RU2808824C1 - Method of predicting the risk of developing normotensive glaucoma using data on adrb1 gene polymorphism - Google Patents
Method of predicting the risk of developing normotensive glaucoma using data on adrb1 gene polymorphism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808824C1 RU2808824C1 RU2023112825A RU2023112825A RU2808824C1 RU 2808824 C1 RU2808824 C1 RU 2808824C1 RU 2023112825 A RU2023112825 A RU 2023112825A RU 2023112825 A RU2023112825 A RU 2023112825A RU 2808824 C1 RU2808824 C1 RU 2808824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- developing
- risk
- glaucoma
- age
- gender
- Prior art date
Links
- 208000010412 Glaucoma Diseases 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title description 4
- 101150096290 ADRB1 gene Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102220487177 Beta-1 adrenergic receptor_R389G_mutation Human genes 0.000 description 10
- 230000004410 intraocular pressure Effects 0.000 description 8
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 7
- 206010030348 Open-Angle Glaucoma Diseases 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 206010067013 Normal tension glaucoma Diseases 0.000 description 6
- 201000002978 low tension glaucoma Diseases 0.000 description 6
- 201000006366 primary open angle glaucoma Diseases 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 102000017920 ADRB1 Human genes 0.000 description 2
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 2
- 102100040794 Beta-1 adrenergic receptor Human genes 0.000 description 2
- 101000892264 Homo sapiens Beta-1 adrenergic receptor Proteins 0.000 description 2
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 2
- 206010061323 Optic neuropathy Diseases 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 108010014494 beta-1 Adrenergic Receptors Proteins 0.000 description 2
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000007477 logistic regression Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 2
- 208000020911 optic nerve disease Diseases 0.000 description 2
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 2
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 2
- 102000054765 polymorphisms of proteins Human genes 0.000 description 2
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ABDKAPXRBAPSQN-UHFFFAOYSA-N veratrole Chemical compound COC1=CC=CC=C1OC ABDKAPXRBAPSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000846 Bartlett's test Methods 0.000 description 1
- 201000004569 Blindness Diseases 0.000 description 1
- 102100021807 ER degradation-enhancing alpha-mannosidase-like protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 1
- 102000003688 G-Protein-Coupled Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108090000045 G-Protein-Coupled Receptors Proteins 0.000 description 1
- 101000895701 Homo sapiens ER degradation-enhancing alpha-mannosidase-like protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 206010025421 Macule Diseases 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- 238000011869 Shapiro-Wilk test Methods 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 108010079452 beta Adrenergic Receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000012740 beta Adrenergic Receptors Human genes 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 1
- 238000000546 chi-square test Methods 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012568 clinical material Substances 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 210000005003 heart tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 210000004779 membrane envelope Anatomy 0.000 description 1
- 238000010197 meta-analysis Methods 0.000 description 1
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 1
- 201000001119 neuropathy Diseases 0.000 description 1
- 230000007823 neuropathy Effects 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 210000003733 optic disk Anatomy 0.000 description 1
- 210000001328 optic nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000007310 pathophysiology Effects 0.000 description 1
- 208000033808 peripheral neuropathy Diseases 0.000 description 1
- 230000003234 polygenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004346 regulation of heart rate Effects 0.000 description 1
- 230000033904 relaxation of vascular smooth muscle Effects 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 230000004617 sleep duration Effects 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006442 vascular tone Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности офтальмологии и может быть использовано для прогнозирования риска развития нормотензивной глаукомы.The invention relates to the field of medicine, in particular ophthalmology, and can be used to predict the risk of developing normotensive glaucoma.
Глаукома является оптической нейропатией, характеризующейся хроническим прогрессирующим течением. Глаукома считается одной из основных причин необратимой слепоты в мире, более 60 миллионов человек страдали глаукомой в 2010 году. В настоящее время более 105 миллионов человек имеют диагноз глаукома, в России более 1 миллиона 250 тысяч человек больны этим заболеванием. Из-за быстрого роста пожилого населения, по статистическим прогнозам, число пациентов с глаукомой будет увеличиваться, причем у большинства будет диагностироваться первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ). Глаукома нормального давления (ГНД) представляет собой клиническую разновидность ПОУГ, при которой глаукоматозное поражение зрительного нерва происходит при максимальном внутриглазном давлении ниже 21 мм рт.ст. [Волков В.В. Глаукома при псевдонормальном давлении.: Москва: «Медицина», 2001. 352 с.]. Ранние предположения о том, что глаукома при низком внутриглазном давлении является редкой патологией, не подтвердились в многочисленных эпидемиологических исследованиях. Так, в исследовании Beaver Dam [Klein B.E.K. и др. Prevalence of Glaucoma // Ophthalmology. 1992. Т. 99. №10. С. 1499-1504.] было показано, что практически у одной трети пациентов с глаукомой внутриглазное давление не было повышено. Shiose и соавторы обследовали 8126 человек старше 40 лет и выявили, что две трети японских пациентов с глаукомой имеют ГНД [Shiose Y. и др. Epidemiology of glaucoma in Japan--a nationwide glaucoma survey // Jpn. J. Ophthalmol. 1991. Т. 35. №2. С. 133-155.]. В азиатских популяциях распространенность ГНД составила от 50 до 92% от числа лиц с ПОУГ [ Cho H., Kee C. Population-based glaucoma prevalence studies in Asians // Surv. Ophthalmol. 2014. Т. 59. №4. С. 434-447.], что значительно превышает соответствующие показатели у европейцев: 30-38% [Bonomi L. и др. Prevalence of glaucoma and intraocular pressure distribution in a defined population // Ophthalmology. 1998. Т. 105. №2. С. 209-215.].Glaucoma is an optical neuropathy characterized by a chronic progressive course. Glaucoma is considered one of the leading causes of irreversible blindness in the world, with more than 60 million people suffering from glaucoma in 2010. Currently, more than 105 million people are diagnosed with glaucoma; in Russia, more than 1 million 250 thousand people have this disease. Due to the rapid growth of the elderly population, it is statistically predicted that the number of patients with glaucoma will increase, with the majority being diagnosed with primary open-angle glaucoma (POAG). Normal tension glaucoma (NTG) is a clinical subtype of POAG in which glaucomatous damage to the optic nerve occurs when the maximum intraocular pressure is below 21 mmHg. [Volkov V.V. Glaucoma with pseudonormal pressure.: Moscow: “Medicine”, 2001. 352 p.]. Early suggestions that glaucoma with low intraocular pressure is a rare pathology have not been confirmed in numerous epidemiological studies. Thus, in a study by Beaver Dam [Klein B.E.K. and others. Prevalence of Glaucoma // Ophthalmology. 1992. T. 99. No. 10. pp. 1499-1504.] it was shown that in almost one third of patients with glaucoma, intraocular pressure was not increased. Shiose et al examined 8126 people over 40 years of age and found that two thirds of Japanese patients with glaucoma had GND [Shiose Y. et al. Epidemiology of glaucoma in Japan—a nationwide glaucoma survey // Jpn. J. Ophthalmol. 1991. T. 35. No. 2. pp. 133-155]. In Asian populations, the prevalence of GND ranged from 50 to 92% of the number of people with POAG [Cho H., Kee C. Population-based glaucoma prevalence studies in Asians // Surv. Ophthalmol. 2014. T. 59. No. 4. P. 434-447.], which significantly exceeds the corresponding figures for Europeans: 30-38% [Bonomi L. et al. Prevalence of glaucoma and intraocular pressure distribution in a defined population // Ophthalmology. 1998. T. 105. No. 2. pp. 209-215].
В настоящее время выделяют ряд факторов, влияющих на развитие ГНД, таких как изменения в иммунной системе, давление спинномозговой жидкости, нарушения тонуса сосудов [Petrov S. Yu. Modern view on normal-tension glaucoma // Vestn. Oftalmol. 2020. Т. 136. №6. С. 57.]. Точный механизм влияния вышеупомянутых факторов риска развития глаукомы до сих пор полностью не выяснен, эти данные свидетельствуют о том, что факторы, не связанные с внутриглазным давлением (ВГД), имеют решающее значение для развития ГНД. Известно, что глаукома и родственные эндофенотипы (внутриглазное давление, центральная толщина роговицы, параметры диска зрительного нерва в значительной степени наследуются [Asefa N.G. и др. Heritability of glaucoma and glaucoma-related endophenotypes: Systematic review and meta-analysis // Surv. Ophthalmol. 2019. Т. 64. №6. С. 835-851.]. Значительное число генетических локусов, идентифицированных в многочисленных молекулярно-генетических исследованиях глаукомы подтверждают полигенную природу заболевания [Aboobakar I.F., Wiggs J.L. The genetics of glaucoma: Disease associations, personalised risk assessment and therapeutic opportunities‐A review // Clin. Experiment. Ophthalmol. 2022. Т. 50. №2. С. 143-162; Zukerman R. и др. Molecular Genetics of Glaucoma: Subtype and Ethnicity Considerations // Genes. 2020. Т. 12. №1. С. 55.].Currently, there are a number of factors influencing the development of GND, such as changes in the immune system, cerebrospinal fluid pressure, and disturbances in vascular tone [Petrov S. Yu. Modern view on normal-tension glaucoma // Vestn. Oftalmol. 2020. T. 136. No. 6. P. 57]. The exact mechanism of influence of the above-mentioned risk factors for the development of glaucoma is still not fully understood, these data suggest that factors not related to intraocular pressure (IOP) are critical for the development of GND. It is known that glaucoma and related endophenotypes (intraocular pressure, central corneal thickness, optic nerve head parameters are largely inherited [Asefa N.G. et al. Heritability of glaucoma and glaucoma-related endophenotypes: Systematic review and meta-analysis // Surv. Ophthalmol. 2019. T. 64. No. 6. P. 835-851.] A significant number of genetic loci identified in numerous molecular genetic studies of glaucoma confirm the polygenic nature of the disease [Aboobakar I.F., Wiggs J.L. The genetics of glaucoma: Disease associations, personalized risk assessment and therapeutic opportunities-A review // Clin. Experiment. Ophthalmol. 2022. T. 50. No. 2. pp. 143-162; Zukerman R. et al. Molecular Genetics of Glaucoma: Subtype and Ethnicity Considerations // Genes. 2020 T. 12. No. 1. P. 55].
Ген ADRB1 кодирует бета-1-адренергический рецептор. Бета-1 адренергический рецептор - это рецептор, связанный с G-белком, который преимущественно экспрессируется в сердечной ткани и играет важную роль в регуляции сердечного ритма, сократимости миокарда и расслаблении гладкой мускулатуры сосудов. Ген ADRB1 расположен на хромосоме 10q24.3 и состоит из двух экзонов. Многочисленные исследования связали мутации в гене ADRB1 с различными клиническими исходами, включая семейную естественную короткую продолжительность сна, гипертонию, болезни сердца и метаболические нарушения, такие как диабет и ожирение.The ADRB1 gene encodes the beta-1 adrenergic receptor. The beta-1 adrenergic receptor is a G protein-coupled receptor that is predominantly expressed in cardiac tissue and plays an important role in the regulation of heart rate, myocardial contractility, and relaxation of vascular smooth muscle. The ADRB1 gene is located on chromosome 10q24.3 and consists of two exons. Numerous studies have linked mutations in the ADRB1 gene to various clinical outcomes, including familial naturally occurring short sleep duration, hypertension, heart disease, and metabolic disorders such as diabetes and obesity.
В зарубежном исследовании [Inagaki Y. и др. Polymorphism of beta-adrenergic receptors and susceptibility to open-angle glaucoma // Mol. Vis. 2006. Т. 12. С. 673-680.] изучалась ассоциация полиморфизмов ADRB1 с открытоугольной глаукомой Исследование показало, что определенные полиморфизмы гена ADRB1 влияют на патофизиологию ПОУГ у японских пациентов. Полиморфизм Arg389Gly в гене ADRB1 показал значительно отличающиеся частоты аллелей и генотипов у пациентов с глаукомой нормального напряжения по сравнению с контрольной группой.In a foreign study [Inagaki Y. et al. Polymorphism of beta-adrenergic receptors and susceptibility to open-angle glaucoma // Mol. Vis. 2006. T. 12. P. 673-680.] studied the association of ADRB1 polymorphisms with open-angle glaucoma. The study showed that certain polymorphisms of the ADRB1 gene affect the pathophysiology of POAG in Japanese patients. The Arg389Gly polymorphism in the ADRB1 gene showed significantly different allele and genotype frequencies in patients with normal tension glaucoma compared to controls.
Поскольку начало и прогрессирование ГНД бессимптомны, очень важным моментом является диагностика заболевания на ранних этапах, до развития необратимых изменений.Since the onset and progression of GND are asymptomatic, diagnosing the disease in the early stages, before irreversible changes develop, is very important.
Известен «Способ прогнозирования риска развития оптической нейропатии при нормотензивной глаукоме» (Патенту RU №2593891, МПК A61B 5/00 - 10.08.2016), в котором определяют толщину сетчатки в височно-наружном и нижне-наружном отделах макулы, и при значении равном или менее 210 мкм прогнозируют риск развития оптической нейропатии при нормотензивной глаукоме.There is a known “Method for predicting the risk of developing optic neuropathy in normotensive glaucoma” (Patent RU No. 2593891, IPC A61B 5/00 - 08/10/2016), in which the thickness of the retina is determined in the temporo-outer and infero-outer parts of the macula, and with a value equal to or less than 210 microns predict the risk of developing optic neuropathy in normotensive glaucoma.
К недостаткам данного способа относится то, что он не учитывает роль локуса гена ADRB1 и требует проведения оптической когерентной томографии.The disadvantages of this method are that it does not take into account the role of the ADRB1 gene locus and requires optical coherence tomography.
Известен «Способ прогнозирования риска нормотензивной глаукомы» (Патент RU №2573336, МПК A61B 3/00, A61B 3/18, A61B 8/10 - 20.01.2016), в котором определяют центральную толщину роговицы и тонографический показатель - коэффициент Беккера и при толщине роговицы, равной или менее 520 мкм, и коэффициенте Беккера более 110 прогнозируют риск развития нормотензивной глаукомы.The “Method for predicting the risk of normotensive glaucoma” is known (Patent RU No. 2573336, IPC A61B 3/00, A61B 3/18, A61B 8/10 - 01/20/2016), in which the central thickness of the cornea and the tonographic indicator - the Becker coefficient and at thickness are determined A cornea equal to or less than 520 μm and a Becker coefficient of more than 110 predict the risk of developing normotensive glaucoma.
К недостаткам способа относится то, что он не учитывает роль локуса гена ADRB1 и требует наличия специального офтальмологического оборудования: пахиметра и электронного офтальмотонографа.The disadvantages of this method are that it does not take into account the role of the ADRB1 gene locus and requires special ophthalmic equipment: a pachymeter and an electronic ophthalmotonograph.
Задача заявляемого изобретения является разработка способа диагностики риска развития нормотензивной глаукомы с использованием генетических данных.The objective of the claimed invention is to develop a method for diagnosing the risk of developing normotensive glaucoma using genetic data.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность прогнозирования риска развития нормотензивной глаукомы на основе данных о полиморфном локусе в сочетании с данными о других факторах риска, как возраст, рост, пол, вес, наличие отягощенного семейного анализа.The technical result of the claimed invention is the ability to predict the risk of developing normotensive glaucoma based on data on the polymorphic locus in combination with data on other risk factors such as age, height, gender, weight, and the presence of family history.
Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что определяются значения следующих показателей: возраст, рост, пол, наличие отягощенного семейного анамнеза, определяется генотип по локусу rs1801253 гена ADRB1 методом полимеразной цепной реакции, вычисляется вероятность развития ГНД по формуле:The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that the values of the following indicators are determined: age, height, gender, the presence of a family history, the genotype is determined at the rs1801253 locus of the ADRB1 gene using the polymerase chain reaction method, the probability of developing NGL is calculated using the formula:
р=1/(1+е-Z),p=1/(1+e -Z ),
где е - математическая константа, приблизительно равная 2,71828;where e is a mathematical constant approximately equal to 2.71828;
Z=(-23,7907)+2,24⋅Х1+0,1376⋅Х2+2,2736⋅Х3+(-0,0441)⋅Х4+2,4056⋅Х5+0,0859⋅Х6, гдеZ=(-23.7907)+2.24⋅Х1+0.1376⋅Х2+2.2736⋅Х3+(-0.0441)⋅Х4+2.4056⋅Х5+0.0859⋅Х6, where
Х1 - генетический вариант по локусу rs1801253 (GG-X1=1; GC или CC-Х1=0),X1 - genetic variant at the rs1801253 locus (GG-X1=1; GC or CC-X1=0),
Х2 - возраст (лет),X2 - age (years),
Х3 - пол (мужчины - 0; женщины - 1),X3 - gender (men - 0; women - 1),
Х4 - вес (кг),X4 - weight (kg),
Х5 - отягощенный семейный анамнез (нет - 0, есть - 1),X5 - family history (no - 0, yes - 1),
Х6 - рост (см),X6 - height (cm),
при значении р равном или большем 0,26 прогнозируют высокий риск развития нормотензивной глаукомы.with a p value equal to or greater than 0.26, a high risk of developing normotensive glaucoma is predicted.
Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность ранней оценке риска развития ГНД. Данный способ имеет высокую чувствительность и специфичность, отсутствие необходимости инструментального обследования.The advantage provided by the given set of signs is the possibility of early assessment of the risk of developing GND. This method has high sensitivity and specificity, no need for instrumental examination.
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of the implementation of the claimed technical solution using the drawings, which show:
Фиг. 1 - Аллельная дискриминация методом детекции TaqMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флюоресценции) в режиме реального времени полиморфизма rs1801253 на амплификаторе CFX96, - CC, - CG,- GG.Fig. 1 - Allelic discrimination by detection of TaqMan probes based on real-time RFU (relative fluorescence units) values of the rs1801253 polymorphism on a CFX96 amplifier, -CC, -CG, - GG.
Фиг. 2 - ROC - кривая оценки модели, включающей генетические данные по локусу rs1801253 гена ADRB1. Fig. 2 - ROC - evaluation curve of the model including genetic data on the rs1801253 locus of the ADRB1 gene.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Проводится определение следующих медико-биологических показателей: возраст, рост, пол, наличие отягощенного наследственного анамнеза.The following medical and biological indicators are determined: age, height, gender, presence of a burdened hereditary history.
Далее, ДНК выделяется из буккального эпителия. Выделение ДНК проводится с помощью комплекта реагентов для экстракции ДНК экспресс-методом «ЭДЭМ». Для экстракции ДНК аликвота клинического образца переносится в пробирку с «ВКО-дилюентом», после чего подвергается термической обработке, в процессе которой происходит деструкция клеточных мембран, вирусных оболочек и других биополимерных комплексов и высвобождение ДНК. С помощью последующего центрифугирования нерастворимые компоненты осаждаются на дне пробирки, а супернатант, содержащий ДНК, используется для проведения ПЦР. Находящийся в реактиве «ВКО-дилюент» внутренний контрольный образец (ВКО) проходит процедуру экстракции одновременно с ДНК, содержащейся в клиническом материале, и, таким образом, является маркером качества лабораторного исследования клинического образца.Next, DNA is isolated from the buccal epithelium. DNA extraction is carried out using a set of reagents for DNA extraction using the EDEM express method. To extract DNA, an aliquot of a clinical sample is transferred into a tube with “VKO-diluent”, after which it is subjected to heat treatment, during which the destruction of cell membranes, viral envelopes and other biopolymer complexes occurs and DNA is released. By subsequent centrifugation, the insoluble components are deposited at the bottom of the tube, and the supernatant containing DNA is used for PCR. The internal control sample (ICS) contained in the IKO-diluent reagent undergoes an extraction procedure simultaneously with the DNA contained in the clinical material and, thus, is a marker of the quality of laboratory testing of the clinical sample.
Метод ПЦР-типирования полиморфизма rs1801253 гена ADRB1 с применением олигонуклеотидных зондов предполагает наличие в смеси для амплификации зондов, строго соответствующих последовательности аллельных вариантов гена и меченных разными флуорофорами, а также зонда с гасителем флуоресценции. После амплификации целевого фрагмента гена температура реакционной смеси понижается, зонды с источником и гасителем флуоресценции гибридизуются в непосредственной близости на ДНК-матрице. Генотипирование осуществляется при температурной денатурации дуплексов зондов и фрагментов ДНК путем измерения флуоресценции в режиме «реального времени».The method of PCR typing of the rs1801253 polymorphism of the ADRB1 gene using oligonucleotide probes assumes the presence in the amplification mixture of probes that strictly correspond to the sequence of allelic variants of the gene and labeled with different fluorophores, as well as a probe with a fluorescence quencher. After amplification of the target gene fragment, the temperature of the reaction mixture is lowered, and probes with a fluorescence source and quencher are hybridized in close proximity to the DNA template. Genotyping is carried out by temperature denaturation of probe duplexes and DNA fragments by measuring fluorescence in “real time”.
ПЦР в режиме реального времени проводилась на амплификаторе CFX96 (BioRad Laboratories, США), используя коммерческие реагенты (Синтол, Москва).Real-time PCR was carried out on a CFX96 amplifier (BioRad Laboratories, USA) using commercial reagents (Synthol, Moscow).
В ПЦР в режиме реального времени используются олигонуклеотидные пробы, меченные флуоресцентными агентами FAM и HEX. Генотипирование исследуемых образцов осуществляют с использованием программного обеспечения «CFX-Manager™» методом дискриминации аллелей по величинам относительных единиц флуоресценции (ОЕФ) (фиг. 1).Real-time PCR uses oligonucleotide probes labeled with the fluorescent agents FAM and HEX. Genotyping of the studied samples is carried out using the CFX-Manager™ software using the method of allele discrimination based on the values of relative fluorescence units (RFU) (Fig. 1).
Определяют значение вероятности развития нормотензивной глаукомы по формуле:The probability of developing normotensive glaucoma is determined using the formula:
р=1/(1+е-Z),p=1/(1+e -Z ),
где е - математическая константа, приблизительно равная 2,71828;where e is a mathematical constant approximately equal to 2.71828;
Z=(-23,7907)+2,24⋅Х1+0,1376⋅Х2+2,2736⋅Х3+(-0,0441)⋅Х4+2,4056⋅Х5+0,0859⋅Х6, гдеZ=(-23.7907)+2.24⋅Х1+0.1376⋅Х2+2.2736⋅Х3+(-0.0441)⋅Х4+2.4056⋅Х5+0.0859⋅Х6, where
Х1 - генетический вариант по локусу rs1801253 (GG-X1=1; GC или CC-Х1=0),X1 - genetic variant at the rs1801253 locus (GG-X1=1; GC or CC-X1=0),
Х2 - возраст (лет),X2 - age (years),
Х3 - пол (мужчины - 0; женщины - 1),X3 - gender (men - 0; women - 1),
Х4 - вес (кг),X4 - weight (kg),
Х5 - отягощенный семейный анамнез (нет - 0, есть - 1),X5 - family history (no - 0, yes - 1),
Х6 - рост (см),X6 - height (cm),
при значении р равном или большем 0,26 прогнозируют высокий риск развития нормотензивной глаукомы.with a p value equal to or greater than 0.26, a high risk of developing normotensive glaucoma is predicted.
Пример осуществления способа.An example of the method.
Под наблюдением находилось 137 пациентов ГАУЗ "Республиканская клиническая офтальмологическая больница МЗ РТ им. проф. Е.В. Адамюка" (37 - пациенты с ГНД, 100 - группа контроля). Группы были сформированы с учетом офтальмологического диагноза: критерием включения в группу ГНД являлся возраст старше 40 лет, наличие диагноза глаукома нормального давления при показателях тонометрического внутриглазного давления не выше 21 мм рт.ст.137 patients of the Republican Clinical Ophthalmological Hospital of the Ministry of Health of the Republic of Tatarstan named after Prof. E.V. Adamyuk were under observation (37 patients with GND, 100 control group). The groups were formed taking into account the ophthalmological diagnosis: the criterion for inclusion in the GND group was age over 40 years, a diagnosis of normal-tension glaucoma with tonometric intraocular pressure values not exceeding 21 mm Hg.
Диагноз глаукома нормального давления устанавливался на основании данных оптической когерентной томографии диска зрительного нерва и компьютерной периметрии.The diagnosis of normal-tension glaucoma was established based on data from optical coherence tomography of the optic disc and computer perimetry.
Выделение ДНК проводилось из буккального эпителия у всех 137 пациентов. Типирование однонуклеотидного полиморфизма rs1801253 гена ADRB1 проводили методом полимеразной цепной реакции с флюоресцентными метками и автоматической регистрацией результатов в режиме реального времени наборами компании «Синтол» (Синтол, Москва) на приборе CFX96 (BioRad Laboratories, США).DNA extraction was performed from the buccal epithelium of all 137 patients. Typing of single nucleotide polymorphism rs1801253 of the ADRB1 gene was carried out using the polymerase chain reaction method with fluorescent tags and automatic registration of results in real time using kits from Synthol (Sintol, Moscow) on a CFX96 device (BioRad Laboratories, USA).
Нормальность распределения количественных признаков оценивалась с помощью теста Шапиро-Уилка. Для описания количественных переменных с нормальным распределением использовались среднее значение, стандартное отклонение. Количественные данные, распределение которых отличалось от нормального, были описаны при помощи медианы, 25 и 75 квартилей. Проверка гипотезы о равенстве генеральных дисперсий двух групп проводилось с применением критерия Бартлетта. Сравнение групп количественных показателей с нормальным распределением проводилось с помощью t-критерия Стьюдента. Статистическая значимость различий в группах показателей с распределением, отличавшимся от нормального, определялась с использованием критериев Манна-Уитни показателями. Анализ качественных данных проводился с помощью критерия хи-квадрат (χ2). Различия считали значимыми при достижении уровня значимости P<0,05. Количественные показатели, такие как возраст, вес и рост значимо различались в группах пациентов с ГНД и контрольной группе (Таблица 1).The normality of the distribution of quantitative characteristics was assessed using the Shapiro-Wilk test. To describe quantitative variables with a normal distribution, the mean value and standard deviation were used. Quantitative data that were not normally distributed were described using the median, 25th, and 75th quartiles. The hypothesis about the equality of the general variances of the two groups was tested using the Bartlett test. Comparison of groups of quantitative indicators with normal distribution was carried out using Student's t-test. The statistical significance of differences in groups of indicators with a distribution that differed from normal was determined using the Mann-Whitney test for indicators. Qualitative data analysis was carried out using the chi-square test (χ 2 ). Differences were considered significant when the significance level reached P<0.05. Quantitative indicators such as age, weight and height were significantly different in the groups of patients with GND and the control group (Table 1).
Анализ распределения генотипа полиморфизма rs1801253 гена ADRB1 выявил повышение встречаемости генотипа GG (в сравнении с CG+CC) в группе пациентов с ГНД, отношение шансов составило 9,03 (95% ДИ 1,28 - 64,03, р=0,03).Analysis of the genotype distribution of the rs1801253 polymorphism of the ADRB1 gene revealed an increased incidence of the GG genotype (compared to CG+CC) in the group of patients with GND, the odds ratio was 9.03 (95% CI 1.28 - 64.03, p = 0.03) .
Группы значимо различались по полу (значение хи-квадрат (χ2)=8,96; р=0,003), отягощенному семейному анамнезу (значение χ2=14,5; р<0,001).The groups differed significantly in gender (chi-square value (χ 2 ) = 8.96; p = 0.003), family history (χ 2 value = 14.5; p < 0.001).
Прогнозирование риска развития нормотензивной глаукомы проводилось с использованием многофакторной логистической регрессии и последующего ROC анализа [Grigoryev S.G., Lobzin Yu. V., Skripchenko N.V. THE ROLE AND PLACE OF LOGISTIC REGRESSION AND ROC ANALYSIS IN SOLVING MEDICAL DIAGNOSTIC TASK // J. Infectology. 2016. Т. 8. №4. С. 36-45.]. Логистическая модель вида Z=K+β1⋅Х1+β2⋅Х2+…+βn⋅Xn,Prediction of the risk of developing normotensive glaucoma was carried out using multivariate logistic regression and subsequent ROC analysis [Grigoryev SG, Lobzin Yu. V., Skripchenko NV THE ROLE AND PLACE OF LOGISTIC REGRESSION AND ROC ANALYSIS IN SOLVING MEDICAL DIAGNOSTIC TASK // J. Infectology. 2016. T. 8. No. 4. pp. 36-45]. Logistic model of the form Z=K+β 1 ⋅Х1+β 2 ⋅Х2+…+β n ⋅Xn,
где K - константа, Xi - предикторы, βi - коэффициенты регрессии. Далее вычислялась вероятность развития нормотензивной глаукомы по формулеwhere K is a constant, Xi are predictors, β i are regression coefficients. Next, the probability of developing normotensive glaucoma was calculated using the formula
р=1/(1+e-Z),р=1/(1+e -Z ),
где р - вероятность, е - математическая константа, приблизительно равная 2,71828.where p is the probability, e is a mathematical constant approximately equal to 2.71828.
Коэффициенты регрессии, уровни значимости и статистики коллинеарности VIF [Salmerón R. и др. A note about the corrected VIF // Stat. Pap. 2017. Т. 58. №3. С. 929-945.] указаны в таблице 2.Regression coefficients, significance levels and collinearity statistics VIF [Salmerón R. et al. A note about the corrected VIF // Stat. Pap. 2017. T. 58. No. 3. pp. 929-945.] are listed in Table 2.
При проведении ROC анализа выявлена высокая специфичность и чувствительность модели, включающей вышеперечисленные показатели у пациентов с нормотензивной глаукомой по сравнению с контрольной группой (Специфичность 0,83, чувствительность 0,83, точность 0,83, AUC 0,89, при значении отсечки, установленном на 0,26) (Фиг. 2)ROC analysis revealed high specificity and sensitivity of the model, including the above indicators, in patients with normotensive glaucoma compared to the control group (Specificity 0.83, sensitivity 0.83, accuracy 0.83, AUC 0.89, with a cutoff value set by 0.26) (Fig. 2)
Это свидетельствует о значении генотипа локуса rs1801253 гена ADRB1 в сочетании с рядом других фенотипических показателей как критерия ранней диагностики нормотензивной глаукомы.This indicates the importance of the genotype of the rs1801253 locus of the ADRB1 gene in combination with a number of other phenotypic indicators as a criterion for the early diagnosis of normotensive glaucoma.
Клинические примеры.Clinical examples.
Пример 1.Example 1.
Пациент А. были определены следующие значения показателей: генетический вариант по локусу гена ADRB1 - СС (0), рост - 172 см, вес - 80 кг, возраст - 74 года, отягощенный семейный анамнез - нет (0), пол - м (0). После подстановки значений в формулу, получены следующие результаты:Patient A. The following indicator values were determined: genetic variant for the ADRB1 gene locus - CC (0), height - 172 cm, weight - 80 kg, age - 74 years, family history - no (0), gender - m (0 ). After substituting the values into the formula, the following results were obtained:
Z=(-23,7907)+2,24⋅0+0,1376⋅74+2,2736⋅0+(-0,0441)⋅80+2,4056⋅0+0,0859⋅172=-2,3612.Z=(-23.7907)+2.24⋅0+0.1376⋅74+2.2736⋅0+(-0.0441)⋅80+2.4056⋅0+0.0859⋅172=-2 ,3612.
p=1/(1+2,718282-(-2,3612))=0,09.p=1/(1+2.718282 -(-2.3612) )=0.09.
Полученное значение р меньше 0,26, поэтому пациент не был отнесен в группу риска по нормотензивной глаукоме. Последующее комплексное офтальмологическое обследование не выявило наличия нормотензивной глаукомы.The resulting p value was less than 0.26, so the patient was not classified as at risk for normotensive glaucoma. A subsequent comprehensive ophthalmological examination did not reveal the presence of normotensive glaucoma.
Пример 2.Example 2.
Пациентка Б. были определены следующие значения показателей: генетический вариант по локусу гена ADRB1 - GG (1), рост - 162 см, вес - 59 кг, возраст - 68 года, отягощенный семейный анамнез - да (1), пол - ж (1). После подстановки значений в формулу, получены следующие результаты:Patient B. had the following values of indicators: genetic variant for the ADRB1 gene locus - GG (1), height - 162 cm, weight - 59 kg, age - 68 years, family history - yes (1), gender - female (1 ). After substituting the values into the formula, the following results were obtained:
Z=(-23,7907)+2,24⋅1+0,1376⋅68+2,2736⋅1+(-0,0441)⋅59+2,4056⋅1+0,0859⋅162=3,7992.Z=(-23.7907)+2.24⋅1+0.1376⋅68+2.2736⋅1+(-0.0441)⋅59+2.4056⋅1+0.0859⋅162=3, 7992.
p=1/(1+2,718282-(3,7992))=0,98.p=1/(1+2.718282 -(3.7992) )=0.98.
Полученное значение р больше 0,26, поэтому пациентка была отнесена в группу риска по нормотензивной глаукоме. Диагноз нормотензивной глаукомы был подтвержден при офтальмологическом обследовании.The resulting p value was greater than 0.26, so the patient was classified as at risk for normotensive glaucoma. The diagnosis of normotensive glaucoma was confirmed by ophthalmological examination.
Применение данного способа позволит на доклиническом этапе формировать группы риска по нормотензивной глаукоме для более эффективного осуществления комплекса лечебно-профилактических мероприятий.The use of this method will make it possible at the preclinical stage to form risk groups for normotensive glaucoma for more effective implementation of a complex of treatment and preventive measures.
Claims (11)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2808824C1 true RU2808824C1 (en) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2823133C1 (en) * | 2023-12-18 | 2024-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Method for predicting the risk of developing low-pressure glaucoma |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573336C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-01-20 | Лихванцева Вера Геннадьевна | Method for prediction of risk of normal tension glaucoma |
RU2593891C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-08-10 | Лихванцева Вера Геннадьевна | Method of predicting risk of developing optic neuropathy with normotensive glaucoma |
RU2015138264A (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-15 | Вера Геннадьевна Лихванцева | A method for predicting the risk of normotensive glaucoma |
US10294240B2 (en) * | 2015-02-27 | 2019-05-21 | The University Of Tokyo | Fluorescent probe for detecting calpain activity |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573336C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-01-20 | Лихванцева Вера Геннадьевна | Method for prediction of risk of normal tension glaucoma |
RU2593891C1 (en) * | 2015-01-27 | 2016-08-10 | Лихванцева Вера Геннадьевна | Method of predicting risk of developing optic neuropathy with normotensive glaucoma |
US10294240B2 (en) * | 2015-02-27 | 2019-05-21 | The University Of Tokyo | Fluorescent probe for detecting calpain activity |
RU2015138264A (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-15 | Вера Геннадьевна Лихванцева | A method for predicting the risk of normotensive glaucoma |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Е.А. Егоров, Ж.Г. Алябьева. Современные подходы к проблеме нормотензивной глаукомы, РМЖ, 2013, найдено в интернет 5.09.2023 https://www.rmj.ru/articles/oftalmologiya/ Sovremennye_podhody_k_probleme _normotenzivnoy_glaukomy/. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2823133C1 (en) * | 2023-12-18 | 2024-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" | Method for predicting the risk of developing low-pressure glaucoma |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Strungaru et al. | Genotype-phenotype correlations in Axenfeld-Rieger malformation and glaucoma patients with FOXC1 and PITX2 mutations | |
Kang et al. | Endothelial nitric oxide synthase gene variants and primary open-angle glaucoma: interactions with sex and postmenopausal hormone use | |
van Koolwijk et al. | Genetic contributions to glaucoma: heritability of intraocular pressure, retinal nerve fiber layer thickness, and optic disc morphology | |
Lee et al. | Glaucoma–risk factors and current challenges in the diagnosis of a leading cause of visual impairment | |
Mabuchi et al. | The OPA1 gene polymorphism is associated with normal tension and high tension glaucoma | |
US20130136726A1 (en) | Method for detection of predisposition to atherosclerosis, coronary heart disease and related conditions | |
Zagajewska et al. | GWAS links variants in neuronal development and actin remodeling related loci with pseudoexfoliation syndrome without glaucoma | |
Thompson et al. | Association of complement factor H tyrosine 402 histidine genotype with posterior involvement in sarcoid-related uveitis | |
Mabuchi et al. | Estrogen receptor beta gene polymorphism and intraocular pressure elevation in female patients with primary open-angle glaucoma | |
Cnossen et al. | Minor disease features in neurofibromatosis type 1 (NF1) and their possible value in diagnosis of NF1 in children< or= 6 years and clinically suspected of having NF1. Neurofibromatosis team of Sophia Children's Hospital. | |
Shen et al. | Sex-specific effect of BDNF Val66Met genotypes on the progression of open-angle glaucoma | |
Wan et al. | COL11A1 Polymorphisms Are Associated with Primary Angle‐Closure Glaucoma Severity | |
Wolf et al. | Lysyl oxidase-like 1 gene polymorphisms in German patients with normal tension glaucoma, pigmentary glaucoma and exfoliation glaucoma | |
Zhang et al. | A novel frameshift mutation in the PITX2 gene in a family with Axenfeld-Rieger syndrome using targeted exome sequencing | |
Khawaja et al. | A common glaucoma-risk variant of SIX6 alters retinal nerve fiber layer and optic disc measures in a European population: the EPIC-Norfolk Eye Study | |
Dimasi et al. | Novel quantitative trait loci for central corneal thickness identified by candidate gene analysis of osteogenesis imperfecta genes | |
RU2808824C1 (en) | Method of predicting the risk of developing normotensive glaucoma using data on adrb1 gene polymorphism | |
Alston et al. | A novel mitochondrial tRNAGlu (MTTE) gene mutation causing chronic progressive external ophthalmoplegia at low levels of heteroplasmy in muscle | |
Weisschuh et al. | Clinical utility gene card for: Axenfeld–Rieger syndrome | |
Piermarocchi et al. | Occult macular dystrophy in an Italian family carrying a mutation in the RP1L1 gene | |
Bernardini et al. | Genome-wide gene expression profiling of human narcolepsy | |
US20140314798A1 (en) | Method to measure inflammation in the conjunctiva of patients with tear dysfunction | |
Karaca et al. | Evaluation of CNTNAP2 gene rs2107856 polymorphism in Turkish population with pseudoexfoliation syndrome | |
Pärssinen et al. | Heritability of intraocular pressure in older female twins | |
RU2461005C1 (en) | Method for prediction of risk of developing daibetic retinopathy accompanying type 2 diabetes mellitus in yakut females |