Полиморфизм TLR-9 (-1237)*Т/С у больных COVID-19 русских челябинской области

Полный текст

Введение

Пандемия новой коронавирусной инфекции COVID-19, связанная с распространением вируса SARS-CoV-2, является серьезной проблемой общественного здравоохранения во всем мире [8]. В настоящее время ведется поиск потенциальных биомаркеров заболевания, которые повысят эффективность ранней диагностики, а также позволят разрабатывать методики лечения и предупреждения распространения COVID-19. Одним из таких биомаркеров является Тоll-подобный рецептор-9 (TLR-9) [3, 5].

TLR-9 – эндосомальный рецептор, распознающий мотивы РНК и ДНК, богатые неметилированными последовательностями цитозин-фосфат-гуанин (CpG). Поскольку SARS-CoV-2 имеет CpG-мотивы в своем генетическом материале, вполне возможно, что вирус напрямую активирует TLR-9 в эндотелиальных клетках [5]. Мотивы CpG от SARS-CoV-2 достигают TLR-9 через опосредованное ACE2 поглощение вируса в клетки с последующей трансляцией РНК и переносом вирусных CpG-мотивов в эндосому. Активация тромбоцитов и нейтрофилов может повышать уровень экспрессии TLR-9, что, как предполагается, приводит к постоянному воспалению. Длительная активация TLR-9 индуцирует нижестоящие каскады через MyD88, что вызывает повышенную экспрессию провоспалительных цитокинов, активацию лимфоцитов, нейтрофилов и тромбоцитов [5]. Кроме того, данные исследований Costa T.J. и соавт. свидетельствуют о том, что SARS-CoV-2 способствует дисфункции митохондрий, при этом увеличивается высвобождение мтДНК и активируется передача сигналов TLR-9 [6]. Интересно отметить, что уровень циркулирующей мтДНК увеличивается с возрастом, что является фактором, способствующим хроническому воспалению, так называемому «воспалительному старению» у пожилых людей. Эта ось воспалительного старения и TLR-9 может иметь значение в контексте COVID-19, где пожилой возраст связан с большим риском развития тяжелых осложнений COVID-19 [5].

Предполагается, что активация TLR-9 может быть скрытой, но движущей силой, объясняющей обострение гипервоспаления и тромботических осложнений, наблюдаемых при COVID-19 [5].

Для TLR-9 идентифицировано несколько SNPs, изменяющих восприимчивость к бактериальным и вирусным инфекциям [3]. Ген TLR-9 локализуется в районе генов-супрессоров опухолевого роста на коротком плече 3-й хромосомы человека, кодируется с помощью 2 экзонов, второй из которых представляет основную кодирующую область [1]. Al-Khatib et al. обнаружили, что у людей, несущих аллель TLR-9 (-1237)*C, наблюдается повышенная транскрипционная активность данного гена [4]. Кроме того, полиморфизм TLR-9 (-1237)*C, вызывающий активацию провоспалительных хемокинов и цитокинов, а также адаптивных иммунологических реакций, был связан с более высокой частотой инфекций, приобретенных в отделении интенсивной терапии и иммуноопосредованных заболеваний. Было обнаружено, что аллель TLR-9 (-1237)*C и его гомозиготный генотип TLR-9 (-1237)*C/С в значительной степени связаны с повышенным риском и тяжестью инфекции COVID-19 [3].

Понимание влияния генетической изменчивости на контроль экспрессии гена TLR-9 может дать представление об индивидуальных вариациях риска заболевания и лежащего в его основе патогенеза.

Поэтому целью нашего исследования была оценка распределения частоты встречаемости полиморфизма гена TLR-9 (Т-1237С) у больных COVID-19 русских Челябинской области с разными формами тяжести.

Материалы и методы

Обследуемую группу составил 121 пациент противоковидных госпиталей № 2, 3, 9 города Челябинска с подтвержденной инфекцией COVID-19 русской популяции. Контрольную группу составили 102 здоровых донора Челябинской областной станции переливания крови русской популяции, без прививок, антител к SARS-CoV-2 и не состоящие в Федеральном регистре лиц, больных COVID-19 Единой Государственной Информационной Системы Здравоохранения (ЕГИСЗ). Все участники предоставили информированное согласие на участие в исследовании. Диагноз подтвержден тестом на РНК SARS-CoV-2 методом ОТ-ПЦР из мазка из носоглотки (АО «Вектор-Бест», Новосибирск). Для сравнительного анализа между больными с разными формами COVID-19 пациенты были разделены на 3 группы по тяжести течения заболевания. Больные в группах со средней и высокой степенью тяжести перенесли COVID-19 в форме двусторонней пневмонии. Больные с легкой формой имели антитела (без вакцинации), но не имели выраженных клинических признаков заболевания. Обследуемые не имели сопутствующих тяжелых заболеваний.

Определение SNP в гене TLR-9 выполняли с помощью ПЦР (T-1237C в гене TLR-9) реактивами ООО НПФ «Литех» (Москва). Интерпретацию результатов проводили с помощью электрофоретической детекции в 3%-м агарозном геле.

С целью статистической обработки полученных результатов нами был использован онлайн-калькулятор «Медицинская статистика», в котором проводилась оценка критерия χ² с помощью анализа четырехпольной таблицы. Связь между полиморфизмом гена TLR-9 (-1237)*T/C и COVID-19 оценивали с помощью критерия отношения шансов (OR) и соответствующих 95% доверительных интервалов (CI) при анализе случаев заболевания с группой сравнения. Достоверность полученных значений считали статистически значимыми при р ≤ 0,05.

Результаты и обсуждение

В результате сравнительного анализа частоты распределения аллелей и генотипов гена TLR-9 (-1237)*T/C между контрольной группой и группами больных были обнаружены достоверные различия. Результаты анализа представлены в таблице 1.

 

ТАБЛИЦА 1. Распределения частот аллелей и генотипов гена TLR-9 (-1237)*T/C в группах больных COVID-19 и здоровых русских челябинской области

TABLE 1. Frequency distributions of alleles and genotypes of the TLR-9 gene (-1237)*T/C in groups of COVID-19 patients and healthy russians of the chelyabinsk region

TLR-9 (-1237) *T/C	Больные COVID-19 COVID-19 patients n = 121		Контрольная группа Control group n = 102		χ2	p value	OR	CI
	N	%	N	%
Аллели Alleles
Т	195	80,579	181	88,725	5,552	0,019	0,527	0,308	0,903
С	47	19,421	23	11,275	5,552	0,019	1,897	1,107	3,249
Генотипы Genotypes
Т/Т	88	72,727	79	77,451	0,657	0,418	0,776	0,421	1,433
Т/С	19	15,702	23	22,549	1,697	0,193	0,640	0,326	1,257
С/С	14	11,570	0	0	–	< 0,001	–	–	–

 

В группах больных COVID-19 и контрольной с более высокой частотой встречался аллель TLR- 9 (-1237)*Т (80,56% и 88,73% соответственно), за среднюю транскрипционную активность TLR- 9, что соответствует распределению у европеоидов [7].

В группе больных COVID-19 чаще встречался аллель TLR-9 (-1237)*С в сравнении с контрольной (19,421% и 11,275% соответственно, χ² = 5,552, р = 0,019, OR = 1,897, CI 1,107-3,249). Гомозиготный генотип TLR-9 (-1237)*С/С был обнаружен только в группе больных. Данный полиморфизм ассоциирован с повышенной транскрипционной активностью TLR-9 [4], что ведет к гиперпродукции медиаторов воспаления [3], вызывая развитие более тяжелых форм заболевания.

В группе больных COVID-19 реже встречался аллель TLR-9 (-1237)*Т в сравнении с контрольной (80,579% и 88,725% соответственно, χ² = 5,552, р = 0,019, OR = 0,527, CI 0,308-0,903), что позволяет его рассматривать в качестве протекторного.

Согласно данным литературы, у больных с тяжелой формой COVID-19 наблюдается повышенная экспрессия TLR-9, приводящая к гиперактивации рецептора и, соответственно, к чрезмерной выработке медиаторов воспаления, что лежит в основе цитокинового шторма и тромботических осложнений у пациентов с тяжелыми формами коронавирусной инфекции [2].

С целью определения ассоциации между полиморфизмом гена TLR-9 (-1237)*T/C и тяжестью течения COVID-19 был проведен анализ распределения аллелей и генотипов полиморфизма гена TLR-9 (-1237)*T/C в группах больных COVID-19 с различными клиническими формами заболевания. Были рассмотрены больные с тяжелой, средней и легкой формами заболевания. Результаты представлены в таблице 2.

 

ТАБЛИЦА 2. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфизма гена TLR-9 (-1237)* T/C в группах больных COVID-19 русских челябинской области с различными клиническими формами заболевания

TABLE 2. Distribution of frequencies of alleles and genotypes of TLR-9 (-1237)*T/C gene polymorphism in groups of COVID-19 russian patients of the chelyabinsk region with various clinical forms of the disease

TLR-9 (-1237)* T/C	Тяжелая форма COVID-19 Severe form of COVID-19 n = 49	Средняя форма COVID-19 Average form of COVID-19 n = 50	Легкая форма COVID-19 Light form of COVID-19 n = 22
	%	%	%
Аллели Alleles
Т	80,612	77,000	88,636
С	19,388	23,000	11,364
Генотипы Genotypes
Т/Т	73,469	66,000	86,364
Т/С	14,286	22,000	4,545
С/С	12,245	12,000	9,091

 

В результате анализа обнаружено, что у больных с легкой формой чаще встречался генотип TLR-9 (-1237)*T/T в сравнении с больными с более тяжелыми формами. Различия были достоверны на уровне тенденции в сравнении с больными со средней формой (86 364% и 66 000% соответственно χ² = 3,158, р = 0,076). TLR-9 (-1237)*T/T. По данным литературы, данный генотип связан с низким уровнем IL-6 в плазме крови. Также известно, что IL-6 играет важную роль в развитии цитокинового шторма у больных с тяжелой формой COVID-19 и высокие уровни IL-6 в плазме крови могут являться фактором развития более тяжелых исходов при COVID-19 [9].

Заключение

Наши результаты подтверждают теорию о том, что генетические различия определяют развитие и течение различных форм COVID-19 у русских Челябинской области. Вероятно, более высокий риск развития заболевания ассоциирован с аллелем TLR-9 (-1237)*С и его гомозиготным генотипом TLR-9 (-1237)*С/С, связанным с более высокой транскрипционной активностью TLR-9. У больных, имеющих в генотипе TLR-9 (-1237)*T/T, связанный со средней продукцией TLR-9, большая вероятность развития более легких форм заболевания. Поиск эффективных генетических биомаркеров развития коронавирусной инфекции может быть использовано для разработки методик лечения и предупреждения распространения COVID-19 у русских Челябинской области.

Об авторах

Светлана Валерьевна Беляева

ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»; ГБУЗ «Челябинская областная станция переливания крови»

Автор, ответственный за переписку.
Email: shshvetlana@yandex.ru

кандидат биологических наук , биолог отдела лабораторной диагностики, лаборатория диагностики гемотрансмиссивных инфекций, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета

Россия, Челябинск; Челябинск

Татьяна А. Суслова

ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»; ГБУЗ «Челябинская областная станция переливания крови»

Email: hla_chel@mail.ru

кандидат медицинских наук , доцент, заведующая лабораторией иммунологических исследований, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета

Россия, Челябинск; Челябинск

Дарья С. Сташкевич

ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»

Email: stashkevich_dary@mail.ru

кандидат биологических наук , доцент, декан биологического факультета

Россия, Челябинск

Светлана Э. Баландина

ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»

Email: lana.balandina.97@mail.ru

ассистент кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии биологического факультета, аспирант биологического факультета

Россия, Челябинск

Дарья Э. Мякотина

ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»

Email: daha1607@mail.ru

магистрант биологического факультета

Россия, Челябинск

Мария С. Милонченко

ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»

Email: rinarom5@gmail.com

бакалавр биологического факультета

Россия, Челябинск

Список литературы

Дополнительные файлы