conferred by common variant of hepatic ATP‐binding cassette transporter for cholesterol | |
| TWI236502B (en) | Prediction of inflammatory disease | |
| JP5881420B2 (en) | Autism-related genetic markers | |
| Bell et al. | Novel regional age-associated DNA methylation changes within human common disease-associated loci | |
| Binder et al. | Common and low frequency variants in MERTK are independently associated with multiple sclerosis susceptibility with discordant association dependent upon HLA-DRB1* 15: 01 status | |
| EA017815B1 (en) | Biomarkers for predicting anti-tnf responsiveness or non-responsiveness | |
| JP2019520066A (en) | Compositions and methods for detecting a predisposition to cardiovascular disease | |
| JP2009528063A (en) | Markers for addiction | |
| Qu et al. | Association of ADAM33 polymorphisms with childhood asthma in a northern Chinese population | |
| Shadrina et al. | Polymorphisms of genes involved in inflammation and blood vessel development influence the risk of varicose veins | |
| JP2022141905A (en) | Novel methods of predicting transplant rejection risk | |
| US10787708B2 (en) | Method of identifying a gene associated with a disease or pathological condition of the disease | |
| Morgan et al. | Association analysis of ULK1 with Crohn’s disease in a New Zealand population | |
| CA2946317A1 (en) | Methods of predicting medically refractive ulcerative colitis (mruc) requiring colectomy | |
| US20130137585A1 (en) | New combination of eight risk alleles associated with autism | |
| CN116134152A (en) | Method for assessing risk of producing a severe response to coronavirus infection | |
| JPWO2013129542A1 (en) | Method for detecting HLA-A * 31: 01 allele | |
| WO2008144316A1 (en) | Blood biomarkers for psychosis | |
| Ghani et al. | Evaluation of ADAM33 gene’s single nucleotide polymorphism variants against asthma and the unique pattern of inheritance in Northern and Central Punjab, Pakistan | |
| Männik et al. | A parallel SNP array study of genomic aberrations associated with mental retardation in patients and general population in Estonia | |
| RU2510508C1 (en) | Method for risk prediction of bronchial asthma | |
| AU2017100960A4 (en) | Method of identifying a gene associated with a disease or pathological condition of the disease | |
| US20230220472A1 (en) | Deterimining risk of spontaneous coronary artery dissection and myocardial infarction and sysems and methods of use thereof | |
| KR102010899B1 (en) | Method for providing the information for predicting or diagnosing of inflammatory bowel disease using single nucleotide polymorphism to be identified from next generation sequencing screening |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170714 |