Role of estrogen receptor-alpha (ESR1) gene polymorphism in inadequate uterine scar formation after cesarean section

Sukhikh G.T., Kesova M.I, Donnikov A.E., Kan N.E., Bolotova O.V., Kogan E.A., Demura T.A., Klimantsev I.V., Amiraslanov E.Yu., Sannikova M.V., Abramov D.D., Kadochnikova V.V., Ordzhonikidze N.V., Trifonov D.Yu.

Academician V. I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow; ZAO «NPF DNA Technology», Moscow
Objective. To search for associations of ESR1 gene polymorphism with the morphological and clinical signs of uterine scar inadequacy after previous cesarean section.
Subjects and methods. One hundred and sixty patients with post-cesarean uterine scar were examined. According to biopsy specimen morphological evidence, the authors identified 2 groups: 1) 80 patients with inadequate scars and 2) 80 patients with adequate ones. ESR1 gene polymorphisms, such as Ser10Ser 30A>G (rs2077647/rs17847075), Pvull -397 T>C (rs2234693), Xbal -351G>A, (rs9340799), Thr594Thr 2014G>A (rs2228480), and 1029C>T (rs3798577), were defined.
Results. Analysis of individual ESR1 gene loci revealed no statistically significant association between the status of a scar and the genotype distribution of the study polymorphisms. However, an analysis of the linkage of the chosen polymorphisms showed its most significant disequilibrium between the polymorphisms -397 T>C (Pvull) and -351 G>A (Xbal) D’=0.991 (0.95–1.00), LOD=16.98. The frequency of the CA haplotype was substantially higher in women with the signs of scar tissue inflammation (17.2 versus 5.4%; p=0.046). The odds ratio for scar inadequacy in carriage of this haplotype was 3.7 (1.0–14.0).
Conclusion. According to the ESR1 polymorphisms -397 T>C (Pvull) and -351 G>A (Xbal), CA haplotype carriage is a risk factor for inadequate scar formation after cesarean section.

Keywords

ESR1

Одной из актуальных проблем современного акушерства является рост частоты абдоминального
родоразрешения. В настоящее время рубец на матке имеется у 4–8% беременных и рожениц и каждое 3-е кесарево сечение (КС) является повторным. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что беременность у женщин с оперированной маткой сопряжена с высоким
риском осложнений со стороны как матери, так и плода. Кроме того, материнская заболеваемость
при повторной операции в 3–4 раза выше, чем при родах через естественные родовые пути [2, 3].

В связи с ростом частоты КС и как следствие его осложнений важным является поиск резервов снижения частоты абдоминального родоразрешения. Одним из возможных путей является расширение показаний к родоразрешению через естественные родовые пути после оперативных родов
в анамнезе. С этих позиций перспективным представляется изучение прогностических критериев
полноценности рубца на матке, определяющих возможность самопроизвольных родов. Однако
принятые в настоящее время методики оценки полноценности рубца недостаточно информативны и нередко являются инвазивными, что ограничивает их применение во время беременности. В последние годы все большее значение в развитии патологических процессов отводится генетическим факторам, в связи с чем поиск молекулярногенетических предикторов формирования неполноценного рубца является наиболее актуальным в настоящее время.

В литературе давно обсуждается роль эстрогеновых рецепторов в регуляции ремоделирования соединительной ткани. В своей предыдущей работе [4] мы показали ассоциацию полиморфизма гена эстрогенового рецептора альфа (ESR1) с дезорганизацией соединительной ткани рубца матки. Также было обнаружено сочетанное влияние разных полиморфизмов, что потребовало более детального изучения данной ассоциации с учетом возможности сцепленного наследования. На современном этапе клинико-ассоциативных исследований происходит постепенный переход от одиночных маркеров к многофакторным моделям и анализу гаплотипов. Для этого необходимо построение так называемых карт сцепления. Построение карт сцепления основано на изучении процессов расхождения и рекомбинации гомологичных хромосом в мейозе. Генетические маркеры, локализованные в разных хромосомах, не сцеплены друг с другом, т. е. передаются от родителей детям независимо, и частота их рекомбинации (Q) составляет 0,5. Маркеры, локализованные в одной хромосоме, рекомбинируют за счет кроссинговера, при этом вероятность кроссинговера между ними зависит от расстояния. Оценку сцепления между маркерами проводят на основании статистического анализа сегрегации генетических маркеров. Чаще всего при этом используют метод максимального правдоподобия, т. е. подсчитывают десятичный логарифм шансов – lod (Log of the odds), где шансы (odds) выражаются как отношение вероятности наблюдаемого распределения при условии, что два маркера сцеплены (0<Q<0,5), к той же вероятности при отсутствии сцепления (Q=0,5). Максимально правдоподобная оценка соответствует максимальному значению lod и свидетельствует о неравновесности сцепления: так, если значение lod больше +3, маркеры локализованы в одной хромосоме. При значениях lod меньше -2 говорят о равновесном сцеплении, т. е. маркеры локализованы в разных хромосомах или на разных концах одной хромосомы.

Целью настоящей работы был поиск ассоциаций полиморфизма гена ESR1 с морфологическими
и клиническими признаками неполноценности рубца на матке после предшествующего КС.
Š „ ‰

Материал и методы исследования

В исследование было включено 160 пациенток в возрасте от 18 до 45 лет с рубцом на матке после
КС. Во время повторного КС производили иссечение рубца и проводили гистологическое исследование ткани рубца и прилежащего миометрия (окраска гематоксилином и эозином).

Все пациентки были разделены на 2 группы на основании результатов морфологического исследования биоптата миометрия. 1-ю группу составили 80 пациенток с неполноценными рубцами на матке (средний возраст 32,9±1,2 года), 2-ю группу – 80 пациенток с полноценными рубцами (средний возраст 33,9±0,9 года).

Для генетического исследования до родоразрешения брали пробы крови из кубитальной вены по стандартной методике. Замены одиночных нуклеотидов определяли модифицированным методом «примыкающих проб» (adjacent probes, kissing probes), используя оригинальные олигонуклеотиды [1, 10]. Полимеразную цепную реакцию и определение температуры плавления олигонуклеотидных проб проводили с помощью детектирующего амплификатора ДТ-96 (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия). Анализ неравновесности сцепления проводили с помощью свободно распространяемого продукта Haploview версии 4.2 [6]. Подготовка данных для анализа осуществлялась с помощью SNP_tools версии 1.61 – свободно распространяемого расширения для MS Excel [7].

Для оценки распространенности исследуемых генных полиморфизмов в популяции использовали коллекцию периферической крови 102 здоровых женщин. Для уточнения клинической значимости
выявления исследуемых генных полиморфизмов было проведено генотипирование 20 женщин,
у которых имелись успешные самопроизвольные роды после предшествующего КС.

Статистическую обработку данных проводили с помощью свободно распространяемого программного продукта WINPEPI версии 10.7 [5]. Для определения статистической значимости различий применяли критерии Фишера и Манна–Уитни для несвязанных совокупностей. Отношение шансов (OR) приведено с 95% доверительным интервалом (CI). †‹ ‰

Результаты исследования и обсуждение Œ

Принимая во внимание, что одним из важных факторов, определяющих течение репаративных
процессов в матке, является исходное здоровье матери, изучали состояние здоровья наблюдавшихся беременных, а также особенности соматического и гинекологического анамнеза. Различий в частоте перенесенных инфекционных заболеваний в детстве в группах не выявлено. В соматическом анамнезе у пациенток основной группы среди заболеваний сердечно-сосудистой системы превалировали пролапс митрального клапана – 15% (OR=6,3; CI=24,2–1,6) и нейроциркуляторная дистония – 21,3%, (OR=1,2; CI=2,5–0,6), кроме того, только у пациенток данной группы отмечалась гипертоническая болезнь. Среди заболеваний мочевыделительной системы у пациенток основной группы чаще отмечались хронический пиелонефрит – 16,3% (OR=1,7; CI=3,8–0,7), хронический цистит – 8,8% (OR=1,2; CI=3,2–0,4) и только в данной группе отмечен нефроптоз (1,3%). Различий в частоте заболеваний ЛОР-органов (хронический тонзиллит, хронический фарингит, ангина) не выявлено. Обращала на себя внимание высокая частота миопии в обеих группах (у каждой 3-й пациентки), при этом у пациенток основной группы превалировала миопия высокой степени – 16,3% (OR=3,5; CI=9,8–1,3), в то время как во 2-й группе – слабой степени – 15% (OR=0,2; CI=0,6–0,1).

При изучении структуры гинекологической заболеваемости в 1-й группе была отмечена высокая частота цервицита (у каждой 3-й пациентки) – 30% (OR=1,25; CI=2,3–0,7) и хронического сальпингоофорита – 15% (OR=0,9; CI=2,0–0,4). Также у пациенток данной группы в 3 раза чаще встречалась дисфункция яичников – 7,5% (OR=2,9; CI=12,2). Однако достоверно чаще во 2-й группе преобладали вагинит – 16,3% (OR=0,4; CI=1,0 0,2) и миома матки – 23,8% (OR=0,4; CI=0,9–0,2).
Достоверных различий по другим нозологиям в группах не выявлено.

Течение I триместра у пациенток основной группы чаще осложнялось ранним токсикозом – 45%
(OR=1,6; CI=2,8–0,9). Во II триместре у пациенток данной группы чаще отмечалась угроза выкидыша – 35% (OR=1,3; CI=2,3–0,7) и истмикоцервикальная недостаточность – 15% (OR=3,1; CI=8,6–1,1). В III триместре течение беременности у пациенток основной группы чаще осложнялось угрозой преждевременных родов – 21,3% (OR=1,2; CI=2,5–0,6), плацентарной недостаточностью, сопровождающейся задержкой внутриутробного развития плода, – 16,3% (OR=3,7; CI=15,0–0,9)
и анемией – 18,8% (OR=1,9; CI=4,3–0,8), в то время как в группе сравнения чаще отмечали преэклампсию – 7,5% (OR=0,67; CI=2,1–0,2).

Все пациентки были родоразрешены путем КС. При этом частота экстренного родоразрешения была выше в основной группе (65%), также только у пациенток этой группы отмечены преждевременные роды (3,8%). Следует отметить, что основными показаниями к оперативному родоразрешению являлись начало родовой деятельности (31,3% в 1-й и 23,7% во 2-й группе), подозрение на несостоятельность рубца на матке (25 и 5 % соответственно) и преждевременное излитие околоплодных вод (8,8 и 10% соответственно). Течение раннего неонатального периода в основной группе чаще осложнялось развитием неонатальной желтухи, транзиторного тахипноэ, а также только в этой группе выявлено внутричерепное кровоизлияние.

Таким образом, у пациенток с неполноценными рубцами на матке имел место отягощенный акушерский и соматический анамнез, который, по-видимому, внес вклад в формирование рубца на матке. Течение же беременности у данных пациенток сопровождалось высокой частотой развития таких осложнений, как угроза прерывания, истмико-цервикальная недостаточность, плацентарная недостаточность, и ряда других, что обусловливает актуальность проведения исследований по оптимизации тактики ведения пациенток с рубцом на матке (в том числе неполноценным) с определением срока и способа родоразрешения.

Всем пациенткам перед родоразрешением проводили ультразвуковое исследование, при этом в обеих группах были выявлены признаки неполноценности в виде истончения рубца на матке до 1 мм (у 69,5% в 1-й и 8% во 2-й группе). Следует отметить, что чувствительность эхографии составила 53,7%, а специфичность – 75,0%. Интраоперационную оценку области нижнего сегмента матки проводили визуально во время повторного КС. Полноценные рубцы, как правило, не визуализировались или были представлены в виде соединительнотканного рубца толщиной 3–5 мм. Неполноценные рубцы были представлены в виде локального или тотального истончения миометрия менее 2 мм.

В ходе проведения морфологического исследования было выделено 5 морфологических критериев
неполноценности рубца: 1) наличие очагов дезорганизации соединительной ткани в виде мукоидного
набухания, фибриноидного набухания и фибриноидного некроза; 2) некроз лейомиоцитов, замурованных в рубцовую ткань и на границе с рубцом; 3) интрамуральные гематомы и множественные петехиальные кровоизлияния; 4) воспалительная лимфогистиоцитарная инфильтрация с примесью полиморфноядерных лейкоцитов; 5) неоангиогенез. Наличие хотя бы одного из вышеперечисленных признаков, выявляемых при морфологическом исследовании области рубца, расценивалось как его неполноценность.

В нашем исследовании все изученные генотипы подчинялись закону Харди–Вайнберга. Исследованные полиморфизмы находились в разных участках гена (см. таблицу). При анализе отдельных локусов не выявлено статистически значимой ассоциации между состоянием рубца и распределением генотипов исследованных полиморфизмов гена ESR1.

Необходимо отметить, что ряд полиморфизмов гена ESR1 расположен очень близко друг к другу (рис. 1, см. на вклейке), что давало основание предположить возможность сцепленного наследования
определенных аллелей.

Частота встречаемости гаплотипов ESR1-397 T>C (PVUII) и -351G>A (Xbal) в зависимости от состояния рубца

Нами был проведен анализ сцепления выбранных полиморфизмов (рис. 2, см. на вклейке). Наиболее значимой была неравновесность сцепления между полиморфизмами -397 T>C (Pvull) и -351G>A (Xbal)): D’=0,991 (0,95 –1,00), lod=16,98. На основании полученных результатов был проведен поиск клинических ассоциаций с носительством гаплотипов по полиморфизмам ESR1 -397 T>C (Pvull) и -351G>A (Xbal).

Генотипическая частота встречаемости галлотипа СА по полиморфизмам ESR1=397 T>C (Pvull) и =351G>A (Xbal) в различных группах женщин

Наиболее часто встречались гаплотипы TA (52%) и CG (33,1%). Для этих гаплотипов не обнаружено статистически значимой ассоциации с признаками дезорганизации соединительной ткани в рубце. Частота встречаемости гаплотипа CA была существенно выше у женщин с признаками воспаления в ткани рубца (17,2 против 5,4%; p=0,046) (рис. 3). Отношение шансов неполноценности рубца при носительстве данного гаплотипа составило 3,7 (1,0–14,0).

Таблица. Исследованyst полиморфизмаы гена ESR1.

Для уточнения клинической значимости выявления данного гаплотипа была оценена его распространенность в популяции и среди женщин с клинически состоятельным рубцом на матке (рис. 4).

Было обнаружено, что в целом в популяции распространенность гаплотипа CA достаточно высокая и практически не отличается от таковой у женщин с неполноценным рубцом (20,1 и 17,2% соответственно). В то же время среди женщин с рубцом на матке и успешными самопроизвольными родами доля исследуемого генотипа составила всего 2,2%, что соответствовало таковой среди женщин с полноценным рубцом (5,4%).

Известно, что эстрогены в репродуктивном возрасте дают противовоспалительный и вазопроекторный эффект [13]. Необходимо отметить, что данные литературы о клиническом значении полиморфизмов гена ESR1 противоречивы. Так, некоторые авторы получили неоднозначные данные по ассоциации полиморфизмов Pvull и Xbal c ревматоидным артритом [12]. В то же время показано влияние полиморфизмов генов ESR1 и ESR2 на течение ряда аутоиммунных заболеваний соединительной ткани [8,9]. Вероятно, подобная неоднозначность при оценке клинических эффектов данных полиморфизмов объясняется тем, что в данных исследованиях не учитывалось сцепленное наследование. Учет сцепления позволяет получить более определенную картину. Так, показано повышение риска спонтанных абортов у носительниц гаплотипа TA (PvuII-XbaI) по сравнению с таковым у носительниц гаплотипа CG [11]. Анализ гаплотипов полиморфизмов Pvull и Xbal в нашем исследовании позволил более четко продемонстрировать роль полиморфизма гена ESR1 в процессах дезорганизации соединительной ткани, чем анализ отдельных маркеров.

Выводы

1. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что полиморфизмы ESR1 играют роль в дезорганизации рубцовой ткани либо напрямую, управляя процессами ремоделирования соединительной ткани, либо через регуляцию процессов воспаления и репарации.
2. Носительство гаплотипа CA по полиморфизмам ESR1 -397 T>C (Pvull) и -351G>A (Xbal) является фактором риска неполноценности рубца, а высокая частота встречаемости этого фактора
риска в популяции обусловливает целесообразность проведения генетического скрининга среди
женщин с рубцом на матке для определения тактики родоразрешения.

References

1. Кофиади И.А., Ребриков Д.В. Методы детекции однонуклеотидных полиморфизмов: аллель-специфичная ПЦР и гибридизация с олигонуклеотидной пробой //Генетика. – 2006. – Т. 42, № 1. – С. 22–32.
2. Краснопольский В.И., Логутова Л.С., Гаспарян Н.Д. и др. Альтернативное родоразрешение беременных с оперированной маткой. // Журн. акуш. и жен. бол. – 2003. –Т. LII, вып. 1. – С. 20–25.
3. Краснопольский В.И., Логутова Л.С., Буянова С.Н. Репродуктивные проблемы оперированной матки. –
М.: Миклош, 2005.
4. Сухих Г.Т., Коган Е. А., Демура Т.А. и др. Дезорганизация соединительной ткани в рубцах матки и полиморфизм гена эстрогенового рецептора альфа у пациенток с недифференцированными формами дисплазии соединительной ткани // Акуш. и гин. – 2010. – № 3. – С. 27–31.
5. Abramson J.H. WINPEPI (PEPI-for-Windows): computer programs for epidemiologists // Epidemiol. Perspect. Innov. – 2004. – Vol. 1, № 1. – P. 6.
6. Barrett J.C., Fry B., Maller J. et al. Haploview: analysis and visualization of LD and haplotype maps // Bioinformatics. ‒ 2005. ” Vol. 21, № 2. ‒ P. 263‒265.
7. Chen B., Wilkening S., Drechsel M. et al. SNP_tools: A compact tool package for analysis and conversion of genotype data for MS-Excel // BMC Res. Not. – 2009. – Vol. 2. – P. 214.
8. Johansson M., Arlestig L., Moller B. et al. Oestrogen receptor {alpha} gene polymorphisms in systemic lupus erythematosus // Ann. Rheum. Dis. – 2005. – Vol. 64, № 11. – P. 1611–1617.
9. Kisiel B.M., Kosinska J., Wierzbowska M. et al. Differential association of juvenile and adult systemic lupus erythematosus with genetic variants of oestrogen receptors alpha and beta //Lupus. – 2011. – Vol. 20, № 1. – P. 85–89.
10. Lyon E. Mutation detection using fluorescent hybridization probes and melting curve analysis // Exp. Rev. Mol. Diagn. – 2001. – Vol. 1, №1. – P. 92–101.
11. Pineda B., Hermenegildo C., Tarin J.J. et al. Alleles and haplotypes of the estrogen receptor alpha gene are associated with an increased risk of spontaneous abortion // Fertil and Steril. – 2010. – Vol. 93, № 6. – P. 1809–1815.
12. Wise B.L., Demissie S., Cupples L.A. et al. The relationship of estrogen receptor-alpha and -beta genes with osteoarthritis of the hand // J. Rheumatol. ‒ 2009. – Vol. 36, № 12. – P. 2772–2779.
13. Xing D., Nozell S., Chen Y.F. et al. Estrogen and mechanisms of vascular protection // Arterioscler Thromb. Vasc. Biol. ‒ 2009. ‒ Vol. 29, № 3. ‒ P. 289‒295.

Similar Articles

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