Clinical and diagnostic significance of genetic predisposition to preeclampsia in the Kazakh population

Mirzakhmetova D.D., Svyatova G.S., Berezina G.M., Murtazaliyeva A.V.

Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Almaty, Kazakhstan
Objective. To study the relationship of Factor V (FV) (rs6025), FII (rs1799963), MTHFR (rs1801133, rs1801131), MTRR (rs1801394), MTR (rs1805087), eNOS3 (rs1799983), ACE (rs4340), AGTR1 (rs5186), and ApoS3 (rs5128) polymorphisms to the development of preeclampsia in the homogeneous ethnic Kazakh population. Subjects and methods. Independent replicative TaqMan genotyping was carried out in 205 pregnant and puerperal women with preeclampsia and 300 pregnant and puerperal women with uncomplicated pregnancy. Results. The performed study revealed a statistically significant association (p <0.002) of the studied SNPs with the development of preeclampsia in the Kazakh population according to the folate metabolism genes: MTHFR (A1298C) and MTR (A2756G); the coagulation system gene: FII (G20210A); the aldosterone-renin-angiotensin system genes: AGTR1 (A1166C), eNOS3 (Glu298Asp), and ACE (I/D); the lipid metabolism gene: ApoC3 (G5163C). Conclusion. The found associated gene polymorphisms can be regarded as possible genetic factors for preeclampsia in the Kazakh population.

Keywords

gene polymorphism
genotypes
preeclampsia

Преэклампсия (ПЭ) является одной из основных причин материнской заболеваемости и смертности и частым осложнением беременности, которым в год страдает более 4,1 млн женщин во всем мире [1–3].

Эпидемиологические исследования последних десятилетий предоставили информацию о том, что ПЭ носит семейный характер. Для родственников первой степени родства заболевших женщин отмечено увеличение риска развития ПЭ в 2–3 раза; кроме того, для женщины, родившейся от беременности с ПЭ, риск иметь ПЭ в 2 раза выше [2, 4].

Полученные результаты GWAS по ПЭ (Genome-wide association study – полногеномный поиск генных ассоциаций) в различных популяциях весьма противоречивы в силу ограниченной статистической мощности большинства исследований, а также влияния микроэволюционных факторов в конкретных этнических популяциях [5, 6]. Метаанализ предоставил доказательства генетической связи полиморфизма генов, кодирующих факторы свертывания крови – II и V, ренин-ангиотензиновой системы и эндотелиальных факторов, таких как MTHFR и eNOS3, с развитием ПЭ [7–15]. Важная составляющая поиска генетической компоненты любого мультифакторного заболевания, каковым является ПЭ, – это обязательное последующее проведение репликативных исследований значимых генетических маркеров в независимых популяционных выборках, что позволит уточнить этиопатогенетические механизмы развития ПЭ. По данным GWAS-анализа, отобраны 10 значимых SNP-полиморфизмов (р<10-4), предрасполагающих к развитию ПЭ, и проведено их независимое репликативное генотипирование в казахской популяции [5, 6].

Цель исследования: изучение генетического вклада полиморфизмов генов свертывающей системы FV (rs6025), FII (rs1799963), фолатного метаболизма MTHFR (rs1801133, rs1801131), MTRR (rs1801394), MTR (rs1805087); ангиотензин-рениновой системы eNOS3 (rs1799983), ACE (rs4340), AGTR1 (rs5186) и липидного обмена АроС3 (rs5128) в развитие ПЭ в казахской популяции.

Материалы и методы

Проспективное исследование проводили в поликлиническом отделении Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии (НЦАГиП), в акушерском отделении многопрофильной областной больницы Алматинской области и городском Перинатальном центре г. Алматы. Временной период – 2012–2014 гг.

Основную группу с ПЭ составили 205 беременных или родильниц казахской национальности с установленным диагнозом ПЭ, контрольная группа представлена 300 беременными и родильницами без ПЭ и с неосложненным течением беременности. Возраст обследуемых составил 18–45 лет, объем общей выборки представлен 505 беременными и родильницами.

Критерии включения (пациентки отобраны в соответствии с международными критериями диагностики ПЭ): систолическое артериальное давление (САД) ≥140 мм рт.ст., диастолическое артериальное давление (ДАД) ≥90 мм рт.ст.; протеинурия (>500 мг/л) в суточном анализе или двукратно >300 мг/л в случайных анализах мочи; срок беременности выше 20-й недели [2]. Все обследуемые имели казахскую национальность и были сопоставимы по паритету родов и анамнезу.

Все обследуемые были проинформированы о целях выполняемого проекта и подписали добровольное согласие на использование своих образцов крови и анамнестических данных. Разрешение биоэтической комиссии НЦАГиП МЗ РК на проведение данных исследований было получено.

Материалом исследования послужили 505 образцов ДНК, выделенные методом разделения магнитных частиц M-PVA на автоматическом анализаторе Prepitto (PerkinElmer) с использованием комплекта реагентов Prepito DNA Cyto Pure.

Молекулярно-генетические исследования проведены TaqMan методом единой сайт специфичной амплификации и генотипирования в реальном времени (Real-Time PCR) с использованием тест-систем («Тест Ген», Россия) для молекулярно-генетических исследований.

Статистический анализ: частота встречаемости генотипов и аллелей полиморфизмов изученных генов представлены в абсолютных и относительных (%) величинах. Статистическую значимость отличий по частотам встречаемости генотипов и аллелей полиморфизмов генов между исследуемыми группами определяли по критерию χ2 Пирсона. Результаты анализа считали статистически значимыми при уровне р<0,05. Оценку влияния носительства полиморфных вариантов генов на риск развития заболевания проводили с помощью отношения шансов (OШ) с учетом 95% доверительного интервала (95% ДИ). Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы PLINK [16].

Результаты

По данным GWAS и метаанализов, отобраны 10 значимых SNP полиморфизмов (р<10-4), предрасполагающих к развитию ПЭ и проведено их независимое репликативное генотипирование в казахской популяции [1–6, 10]. Результаты генотипирования с расчетом частот генотипов и минорных аллелей изученных полиморфизмов в контрольной и основной группах представлены в табл. 1, 2.

60-1.jpg (242 KB)

61-1.jpg (240 KB)

Как видно из табл. 1, выявлена статистическая значимость частоты носительства неблагоприятного гомозиготного генотипа СС гена MTHFR (А1298С) (χ2=4,87; р<0,03) и аллеля С (χ2=4,94; р<0,03), гомозиготного неблагоприятного генотипа GG (χ2=15,58; р<0,001) и аллеля G (χ2=22,96; р<0,001) гена MTR (A2756G) в основной группе с ПЭ по сравнению с контролем.

По генам свертывающей системы достоверные отличия выявлены для G20210А полиморфизма гена F2 по большей частоте встречаемости гетерозиготных генотипов AG (χ2=10,22; р<0,002) и неблагоприятного аллеля А (χ2=10,02; р<0,002) у женщин с развившейся ПЭ.

62-1.jpg (213 KB)

Материалы табл. 1 свидетельствуют о достоверных отличиях в сравниваемых группах по большей частоте носительства неблагоприятных генотипов по исследуемым полиморфизмам генов ангиотензин-рениновой системы. Частота носительства неблагоприятных генотипов DD гена АСЕ (I/Del), генотипов СС гена AGTR1 (A1166C), генотипов AA гена eNOS3 (Glu298Asp) и их неблагоприятных аллелей у женщин с ПЭ оказалась статистически значимой по сравнению (р<0,05) с аналогичными показателями в группе с неосложненным течением беременности.

Как показано в табл. 1, в группе с развившейся ПЭ частота носительства неблагоприятных СС генотипов и аллеля С (χ2=30,57; р<0,001; χ2=26,90; р<0,001 соответственно) полиморфизма (G5163C) гена ApoC3 статистически значима по сравнению с аналогичными частотами в контрольной группе.

Силу ассоциаций выражали в значениях отношения шансов (ОШ), рассчитанного по программе PLINK. Как видно из табл. 2, статистически значимое повышение риска развития ПЭ получены для носительства полиморфизмов A2756G гена MTR (OШ=2,0), G20210А гена свертывающей системы FII (OШ=4,5), генов альдостерон-ренин-ангиотензиновой системы AGTR1 (A1166C) и eNOS3 (Glu298Asp) (OШ=4,2 и 3,3 соответственно). Для носительства полиморфизмов (I/D) гена ACE и (G5163C) гена липидного обмена ApoC3 значения ОШ составили 1,5 и 2,0 (р<0,001), соответственно. Полученные результаты свидетельствуют о возможном генетическом вкладе носительства этих неблагоприятных аллелей в развитие ПЭ у беременных в казахской популяции, что подтверждается значе­ниями ОШ.

Полученные результаты свидетельствуют о наличии взаимосвязи носительства патологических аллелей гена свертывающей системы крови (FII), альдостерон-ренин-ангиотензиновой системы (АСЕ, AGTR1), эндотелиальной дисфункции (eNOS3), липидного обмена (аполипопротеины) (ApoC3) с развитием ПЭ у беременных.

Носительство неблагоприятных генотипов является статистически достоверным генетическим фактором риска развития патологических процессов, приводящих к развитию тяжелого гестоза беременности в казахской популяции.

Обсуждение

ПЭ – осложнение беременности, в основе которого лежит генерализованная эндотелиальная дисфункция, ведущая к расстройству общего кровообращения во время беременности. Вариантом тяжелой ПЭ является HELLP-синдром (гемолиз, повышение уровня печеночных ферментов, тромбоцитопения), встречающийся приблизительно у 20% женщин с ПЭ, и характеризующийся дополнительным поражением печени и системы свертывания крови. Самой опасной стадией заболевания является эклампсия, сопровождающаяся развитием тяжелых тонико-клонических судорог и комы, а также поражением головного мозга, отеком головного мозга и развитием инсульта [2, 17–22].

Тяжелые осложнения, отсутствие эффективного лечения ПЭ требуют разработки эффективных прогностических маркеров риска развития ПЭ, основанных на носительстве предрасполагающих к ПЭ неблагоприятных генотипов.

Результаты репликативного генотипирования GWAS-значимых полиморфизмов генов фолатного обмена, ангиотензин-рениновой системы и липидного обмена определили статистически значимые ассоциации (р<0,002) с развитием ПЭ в казахской популяции по полиморфизмам генов: фолатного метаболизма – MTR (rs1805087), свертывающей системы – FII (rs1799963), альдостерон-ренин-ангиотензиновой системы – AGTR1 (rs5186), eNOS3 (rs1799983) и АСЕ (rs4340), липидного обмена – ApoC3 (rs5128).

Полученные результаты подтверждают тот факт, что в основе патогенеза ПЭ лежит патологическая инвазия трофобласта, связанная с острой дисфункцией эндотелия спиральных артерий, нарушениями систем гемостаза, ангиогенеза, ренин-ангиотензин-альдостероновой системы [1–3].

Заключение

Выявленные ассоциации носительства неблагоприятных генотипов с риском развития ПЭ позволят определить новые клинико-лабораторные критерии и предложить новые прогностические маркеры для оценки риска развития и ранней диагностики ПЭ и ее осложнений.

References

  1. Steegers E.A., Duvekot J.J., Pijnenborg R. Pre-eclampsia. Lancet. 2010; 376(9741): 631–44. doi: 10,.1016/S0140-6736(10)60279-6).
  2. Uzan J., Carbonnel M., Piconne O., Asmar R., Ayoubi J.M. Pre-eclampsia: pathophysiology, diagnosis, and management. Vasc Health Risk Manag. 2011; 7: 467–74. doi: 10,2147/VHRM,S20181.
  3. Duley L. The global impact of pre-eclampsia and eclampsia, Semin Perinatol. 2009; 33(3):130–7. doi: 10,1053/j,semperi.2009.02.010
  4. Veropotveljan P.N., Veropotveljan N.P., Smorodskaja E.P., Lazarenko A.T. Modern view on the problem of pre-eclampsia. Zdorov’e Ukrainy. 2011; 6(46): 43–52. (Link: https://mazg,com,ua/ru-issue-article-470)
  5. Zhao L., Bracken M.B., DeWan A.T. Genome-wide association study of pre-eclampsia detects novel maternal single nucleotide polymorphisms and copy-number variants in subsets of the Hyperglycemia and Adverse Pregnancy Outcome (HAPO) study cohort. Ann Hum Genet. 2013; 77(4): 277-87. doi: 10,1111/ahg,12021
  6. Johnson M.P., Brennecke S.P., East C.E., et al, Genome-wide association scan identifies a risk locus for preeclampsia on 2q14, near the inhibin, beta B gene. PLoS One. 2012; 7(3): e33666. doi: 10.1371/journal.pone.0033666
  7. Alkanli N., Sipahi T., Kilic T.O., Sener S. Lack of Association between ACE I/D and AGTR1 A1166C Gene Polymorphisms and Preeclampsia in Turkish Pregnant Women of Trakya Region. J Obstet Gynecol. 2014; 2(4): 49–53. doi: 10.11648/j.jgo.20140204.11
  8. Elfadil G.A., Wagea A.D.I, Elmugadam A.A. Association of Angiotensinogen M235T Gene variants, and Plasma Renin Activity with Preeclampsia. Egypt Acad J Biolog Sci. 2014; 6(1): 141–9. (Link: https://www,researchgate,net/publication/265415351_Association_of_Angiotensinogen_M235T_Gene_variants_and_Plasma_Renin_Activity_with_Preeclampsia)
  9. Escudero C., Roberts J.M., Myatt L., Feoktistov I. Impaired adenosine-mediated angiogenesis in preeclampsia: potential implications for fetal programming. Front Pharmacol. 2014; 5(134): 1–13. doi:10.3389/fphar.2014.00134
  10. Wang X., Bai T., Liu S., Pan H., Wang B. Association between thrombophilia gene polymorphisms and preeclampsia: a meta-analysis. PLoS One. 2014; 9(6): e100789. doi:10.1371/journal.pone.0100789
  11. Buurma A.J., Turner R.J., Driessen J.H., Mooyaart A.L., Schoones J.W., Bruijn J.A., et al. Genetic variants in pre-eclampsia: a meta-analysis. Hum Reprod Update. 2013; 19(3): 289–303. doi: 10,1093/humupd/dms060
  12. Vitoratos N., Vrachnis N.., Iavazzo C., Kyrgiou M. Preeclampsia: molecular mechanisms, predisposition, and treatment. J Pregnancy. 2012; 2012:1–2. doi: 10.1155/2012/145487
  13. Sandrim V., Palei A., Sertorio J., Cavalli R., Duarte G., Tanus-Santos J. Effects of eNOS polymorphisms on nitric oxide formation in healthy pregnancy and in pre-eclampsia. Mol Hum Reprod. 2010; 16(7): 506–10. doi: 10.1093/molehr/gaq030
  14. Singh A., Sharma D., Raghunandan C., Bhattacharjee J. Role of inflammatory cytokines and eNOS gene polymorphism in pathophysiology of pre-eclampsia. Am J Reprod Immunol. 2010; 63(3): 244–51. doi: 10.1111/j.1600-0897.2009.00781.x
  15. Baranov V.S. Genetic passport is fundamental for personalised and predictive medicine. Saint Petersburg: «N-L», 2009. 527 p. https://medinfo,social/uchebniki _884/geneticheskiy-pasport-osnova-individualnoy,html
  16. Purcell S., Neale B., Todd-Brown K., Thomas L., Ferreira M.A., Bender D., et al. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. Am J Hum Genet. 2007; 81(3): 559–75. doi: 10.1086/519795
  17. Haram K., Mortensen J.H., Nagy B. Genetic aspects of preeclampsia and the HELLP syndrome. J Pregnancy. 2014; 2014: 910751. doi: 10.1155/2014/910751
  18. Williams P., Broughton Pipkin F. The genetics of pre-eclampsia and other hypertensive disorders of pregnanc. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2011; 25(4): 405–17. doi: 10,1016/j.bpobgyn.2011.02,007
  19. Williams P.J., Morgan L. The role of genetics in pre-eclampsia and potential pharmacogenomic interventions. Pharmgenomics Pers Med. 2012; 5: 37–51. doi: 10.2147/PGPM.S23141
  20. Petla L.T., Chikkala R., Ratnakar K.S., Kodati V., Sritharan V. Biomarkers for the management of pre-eclampsia in pregnant women. Indian J Med Res. 2013; 138(1): 60–7. PMID: 24056556
  21. Pennington K.A., Schlitt J.M., Jackson D.L., Schulz L.C., Schust D.J. Preeclampsia: multiple approaches for a multifactorial disease. Dis Model Mech. 2012; 5(1): 9–18. doi: 10.1242/dmm,008516.
  22. Szabo S., Xu Y., Romero R., Fule T., Karaszi K., Bhatti G., et al. Changes of placental syndecan-1 expression in preeclampsia and HELLP syndrome. Virchows Arch. 2013; 463(3): 445–58. doi: 10,1007/s00428-013-1426-0

Received 04.11.2019

Accepted 29.11.2019

About the Authors

Dinara D. Mirzakhmetova, Acting Chair of Board Joint-Stock Company Scientific Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology. Phone: +7 (727)300-45-46.
E-mail: d.mirzakhmetova@mail.ru; ORCID ID 0000-0002-6329-5999.
A25D6G4 Kazakhstan, Almaty, 125 Dostyk Ave.
Gulnara S. Svyatova, Doctor of Medicine, Professor, Head of the Republican Medical Genetic Consultation of Scientific Center of Joint-Stock Company “Scientific Center
of Obstetrics, Gynecology and Perinatology”, ORCID ID 0000-0001-5092-3143; Phone: +7 (727) 300-45-61. E-mail: gsvyatova1@mail.ru
A25D6G4 Kazakhstan, Almaty, 125 Dostyk Ave.
Galina M. Berezina, Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Specialist of the Laboratory in Republican Medical Genetic Consultation of Joint-Stock Company Scientific Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology. Phone: +7 (727)300-45-62. E-mail: gberezina54@mail.ru; ORCID ID 0000-0002-5442-4461.
A25D6G4 Kazakhstan, Almaty, 125 Dostyk Ave.
Alexandra V. Murtazaliyeva, genetic counselor in Republican Medical Genetic Consultation of Joint-Stock Company Scientific Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology. ORCID ID 0000-0001-9156-5944. phone: +7 (727)300-45-62. E-mail: alexmurtazalieva@gmail.com
A25D6G4 Kazakhstan, Almaty, 125 Dostyk Ave.

For citation: Mirzakhmetova D.D., Svyatova G.S., Berezina G.M., Murtazaliyeva A.V. Clinical and diagnostic significance of genetic predisposition to preeclampsia in the Kazakh population.
Akusherstvo i Ginekologiya/ Obstetrics and gynecology. 2020; 3: 58-63. (In Russian).
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2020.3. 58-63

Similar Articles

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