HLA и болезни

Ключевые слова: доброкачественная гиперплазия простаты, маркеры, HLA - антигены

Учение о гистосовместимости человека в клиническом отношении первоначально разрабатывалось исключительно в рамках трансплантологии [1]. Исследования последнего десятилетия показали, что гены, кодирующие антигены гистосовместимости, являются многофункциональными, то есть клиническое значение их не ограничивается рамками трансплантологии, а связано также с предрасположенностью к определенным заболеваниям. Биологическая роль антигенов гистосовместимости сформировала новое клиническое направление, названное HLA и болезни. Последнее чрезвычайно интенсивно развивается как зарубежными, так и отечественными исследованиями [4].

Носительство определенных HLA-антигенов у людей значительно повышено при некоторых болезнях, что свидетельствует о генетически детерминированной предрасположенности, запрограммированном риске поражаемости человека той или иной формой заболевания. HLA и болезни во многом способствовали уточнению этиологии и патогенеза многих заболеваний. Взаимосвязь науки и клинической практики обуславливает развитие этого направления, так как положения фундаментальной науки внедряются в клиническую практику. Клинические исследования превратились в достоверную гипотезу о наличии и локализации в HLA-комплексе гена иммунного ответа (IR-гена) человека, а данное положение можно отнести к фундаментальным открытиям современной биологии [3].

История клинического направления HLA и болезни началась в 1967 г., когда J. Amied et al. сообщили об отклонениях в фенотипе HLA у больных лимфогранулематозом. Наблюдение J.Amiel в дальнейшем не подтвердилось, оно вызвало интерес к изучению фенотипа HLA у различных групп больных и способствовало формированию направления HLA и болезни. В1972 г. по инициативе ВОЗ в Копенгагене был создан комитет, регистрирующий все сообщения о взаимосвязи между антигенами HLA и болезнями [5].

В 1976 г. на I Международном симпозиуме HLA и болезни (Париж) подведены итоги и установлены достоверные коррелятивные связи между сублокусами HLA – A, B и поражаемостью человека различными болезнями [2].

Развитие направлений HLA и болезни выявило определенные особенности положительных ассоциаций:

1. существуют ассоциации, абсолютно достоверные для всех расовых групп.
2. имеются ассоциации, характерные для определенных этнических групп, связанные с особенностями популяционного распределения HLA - антигенов.

С 1977г. изучается взаимосвязь с заболеваниями антигенов сублокусов HLA-D и HLA-DR. Многофункциональность генов большого комплекса гистосовместимости человека выразилась в их способности определять предрасположенность индивида к поражению определенными заболеваниями.

Работы в основном выполнены по обнаружению коррелятивных связей между антигенами локусов HLA – A, B и болезнями.

Феномен ассоциаций HLA с болезнью имеет своеобразную природу и не связан с поломками в генетическом аппарате. Речь идет о запрограммированных факторах риска для организма, появляющихся со временем на фоне полного здоровья [6].

Этот аспект вызывает значительный клинический, а также общебиологический интерес, так как связан с фактом наличия в популяции индивидов с генетически обусловленным риском заболевания.

Данный феномен стал объектом самого интенсивного изучения со стороны клиницистов и иммуногенетиков.

Существуют несколько гипотез, объясняющих ассоциацию локуса HLA с болезнью:

• молекулы HLA могут служить специфическими рецепторами для этиологических агентов. Определенный HLA-антиген ставится таким этиологическим рецептором для конкретного заболевания, возникает ассоциация антиген – болезнь;
• предполагается наличие так называемой молекулярной мимикрии, т.е. иммунологической схожести HLA-антигена с этиологическим фактором, вызывающим заболевание.

В дальнейшем может быть два альтернативных пути развития событий.

В силу схожести этиологического фактора и HLA - антигена, этот фактор не распознается как чужеродный, не развивается иммунный ответ и болезнь беспрепятственно прогрессирует. Если этиологический фактор распознается как чужеродный, развивается выраженный иммунный ответ. HLA-антиген весьма схож с фактором, вызвавшим болезнь, и он становится мишенью для атаки со стороны антител или лимфоцитов, и происходит манифестация заболевания;

• гены, обуславливающие болезнь, являются не генами HLA, per se, a T - рецепторами генов альфа-и бета-цепей, причем эти рецепторы, предопределяющие развитие заболевания, могут различать лишь отдельные HLA-антигены или антигенные пептиды, связанные с этими HLA-антигенами;
• лишь определенные молекулы антигенов класса I и II могут связывать и сохранять антигенные пептиды.

В зависимости от патогенеза заболевания, способность или неспособность конкретных HLA-антигенов связывать такие специфические пептиды может или способствовать, или же, наоборот, препятствовать развитию заболевания. При изучении ассоциаций между HLA факторами и тем или иным заболеванием, сила связи традиционно определяется показателями относительного риска (ОР) или relative risk (RR).Фактор риска, не являющийся причиной болезни, является маркером, поскольку он служит меткой повышенной вероятности развития заболевания.

Присутствие даже очень сильного фактора риска еще не означает, что человек обязательно заболеет. Существует принципиальное несоответствие между заболеваемостью в популяции и шансом заболеть у индивидуума.

Оценка риска может использоваться в диагностике, поскольку наличие фактора риска увеличивает вероятность заболевания, а это один из способов повышения прогностической ценности любого диагностического теста.

Значение факторов риска может использоваться более эффективно, если этот риск высок и если имеются клинические признаки, увеличивающие вероятность заболевания.

Ассоциация между каким-либо фактором (в эпидемиологии обозначаемом как экспозиция) и болезнью, предполагает различия в частоте развития заболевания между лицами, подвергнувшимися и не подвергнувшимися воздействию фактора. Генотипы HLA и их фенотипы и гаплотипы могут также рассматриваться в качестве экспозиционных факторов. Начиная с момента зачатия (или концепции), они сохраняются неизменными всю жизнь, изучение их ассоциации с болезнями является исключительно удобной эпидемиологической моделью.

Экспозиция не обязательно является этиологическим фактором, но может коррелировать с другими причинными факторами. По данным Sveijgaard A. [7], связь антигенов системы HLA с заболеванием носит чисто количественный характер и не предполагает фатальной неизбежности заболевания лиц, обладающих антигенами риска, ровно как и не предотвращает риск развития заболевания у лиц, не имеющих указанных антигенов.

Предполагается, что ген предрасположенности к заболеванию не всегда ассоциируется с определенным гаплотипом, а так называемая болезнетворность HLA - гаплотипа поддерживается целой системой других факторов, известной и пока неизвестной природы.

Несмотря на то, что изучение ассоциаций генетических маркеров системы HLA с заболеваниями продолжается много лет, интерес к этой проблеме не ослабевает. Это объясняется по меньшей мере 3 обстоятельствами [8]:

1. еще далеко не исчерпан круг заболеваний, для которых можно предполагать существование ассоциаций с определенными HLA - антигенами на основании тех или иных теоретических предпосылок;
2. механизмы уже найденных ассоциаций до сих пор остаются не до конца выясненными;
3. многочисленные наблюдения свидетельствуют о том, что HLA - антигены могут быть ассоциированы не с заболеванием, как нозологической единицей, а лишь с его отдельными клиническими формами течения.

При некоторых заболеваниях найдено, что распределение HLA - антигенов у больных не одинаково, в зависимости от сроков развития болезни, тяжести ее течения, наличия осложнений и т.д.

Обсуждая вопрос статистической обработки данных по ассоциациям, Bodmer W. [9] отмечает, что многие из впервые открытых ассоциаций имели низкий уровень значимости и, с учетом поправки на число определяемых антигенов, значение Рс превышало 0,05. В подобных случаях можно лишь предполагать существование ассоциации, и наиболее верный способ избежать статистических погрешностей и убедиться в достоверной связи данного HLA - антигена с заболеванием – это наращивание числа исследований. При первичном изучении распределения HLA - антигенов при каком - либо заболевании формально существует равновеликая возможность достоверного (Р<0,05), но случайного отклонения частоты любого из определяемых антигенов от контрольного уровня. Если такое отклонение обнаружено, то необходимо провести коррекцию на число антигенов.

Наблюдения подтверждают тот факт, что наличие определенного гена достаточно лишь для возникновения восприимчивости к данному заболеванию, однако его проявление зависит от других факторов.

Допускалось, что существует градиент в отношении связей МНС с заболеванием, возрастающий от HLA – A через HLA – С к HLA – В и даже сильнее с HLA – D, а наиболее сильно, возможно, в некоторых случаях с определенными (DR) В – клеточными антигенами (аналогами Iа - антигену). Однако, если такой градиент и существует, то каждый локус HLA имеет собственную сильную связь с заболеванием, например, антиген А3 с гемохроматозом, В 27 – с анкилозирующим спондилитом, CW6 – с псориазом, DW4 – DRW4 – с ревматическим полиартритом в зрелом возрасте. В каждом случае ген заболевания находится, видимо, внутри обозначенных локусов или рядом с ними.

К сожалению, до настоящего времени в доступной нам литературе мы не встретили работ по изучению иммуногенетических маркеров крови при доброкачественной гиперплазии простаты (ДГП). Имеются лишь работы английских авторов по выявлению антигенов системы ABO в простатическом эпителии. Между тем, изучение многофакторных генетических маркеров крови позволяет осуществить медико -генетическое прогнозирование заболеваний в данной популяции, но, к сожалению, эти исследования при ДГП в армянской популяции не проводились.

Схема построения процесса научного исследования

Особого внимания заслуживают следующие аспекты:

• В контрольной группе должны быть приняты во внимание национальные факторы.

• Необходимо учесть, что ассоциативная связь антигенов HLA с заболеванием может проявляться недостаточно ясно, из-за одновременного присутствия нескольких генов, предопределяющих данную болезнь.
• Возникновение технических проблем как в отношении типирующих HLA-сывороток, так и тех клеток, которые подвергаются исследованию. Возникновение цитотоксических реакций с типирующей сывороткой, имеющей полиспецифическую природу, может вызвать реакцию с не - HLA детерминантами [6]. Как известно, эти сыворотки получают в популяции европеоидов, и их характеристики устанавливают при типировании в тех же популяциях. Стоит применить эти сыворотки в другой популяции, многие из них не проявляют активности или же, наоборот, дают много выраженно - положительных реакций, не коррелирующих между собой.

Авторы считают, что причина этого явления заключается в особенностях молекулярного строения антигенов в разных этнических группах. Рекомендуется использование в популяционных исследованиях сывороток локального происхождения, т.е. полученных и типированных в той популяции, которая изучается [6,10,11].

• Выявляются статистические ошибки при анализе полученных данных [12,13]. Это проявляется в случае так называемой несбалансированной ассоциации антигенов различных групп.

Например, повышение частоты антигена А1 почти всегда сопровождается увеличением частоты антигена В8. Если исследовано 20 и более антигенов, то случайный шанс того, что частота одного из этих антигенов может быть искажена, 1 из 20, т.е. 5% случаев.

• Возможные статистические ошибки могут возникнуть и в случае взаимодействия перекрестно реагирующих антигенов. Этот феномен связан со структурным сходством отдельных HLA – детерминант, которые случайно возникают в процессе эволюции исходных генов, проявляющимся в виде кросс-реактивности.

Гипотезы, объясняющие этот феномен, исходят из положения, что аллели HLA имеют общего прародителя (public- специфичность), от которого путем структурных перестроек произошли кусты существующих узких специфичностей.

Общепринятым статистическим методом, применяемым в генетике человека, оценивалась частота иммуногенетических маркеров (фенотипов) [8].

Данные по армянской популяции, полученные в предыдущие годы, сопоставляли с распределением частоты маркеров у больных ДГП [11,14–17].

В нашей работе использованы следующие методы статистического анализа.

По формуле

вычислялся относительный риск (ОР), или relative risk (RR),

где а – больные, имеющие антиген, b – здоровые, имеющие антиген, c – больные, не имеющие антиген, d – здоровые, не имеющие антиген (10).

Формула Haldane использовалась, если одно из этих значений было равно 0.

.

Клинический смысл показателя относительного риска (relative risk) сводится к определению степени риска развития заболевания в случае присутствия определенного антигена по отношению к ситуации, когда этот антиген отсутствует. Степень риска развития, равная 1,0, означает возможность заболевания в отношении 50%: 50%.

По критериям 2 для альтернативных признаков определялась достоверность ассоциации (Р) или вероятность сравнения. Достоверными считали различия, превышающие табличные значения 2 при Р<0,01.

По методу Wolf (1979) определяли степень относительного риска.

Тест Фишера для четырех – польных таблиц применяли при невозможности использования критерия 2.

Сила ассоциации заболевания с антигенами систем HLA определялась по формуле:

,

где FAD – частота антигена среди больных,

ЕАР – частота антигена в здоровой популяции.

Статистическая обработка полученных данных включала традиционные методы материала вычисления средней арифметической (М), среднего квадратического отклонения и ошибки средней (m).

С помощью критерия Стьюдента определялась достоверность различий количественных показателей (коэффициент корреляции – r).

Нами впервые в армянской популяции проводилось определение генетически детерминированной предрасположенности индивидуума к ДГП на основании изучения антигенов гистосовместимости (HLA).

Иммуногенетические исследования были выполнены в отделе иммуногематологии Армянского НИИ гематологии и переливания крови (сейчас – ГАОЗТ Гематологический центр имени проф. Р.О. Еоляна МЗ РА) под руководством д.м.н. Нерсисян В.М. и при участии сотрудников отдела.

Таким образом, из 33 исследованных антигенов I (локусов А, В, Сw) и II (локуса DR) классов системы HLA у больных установлена значимая положительная ассоциация между развитием ДГП и наличием антигенов HLA – B27 (RR=6,5), B17 (RR=5,3), HLA – CW4 (RR=4,2) и HLA – DR3 (RR=2,9) и отрицательная – со специфичностью HLA – B5 (RR=0,2).

Литература

1. Абдулкадыров К.М., Шабалин В.Н. Трансплантация костного мозга. Л.: Медицина, 1976.
2. Петров Р.В. Иммунология и иммуногенетика. М.: Медицина, 1976.
3. Зарецкая Ю.М., Долбин А.Г., Штыркова Т.М. К вопросу об иммуногенности антигенов HLA-системы. Проблемы гематологии, 1979, 5, с. 28.
4. Blumenthal M.N., D.B. Amos, H. Noreen and E.J. Yunis. Genetic mapping of the Ir locus in man: Linkage to second locus of HLA, Science, 1974, 184: 1301-1303.
5. Daussef J., Colombani J., Legrand L. and M. Fellous Genetics of the HLA system: Deduction of 480 haplotypes, 53-77 in P.I. Terasaki, ed. Histocompatibility Testing 1970. Munksgaard, Copenhagen.
6. Зарецкая Ю.М., Абрамов В.Ю. Новые антигены тканевой совместимости человека. (HLA-DR: теория, клиника, практика). М.: Медицина, 1986, с. 176.
7. Sveijgaard A., Ryder L.P. HLA markers and disease. Genetic Anal Common Diseases. New York, 1979, p. 523-543.
8. Певницкий Л.А. Статистическая оценка ассоциаций HLA антигенов с заболеваниями. Вест. АМН СССР, 1988, 7, с. 48-51.
9. Bodmer W.F. Population studies and the measurement of natural selection, with special reference to the HLA system. Isr. J. Med. Sci. 1973, v. 9, N 9-10, p. 1503-1518.
10. Зарецкая Ю.М. Клиническая иммуногенетика. М., 1983, с. 208
11. Нерисисян В.М. Иммунологические маркеры крови армянской популяции (генные частоты в норме и патологии, изосенсибилизация при переливании крови и беременности). Дисс. д.м.н. Ереван, 1985, с. 354.
12. Sveijgaard A.C., Jersild L., Staub - Nielsen L., Bodmer W.F. HLA antigens and disease. Statistical and genetical consideration, Tissue Antigens, 1974, 4, p. 95-105.
13. Sveijgaard A., Platz P., Ryder L.P., Staub -Nielsen L., Thomsen M. HLA and disease associations a survey, Transplant. Rev., 1975, 22, p. 3-43.
14. Нерсисян В.М., Акопян Л.П., Мартиросян И.Г. и др. Изучение генетических маркеров систем ABO, Rh-Hr, MNSs, P, Даффи, Кидд, Келл-Челлано, Лютеран, Левис и Диего у больных лейкозом армянской популяции. Предлейкозное состояние и некоторые вопросы эпидемиологии лейкозов. Тбилиси, 1982, с. 129-131.
15. Нерсисян В.М., Мартиросян И.Г., Мусаелян Н.О. и др. Генетическое маркирование предрасположенности к ряду заболеваний системы крови в популяции армян. Генет. маркеры в антропогенетике и медицине. Тез. 4-го Всес. симп. Хмельницкий, 1988, с. 173-174.
16. Нерсисян В.М., Мусаелян Н.О., Мартиросян И.Г. Серологическая конституция антигенов HLA-DR у жителей Еревана. Серия: Новости спортивной и медицинской антропологии (Ежеквартальный научно-информационный сборник), М., 1990, вып. 2, с. 104-105.
17. Нерсисян В.М., Мусаелян Н.О., Мартиросян И.Г. Антигенный состав сывороточных белков Inv в норме и при гематологических заболеваниях в популяции армян. Гематология и трансфузиология, 1992, N 2.

Вопросы, ответы, комментарии