Алельних варіантів генів-кандидатів схильності туберкульозу у російського населення Західного Сибіру

Зміст

Список скорочень

Введення

1. Огляд літератури

1.1 Роль спадкових факторів у виникненні та розвитку туберкульозу

1.2 Молекулярні механізми патогенезу туберкульозу у людини

1.3 Фізіологічні функції білкових продуктів генів-кандидатів схильності туберкульозу, їх роль у патогенезі захворювання

2. Матеріал і методи дослідження

2.1 Обстежені групи населення

2.1.1 Характеристика контрольної вибірки

2.1.2 Характеристика вибірки хворих на туберкульоз

2.1.3 Характеристика сімейної вибірки пробандів, хворих на туберкульоз

2.2 Методи дослідження

2.2.1 Клініко - лабораторні методи дослідження

2.2.2 Молекулярно - генетичні методи аналізу поліморфізму генів

2.2.3 Генетико - статистичні методи аналізу

3. Результати та обговорення

3.1 Поширеність поліморфізму генів NRAMP1, VDR, IL12B, IL1B, IL1RN серед здорових осіб (контрольна група)

3.2 Аналіз зв'язку поліморфізму генів NRAMP1, VDR, IL12B, IL1B, IL1RN з туберкульозом

3.3 Аналіз накопичення випадків туберкульозу в сім'ях хворих

3.4 Аналіз зв'язку поліморфізму генів NRAMP1, VDR, IL12B, IL1B, IL1RN з патогенетично важливими параметрами хвороби

3.4.1 Аналіз асоціацій досліджених генів з якісними ознаками туберкульозу

3.4.2 Аналіз асоціацій досліджених генів з кількісними ознаками туберкульозу

Висновок

Висновки

Список літератури

Список скорочень

ТБ - туберкульоз

ВООЗ - всесвітня організація охорони здоров'я

МБТ - мікобактерії туберкульозу

ГЗТ - гіперчутливість уповільненого типу

ШОЕ - швидкість осідання еритроцитів

РХФ - рівновага Харді-Вайнберга

NRAMP1 - макрофагальний білок, асоційований з природною ресистентности

NRAMP1 - ген макрофагального білка, асоційованого з природною резистентністю

MBP - манози - зв'язуючий білок

TNFα - фактор некрозу пухлин α

TNFА - ген фактора некрозу пухлин α

VDR - ген рецептора до вітаміну D

HLA - головний комплекс гістосумісності людини

INF-γ - гамма інтерферрон

IL-1β - інтерлейкін-1β

IL-12β - інтерлейкін-12β

IL1B - ген інтерлейкіну-1β

IL12B - ген інтерлейкіну-12β

IL1RN - ген антагоніста рецептора до інтерлейкіну-1β

Введення

За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) від туберкульозу (ТБ) щорічно вмирають більше двох мільйонів чоловік у всьому світі. У зв'язку з цим в 1993 р. ТБ оголошений всесвітньої небезпекою. Незважаючи на намітилися тенденції до стабілізації і позитивну динаміку окремих показників, епідеміологічна ситуація з туберкульозу в Російській Федерації залишається складною [Перельман М.І., 2001; Онищенко Г.Г., 2003; Єрохін В.В., 2003; Беліловська та ін , 2003]. У 27 суб'єктах РФ рівень захворюваності значно вище, ніж по країні, причому найбільші показники відзначені в Сибірському федеральному окрузі [Мурашкіна Г.С. та ін, 1999; Краснов В.А., 2004]. Таким чином, ТБ є однією з найсерйозніших медико-соціальних проблем охорони здоров'я, як Томської області, так і в цілому Росії [Перельман М.І., 2003; Стреліс А.К., 2004].

Безсумнівно, ключовою ланкою патогенезу захворювання є проникнення мікобактерій туберкульозу (МБТ) в організм людини. Однак не можна недооцінювати роль певних чинників, до яких відносять вік хворого, супутні захворювання, несприятливий вплив факторів зовнішнього середовища, різні патологічні стани специфічного та неспецифічного імунітету [Давидовський І.В., 1962].

Відомо, що туберкульозної інфекції властивий виражений клінічний поліморфізм [Пузік В.І. та ін, 1973]. Основою для такої варіабельності клінічного перебігу хвороби є не тільки зовнішні середовищні причини, але і генетично детерміновані [Апт А.С та ін, 1982; Хоменко А.Г., 1990]. Завдяки вродженої відносної резистентності людини до туберкульозу захворює лише мала частина інфікованих МБТ, в той час як, за даними ВООЗ, інфікується практично кожен третій житель планети.

Близнюкові і генетико-епідеміологічні дослідження встановили важливу роль спадковості у розвитку туберкульозу [Чуканова В.П. и др., 2001; Kallman F., Reisner D., 1943; Comstock GW, 1978; Fine PEM, 1981].

З генетичної точки зору ТБ, як і більшість інфекційних захворювань, відносять до мультифакторіальної патології, яка представляє собою результат складної взаємодії великого числа генів з різноманітними чинниками навколишнього середовища [Мороз А.М., Торонджадзе В. Г., 1977; Березовський Б.А . та ін, 1986]. Сучасні досягнення в галузі молекулярної генетики відкрили нові перспективи у вивченні патогенезу хвороб: з'явилася можливість ідентифікувати гени, продукти експресії яких беруть участь у розвитку патологічних станів [Hill AVS, 1999].

Найважливіший етап патогенезу туберкульозу - персистенція збудника в фагосомою макрофагів [Авербах М.М. та ін, 1982; Литвинов В.І. та ін, 1983]. Макрофаги поглинають патоген у вогнищах запалення, але часто втрачають здатність елімінувати його в лізосомах, що в підсумку призводить до їх масованому розмноження і наступного виходу із загиблих клітин [Myrvik Q. et al., 1984]. У зв'язку з цим до числа генів-кандидатів туберкульозу входять гени, продукти яких беруть участь у процесі фагоцитозу мікобактерій. Сучасні характеристики туберкульозної інфекції диктують необхідність контролю проходження мікобактерії по ендосомально - лізосомне шляху.

Одним з методів аналізу ролі генетичних факторів у виникненні та розвитку поширених захворювань є дослідження асоціацій генетичних маркерів із захворюваннями [Пузирьов В.П., 2000; Collins FS, 1999; McKusick V., 2000]. В основі такої асоціації маркера з хворобою можуть лежати три причини. По-перше, наявність асоціації може свідчити про те, що асоційований локус і є ген або один з генів хвороби. По-друге, причиною асоціації може бути нерівновага по зчепленню між маркерним локусом і локусом хвороби. І, нарешті, асоціація може бути артефактом, що виникли внаслідок підрозділами популяції [Пузирьов В.П., Степанов В.А., 1997]. Феномен асоціації генетичного маркера із захворюванням або яким-небудь ознакою хвороби визначається диференціальної пристосованістю носіїв різних генотипів [Алтухов Ю.П., 2003].

Одним з пріоритетних напрямків в активному виявленні туберкульозу є визначення груп ризику. Формування цих груп вимагає методологічно правильного підходу, заснованого на чіткому знанні чинників, що визначають підвищений ризик захворювання [Горбач Н.А. та ін, 2004]. Методами молекулярної медицини було встановлено, що у людини гени багатьох ферментів, рецепторів та інших білків характеризуються наявністю одного або кількох структурних поліморфізмів, які не призводять до значних змін первинної структури білка, і відповідно, очевидним патологічним наслідків, але впливають на функціональну активність кодованих білків . Ці специфічні для конкретної патології маркери можуть бути виявлені задовго до її клінічної маніфестації, що дозволить визначити групи ризику, організувати їх моніторинг, а в разі необхідності, запропонувати індивідуально обгрунтовану профілактику і превентивну терапію. Таким чином, ідентифікація генів і їх алелів, що беруть участь у визначенні чутливості або резистентності до туберкульозу, дозволить не тільки глибше проникнути у фундаментальні механізми імунітету і патології цієї інфекції, але і сприятиме удосконаленню лікувально-профілактичних заходів.

Це дослідження є фрагментом вивчення схильності до туберкульозу в різних етнічних групах, яке проводиться в ГУ НДІ медичної генетики ТНЦ СО РАМН під керівництвом академіка РАМН В.П. Пузирьова. Отримано результати дослідження ролі генів-кандидатів у виникненні та розвитку туберкульозу у тувинців [Рудко А.А., 2004]. Нами вивчено вплив генів NRAMP1 (ген макрофагального білка, асоційованого з природною резистентністю), VDR (ген рецептора до вітаміну D), IL12B (ген інтерлейкіну 12В), IL1B (ген інтерлейкіну 1В), IL1RN (ген антагоніста рецептора до інтерлейкіну 1В) на схильність до туберкульозу у росіян м. Томська. Вибір подібних поліморфізмів генів для оцінки резистентності до ТБ у тувинців і російських дозволив провести порівняльний аналіз поширеності досліджених маркерів у хворих і здорових представників даних етнічних груп населення.

Мета дослідження: вивчити роль поліморфних варіантів генів NRAMP1, VDR, IL12B, IL1B і IL1RN у виникненні та розвитку туберкульозу у російських жителів м. Томська.

Завдання дослідження:

1. Вивчити поширеність і межлокусное взаємодія поліморфних варіантів гена NRAMP1 (469 +14 G / C, D543N, C274T, 1465-85G / A), алельних варіантів генів VDR (B / b, F / f), IL12В (A1188C), IL1B (+3953 A1 / A2), IL1RN (VNTR) у росіян м. Томська.

2. Оцінити частоту зустрічальності хворих на туберкульоз серед родичів хворих і здорових осіб.

3. Провести аналіз асоціацій поліморфізму досліджуваних генів з туберкульозом.

4. Дослідити вплив досліджуваних алельних варіантів на варіювання патогенетично значущих ознак хвороби.

5. Провести порівняльний аналіз російських м. Томська і жителів Туви за поширеністю досліджених генів, гаметіческому нерівновазі між парами поліморфізмів генів і виявленим асоціаціям.

Наукова новизна:

Вперше отримані відомості про поширеність алельних варіантів генів NRAMP1, VDR, IL12B, IL1B, IL1RN у росіян мешканців м. Томська. Проведено міжпопуляційної порівняльний аналіз генів-кандидатів туберкульозу у росіян і тувинців, який встановив відмінності у розподілі генотипів і частот алелей за усіма дослідженими генетичними маркерами. Показано, що структура нерівноваги по зчепленню між поліморфізмом гена NRAMP1 ідентична у росіян і тувинців. Вивчено вплив поліморфізму генів-кандидатів туберкульозу на виникнення і розвиток різних клінічних варіантів захворювання. Вперше виявлені асоціації поліморфізму +3953 А1/А2 гена IL1B c обмеженим деструктивним ТБ легенів, VNTR поліморфізму гена IL1RN та поліморфізму 274С / Т гена NRAMP1 з поширеною деструктивною формою захворювання, поліморфізму 1465-85G / A гена NRAMP1 з первинним туберкульозом та поліморфізму 1188А / С гена IL12B як з поширеним деструктивним туберкульозом легень, так і з первинною по генезу формою патології. Показано зв'язок поліморфізму генів IL12B, NRAMP1 і VDR з патогенетично важливими для ТБ якісними і кількісними характеристиками патологічного процесу: об'ємом ураження тканини легені, деструктивними змінами, рівнем паличкоядерних нейтрофілів, а також ШОЕ у жінок.

Практична значимість:

Отримані результати дослідження поліморфізму генів-кандидатів туберкульозу є доволі важливими для формування уявлень про взаємозв'язок особливостей генофондних параметрів популяції з закономірностями поширення цього інфекційного захворювання, дозволяють глибше проникнути у фундаментальні механізми імунітету і патології ТБ. Відомості про вклад поліморфізму досліджених генетичних маркерів у формування варіабельності схильності до цього захворювання, а також у визначення відмінностей клінічних проявів хвороби, можуть бути використані при організації профілактичних і лікувальних заходів. Отримані дані можуть бути корисні в уточненні стратегії формування груп ризику щодо захворювання на туберкульоз.

1. Огляд літератури

1.1 Роль спадкових факторів у виникненні та розвитку туберкульозу

Туберкульоз відомий з глибокої давнини. Про це свідчать численні літературні дані і історичні факти. Наукові матеріали палеонтологів вказують на древній вік мікобактеріальній інфекції. На кістках давньоєгипетських мумій епохи бронзи вдалося виявити кілька безперечних туберкульозних поразок. Велика заслуга в цьому належить англійському досліднику Арманду Рафферу (1921) [Холмівської М.Б., 1997].

Деякі ознаки легеневої сухот описані в єгипетських папірусах, а так само в творах найдавніших китайських вчених і в священних книгах індусів [Хоменко А.Г., 1990]. Вже в ті часи дослідники намагалися пояснити питання, яке цікавило багатьох. Чому деякі люди більш схильні до туберкульозу, ніж інші?

Вирішувалася ця проблема різними вченими по-різному, в залежності від рівня знань у той чи інший період людської історії. Гіппократ, а так само його сучасники вважали туберкульоз спадковою хворобою: "Деякі - більш стійкі в хворобах, інші зовсім не здатні їм протистояти. Як від батьків епілептиків народжуються діти-епілептик, так від сухотних народжуються діти схильні до сухоті" [Цит. по Рабухін А.Є., 1959].

Проте вже в ті часи висловлювалася думка про заразність легеневої сухот. Так у Персії, за свідченням Геродонта, зазвичай ізолювали не тільки "прокажених, але і сухотних і золотушних" хворих, забороняли їм залишатися в містах і підтримувати будь-який зв'язок з навколишнім населенням [Рабухін А.Є., 1948].

З відкриттям збудника туберкульозу роль спадковості при цьому захворюванні фактично перестала зізнаватися. Протягом тривалого часу у фтизіатрії основна увага приділялася вивченню збудника хвороби, патологічних змін та їх клінічних проявів.

В даний час загальновизнано, що етіологічним чинником туберкульозу є мікобактерії туберкульозу (МБТ). Туберкульоз - інфекційне захворювання, яке відрізняється переважно хронічним перебігом різних клінічних форм, своєрідністю специфічних імунологічних та морфологічних проявів. Проте проникнення в організм збудника туберкульозу є необхідним, але недостатньою умовою для розвитку хвороби. У патогенезі туберкульозу немаловажну роль грають так звані сприяють фактори. До таких факторів відносять деякі властивості макроорганізму (стать, вік, супутні захворювання, загальна реактивність організму і т.д.), вірулентність мікобактерії туберкульозу і масивність інфікування, а також вплив зовнішнього середовища (несприятлива мікросоціальне середовище, соціально-гігієнічні фактори і низький економічний рівень життя), при якому відбувається інфікування. Іноді роль супутніх чинників в етіології туберкульозу виступає на перше місце [Давидовський І.В., 1962].

Безсумнівно, що сімейне накопичення туберкульозу обумовлено спільністю факторів зовнішнього середовища, які впливають на кожного члена сім'ї. Але навіть в умовах тісної сімейного контакту з бактеріовидільником не всі члени сім'ї захворюють на туберкульоз. Якщо простежити історію взаємодії людської популяції зі збудниками інфекційних хвороб, то можна помітити, що епідемії особливо небезпечних захворювань не закінчувалися повним вимиранням. Виживали індивіди - можливо, носії певних генетичних систем, що мають відношення до опірності відповідним інфекцій [Хоменко А.Г., 1990].

Туберкульоз відрізняється клінічним поліморфізмом, що проявляється різними формами захворювання - від малих з безсимптомним перебігом до обширних деструктивних процесів в легенях з вираженою клінічною картиною, а також наявністю туберкульозного процесу різної локалізації в інших органах [Пузік В.І. та ін, 1973]. Мабуть, причини такого розмаїття проявів туберкульозу можуть визначатися не тільки несприятливим поєднанням зовнішніх чинників, а й внутрішніми, спадковими причинами.

Ступінь впливу спадкових факторів на виникнення і перебіг хвороби при різній патології неоднакова. В одних випадках генетично можуть бути детерміновані несумісні з життям дефекти, в інших - мова може йти про один з багатьох компонентів патогенезу захворювання.

Чутливість до туберкульозу у різних видів тварин істотно варіює: від вродженої резистентності щурів, до крайньої схильності у морських свинок. Крім того, існують внутрішньовидові відмінності в схильності до даного захворювання [Гамалія М.Ф., 1939; Авербах М.М. та ін, 1980; Сабадаш Є.В. та ін, 2002].

Аналогічним чином людська популяція виявляє уроджену відносну резистентність до туберкульозу [Апт А.С. та ін, 1982; Авербах М.М. та ін, 1982; Мороз А.М., 1984]. Завдяки цьому захворює лише мала частина інфікованих МБТ, в той час як за даними ВООЗ інфікується практично кожен третій житель планети. Подібна вибірковість свідчить про те, що не всі члени популяції в рівній мірі схильні до туберкульозу.

Досліджуючи групу хворих на туберкульоз методом вивчення їх родоводів, В. Г. Штефко (1930) провів паралелі між конституціональними ознаками і захворюванням. Так само він встановив різне перебіг хвороби у осіб різної національності. Отримані дані дозволили припустити існування спадкової схильності до туберкульозу.

Виявлення при профілактичних флюрографічного обстеження рентгенположітельних осіб з зажівшімі елементами перенесеної первинної інфекції, у яких настало спонтанне лікування, також свідчить про те, що не всі люди в рівній мірі схильні до захворювання на туберкульоз в умовах зараження мікобактеріями туберкульозу.

Б. А. Березовський і співавт. (1986) провели аналіз частоти хвороби серед родичів хворих на туберкульоз, які не перебували в контакті з останніми, а також у контрольній групі здорових осіб. Отримані результати виявили достовірні відмінності в порівнюваних групах, при цьому частота туберкульозу серед батьків та сибсів пробанда більш ніж у 5 разів перевищувала таку в популяції. На підставі цих даних було зроблено припущення, що поряд з відомими, достатньо вивченими причинами виникнення туберкульозу легенів певне значення в його розвитку мають генетичні фактори.

Аналіз 33 хворих рецидивуючим туберкульоз з бактеріовиділенням після завершеною хіміотерапії показав, що з 25 осіб були з цими хворими в контакті, 5 залишилися неінфікованими. У той же час серед інших туберкулінположітельних осіб з контакту не відмічено випадків захворювання на туберкульоз [Golli V. et al., 1981].

Схожі результати отримали й інші автори, що спостерігали за особами з сімейного контакту з 458 хворими на туберкульоз протягом 4 років після виявлення джерела інфекції. Всього за 4 роки було виявлено, що серед 1250 осіб з сімейного контакту захворіли лише 48 з них переважно на 1-му та 2-му році спостереження [Kameda K. et al., 1983].

H. Hara і співавтори (1982) наводять дані про те, що з 28 чоловік, що знаходяться в контакті з хворими бацилярні, лише у 6 протягом 2,5 років був встановлений туберкульоз.

Під керівництвом академіка РАМН А. Г. Хоменко було здійснено комплексне генетико-епідеміологічне дослідження, в якому брали участь 522 багатодітні сім'ї узбецької, туркменської, молдавської етнічних груп. Завдання даного дослідження зводилася до визначення коефіцієнта успадкованого (схильності, схильності). Для цього обстежили понад 5000 родичів першого та другого ступеня споріднення по відношенню до пробандам, які страждали на туберкульоз легенів.

Результати дослідження встановили сімейне накопичення туберкульозу серед різних груп родичів різного ступеня споріднення. При цьому в сім'ях пробандів, які хворіли деструктивним туберкульозом легень і були бактеріовиділювачів, частота туберкульозу серед родичів першого ступеня спорідненості значно перевищувала частоту захворювання серед населення не тільки при наявності сімейного контакту (в 7,2 рази), а й за відсутності тісного сімейного контакту ( в 5 разів). Крім того, аналогічним чином у всіх обстежених етнічних групах у сім'ях родичів першого ступеня споріднення, де пробанди хворіли недеструктивная формами туберкульозу без бактеріовиділення, частота туберкульозу легень в 4,3 рази перевищувала частоту захворювання серед населення зіставного віку [Чуканова В. П. та ін , 2001].

У родичів другого ступеня спорідненості (племінників пробандів), які не перебували в сімейному контакті з пробандами, встановлено, що частота туберкульозу серед них перевищувала частоту захворювання серед населення відповідного віку в 2-2,5 рази. З огляду на більш віддалену ступінь спорідненості, збільшення частоти захворювання в цій групі родичів в більшій мірі підкреслює значення генетичних факторів у сімейному накопиченні захворювання. Виявлені закономірності поширення туберкульозу дозволяють вважати, що серед кровних родичів хворих на туберкульоз легень ризик розвитку хвороби значно вище, ніж серед усього населення.

Особливий спосіб клініко-генеалогічного вивчення схильний-ності до хвороб - вивчення захворюваності індивідів, генетично не споріднених з хворим на туберкульоз (дружини пробандів, прийомні діти), але пов'язаних з ним спільністю сімейних середовищних впливів. Аналіз поширеності туберкульозу серед подружжя пробандів, які не перебувають у кровній спорідненості з хворими на туберкульоз, але перебували з ними в сімейному контакті, встановив, що частота туберкульозу легень у цій групі достовірно не відрізнялася від частоти захворювання серед населення обстежених етнічних груп [Чуканова В. П. та ін, 1995].

На підставі проведених досліджень популяцій були виявлені етнічні особливості в патогенезі і клінічному перебігу туберкульозу [Хаудамова Г.Т., 1991; Хоменко А.Г., 1996; Stead WW, 1992; Bellamy R., 1998]. Аналіз захворюваності на туберкульоз органів дихання основних етнічних груп Казахстану (казахів і росіян) виявив підвищений ризик (у 3 рази) захворювання корінного населення [Хауадамова Г.Т., 1991].

Ймовірно, велика частина такої етнічно залежною схильності обумовлена ​​факторами зовнішнього середовища, тобто певними традиціями даної популяції, економічними причинами і т. д. Однак є дані про те, що більш схильні до туберкульозу популяції, що відбуваються з територій вільних від цього захворювання [Bellamy R. , 1998; Stead WW, 1992]. Дане положення легко пояснити з точки зору природного відбору. Резистентність до туберкульозної інфекції створювалася і підтримувалася в процесі сімбіонтних відносин макро-і мікроорганізмів [Земскова З.С., Дорожкова І.Р., 1984].

З метою розділення генетичних і середовищних ефектів і оцінки їх соотносительного вкладу в етіологію і патогенез туберкульозу були зроблені блізнецовие дослідження [Kallman F., Reisner D., 1943; Comstock GW, 1978; Fine PEM, 1981]. Ці роботи показали, що захворюваність на туберкульоз монозиготних близнюків в середньому в 3,5 рази вище, ніж дизиготних.

Отримані в ході блізнецових досліджень факти свідчили про генетичну підоснову туберкульозу, однак, не надали даних про тип спадкування захворювання. Генетичний аналіз сприйнятливості і резистентності до туберкульозу, проведений на лабораторних тваринах, показав, що успадкування цих ознак має складний, полігенні характер [Lurie MB et al., 1952; Lynch CJ et al., 1965].

На підставі експериментальних досліджень була висунута гіпотеза мультифакторіальних типу успадкування схильності до туберкульозу легенів [Мороз А. М., Торонджадзе В. Г., 1977]. Пізніше Б. А. Березовський і співавт. (1986) порівняли наявні відомості з генетики туберкульозу з критеріями мультифакторіальних спадкування, запропонованими JH Edwards (1969). Отримані в ході порівняння результати підтвердили висловлену раніше гіпотезу.

З генетичної точки зору, мультифакторіальні захворювання представляють результат складної взаємодії великого числа генів з різноманітними чинниками навколишнього середовища. На відміну від менделирующий патології, в основі якої лежать рідко зустрічаються "головні гени", але зі значними ефектами, при мультифакторіальних хворобах генетична система полигенов представлена ​​величезним числом алельних варіантів генів, ефекти яких окремо незначні. Проте їх сукупна дія формує несприятливий "генетичний фон", який під впливом додаткових чинників реалізується в патологічний фенотип [Пузирьов В. П., 2003].

Сучасні уявлення про генетичну складової мультифакторіальних захворювань багато в чому пов'язані з концепцією схильності і порогового прояви мультифакторіальних фенотипу [Falconer D., 1965; Edwards JH, 1969]. Відповідно до цієї концепції, схильність до захворювання спадково обумовлена, але реалізація її можлива тільки при взаємодії з чинниками середовища. Патологічний фенотип проявляється при перетині якогось "порога" схильності, описуваного кількісними ознаками. Поріг має на увазі наявність різкого якісного відмінності: за цим порогом на шкалі схильності розташовуються уражені індивіди [Фогель Ф., Мотульський А., 1989].

Розвиток молекулярно-генетичних технологій дозволило вирішити проблему ідентифікації конкретних генетичних систем, відповідальних за схильність до мультифакторіальних захворювань. Картування генів здійснюється в рамках двох стратегій: генів-кандидатів і позиційного клонування [Пузирьов В.П., Степанов В.А., 1997].

Ген визначається як кандидатних, якщо продукт його експресії залучений у розвиток хвороби. Аналіз асоціації поліморфізму генів-кандидатів з досліджуваної хворобою або патологічними ознаками дозволяє встановити їх патогенетичну роль і, таким чином, "картировать" ген захворювання. При позиційному клонуванні визначення генів схильності проводиться шляхом аналізу зчеплення захворювання і маркерами з встановленим становищем на хромосомі. Це дає можливість картировать хвороби, для яких не відомі не тільки гени-кандидати, але навіть деталі розвитку хвороби.

Ідентифікація генів і їх алелів, від експресії яких залежить чутливість або резистентність до туберкульозу дозволила б глибоко проникнути у фундаментальні механізми імунітету і патології цієї інфекції. У результаті з'явилася б можливість використовувати методи генетичного типування для виявлення серед здорових людей груп з генетично підвищеним ризиком захворювання, що вимагають першочергових заходів профілактики і, ймовірно, особливого підходу до вакцинації [Кобринський Б.А., 1987].

Складність патогенезу, а так само відмінності в клінічному прояві туберкульозу припускають, що число генів-кандидатів захворювання досить велике (табл. 1). При цьому внесок кожного з них у сумарну схильність різний [Hill AVS, 1998]. Справа ще більше ускладнюється дією факторів зовнішнього середовища, значно модифікуючих положення порога схильності туберкульозу. Крім того, велике значення для визначення генів сложнонаследуемих захворювань має також вибір популяції для дослідження. Індивідуальні поєднання алелей генів схильності, формують ризик захворювання, є унікальними для кожної популяції, що може бути однією з причин невідтворюваних в різних вибірках результатів аналізу зчеплення хвороби з маркером [Terwilliger JD et al., 1997].

Таким чином, саме по собі картування генів туберкульозу ще не вичерпує всі проблеми генетики даної патології. Наступним за картуванням кроком, мабуть, є вивчення сумісної дії комплексу генів схильності, виявлення його основних функціональних ланок, встановлення особливостей взаємодії з факторами негенетичної природи - ось завдання, які необхідно вирішити для розуміння механізмів нормальної і патологічної реалізації генетичної інформації.

1. Comstock GW Tuberculosis in twins: a reanalysis of the Prophit study / / Am. Rew. Respir. Dis. - 1978. - Vol. 117. - P. 621-624.

2. Cooper AM, Kipnis A., Turner J. et al. Mice lacking bioactive IL-12 can generate protective, antigen-specific cellular responses to mycobacterial infection only if the IL-12 p40 subunit is divsent / / J. Immun. - 2002. - Vol. 168. - P. 1322-1327.

3. Cooper AM, Magram J., Ferrante J., Orme IM Interleukin 12 (IL-12) Is crucial to the development of protective immunity in mice intravenously infected with Mycobacterium tuberculosis / / J. Exp. Med. - 1997. - Vol. 186 (1). - P. 39-45.

4. Davies PD, Brown RC, Woodhead JS Serum concentrations of vitamin D metabolites in untreated tuberculosis / / Throax. - 1985. - Vol. 40. - P. 187-190.

5. Denis M. Killing of Mycobacterium tuberculosis within human monocytes: activation by cytokines and cacitriol / / Clin. Exp. Immunol. - 1991. - Vol. 84. - P. 200-206.

6. Dorman SE, Holland SM Interferon-γ and interleukin-12 pathway defects and human disease / / Cytokine Growth Factor Rev. - 2000. - Vol. 11. - P. 321-333.

7. Edwards JH Familial divdisposition in man / / Brit. Med. Bull. - 1969. - V. 25. - P. 58-64.

8. Falconer DS The inheritance of liability to certain diseases, estimated from the incidence among relatives / / Ann. Hum. Genet. - 1965. - V. 29. - P. 51-76.

9. Fine PEM Immunogenetics of susceptibility to leprosy, tuberculosis and leishmaniasis: An epidemiological perspective / / Int. J. Leprosy. - 1981. - Vol. 49. - P. 437-454.

10. Flynn JL, Goldstein MM, Triebold KJ et al. IL-12 increasis resistance of BALB / c mice to mucobacterium tuberculosis infection / / J. Immunol. - 1995. - Vol. 155. - P. 2515-2524.

11. Flynn JL, Chan J., Triebold KJ et al. An essential role for interferon gamma in resistance to mucobacterium tuberculosis infection / / J. Exp. Med. - 1993. - Vol. 178. - P. 2249-2254.

12. Forget A., Skamene B., Gros P. et al. Differences in response among inbred strains of mtce to infection with small doses of mycobacterium bovis (BCG) / / Infect. Immun. - 1981. - Vol. 32. - P. 42-50.

13. Gao PS, Fujishima S., Mao X.-Q. et al. Genetic variants of NRAMP1 and active tuberculosis in Japanese populations / / Clin. Genet. - 2000. - Vol. 58. - P. 74-76.

14. Giovine FS, Takhsh E., Blakemore AIF, Duff GW Single base polymorphism at-511 in the human interleykin-1β gene / / Hum. Mol. Genet. - 1993. - Vol. 1. - P. 450.

15. Golli V., Ghitulescu I., Ionescu N. et al. Clinical and epidemiological significance of isolated culture Koch bacillus after conclusion of chemotherapy / / Pneumoftiziol. - 1981. - Vol. 30, № 1. - Р. 55-58.

16. Govoni G., Gros P. Macrophage NRAMP1 and its role in resistanse to microbial infections / / Inflam. Res. - 1998. - Vol. 47, № 7. - P. 277-284.

17. Govoni G., Vidal S., Gauthier S. et al. The Bcg / Ity / Lsh Locus: genetic transfer of resistance to infections in C57BL/6J mice transgenic for the Nramp1Gly169 allele / / Infect. Immun. - 1996. - Vol. 64. - P. 2923-2929.

18. Greenwood CMT, Fujiwara TM, Boothroyd LJ et al. Linkage of tuberculosis to chromosome 2q35 loci, including NRAMP1, large aboriginal canadian family / / Am. J. Hum. Genet. - 2000. - Vol. 67. - P. 405-416.

19. Griffin MD, Xing N., Kumar R. Vitamin D and its analogs as regulators of immune activation and antigen divsentation / / Annu. Rev. Nutr. - 2003. - Vol. 23. - P. 117-145.

20. Gros P., Skamene E., Forget A. Genetic control of natural resistance to Mycobacterium bovis (BCG) in mice / / J. Immunol. - 1981. - Vol. 127, № 6. - P. 2417-2421.

21. Gruenheid S., Gros P. Genetics susceptibility to intracellular infections: Nramp1, macrofage function and divalent cations transport / / Curr. Opin. Microbiol. - 2000. - Vol. 3. - P. 43-48.

22. Gruenheid S., Pinner E., Desjardins M., Gros P. Natural resistance to infection with intracellular pathogens: the Nramp1 protein is recruited to the membrane of the phagosome / / J. Exp. Med. - 1997. - Vol. 185. - P. 717-730.

23. Hall MA, McGlinn E., Coakley G. et al. Genetic polymorphism of IL-12 p40 gene in immunemediated disease / / Genes and Immunity. - 2000. - Vol. 1. - P. 219-224.

24. Hara H., Matsushima T., Soejima R. et al. A tuberculosis epidemic. An outbreak of cases in a furniture company / / Kekkaku. - 1982. - Vol. 57, № 9. - P. 491-496.

25. Hill AVS Genetics and genomics of infectious disease susceptibility / / Brit. Med. Bull. - 1999. - Vol. 55, № 2. - P. 401-413.

26. Hill AVS The immunogenetics of human infectious disease / / Annu. Rev. Immunol. - 1998. - Vol. 16. - P. 593-617.

27. Hill WG Estimation of linkage disequilibrium in random mating populations / / Hereditary. - 1974. - Vol. 33. - P. 229-479.

28. Jabado N., Jankowski A., Dougaparsad S. et al. Natural resistance to intracellular infections: natural resistance-associated macrophage protein 1 (NRAMP1) functions as a pH-dependent manganese transporter at the phagosomal membrane / / J. Exp. Med. - 2000. - Vol. 192, № 9. - P. 1237-1247.

29. Jackett PS, Aber VR, Lowrie DB Virulence of Mycobacterium tuberculosis and susceptibility to peroxidative killing systems / / J. Gen. Microbiol. - 1978. - Vol. 107 (2). - P. 273-278.

30. Kallman FJ, Reisner D. Twin studies on the significance of genetic factors in tuberculosis / / Am. Rev. Tuberc. - 1942. - Vol. 47. - P. 549-574.

31. Kameda K., Kuchii N., Horii F. et al. A study on the family contacts examination of tuberculosis patients / / Kekkaku. - 1983. - Vol. 58, № 1. - P. 33-37.

32. Kindler V., Sppino AP, Grau GE et al. The inducing role of tumor necrosis factor in the daveloptment of bactericidal granulomas during BCG infection / / Cell. - 1989. - Vol. 56. - P. 731-740.

33. Knight JC, Kwiatkowski D. Inherited variability of tumor necrosis factor production and susceptibility to infectious disease / / Proc. Assoc. Am. Physicians. - 1999. - Vol. 111. - № 4. - P. 290-298.

34. Kramnik I., Dietrich WF, Demant P., Bloom BR Genetic control of resistance to experimental infection with virulent Mycobacterium tuberculosis / / Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2000. - Vol. 97 (15). - P. 8560-8565.

35. Labuda M., Ross MV, Fujiwara TM et al. Two hereditary defects related to vitamin D metabolism map to the same region of human chromosome 12q.II / / Cytogenet. Cell Genet. - 1991. - Vol. 58. - P. 1978.

36. Lahiri DK, Bye S., Nunberg JI et al. Anon-organic and non-enzymatic eztraction method gives higher yields of genomic DNA from whole-blood samples than do nine other methods used / / J. Biochem. Biophys. Methods. - 1992. - Vol. 25. - P. 193-205.

37. Liu J., Fujiwara TM, Buu NT et al. Identification of polymorphisms and sequence variants in the human homologue of the mouse natural resistance - associated macrophage protein gene / / Am. J. Hum. Genet. - 1995. - Vol. 56. - P. 845-853.

38. Liu W., Cao WC, Zhang CY et al. VDR and NRAMP1 gene polymorphisms in susceptibility to pulmonary tuberculosis among the Chinese Han population: a case-control study / / Int. J. Tuberc. Lung Dis. - 2004. - Vol. 8 (4). - P. 428-434.

39. Lurie MB, Zappasodi P., Dannenberg AM, Weiss GH On the mechanism of genetic resistance to tuberculosis and its mode of inheritance / / Am. J. Hum. Genet. - 1952. - Vol. 4. - P. 302-314.

40. Lynch CJ, Pierce-Chase CH, Dubos R. A genetic study of susceptibility to experimental tuberculosis in mice infected with mammalian tubercle bacilli / / J. Exp. Med. - 1965. - Vol. 121. - P. 1051-1070.

41. Malo D., Vogan K., Vidal S. et al. Haplotype mapping and sequence analysis of the mouse Nramp gene divdict susceptibility to infection with intracellular parasites / / Genomics. - 1994. - Vol. 23. - P. 51-61.

42. Marquet S., Lepage P., Hudson TJ et al. Complete nucleotide sequence and genomic structure of the human NRAMP1 gene region on chromosome region 2q35 / / Mamm. Genome. - 2000. - Vol. 11. - P. 755-762.

43. Mohan VP, Scanga CA, Yu K. Effects of Tumor Necrosis Factor alpha on host immune respons in chronic persistent tuberculosis: possible role for limiting Pathology / / Infect. Immun. - 2001. - № 3. - P. 1847-1855.

44. Myrvik Q., Leake E. Wright M. Disruption of fhagosomal membranes of normal alveolar macrophages by the H37Rv strain of M. tuberculosis. A correlate of virulence / / Am. Rev. Resp. Dis .- 1984. - Vol.129. - P.322-328.

45. Nei M. Molecular population genetics and evolution. - New York, Amsterdam: North-Holland publishing companu, Oxford American Elsevier publishing company, 1975. - 288 p.р.

46. Nelson N. Metal ion transporters and homeostasis / / EMBO J. - 1999. - Vol. 18. - P. 4361-4371.

47. Nicklin MJH, Weith A., Duff GW A physical map of the region encompassing the human interleykin-1-alpha, interleykin-1-beta, and interleykin-1 receptor antagonist genes / / Genomics. - 1994. - Vol. 19. - P. 382-384.

48. Noben-Trauth N., Schweitzer PA, Johnson KR et al. The interleukin-12 beta subunit (p40) maps to mouse chromosome 11 / / Mamm. Genome. - 1996. - Vol. 7. - P 392.

49. North RJ, Medina E. How important is Nramp1 in tuberculosis? / / Trends Microbiol. - 1998. - Vol. 6, № 11. - P. 441-443.

50. Oppmann B., Lesley R., Blom B. et al. Novel p19 protein engages IL-12p40 to form a cytokine, IL-23, with biological activites similar as distinct from IL-12 / / Immunity. - 2000. - Vol. 13. - P. 715-725.

51. Orme IM, Cooper AM Cytokine / chemokine cascades in immunity to tuberculosis / / Immunol. Today. - 1999. - Vol. 20. - P. 307-311.

52. Ottenhoff THM, Verreck FAW, Lichtenauer-Kaligis EGR et al. Genetics, cytokines and human infectious disease: lessons from weakly pathogenic mycobacteria and salmonellae / / Nature Genetics. - 2002. - Vol. 32. - P. 97-104.

53. Patterson D., Jones C., Hart I. et al. The human interleukin-1 receptor antagonist (IL1RN) gene is located in the chromosome 2q14 region / / Genomics. - 1993. - Vol. 15. - P. 173-176.

54. Pearce N. What does the odds ratio estimate in a case-control study? / / Int. J. Epidemiol. - 1993. - Vol. 26 № 6. - P. 1189-1192.

55. Pоciot F., Molving J., Wogensen L. et al. A TaqI polymorphism in the human interleykin-1 beta (IL-1 beta) gene correlates with IL-1 beta sacretion in vitro / / Eur. J. Clin. Invest. - 1992. - Vol. 22. - P. 396-402.

56. Rigby WF The immunobiology of vitamin D / / Immunol. Today. - 1988. - Vol. 9. - P. 54-58.

57. Rook G. Role of activated macrophages in the immunopathology of tuberculosis / / Brit. Med. Bull .- 1988 .- Vol.44, № 3 .- P.611-623.

58. Rook G., Steele J., Fraher L. et al. Vitamin D3, gamma interferon, and control of mucobacterium tuberculosis by human monocytes / / Immunology. - 1986. - Vol. 57. - P. 159-163.

59. Roth DE, Soto G., Arenas F. et al. Association between vitamin D receptor gene polymorphisms and response to treatment of pulmonary tuberculosis / / J. Infect. Dis. - 2004. - Vol. 190 (5). - P.920-927.

60. Ryu S., Park YK, Bai GH et al. 3'UTR polymorphisms in the NRAMP1 gene are associated with susceptibility to tuberculosis in Koreans / / Int. J. Tuberc. Lung Dis. - 2000. - Vol. 4, № 6. - P. 577-580.

61. Schlesinger LS Entry of Mycobacterium tuberculosis into mononuclear phagocytes / / Curr. Top. Mycrobiol. Immunol. - 1996. - Vol. 215. - P. 71-96.

62. Schlesinger LS Role of mononuclear phagocytes in M. tuberculosis pathogenesis / / J. Invest. Med. - 1996. - Vol. 44. - P. 312-323.

63. Selvaraj P., Kurian SM, Uma H. et al. Influence of non-MHC genes on lymphocyte response to Mycobacterium tuberculosis antigens and tuberculin reactive status in pulmonary tuberculosis / / Indian J. Med. Res. - 2000. - Vol. 112. - P. 86-92.

64. Servaraj P., Narayanan PR, Reetha AM Association of vitamin D receptor genotypes with the susceptibility to pulmonary tuberculosis in femele patients and resistance contacts / / Indian J. Med. Res. - 2000. - Vol. 111. - P. 172-179.

65. Sevaraj P., Narayanan PR, Reetha AM Association of functional mutant homozygotes of the mannose binding protein gene with susceptibility to pulmonary tuberculosis in India / / Tuberc. Lung. Dis. - 1999. - Vol. 79. - P. 221-227.

66. Sieburth D., Fabs EW, Warrington JA et al. Assignment of NKSF/IL-12, a unique cytokine composed of two unrelated subunits, to chromosomes 3 and 5 / / Genomics. - 1992. - Vol. 14. - P. 59-62.

67. Skamene E., Kongshavn PAL, Landy M. Genetic control of natural resistance to infection and malignancy - New York: Academic Press., 1980. - 280 p.р.

68. Skamene E. The Bcg gene story / / Immunobiology. - 1994. - Vol. 191. - P. 451-460.

69. Soborg C., Andersen AB, Madsen HO et al. Natural resistance-associated macrophage protein 1 are associated with microscopy-positive tuberculosis / / J. Infect. Dis. - 2002. - Vol. 186 - № 4. - P. 517-521.

70. Spielman RS, McGinnis RE, Ewens WJ Transmission test for linkage disequilibrium: the insulin gene region and insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) / / Am. J. Hum. Genet. - 1993. - Vol. 52. - P. 506-516.

71. Spielman RS, Ewens WJ The TDT and other family-based tests for linkage disequilibrium and association / / Am. J. Hum. Genet. - 1996. - V. 59. - P. 983-989.

72. Stead WW Genetics and resistance to tuberculosis: could resistance be enhanced by genetics engineering? / / Ann. Int. Med. - 1992. - Vol. 116. - P. 937-941.

73. Stead WW, Senner JW, Reddick WT, Lofgren JP Racial differences in susceptibility to infection by Mycobacterium tuberculosis / / N. Engl. J. Med. - 1990. - Vol. 322. - P.422-427.

74. Tarlow JK, Blakemore IF, Lennard A. et al. Polymorphism in human IL-1 receptor antagonist gene intron 2 is caused by variable numer of an 860-bp tandem repeat / / Hum. Genet. - 1993. - Vol. 91. - P. 403-404.

75. Uitterlinden AG, Fang Y., Meurs JB et al. Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms / / Gene. - 2004. - Vol. 338 (2). - P. 143-156.

76. Vidal SM, Malo D., Vogan K. et al. Natural resistance to infection with intracellular parasites: isolation of a candidate for Bcg / / Cell. - 1993. - Vol. 73, № 3. - P. 469-485.

77. Walker L., Lowrie DB Killing of Mycobacterium microti by immunologically activated macrophages / / Nature. - 1981. - Vol. 293. - P. 69-71.

78. Warrington JA, Bailey SK, Armstrong E. et al. A radiation hybrid map of 18 growth factor, growth factor receptor, hormone receptor, or neurotransmitter receptor genes on the distal region of the long arm of chromosome 5 / / Genomics. - 1992. - Vol. 13. - P. 803-808.

79. Warrington JA, Bengtsson U. High-resolution physical mapping of human 5q31-q33 using three methods: radiation hybrid mapping, interphase fiuorescence in situ hybridization, and pulsed-field gel electrophoresis / / Genomics. - 1994. - Vol. 24. - P. 395-398.

80. Wilkinson RJ, Lieweiyn M., Toossi Z. et al. Influence of vitamin D deficiency and vitamin D receptor polymorphisms on tuberculosis among Gujarati Asians in west London: a case-control study / / Lancet. - 2000. - Vol. 355. - P. 618-621.

81. Wilkinson RJ, Patel P., Llewelyn M. et al. Influence of Polymorphism in the Genes for the Interleukin (IL) -1 Receptor Antagonist and IL-1β on Tuberculosis / / J. Exp. Med. - 1999. - Vol. 189 (12). - P. 1863-1873.

82. Yang YS, Kim SJ, Kim JW, Koh EM NRAMP1 gene polymorphisms in patients with rheumatoid arthritis in Koreans / / J. Korean Med. Sci. - 2000. - № 15. - P. 83-87.

83. Zaahl MG, Robson KJH, Warnich L. et al. Exdivssion of SLC11A1 (NRAMP1) 5'-(GT) n repeat: Opposite effect in the divsence of - 237C → T / / Blood Cells, Molecules, and Diseases. - 2004. - Vol. 33. - P. 45-50.

Здатність знищувати внутрішньоклітинних паразитів залежить від стадії активації макрофагів і отримується ними під дією цитокінів, зокрема, під дією гамма інтерферону (IFN-g), які виділяються стимульований лімфокінпродуцірующімі Т-клітинами [Ройт А., 1991]. Цитокіни представляють собою групу поліпептидних медіаторів, що беруть участь у формуванні та регуляції захисних реакцій організму. До цитокинам відносять інтерферони, колонієстимулюючі фактори, інтерлейкіни, хемокіни, трансформують ростові фактори, група фактора некрозу пухлин і деякі інші. До загальних головним властивостям цитокінів, що об'єднує їх в самостійну систему регуляції, відносяться: плейотропізм і взаємозамінність біологічної дії, відсутність антигенної специфічності дії, саморегуляція продукції і формування цитокінової мережі. Цитокіни в першу чергу регулюють розвиток місцевих захисних реакцій в тканинах з участю різних типів клітин крові, ендотелію, сполучної тканини і епітеліїв. Гіперпродукція цитокінів веде до розвитку системної запальної реакції і може служити причиною розвитку ряду патологічних станів [Сімбірцев А.С., 2002].

Мутації генів деяких цитокінів, що грають важливу роль у механізмах імунологічної захисту проти мікобактерій, а так само мутації генів кодують рецептори до цих інтерлейкіну можуть грати свою роль у схильності до туберкульозу. Так, генетично змінені миші ("нокаути"), позбавлені гена, що кодує IFN-g або рецептор до нього, дуже чутливі до зараження мікобактеріями [Flynn J. et al., 1993]. Описано також випадки летальної БЦЖ інфекції у дітей з вродженим дефектом експресії рецепторів до IFN-g [Altare F. еt al., 1998]. Примітно, що в літературі не зустрічається опис пацієнтів з генетичним недоліком IFN-g. Ймовірно, такі мутації є фатальними.

Роль макрофагів у протитуберкульозному імунітет не обмежується фагоцитозу. Другий основною функцією клітин макрофагального ряду є презентація перероблених мікобактеріальних антигенів, що необхідно для запуску наступних імунологічних реакцій [Покровський В.І. та ін, 1979]. Крім того, макрофаги беруть участь у синтезі найважливіших медіаторів імунної відповіді при туберкульозі, таких як інтерлейкін-1 (ІЛ-1) та ін [Chensue S. et al., 1986]. ІЛ-1 є ключовим елементом у розвитку запалення, біологічний ефект якого опосередковується через специфічні клітинні рецепторні комплекси. Регулювання дії даного цитокіну здійснюється за допомогою рецепторного антагоніста інтерлейкіну-1, який конкурентно взаємодіє з рецептором до ІЛ-1 і, таким чином, інгібує прозапальний ефект [Tarlow JK et al., 1993].

S. Chensue і співавтори (1986) вважають, що продукція інтерлейкіну-1 мононуклеарними клітинами периферичної крові хворих є специфічним індикатором активності процесу, більш вираженим, ніж показники ШОЕ або С-реактивного білка, і пропонують використовувати цей показник для діагностики активного туберкульозу та контролю за ефективністю лікування хворих.

В одній з робіт була досліджена in vitro здатність макрофагів синтезувати інтерлейкін-1 у відповідь на вплив синтетичного активатора макрофагів мурамілдіпептіда у хворих на туберкульоз і здорових донорів. Виявлено, що макрофаги хворих відрізняє знижена здатність секретувати цей цитокін [Селедцова Г.В. та ін, 1991]. Причому при фіброзно-кавернозної формі туберкульозу спостерігалося більш виражене зниження продукції ІЛ-1, ніж при інфільтративному туберкульозі [Хонина Н.А. та ін, 2000] В даний час багато цитокіни, в тому числі і інтерлейкін-1, застосовуються в клінічній практиці у вигляді лікарських препаратів. Була вивчена ефективність лікування хворих на туберкульоз із застосуванням в комплексній терапії рекомбінантного ІЛ-1b. Спостереження показали, що використання препарату беталейкіна підвищує ефективність лікування із закриття порожнин розпаду, зменшення і фрагментації специфічних фокусів, ступеня вираженості залишкових змін [Скворцова Л.А. и др., 2003].

Можливо, нездатність макрофагів активуватися для продукції ІЛ-1 під впливом стимулу пов'язана з мутацією в гені, що кодує цей цитокін. Було показано, що ген, який кодує інтерлейкін-1b - IL1B знаходиться на хромосомі 2q14, а недалеко від цього гена на ділянці 2q14.2 розташований ген рецепторного антагоніста ІЛ-1b - IL1RN [Patterson D. et al., 1993; Nicklin MJH et al., 1994]. Відомі два біаллельних поліморфізму в гені IL1В в позиціях - 511 і +3953 [Giovine FS et al., 1993; Pociot F. et al., 1992]. Так само описаний VNTR поліморфізм у другому інтроні гена IL1RN, обумовлений тандемним повтором ділянки з 86 п.о. від 2 до 6 разів. П'яти аллелям VNTR поліморфізму в залежності від частоти зустрічальності були присвоєні такі назви: найчастіший аллель - А1 (чотири повтору), другою за частотою аллель А2 (два повтору), А3 (п'ять повторів), А4 (три повтору), А5 (шість повторів ) [Tarlow JK et al., 1993].

Аналіз поліморфізму кластеру генів інтерлейкіну-1 (IL1A, IL1B, IL1RN) в африканців показав взаємозв'язок IL1A, IL1RN з чутливістю до туберкульозу. Так, гетерозиготи за аллелю 2 VNTR поліморфізму гена IL1RN статистично значимо рідше зустрічалися серед хворих на туберкульоз, ніж у контрольній групі. Однак автори відзначають відсутність впливу поліморфізму IL1B на схильність туберкульозу [Bellamy R., Ruwende C., 1998]. В іншому дослідженні не було знайдено відмінностей в частотах генотипів IL1RN між вибірками хворих на туберкульоз легень та контрольної [Selvaraj P. et al., 2000].

Wilkinson RJ і співавтори (1999) не виявили відмінностей в частотах генотипів поліморфізму генів IL1B і IL1RN в групах хворих на туберкульоз та здорових індивідів. Тим часом було показано, що стимульована in vitro мікобактеріями туберкульозу секреція IL-1RN у IL-1RNА2 + індивідів вище, ніж у IL1RNА2-індивідів. Таким чином, з алелем 2 (2 повтору) VNTR поліморфізму пов'язано підвищення продукції IL1RN. У дослідженні було описано вплив поліморфізму +3953 А1/А2 IL1B на експресію продукту гена. На додаток до цього автори виявили асоціацію IL1RNА2-/IL1B (+3953) А1 + гаплотипу з низькою експресією IL1RN і підвищеним рівнем IL-1b, що проявляється в прозапальною фенотипі [Wilkinson RJ et al., 1999].

Ген, що кодує інтерлейкін-12β (IL12В) також можна розглядати в якості кандидата при розвитку туберкульозної інфекції, так як продукт даного гена грає ключову роль у клітинному імунній відповіді [Тотолян А.А., Фрейдлін І.С., 2000]. Brightbill HD і співавтори (1999) продемонстрували, що бактеріальні ліганди (ліпопротеїни) стимулюють вироблення IL-12 макрофагами людини за допомогою активації Toll-like рецепторів на поверхні макрофага. Інтерлейкін -12 зв'язується з b1 і b2 комплексом рецептора до IL-12 на поверхні Т-хелперів та інших клітин-кілерів. У свою чергу, Т-хелпери продукують IFN-g, який зв'язується з R1/R2 комплексом рецептора до IFN-g на поверхні макрофагів і активує їх. Активовані макрофаги спрямовуються до місця знаходження мікобактерій і активно їх поглинають [Rook GAW et al., 1985]. Таким чином, загибель мікобактерій всередині макрофага здійснюється в результаті складних, опосередкованих цитокінами, взаємодій лімфоцитів і фагоцитів.

Інтерлейкін 12 має два ланцюги, масою 35 kD (Р35), кодована IL12А і масою 40 kD (р40), кодована IL12В. Тоді як IL12р40 головним чином взаємодіє з рецептором IL12b1 на поверхні Т-хелпери, IL12р35 в першу чергу зчіплюється з IL12b2. Використовуючи іммунопреціпітація, Oppmann B. і співавтори (2000) визначили, що IL12В і Р19 формують розчинний комплекс, який вони назвали IL23. Аналіз встановив, що IL23, подібно IL12, зв'язується з рецептором IL12b1. Не так давно були виявлені цитокіни IL18 і IL29 мають схожість у функції з IL12 і IL23.

Ген NKSF2 (від англ. Natural Killer Cell Stimulatory Factor 2 - альтернативна назва IL12) був картірован в дистальній області довгого плеча 5 хромосоми [Warrington JA et al., 1992]. Надалі за допомогою ПЛР аналізу ДНК клітин гібридів був визначено ділянку на хромосомі 5q31-33, де локалізована IL12В [Sieburth D. et al., 1992]. J. A Warrington. і U Bengtsson. (1994) використовуючи методи фізичного картування, визначили порядок розташування і відносне відстань між 12 генами в 5q31-33 регіоні. Ген IL12В був одним з них.

Група дослідників картировал ген IL12в на 11 хромосомі миші [Noben-Trauth N. et al., 1996]. Використовуючи модель тварини, були отримані експериментальні дані про роль гена IL12В в захисті від туберкульозної інфекції. Елімінація функції IL12в у "нокаутував" мишей (IL12р40-/ -) за умови їх інфікування вірулентним штамом М. tuberculosis приводила до поширеної туберкульозної інфекції та загибелі тварини. Проте миші з генотипом IL12р35-/ - не виявляли підвищеної чутливості до туберкульозу. Дане спостереження наводить на думку про значну роль субодиниці р40 інтерлейкіну-12 у розвитку резистентності до туберкульозу [Cooper AM et al., 2002].

Генетичний дефіцит IL12 або IL12R призводить до часткової або повної недостатності вироблення IFN-g. Як правило, вакцина BCG і непатогенні мікобактерії не викликають у людини захворювання, проте відомі випадки, коли вони приводили до розвитку важкої поширеною інфекції. Так було описано декілька пацієнтів з генетичним дефектом вироблення IL12р40 і IL12р70 (комплекс суд'едініц р40 і р70), більшість з яких страждали від дисемінований інфекції М. bovis BCG. Нещодавно був виявлений мононуклеотідний поліморфізм гена IL12В в 3 `-UTR, обумовлений заміною А на С [Cervino ACL et al., 2000]. Ця інформація дає можливість оцінити роль мінливості гена IL12В у формуванні полігенною схильності до туберкульозу.

Якщо розглянути патогенез туберкульозу, виникає безліч привабливих кандидатів на роль "причинного" гена. Одним з таких генів, імовірно впливають на результат відносин між людиною і мікобактерією, є ген рецептора до вітаміну Д (VDR) [Uitterlinden AG et al., 2004]. Вітамін Д - це група споріднених стероїдів, одним з найважливіших серед яких є так званий Д ₃ (холекальциферол). Головний ефект активованого вітаміну Д ₃ (1,25 (ОН) ₂ Д ₃₎ або кальцитріолу - стимуляція активної адсорбції кальцію і фосфату з кишечника. До того ж кальцитріол впливає на клітини крові - модулює проліферацію і диференціацію лімфоцитів, а також сприяє конверсії циркулюючих моноцитів у макрофаги [Rigby WF, 1988; Bellamy R., Hill AVS, 1998].

Активізовані макрофаги в свою чергу також здатні до утворення кальцитріолу. При туберкульозі цей локально продукується кальцитріол може активізувати "проковтування" і елімінацію МБТ макрофагами і мінімізувати тканинну деструкцію [Davies PDO, 1985; Cadranel J. et al., 1988]. Дослідження in vitro показали, що метаболіти вітаміну Д можуть посилювати здатність моноцитів людини обмежувати розмноження внутрішньоклітинно розташованих мікобактерій туберкульозу. У той час як додавання одного рекомбінантного людського IFN-g до пулірованним моноцитами людини не впливало на їх туберкулостатичної активність, введення в дану систему додатково кальцитріолу призводило до повної зупинки росту мікобактерій [Rook GAW et al., 1986; Denis M., 1991] .

Всі перераховані ефекти холекальциферолу здійснюються за допомогою спеціальних рецепторів, які присутні в багатьох клітинах і органах, у тому числі в лімфоцитах периферичної крові і моноцитах [Griffin MD et al., 2003]. Така широка поширеність рецепторів до вітаміну Д говорить про те, що даний стероїд і його метаболіти регулюють діяльність багатьох систем організму.

Локалізація гена що кодує рецептор до вітаміну Д визначена у людини на хромосомі 12q12-q14 [Labuda M., 1991]. Відомі його поліморфні варіанти, найбільш часто з яких досліджуються три поліморфізму: F / f, T / t, B / b. Позначення і назва цих поліморфних маркерів походить від перших літер рестриктаз, які використовуються для їх детекції в ПДРФ-аналізі (FokI, TagI, BsmI).

Результати дослідження, проведеного в Західній Африці (Гамбія) методом випадок - контроль, виявили статистично значущу асоціацію tt генотипу VDR гена з резистентністю до легеневому туберкульозу [Bellamy R., 2000]. Подібна робота була проведена в Китаї, результати якої показали наявність асоціації ff генотипу VDR гена з схильністю до ТБ [Liu W. et al., 2004].

Проте в популяції Перу статистично значущою асоціації різних поліморфізмів гена VDR з туберкульозом знайдено не було [Roth DE еt al., 2004]. В іншому дослідженні було показано, що велику роль у схильності до ТБ грають гаплотипи гена VDR [Bornman L. et al., 2004]. У Лондоні була проведена робота, в результаті якої дослідники визначили наявність зв'язку між дефіцитом холекальциферолу в організмі людини і активним туберкульозом. Поряд з цим, автори продемонстрували негативний вплив комбінації генотипів ТТ і Tt, а так само генотипу ff з недоліком вітаміну Д на резистентність до ТБ [Wilkinson RJ et al., 2000].

В іншому дослідженні було показано, що генотип tt VDR гена асоційований з схильністю до легеневому туберкульозу у жінок, а, в свою чергу, ТТ генотип - з резистентністю до ТБ у жінок [Selvaraj P. et al., 2000]. Таким чином, вітамін Д, діючи через рецептори і модулюючи функцію макрофагів, може підвищувати протитуберкульозну захист людини. Дане твердження частково пояснює той факт, що захворюваність туберкульозом вищий протягом холодних сезонів року, коли шкірний синтез кальцитріолу від експозиції сонця знижений і серологічний рівень вітаміну Д нижчий [Chan TY, 2000].

Однак відомо, що дія продукту експресії гена рецептора вітаміну D надає помірний вплив на повну чутливість до туберкульозу [Hill AVS, 2001]. До того ж, роль кальцитріолу в антибактеріальному імунітет не однозначна, оскільки він разом з активізацією макрофагів виявляє такі ефекти, як пригнічення проліферації лімфоцитів, зниження продукції імуноглобуліну та синтезу цитокінів [Bellamy R., Hill AVS, 1998; Wilkinson RJ et al., 2000 ].

У цілому, можна відзначити, що в даний час є досить розрізнена інформація про генетичні основи схильності до туберкульозу, а так само, мабуть, загальна кількість генів, в тій чи іншій мірі впливають на розвиток цього інфекційного захворювання, набагато вище. Таким чином, пошук нових генів-кандидатів туберкульозу, а так само вивчення поліморфізму відомих генів-кандидатів у популяціях різного етнічного складу і їх внеску в загальну схильність до захворювання представляється на сьогоднішній день важливим завданням, рішення якої дозволить визначити нові підходи до більш ефективного лікування та профілактиці ТБ.

2. Матеріал і методи дослідження

2.1 Обстежені групи населення

Це дослідження включало три аспекти: аналіз популяційної поширеності поліморфізму генів NRAMP1, VDR, IL1B, IL1RN і IL12В, оцінку їх патогенетичної значущості щодо туберкульозу, а також вплив досліджуваних генів на патогенетично важливі параметри захворювання. Відповідно до цього, першу частину роботи виконали на матеріалі популяційної вибірки здорових мешканців м. Томська (140 осіб). Друга і третя частина дослідження проведена на матеріалі вибірки хворих на туберкульоз (304 людини) та їх сімей (42 сім'ї, 109 осіб), що живуть в м. Томську і Томської області.

Робота виконана на базі ГОУ ВПО Сибірський державний медичний університет Росздрава та ГУ НДІ медичної генетики ТНЦ СО РАМН. Набір матеріалу для дослідження здійснювався в Обласній Томської клінічної туберкульозної лікарні, Дитячому легенево-туберкульозному відділенні Залізничній лікарні, Обласної дитячої туберкульозної лікарні, а також Обласному протитуберкульозному диспансері, у відповідності з етичними нормами з обов'язковим отриманням згоди піддослідних.

2.1.1 Характеристика контрольної вибірки

В якості контрольної групи використовувалася популяційна вибірка, сформована для цього дослідження на основі ДНК-банку ГУ НДІ медичної генетики ТНЦ СО РАМН. Всі особи, що увійшли до цієї групи, були російськими. Основним критерієм відбору зразків була відсутність спорідненості між індивідами. До цієї вибірку увійшли індивіди ніколи не хворіли на туберкульоз за анамнестичними даними (140 осіб), середній вік яких склав 61,8 ± 19,4 років. Частково її склали індивіди (118 чоловік) не споріднені між собою і не мають за результатами клінічного та інструментального обстеження легеневої патології. Інша частина контрольної групи (22 особи) включала пацієнтів, яким спочатку помилково був виставлений діагноз туберкульозу, але потім при більш детальному обстеженні дане захворювання було виключено. Таким чином, цих індивідів можна вважати здоровими від ТБ.