References

rmt

Общая реаниматология

General Reanimatology

1813-97792411-7110

FSBI "SRIGR" RAMS

10.15360/1813-9779-2012-4-5

rmt-205

Research Article

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ АНЕСТЕЗИОЛОГИИ-РЕАНИМАТОЛОГИИ

FUNDAMENTALS OF ANESTHESIOLOGY AND REANIMATOLOGY

Генетика и медицина критических состояний: от теории к практике

Genetics and Medicine of Critical Conditions: from Theory to Practice

Мороз

В. В

Moroz

V. V.

Смелая

Т. В.

Smelaya

T. V.

tamara_smelaya@mail.ru

Голубев

А. М

Golubev

A. M.

Сальникова

Л. Е.

Salnikova

L. E.

2012

20082012

Том VIII № 4 2012 г.

2012

Мороз В.В., Смелая Т.В., Голубев А.М., Сальникова Л.Е.

Moroz V.V., Smelaya T.V., Golubev A.M., Salnikova L.E.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.reanimatology.com/rmt/article/view/205

Рассмотрена роль генетических исследований в современной медицине. Высокая летальность при развитии критических состояний (сепсис, полиорганная недостаточность, острый респираторный дистресс-синдром, нозоко-миальные инфекции) побуждают к поиску прогностических моделей. Представлены результаты исследований, проведенных в НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского РАМН совместно с Институтом общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН. Выявлена панель генетических маркеров, ассоциированная с повышенным риском развития как внебольничной, так и нозокомиальной пневмонии (комбинации полиморфных вариантов гена детоксикации ксенобиотиков (CYP1A1), цитокинов (IL-6) и ренин-ангиотензинпревращающего фермента (ACE). Генетические факторы играют существенную роль в детерминации ответа на лекарственные препараты, установлено, что 20—95% доли межиндивидуальной изменчивости по эффективности их метаболизма объясняется генетической вариабельностью. В проведенном ассоциативном исследовании были выявлены различия в эффективности антибактериальной терапии по генам GSTP1 и ABCB1. Таким образом, можно сказать, что возможности молекулярно-генетических методов открывают перспективность развития нового направления в реаниматологии — «генетика критических состояний». Выявление групп повышенного риска развития жизнеугро-жающих состояний особенно важно для предотвращения их развития, выявления ранних маркеров для своевременного определения необходимого объема специализированной медицинской помощи. Ключевые слова: мультифакториальные заболевания, полиморфизм генов, гены детоксикации ксенобиотиков, внебольничная пневмония, нозокомиальная пневмония.

The authors consider the role of genetic studies in modern medicine. The high death rates due to critical conditions (sepsis, multiple organ dysfunction, acute respiratory distress syndrome, nosocomial infections) initiate a search for prognostic models. The paper presents the results of the investigations made at the V.A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology jointly with the V. N. Vavilov Institute of General Genetics. The panel of genetic markers, which is associated with the increased risk of both community-associated and nosocomial pneumonia (combinations of polymorphic variants in the xenobiotic detoxification gene (CYP1A1), cytokines (IL-6), and renin-angiotensin-converting enzyme (ACE), has been revealed. Genetic factors are essential in determining a response to drugs; 20—95% of the individual variability in the efficiency of their metabolism has been ascertained to result from genetic variability. An associative study has revealed differences in the efficiency of antibacterial therapy in terms of the GSTP1 and ABCB1 genes. Thus, it can be said that the possibilities of molecular genetic methods open prospects for developing the new area in reanimatology — critical care genetics. Identification of groups at increased risk for life-threatening conditions is particularly important in preventing their development and detecting their early markers for the timely determination of the required volume of specialized medical care. Key words: multifactorial diseases, gene polymorphism, xenobiotic detoxification genes, community-associated pneumonia, nosocomial pneumonia.

References1

Пузырев В. П., Фрейдин М. Б.Acta Naturae.

Мороз В. В., Смирнова С. Г., Иванова О. В., Порошенко Г. Г.Мутации и антимутагены в медицине критических состояний.Общая реаниматология.2007; 3 (5—6): 213—217.

Баранов В. С., Глотов О. С., Баранова Е. В.Геномика старения и пре-диктивная медицина.Успехи геронтологии.2010; 23 (3): 329—338.

Пузырев В. П., Огородова Л. М.(ред.). Генетика бронхолегочных заболеваний. М.: Атмосфера; 2010.

Назаренко Г. И., Клейменова Е. Б., Гущина Н. Н.Изучение генетических маркеров и традиционных факторов риска развития ишемиче-ской болезни сердца.Рос. мед. вести.2009; 14 (1): 47—54.

Araki A., Ito H., Majima Ya., Hosoi T., Orimo H.Association between plasma homocysteine concentrations and asymptomatic cerebral infarction or leukoaraiosis in elderly diabetic patients.Geriatr. Gerontol. Int.2003; 3 (1): 15—23.

BidH. K., Konwar R., Saxena M., Chaudhari P., Agrawal C. G., Banerjee M.Association of glutathione S-transferase (GSTM1, T1 and P1) gene polymorphisms with type 2 diabetes mellitus in north Indian population.J. Postgrad. Med.2010; 56 (3): 176—181.

Fageras BottcherM., Hmani-Aifa M., Lindstrom A.,Jenmalm M. C., MaiX. M., Nilsson L., Zdolsek H. A., Bjorksten B., Soderkvist P., Vaarala O.A TLR4 polymorphism is associated with asthma and reduced lipopolysaccharide-induced interleukin-12(p70) responses in Swedish children.J. Allergy Clin. Immunol.2004; 114 (3): 561—567.

Vercelli D.Advances in asthma and allergy genetics in 2007.J. Allergy Clin. Immunol.2008; 122 (2): 267—271.

КапрановН. И., КаширскаяН. Ю., ТолстоваВ. Д.Муковисцидоз. Ребенок и лекарство. т. 2. 2—е изд. М.: Оверлей; 2008: 536—552.

Davies J. C., Turner M. W., Klein N.; London MBL CF Study Group.Impaired pulmonary status in cystic fibrosis adults with two mutated MBL-2 alleles.Eur. Respir.J.2004; 24 (5): 798—804.

Boyle M. P.Strategies for identifying modifier genes in cystic fibrosis.Proc. Am. Thorac. Soc.2007; 4 (1): 52—57.

Марусин А. В, Максимова Н. Р., Матвеева Н. П., Спиридонова М. Г., Степанов В. А.Ассоциация полиморфизма генов переносчика дофамина DAT1 (SLC6A3) и этанолметаболизирующих ферментов ADH1B и CYP2E1с риском формирования зависимости алкогольной зависимости в якутской популяции.Якутский мед. журнал.2009; 2: 148—150.

Белицкий Г. А., Якубовская М. Г.Генетический полиморфизм и вариабельность химического канцерогенеза (обзор).Биохимия.2008; 73 (5): 677—689.

Fumagalli M., Pozzoli U., Cagliani R., Comi G. P., Bresolin N., Clerici M., Sironi M.Genome-wide identification of susceptibility alleles for viral infections through a population genetics approach.PLoS Genet.2010; 6 (2): e1000849.

Demir A., Altin S., Pehlivan D., Demir M., Yakar F., Seyhan E. C., Dincer S. I.The role of GSTM1 gene polymorphisms in lung cancer development in Turkish population.J. Carcinog.2007; 6: 13.

Tripathi S., Ghoshal U., Ghoshal U. C., Mittal B., Krishnani N., Chourasia D., Agarwal A. K., Singh K.Gastric carcinogenesis: Possible role of polymorphisms of GSTM1, GSTT1, and GSTP1 genes.Scand. J. Gastroenterol2008; 43 (4): 431—439.

Palli D., Polidoro S., D’Errico M., Saieva C., Guarrera S., Calcagnile A. S., Sera F., Allione A., Gemma S., Zanna I., Filomena A., Testai E., Caini S., Moretti R., Gomez-Miguel M. J., Nesi G., Luzzi I., Ottini L., Masala G., Matullo G., Dogliotti E.Polymorphic DNA repair and metabolic genes: a multigenic study on gastric cancer.Mutagenesis.2010; 25 (6): 569—575.

Гра О. А., Кожекбаева Ж. М., Скотникова О. И., Литвинов В. И.Анализ генетической предрасположенности к туберкулезу легких в русской популяции.Генетика.2010; 46 (2): 262—271.

Caws M., Thwaites G., Dunstan S., Hawn T. R., Lan N. T., Thuong N. T., Stepniewska K., Huyen M. N., Bang N. D., Loc T. H., Gagneux S., van Soolingen D., Kremer K., van der Sande M., Small P., Anh P. T., Chinh N. T., Quy H. T., Duyen N. T., Tho D. Q., Hieu N. T., Torok E., Hien T. T., Dung N. H., Nhu N. T., Duy P. M., van Vinh Chau N., FarrarJ.The influence of host and bacterial genotype on the development of disseminated disease with Mycobacterium tuberculosis.PLoS Pathog.2008; 4 (3): e1000034.

Vannberg F. O., Chapman S. J., Khor C. C., Tosh K., Floyd S., Jackson-Sillah D., Crampin A., SichaliL., BahB., GustafsonP., Aaby P., McAdam K. P., Bah-Sow O., Lienhardt C., Sirugo G., Fine P., Hill A. V.CD209 genetic polymorphism and tuberculosis disease.PLoS One.2008; 3 (1): e1388.

Чучалин А. Г.(ред.). Хроническая обструктивная болезнь легких. М.: Атмосфера; 2008.

Campos M. A., Alazemi S., Zhang G., Sandhaus R. A., Wanner A.Infiuenza vaccination in subjects with alpha1—antitrypsin deficiencyChest.2008; 133 (1): 49—55.

Frodsham A. J., Hill A. S.Genetics of infections diseases.Hum. Mol. Genet.2004; 13 (2): 187—194.

Dorman S. E., Holland S. M.Interferon-y and interleukin-12 pathway defects and human disease.Cytokine Growth Factor Rev.2000; 11 (4): 321—333.

Brownson R. C., Dodson E. A., Stamatakis K. A., Casey C. M., Elliott M. B., Luke D. A., Wintrode C. G., Kreuter M. W.Communicating evidence-based information on cancer prevention to state-level policy makers.J. Natl. Cancer Inst.2011; 103 (4): 306—316.

Мороз В. В., Власенко А. В., Голубев А. М., Яковлев В. Н., Алексеев В. Г., Булатов Н. Н., Смелая Т. В.Патогенез и дифференциальная диагностика респираторного дистресс-синдрома.Общая реаниматология.2011; 7 (3): 5—13.

Марченков Ю. В., Измайлов В. В., Козлова Е. М., Богомолов П. В.Эффективность «открытия альвеол» у больных с острым повреждением легких и сопутствующим пневмотораксом.Общая реаниматология.2009; 5 (2): 17—21.

Белобородов В. Б.Фармакодинамика карбопенемов: повышение эффективности и снижение затрат.РМЖ.2009; 2: 70—75.

Magret M, Amaya-Villar R., Garnacho J., Lisboa T., Diaz E., Dewaele J., Deja M, Manno E., RelloJ.; EU-VAP/CAPStudy Group.Ventilator-associated pneumonia in trauma patients is associated with lower mortality: results from EU-VAP study.J. Trauma.2010; 69 (4): 849—854.

Савельев В. С, Гельфанд Б. Р., Попов Т. В.Этиологическая и нозологическая структура нозокомиальных инфекций в отделении интенсивной терапии хирургического профиля.Бюл. Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН.2005; 3: 251—251.

Карпун Н. А., Мороз В. В., Климова Г. М., Акимкин В. Г., Журавлев А. Г., Колесник А. В.Профилактика нозокомиальных инфекций дыхательных путей.Общая реаниматология.2007: 3 (3): 100—104.

Чучалин А. Г., Гельфанд Б. Р.(ред.). Нозокомиальная пневмония у взрослых: Российские национальные рекомендации. М.: Компания БОРГЕС; 2009.

Schuetz P., Batschwaroff M., Dusemund F., Albrich W., BUrgi U., Maurer M., Brutsche M., Huber A. R., MUller B.Effectiveness of a procalcitonin algorithm to guide antibiotic therapy in respiratory tract infections outside of study conditions: a post-study survey.Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis.2010; 29 (3): 269—277.

Chastre J., Fagon J. Y.Ventilator-associated pneumonia.Am. J. Respir. Crit. Care Med.2002; 165 (7): 867—903.

Голубев А. М., Смелая Т. В., Мороз В. В., Попов А. А., Толбатов А. А., Медунецкая С. В.Внебольничная и нозокомиальная пневмония: клинико-морфологические особенности.Общаяреаниматология.2010; 6 (3): 5—14.

Halpern N. A., Hale K. E., Sepkowitz K. A., Pastores S. M.A world without ventilator-associated pneumonia: time to abandon surveillance and deconstruct the bundle.Crit. Care Med.2012; 40 (1): 267—270.

Villar J.Genetics and pathogenesis of adult respiratory distress syndrome.Curr. Opin. Crit. Care.2002; 8 (1): 1—5.

Madach K., Aladzsity I., Szilagyi A., Fust G., Gal J., Penzes I., Prohaszka Z.4G/5G polymorphism of PAI-1 gene is associated with multiple organ dysfunction and septic shock in pneumonia induced severe sepsis: prospective, observational, genetic study.Crit.Сare.2010; 14 (2): R79.

Umannova L., Machala M., Topinka J., Schmuczerova J., Krcmar P., Neca J., Sujanova K., Kozubfk A., VondracekJ.Benzo[a]pyrene and tumor necrosis factor-coordinately increase genotoxic damage and the production of proinflammatory mediators in alveolar epithelial type II cells.Toxicol. Lett.2011; 206 (2): 121— 129.

Jerng J. S., Yu C. J., Wang H. C., Chen K. Y., Cheng S. L., Yang P. C.Polymorphism of the angiotensin-converting enzyme gene affects the outcome of acute respiratory distress syndrome.Crit. Care Med.2006; 34 (4): 1001—1006.

Mukamal K. J., Pai J. K., O ‘Meara E. S., Tracy R. P., Psaty B. M., Kuller L. H., Newman A. B., Yende S., Curhan G. C., Siscovick D. S., Rimm E. B.CRP gene variation and risk of community-acquired pneumonia.Respirology.2010; 15 (1): 160—164.

An P., Li R., Wang J. M., Yoshimura T., Takahashi M., Samudralal R., O’Brien S. J., Phair J., Goedert J. J., Kirk G. D., Troyer J. L., Sezgin E., Buchbinder S. P., Donfield S., Nelson G. W., Winkler C. A.Role of exonic variation in chemokine receptor genes on AIDS: CCRL2 F167Y association with pneumocystis pneumonia.PLoS Genet.2011; 7 (10): e1002328.

Chiang T. Y., Tzeng T. D., Lin H. D., Cho C. J., Lin F. J.Isolation and characterization of polymorphic microsatellite loci from metapenaeopsis barbata using PCR-based isolation of microsatellite arrays (PIMA).Int. J. Mol. Sci.2012; 13 (3): 2763—2768.

Ozkan H., Koksal N., (etinkaya M., Kilig S., (elebi S., Oral B., Budak F.Serum mannose-binding lectin (MBL) gene polymorphism and low MBL levels are associated with neonatal sepsis and pneumonia.J. Perinatol.2012; 32 (3): 210—217.

Григорьев Е. В., Каменева Е. А., Гришанова Т. Г., Будаев А. В., Дербенева О. А.Маркеры повреждения головного мозга при тяжелой со-четанной травме.Общая реаниматология.2010; 6 (2): 71—74.

Villanueva B., Fernandez J., Garcfa-Cortes L. A., Varona L., DaetwylerH.D., Toro M. A.Accuracy of genome-wide evaluation for disease resistance in aquaculture breeding programs.J. Anim. Sci.2011; 89 (11): 3433—3442.

Evans W. E., McLeodH. L.Pharmacogenomics — drug disposition, drug targets, and side effects.N. Engl. J. Med.2003; 348 (6): 538—549.

Guengerich F. P.Cytochrome P450s, drugs, and diseases.Mol. Interv.2003; 3 (4): 194—204.

Shin J., Kayser S. R., Langaee T. Y.Pharmacogenetics: from discovery to patient care.Am. J. Health Syst. Pharm.2009; 66 (7): 625—637.

Bassetti M., Righi E., Esposito S., Petrosillo N., Nicolini L.Drug treatment for multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infections.Future Microbiol.2008; 3 (6): 649—660.

Cohen J.A role for the micro-organism in the outcome from infection? A principle challenged.Crit. Care Med.2011; 39 (8): 2001—2002.

Cunha B.Infectious diseases in critical care medicine. USA: Informa Healthcare; 2007: 157—168.

Nebert D. W., Jorge-Nebert L., Vesell E. S.Pharmacogenomics and «indi-vidualized drug therapy»: high expectations and disappointing achievements.Am. J. Pharmacogenomics.2003; 3 (6): 361—370.

Holley S. L., Fryer A. A., Haycock J. W., Grubb S. E., Strange R. C., Hoban P. R.Differential effects of glutathione S-transferase pi (GSTP1) haplotypes on cell proliferation and apoptosis.Carcinogenesis.2007; 28 (11): 2268—2273.

Мороз В. В., Смелая Т. В., Сальникова Л. Е., Голубев А. М., Рубанович А. В.Генетическое исследование предрасположенности к внебольничной пневмонии.Вестник РАМН.2011; 11: 12—16.

Смелая Т. В.Генетическая предрасположенность, патоморфоз, лечение внебольничной и нозокомиальной пневмонии: автореф. дис. … д-ра мед. наук. М., 2011. 48.

Silverman E. K, Palmer L. J.Case-control association studies for the genetics of complex respiratory diseases.Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.2000; 22 (6): 645—648.

Hall I. P., Sayers I.Pharmacogenetics and asthma: false hope or new dawn?Eur. Respir. J.2007; 29 (6): 1239—1245.

Wright C. M., Larsen J. E., Colosimo M. L., Barr J. J., Chen L., McLachlan R. E., Yang I. A., Bowman R. V., Fong K. M.Genetic association study of CYP1A1 polymorphisms identifies risk haplotypes in nonsmall cell lung cancer.Eur. Respir. J.2010; 35 (1): 152—159.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.