Association of CTLA-4 and PTPN-22 gene polymorphisms with the development of hypothyroidism in Russian pregnant women

Faizullin L.Z., Klimenchenko N.I., Fedorova E.V., Karnaukhov V.N., Kolodko V.G., Trofimov D.Yu.

Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow 117997, Ac. Oparina str. 4, Russia
Objective. To study an association of polymorphisms in the immunoregulatory genes of cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4 (CTLA-4) and protein tyrosine phosphatase, nonreceptor 22 (PTPN-22) with hypothyroidism in Russian pregnant women.
Subject and methods. The investigation included 179 women with single pregnancy who were divided into 2 groups: 1) 66 with subclinical or overt hypothyroidism (a study group) and 2) 113 without severe extragenital disease, endocrinopathy, obstetric and gynecological complications (a control group). Hypothyroidism was diagnosed on the basis of measurement of thyroid-stimulating hormone levels (more than 2.5 IU/l) at the end of the first trimester to the beginning of the second trimester (10-16 weeks). The polymorphisms of the CTLA-4 (A49G) and PTPN-22 (C1858T) were determined by allele-specific polymerase chain reaction (PCR) using a fluorescence-labelled oligonucleotide probe and melting curve analysis.
Results. Examinations of the levels of thyroid tissue antibodies revealed the latter to thyroid peroxidase and thyroglobulin more frequently in the study group (in 73.9 and 75.4%, respectively) than in the control one (in 8.9 and 9.7%, respectively), which suggested the probable autoimmune pattern of the disease. Genotyping in the examined groups indicated that pregnant women with CTLA-4 GG or GA genotype were more often identified in the study group than in the control one. On the contrary, AA genotype carriage was associated with the lower risk of hypothyroidism in the pregnant women (OR = 0.3; 95% CI, 0.12-0.68). At the same time, the examined groups were similar in the rate of PTPN22 C1858T polymorphism.
Conclusion. The investigations demonstrated that the pregnant women may develop autoimmune hypothyroidism due to the G allele of the A49G CTLA-4 polymorphism.

Keywords

hypothyroidism
autoimmunity
CTLA1
PTPN22
polymorphism

Гипотиреоз является одним из наиболее частых проявлений заболеваний щитовидной железы, затрагивает 3–5% беременных женщин и представляет серьезную проблему как для матери, так и для плода. Дефицит гормонов щитовидной железы у беременной повышает риск развития осложнений беременности, преждевременных родов, отслойки плаценты, преэклампсии, пороков развития плода [1].

Поэтому во время беременности крайне важна своевременная диагностика этого состояния и поиск предикторов его развития.

Ведущим патогенетическим фактором гипотиреоза является аутоммунный процесс, в котором значительную роль играет генетический фактор [2]. На сегодняшний день установлена связь заболевания с антигенными вариантами локуса главного комплекса гистосовместимости HLA-DR, играющего важную роль в представлении как чужих, так и собственных антигенов [3, 4]. Среди других генов, участвующих в регуляции иммунного ответа, для некоторых популяций показана ассоциация аутоиммунного гипотиреоза с полиморфизмом генов CD40, CD25, BTG1, CTLA4, PTPN22 [2, 5]. Генетические факторы определяют только риск развития заболевания, который может значительно повышаться от внешних факторов: популяционные особенности, стиль жизни, диета, содержание йода в рационе, инфекции и др. Известно, что беременность может являться фактором, провоцирующим реализацию скрытых и обострение хронических заболеваний. Поэтому можно было ожидать, что у беременных будет более выраженная ассоциация генетических полиморфизмов с заболеванием, тем более что беременность является существенным фактором, повышающим шанс проявления гипотиреоза [6, 7].

Однако работ, посвященных роли генетических факторов в развитии данного заболевания при беременности, на сегодняшний день нет. Поэтому целью настоящей работы было исследование ассоциаций полиморфизмов генов цитотоксического Т-лимфоцит-ассоциированного белка 4 (СТLА-4) и белка тирозин фосфатазы 22 (PTPN-22) с гипотиреозом у беременных российской популяции.

Материал и методы исследования

В исследование были включены 179 женщин с одноплодной беременностью. В основную группу вошли 66 женщин с субклиническим или манифестным гипотиреозом. Контрольную группу составили 113 беременных, не имеющих тяжелой экстрагенитальной патологии, эндокринопатий, акушерских и гинекологических осложнений.

Женщины, включенные в исследование, были в возрасте от 19 до 41 года в обеих группах. Средний возраст, массо-ростовые показатели и срок беременности основной и контрольной групп не различались (табл. 1).

Определение тиреотропного гормона (ТТГ), свободного тироксина (Т4св.), антител к тиреопероксидазе и антител к тиреоглобулину проводили иммуноферментным методом с использованием коммерческих наборов фирмы SIEMENS: IMMULITE 1000 Rapid TSH, IMMULITE®1000 Free T4, IMMULITE 2000 Anti-TPO Ab и IMMULITE 2000 ANTY-TG Ab.

Определение полиморфизма генов СТLА-4 и PTPN-22 проводили методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием флуоресцентно меченного олигонуклеотидного зонда и анализа кривой плавления [8].

Характеристика полиморфизмов генов СТLА-4 и PTPN-22 приведена в табл. 2.

ПЦР и определение температуры плавления олигонуклеотидных проб проводили с использованием праймеров, наборов реактивов и детектирующего амплификатора ДТ-96, разработанных в ООО «НПО ДНК-Технология», Россия.

Статистическую обработку проводили с использованием программ Statistica 8 и WinPepi version 11.39.

Результаты исследования

Основным лабораторным критерием диагностики гипотиреоза является уровень ТТГ, который достоверно различался в группах (табл. 1). Определение тироидного статуса проводилось в конце 1-го – начале 2-го триместра беременности (10–16 недель). Критерием для постановки диагноза являлся уровень ТТГ более 2,5 МЕ/л, нормальный или сниженный уровень Т4св. Референсный интервал для ТТГ составил 0,1–2,5 МЕ/л. Следует отметить, что в исследование включены женщины, у которых диагноз гипотиреоза был поставлен впервые при беременности. Субклинический гипотиреоз имел место у 59 (90,8%) женщин основной группы. Уровень Т4св. был у них нормальным или находился на нижней границе референсных значений. Манифестный гипотиреоз характеризовался повышением уровня ТТГ и снижением Т4св. и был диагностирован у 6 (9,2%) женщин основной группы.

У женщин обеих групп исследовался также уровень антител к тканям щитовидной железы. Достоверно чаще повышение титра АТ-ТПО и АТ-ТГ встречалось у женщин основной группы в 73,9 и в 75,4% соответственно по сравнению с контрольной группой, где эти показатели составили 8,9 и 9,7%, что указывает на высокую вероятность аутоиммунного характера возникновения гипотиреоза.

Увеличение объема щитовидной железы – зоб 1-й и 2-й степени (по классификации ВОЗ) наблюдалось у 30,8% беременных женщин с гипотиреозом и у 8,9% в контрольной группе (р<0,001).

Данные семейного анамнеза показали, что встречаемость заболеваний щитовидной железы у ближайших родственников пациенток основной группы была значительно выше, чем среди родственников женщин контрольной группы. У 16,9% беременных основной группы в семейном анамнезе имелись указания на наличие других аутоиммунных заболеваний (сахарный диабет, ревматоидный артрит, антифосфолипидный синдром, миастения).

Проведенные в настоящей работе данные генотипирования исследуемых групп в отношении полиморфизма A49G в гене СTLA4 показали (табл. 3), что в основной группе достоверно чаще, чем в контрольной выявлялись беременные с генотипом GG – 27,4 и 12,4%, соответственно (р=0,015). Вычисление отношения шансов показало, что у носителей генотипа GG почти в 3 раза повышен риск развития гипотиреоза (OR=2,65, 95% Cl=1,13–6,26). Наоборот, носительство генотипа АА ассоциируется с более низким риском заболевания гипотиреоза у беременных (OR=0,3, 95% Cl=0,12–0,68). Частота аллеля G в гомозиготном или гетерозиготном варианте в группе беременных с гипотиреозом также была достоверно выше, чем в контрольной группе. Отношение шансов составило 4,0 (95% Cl=2,41–6,65).

В то же время исследуемые группы практически не различались по частоте полиморфизма С1858Т гена PTPN22 (табл. 4).

Обсуждение полученных результатов

Аутоиммунная причина возникновения гипотиреоза в большинстве случаев не вызывает сомнений. Согласно данным генеалогических исследований большинство больных с аутоиммунным тиреоидитом имеют отягощенную наследственность как по этому заболеванию, так и по другим аутоиммунным нарушениям (системная красная волчанка, ревматоидный артрит, тромбоцитопения, гемолитическая анемия, сахарный диабет и др.) [2, 5]. В литературе широко обсуждается семейная предрасположенность к заболеваниям щитовидной железы. Так еще в 1960 г. R. Hall и J. Stanbury [9] показали, что у 33% братьев и сестер пациентов с гипо- или гипертиреозом развиваются аутоиммунные заболевания щитовидной железы. M. Dittmar и соавт. в своем исследовании указывают на 16-кратное увеличение риска у детей от пациентов с уже имеющейся аналогичной патологией [10].

С этим согласуются и полученные нами данные, указывающие на более чем в 3 раза повышенную частоту гипотиреоза у ближайших родственников беременных с гипотиреозом (табл. 1).

СТLА-4 является супрессором активации Т-клеток, конститутивно экспрессируется регуляторными Т-клетками и нарушение его функции часто ассоциируется с аутоиммунными заболеваниями [11]. Полиморфизм А49G в гене СТLА-4, сопровождающийся заменой в 17-й аминокислоте белка треонин на аланин, ассоциируется с различными аутоиммунными патологиями. На сегодняшний день опубликованы 2 мета-анализа, проведенные в различных странах, которые показали в итоге достоверную ассоциацию полиморфизма А49G с иммунным гипотиреозом Хошимото только в 11 из 26 публикаций, преимущественно в азиатской популяции [12, 13]. При этом отношение шансов для аллеля 49G по их данным не превышало значения 1,5. Беременность сама может быть провоцирующим фактором гипотиреоза, чем, по-видимому, объясняется выявленный в нашей работе более высокий (3–4-кратный) риск гипотиреоза у носителей аллеля G.

Ген PTPN-22 участвует в Т-клеточной активации, и его полиморфизм С1858Т также ассоциирован с аутоиммунными заболеваниями. Однако в отношении патологии щитовидной железы при исследовании как азиатских, так и европейских популяций убедительно показана связь полиморфизма R620 W с гипертиреозом (болезнь Грейвса), но не с гипотиреозом [14]. По нашим данным исследуемые группы беременных российской популяции также практически не различались по частоте полиморфизма С1858Т гена PTPN22 (табл. 4).

Supplementary Materials

  1. Table 1. Characteristics of women in study and control group
  2. Table 2. Characteristic of genetic polymorphisms investigated in the study
  3. Table 3. Frequency of genotypes and alleles polymorphism A49G STLA4 gene in pregnant women with hypothyroidism and normal
  4. Table 4. Frequency of genotypes and alleles polymorphism С1858Т PTPN22 gene in pregnant women with hypothyroidism and normal

References

  1. Teng W., Shan Z., Patil-Sisodia K., Cooper D.S. Hypothyroidism in pregnancy. Lancet Diabetes Endocrinol. 2013; 1(3): 228-37.
  2. Lazúrová I., Jochmanova Jochmanová I., Benhatchi K., Sotak S. Autoimmune thyroid disease and rheumatoid arthritis: relationship and the role of genetics. Immunol. Res. 2014; 60(2-3): 193-200.
  3. Klimenchenko N.N., Faizullin L.Z., Burmenskaya O.V., Fedorova E.V., Trofimov D.Yu., Sukhikh G.T. Role of HLA-DRB1 gene polymorphism in the development of hypothyroidism in Russian pregnant women. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2013; (8): 30-4. (in Russian)
  4. Menconi F., Monti M.C., Greenberg D.A., Oashi T., Osman R., Davies T.F. et al. Molecular amino acid signatures in the MHC class II peptide-binding pocket predispose to autoimmune thyroiditis in humans and in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008; 105(37): 14034-9.
  5. Dong Y.H., Fu D.G. Autoimmune thyroid disease: mechanism, genetics and current knowledge. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2014; 18(23): 3611-8.
  6. Nathan N., Sullivan S.D. Thyroid disorders during pregnancy. Endocrinol. Metab. Clin. North Am. 2014; 43(2): 573-97.
  7. Carney L.A., Quinlan J.D., West J.M. Thyroid disease in pregnancy. Am. Fam. Physician. 2014; 89(4): 273-8.
  8. Kofiadi I.A., Rebrikov D.V. Methods for detection of SNPs: allele-specific PCR and hybridization with oligonucleotide probe. Genetika. 2006; 42(1): 22-32. (in Russian)
  9. Hall R., Stanbury J.B. Familial studies of autoimmune thyroiditis. Clin. Exp. Immunol. 1967; 2(Suppl.): 719-25.
  10. Dittmar M., Libich C., Brenzel T., Kahaly G.J. Increased familial clustering of autoimmune thyroid diseases. Horm. Metab. Res. 2011; 43(3): 200-4.
  11. Pastuszak-Lewandoska D., Sewerynek E., Domańska D., Gładyś A., Skrzypczak R., Brzeziańska E. CTLA-4 gene polymorphisms and their influence on predisposition to autoimmune thyroid diseases (Graves' disease and Hashimoto's thyroiditis). Arch. Med. Sci. 2012; 8(3): 415-21.
  12. Kavvoura F.K., Akamizu T., Awata T., Ban Y., Chistiakov D.A., Frydecka I. et al. Cytotoxic T-lymphocyte associated antigen 4 gene polymorphisms and autoimmune thyroid disease: a meta-analysis. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2007; 92(8): 3162-70.
  13. Qiu H., Tang W., Yin P., Cheng F., Wang L. Cytotoxic Tlymphocyte-associated antigen4 polymorphisms and susceptibility to cervical cancer: a metaanalysis. Mol. Med. Rep. 2013; 8(6): 1785-94.
  14. Luo L., Cai B., Liu F., Hu X., Wang L. Association of Protein Tyrosine Phosphatase Nonreceptor 22 (PTPN22) C1858T gene polymorphism with susceptibility to autoimmune thyroid diseases: a meta-analysis. Endocr. J. 2012; 59(5): 439-45.

Received 25.09.2015
Accepted 02.10.2015

About the Authors

Faizullin Leonid Zakievich, MD, Molecular-genetic Laboratory Researcher, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry Of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954382292. E-mail: l_faizullin@oparina4.ru
Klimenchenko Nataliya I., PhD, head of the 1st obstetric pregnancy pathology department, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954380674, +79037564572. Е-mail: natalite@list.ru
Fedorova E.V., postgraduate of the 1st obstetric pregnancy pathology department, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954380674, +79652073894. Е-mail: KatrinaFedorova7@gmail.com
Karnauhov Vitaliy Nikolaevich, junior researcher of Molecular-genetic Laboratory, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry Of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4
Kolodko Vyacheslav Grigorievich, Ph.D, senior researcher, science diagnostic laboratory, Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. E-mail: v_kolodko@oparina4.ru
Trofimov Dmitriy Yur’evich, MD, PhD, Molecular-genetic Laboratory Chief, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry Of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954382292. E-mail: d.trofimov@dna-tech.ru

For citations: Faizullin L.Z., Klimenchenko N.I., Fedorova E.V., Karnaukhov V.N., Kolodko V.G., Trofimov D.Yu. Association of CTLA-4 and PTPN-22 gene polymorphisms with the development of hypothyroidism in Russian pregnant women. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2015; (12): 64-68. (in Russian)

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.