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 PDF

Info

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
Application number
RU2023112825A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Юрьевич Плотников
Александр Николаевич Самойлов
Полина Александровна Туманова
Анастасия Андреевна Кузнецова
Камила Венеровна Гайфуллина
Софья Александровна Панкратова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский Государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2808824C1 publication Critical patent/RU2808824C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine; ophthalmology.
SUBSTANCE: invention can be used to predict the risk of developing normotensive glaucoma. A method of predicting the risk of developing normotensive glaucoma (NGL) is described. The age, weight, height, gender of the individual, and the presence of a burdened family history are determined. The buccal epithelium is taken. DNA is isolated from the buccal epithelium. The rs1801253 polymorphism of the ADRB1 gene is analyzed. Then the probability of developing NGL is determined using the formula: p = 1/(1+e-Z), where e is a mathematical constant approximately equal to 2.71828; Z = (-23.7907) + 2.24 X1 + 0.1376⋅ X2 + 2.2736 X3 + (-0.0441)⋅ X4 + 2.4056 X5 + 0.0859⋅ X6, where X1 is a genetic variant at the rs1801253 locus, where GG — X1 = 1; GC or CC — X1 = 0, X2 — age in years, X3 — gender, where men — 0; women — 1, X4 — weight in kg, X5 — family history, where no — 0, yes — 1, X6 — height in cm. With a p value equal to or greater than 0.26, a high risk of developing normotensive glaucoma is predicted. The advantage provided by the given set of signs is the possibility of early assessment of the risk of developing NGL. This method has high sensitivity and specificity, there is no need for instrumental examination.
EFFECT: 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 a family history.
1 cl, 2 dwg, 2 tbl, 2 ex

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.

Таблица 2table 2 Значения константы и коэффициентов регрессии для расчета вероятности развития ГНДValues of the constant and regression coefficients for calculating the probability of developing GND ПредикторPredictor ВесWeight SES.E. pp VIFVIF КонстантаConstant -237,907-237.907 89,63489,634 0,0080.008 ADRB1 генотип GG:1 - 0ADRB1 genotype GG:1 - 0 22,00422,004 0,99950.9995 0,0280.028 1,051.05 Возраст (лет)Age (years) 0,13760.1376 0,04310.0431 0,0010.001 1,181.18 Пол: Женщины - МужчиныGender: Women - Men 22,73622,736 0,84960.8496 0,0070.007 1,451.45 Вес (кг)Weight, kg) -0,0441-0.0441 0,02330.0233 0,0580.058 1,21.2 Глаукома у родственников: Да - НетGlaucoma in relatives: Yes - No 24,05624,056 0,72750.7275 <0,001<0.001 1,071.07 Рост (см)Height (cm) 0,08590.0859 0,0450.045 0,0560.056 1,51.5

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)

Способ прогнозирования риска развития нормотензивной глаукомы (ГНД), включающий определение возраста, веса, роста, пола индивида, наличия отягощенного семейного анамнеза, взятие буккального эпителия, выделение ДНК из буккального эпителия, анализ полиморфизма rs1801253 гена ADRB1, после чего определяют значение вероятности развития ГНД по формуле: A method for predicting the risk of developing normal pressure glaucoma (NGL), including determining the age, weight, height, gender of the individual, the presence of a family history, taking buccal epithelium, isolating DNA from the buccal epithelium, analyzing the rs1801253 polymorphism of the ADRB1 gene, after which the value of the probability of developing NGL is determined by 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, Z = (-23.7907) + 2.24 ⋅ X1 + 0.1376 ⋅ X2 + 2.2736 ⋅ X3 + (-0.0441) ⋅ X4 + 2.4056 ⋅ X5 + 0.0859 ⋅ X6, где Х1 – генетический вариант по локусу rs1801253, где GG – X1 = 1; GC или CC – Х1 = 0, where X1 is a genetic variant at the rs1801253 locus, where GG – X1 = 1; GC or CC – X1 = 0, Х2 – возраст в годах, X2 – age in years, Х3 – пол, где мужчины – 0; женщины – 1, X3 – gender, where men – 0; women – 1, Х4 – вес в кг, X4 – weight in kg, Х5 – отягощенный семейный анамнез, где нет – 0, есть – 1,X5 – burdened family history, where no – 0, yes – 1, Х6 – рост в см, X6 – height in 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.
RU2023112825A 2023-05-18 Method of predicting the risk of developing normotensive glaucoma using data on adrb1 gene polymorphism RU2808824C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808824C1 true RU2808824C1 (en) 2023-12-05

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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