Генетические предикторы кальцинирующей болезни клапанов сердца

Авторы: Понасенко А.В.1, Кутихин А.Г.1, Хуторная М.В.1, Южалин А.Е.2, Цепокина А.В.1, Головкин А.С.1, Барбараш О.Л.1

Организация:
1 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»; Сосновый б-р, 6, г. Кемерово, 650002, Российская Федерация;
2 Оксфордский институт радиационной онкологии; Рузвельт драйв, OX3 7DQ, Оксфорд, Великобритания

Для корреспонденции: Сведения доступны для зарегистрированных пользователей.

Тип статьи: Кальцинирующая болезнь клапанов сердца и коронарных артерий

DOI: https://doi.org/10.15275/kreatkard.2016.02.01

УДК: 616.126.3

Для цитирования:  Понасенко А.В., Кутихин А.Г., Хуторная М.В., Южалин А.Е., Цепокина А.В., Головкин А.С., Барбараш О.Л. Генетические предикторы кальцинирующей болезни клапанов сердца. Креативная кардиология. 2016; 10 (2): 103-116. DOI: 10.15275/kreatkard.2016.02.01

Ключевые слова: кальцификация, клапаны сердца, аортальный стеноз, митральное кольцо, митральный клапан, полиморфизм генов, генетическая предрасположенность

Полнотекстовая версия:  

 

Аннотация

Кальцификация клапанов сердца предшествует развитию стеноза клапанов и может представлять собой важный ранний фенотип клапанных пороков. Известно, что развитие кальцификации клапанов часто происходит у членов одной и той же семьи, однако четкие геномные предикторные маркеры этого процесса до сих пор не определены.

Цель обзора – оценить изученность влияния полиморфизма генов на развитие аортального стеноза и кальцификации клапанов сердца.

По результатам проведенных исследований все ранее описанные геномные предикторы могут быть разделены на три группы в соответствии с уровнем доказательности их связи с данным патологическим процессом. Можно сделать вывод, что вариабельные сайты генов APOB (rs1042031 и rs6725189), ACE (rs4340), IL10 (rs1800896 и rs1800872) и LPA (rs10455872) могут быть ассоциированы со стенозом аортального клапана с относительно высоким уровнем доказательности. Ряд других полиморфных вариантов, таких как сайт rs1042636 CaSR, сайты rs3024491, rs3021094, rs1554286 и rs3024498 IL10, а также rs662 PON1, rs2276288 MYO7A, rs5194 AGTR1 и rs2071307 ELN, могут быть ассоциированы с аортальным стенозом. В то же время описанные корреляции полиморфных участков rs17659543 и rs13415097 IL1F9 с риском развития кальцификации митрального клапана имеют умеренный уровень доказательности. Некоторые вариантные аллели генов сигнального пути кальциевых каналов (RUNX2 и CACNA1C) ассоциированы с кальцификацией клапанов с умеренным уровнем доказательности. Наконец, низкий уровень доказательности имеют выявленные отдельными авторами ассоциации между аортальным стенозом и вариабельные сайты rs1544410 VDR, rs6254 PTH и rs1800871 IL10, и аллели ε2 и ε4 гена APOE, с кальцинозом митрального клапана сердца ассоциирован rs4340 гена ACE.

Литература

  1. Егоров И.В. Сенильный аортальный стеноз: современное состояние проблемы (к 110-летию публикации И.Г. Менкеберга). Consilium medicum. 2014; 16 (1): 17–23.
  2. Лутай М.И., Голикова И.П. Кальциноз венечных артерий, аорты клапанов сердца и ишемическая болезнь сердца: патофизиология, взаимосвязь, прогноз, стратификация риска. Український кардiологiчний журнал. 2015; 2: 99–112.
  3. Monckerg J.G. Der normale histologische Bau und die Sklerose Aortenklappen. Virchows Arch. Pathol. Anat. Physiol. Klin. Med. 1904; 176: 472.
  4. Schoen F.J., Levy R.J. Calcification of tissue heart valve substitutes: progress toward understanding and prevention. Ann. Thorac. Surg. 2005; 79: 1072–80.
  5. An Y., Wang Y.T., Ma Y.T., Wulasihan M., Huang Y. et al. IL-10 genetic polymorphisms were associated with valvular calcification in han, uygur and kazak populations in Xinjiang, China. PLoS One. 2015; 10 (6): e0128965.
  6. Furukawa K. Recent advances in research on human aortic valve calcification. J. Pharmacol. Sci. 2014; 124: 129–37.
  7. Kutikhin A.G., Yuzhalin A.E., Brusina E.B., Ponasenko A.V., Golovkin A.S., Barbarash O.L. Genetic predisposition to calcific aortic stenosis and mitral annular calcification. Mol. Biol. Rep. 2014; 41 (9): 5645–63.
  8. Мартынович T.В., Акимова Н.С., Федотов Э.А., Шварц Ю.Г. Полиморфизм генов, ассоциированных с повышенным сердечно-сосудистым риском, и когнитивные функции пациентов с хронической сердечной недостаточностью и здоровых лиц. Пилотное исследование. Сердечная недостаточность. 2015; 2: 93–9.
  9. Rajamannan M., Evans F.J., Aikawa E., Grande-Allen K.J., Demer L.L. et al. Calcific aortic valve disease: not simply a degenerative process: a review and agenda for research from the National Heart and Lung and Blood Institute Aortic Stenosis Working Group. Executive summary: Calcific aortic valve disease-2011 update. Circulation. 2011; 124:1783–91.
  10. Fox C.S. Vasan R.S., Parise H., Levy D., O'Donnell C.J. Mitral annular calcification predicts cardiovascular morbidity and mortality: the Framingham Heart Study. Circulation. 2003; 107: 1492–6.
  11. Li C., Xu S., Gotlieb A.I. The response to valve injury. A paradigm to understand the pathogenesis of heart valve disease. Cardiovasс. Pathol. 2011; 20: 183–90.
  12. Cosmi J.E., Kort S., Tunick P.A., Rosenzweig B.P., Freedberg R.S. et al. The risk of the development of aortic stenosis in patients with «benign» aortic valve thickening. Arch. Intern. Med. 2002; 162: 2345–7.
  13. Gaudreault N., Ducharme V., Lamontagne M., Guauque-Olarte S., Mathieu P. et al. Replication of genetic association studies in aortic stenosis in adults. Am. J. Cardiol. 2011; 108 (9): 1305–10.
  14. Vahanian A., Alfieri O., Andreotti F., Antunes M.J., Barón-Esquivias G. et al. Guidelines on the management of valvular heart disease (version 2012). Joint Task Force on the Management of Valvular Heart Disease of the European Society of Cardiology (ESC); European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS). Eur. Heart J. 2012; 33: 2451–96.
  15. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Фатулаев З.Ф., Кемова С.Ш. Реконструкция фиброзного кольца митрального клапана при распространенном кальцинозе в сочетании с хирургическим лечением ишемической болезни сердца. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. 2014; 15 (5): 53–8.
  16. Probst V., Le Scouarnec S., Legendre A., Jousseaume V., Jaafar P. et al. Familial aggregation of calcific aortic valve stenosis in the western part of France. Circulation. 2006; 113 (6): 856–60.
  17. Bella J.N., Tang W., Kraja A., Rao D.C., Hunt S.C. et al. Genome-wide linkage mapping for valve calcification susceptibility loci in hypertensive sibships: the Hypertension Genetic Epidemiology Network Study. Hypertension. 2007; 49: 453–60.
  18. Duran C., Appleby N., Vardy M., Imelfort M., Edwards D., Batley J. Single nucleotide polymorphism discovery in barley using auto SNPdb. Plant. Biotechnol. J. 2009; 7 (4): 326–33.
  19. Tierney M.J., Medcalf R.L. Plasminogen activator inhibitor type 2 contains mRNA instability elements within exon 4 of the coding region. Sequence homology to coding region instability determinants in other mRNAs. J. Biol. Chem. 2001; 276: 13675–84.
  20. Mozos I., Marginean O. Links between vitamin D deficiency and cardiovascular diseases. Biomed. Res. Int. 2015; 2015: 109275.
  21. Schmidt N., Brandsch C., Kühne H., Thiele A., Hirche F., Stangl G.I. Vitamin D receptor deficiency and low vitamin D diet stimulate aortic calcification and osteogenic key factor expression in mice. PLoS One. 2012; 7 (4): e35316.
  22. Ortlepp J.R., Hoffmann R., Ohme F., Lauscher J., Bleckmann F. et al. The vitamin D receptor genotype predisposes to the development of calcific aortic valve stenosis. Heart. 2001; 85: 635–8.
  23. Schmitz F., Ewering S., Zerres K., Klomfass S., Hoffmann R., Ortlepp J.R. Parathyroid hormone gene variant and calcific aortic stenosis. J. Heart Valve Dis. 2009; 18: 262–7.
  24. Alfadda T.I., Saleh A.M., Houillier P., Geibel J.P. Calcium-sensing receptor 20 years later. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 2014; 307 (3): C221–31.
  25. Turkmen F., Ozdemir A., Sevinc C., Eren P.A., Demiral S. Calcium-sensing receptor gene polymorphisms and cardiac valvular calcification in patients with chronic renalfailure: a pilot study. Hemodial. Int. 2009; 13: 176–80.
  26. Mathieu P., Boulanger M.C. Basic mechanisms of calcific aortic valve disease. Can. J. Cardiol. 2014; 30 (9): 982–93.
  27. Avakian S.D., Annicchino-Bizzacchi J.M., Grinberg M., Ramires J.A., Mansura A.P. Apolipoproteins AI, B, and E polymorphisms in severe aortic valve stenosis. Clin. Genet. 2001; 60: 381–4.
  28. Novaro G.M., Sachar R., Pearce G.L., Sprecher D.L., Griffin B.P. Association between apolipoprotein E alleles and calcific valvular heart disease. Circulation. 2003; 108 (15): 1804–8.
  29. Arsenault B.J., Boekholdt S.M., Dubé M.P., Rhéaume E., Wareham N.J. et al. Lipoprotein (a) levels, genotype, and incident aortic valve stenosis: a prospective Mendelian randomization study and replication in a case-control cohort. Circ. Cardiovasc. Genet. 2014; 7 (3): 304–10.
  30. Ortlepp J.R., Pillich M., Mevissen V., Krantz C., Kimmel M., Autschbach R. et al. APOE alleles are not associated with calcific aortic stenosis. Heart. 2006; 92: 1463–6.
  31. Thanassoulis G., Campbell C.Y., Owens D.S., Smith J.G., Smith A.V. Genetic associations with valvular calcification and aortic. N. Engl. J. Med. 2013; 368 (6): 503–12.
  32. Kamstrup P.R., Tybjaerg-Hansen A., Nordestgaard B.G. Elevated lipoprotein (a) and risk of aortic valve stenosis in the general population. J. Am. Coll. Cardiol. 2014; 63 (5): 470–7.
  33. Arsenault B.J., Dubé M.P., Brodeur M.R. Evaluation of links between high-density lipoprotein genetics, functionality, and aortic valve stenosis risk in humans. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2014; 34: 457–62.
  34. Ortlepp J.R., Schmitz F., Mevissen V., Weiss S., Huster J. et al. The amount of calcium-deficient hexagonal hydroxyapatite in aortic valves is influenced by gender and associated with genetic polymorphisms in patients with severe calcific aortic stenosis. Eur. Heart J. 2004; 25 (6): 514–22.
  35. Goldbarg S.H., Elmariah S., Miller M.A., Fuster V. Insights into degenerative aortic valve disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2007; 50 (13): 1205–13.
  36. Davutoglu V., Nacak M. Influence of angiotensinconverting enzyme gene insertion/deletion polymorphism on rheumatic valve involvement, valve severity and subsequent valve calcification. J. Heart Valve Dis. 2005; 14: 277–81.
  37. Ertas F.S., Hasan T., Ozdol C., Gulec S., Atmaca Y. et al. Relationship between angiotensin-converting enzyme gene polymorphism and severity of aortic valve calcification. Mayo Clin. Proc. 2007; 82: 944–50.
  38. Mattoo R.L. The roles of fibroblast growth factor (FGF)-23, α-Klotho and furin protease in calcium and phosphate homeostasis: a mini-review. Indian J. Clin. Biochem. 2014; 29 (1): 8–12.
  39. Tangri N., Alam A., Wooten E.C., Huggins G.S. Lack of association of Klotho gene variants with valvular and vascular calcification in Caucasians: a candidate gene study of the Framingham Offspring Cohort. Nephrol. Dial. Transplant. 2011; 26: 3998–4002.
  40. Moura L.M., Faria S., Brito M., Pinto F.J., Kristensen S.D. et al. Relationship of PON1 192 and 55 gene polymorphisms to calcific valvular aortic stenosis. Am. J. Cardiovasc. Dis. 2012; 2: 123–32.
  41. Ellis S.G., Dushman-Ellis S., Luke M.M., Murugesan G., Kottke-Marchant K. et al. Pilot candidate gene analysis of patients ≥60 years old with aortic stenosis involving a tricuspid aortic valve. Am. J. Cardiol. 2012; 110: 88–92.
  42. Garg V., Muth A.N., Ransom J.F., Schluterman M.K., Barnes R. Mutations in NOTCH1 cause aortic valve disease. Nature. 2005; 437: 270–4.
  43. Garg V. Molecular genetics of aortic valve disease. Curr. Opin. Cardiology. 2006; 213: 180–4.
  44. Bosse K., Hans C.P., Zhao N., Koenig S.N., Huang N. et al. Endothelial nitric oxide signaling regulates Notch1 in aortic valve disease. J. Mol. Cell. Cardiol. 2013; 60: 27–35.
  45. Ducharme V., Guauque-Olarte S., Gaudreault N., Pibarot P., Mathieu P., Bossé Y. NOTCH1 genetic variants in patients with tricuspid calcific aortic valve stenosis. J. Heart Valve Dis. 2013; 22 (2): 142–9.
  46. Guauque-Olarte S., Messika-Zeitoun D., Droit A., Lamontagne M., Tremblay-Marchand J. et al. Calcium signaling pathway genes RUNX2 and CACNA1C are associated with calcific aortic valve disease. Circ. Cardiovasc. Genet. 2015; 8 (6): 812–22.
  47. Егоров И.В., Шостак Н.А., Артюхина Е.А. Аортальный стеноз дегенеративного генеза – проблема на пересечении мнений. Российский кардиологический журнал. 1999; 4: 50–3.
  48. Цурко В.В. Остеопороз, кальцификация ткани и атерогенез: роль кальция и витамина D в пусковом механизме. Клиническая геронтология. 2009; 15 (2): 3–8.
  49. Чипигина Н.С., Урвачева Г.М., Шостак Н.А. Клиническое значение идиопатического кальциноза кольца митрального клапана. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2011; 7 (4): 483–6.
  50. Nordström P., Glader C.A., Dahlén G., Birgander L.S., Lorentzon R. et al. Oestrogen receptor alpha gene polymorphism is related to aortic valve sclerosis in postmenopausal women. J. Intern. Med. 2003; 254: 140–6.

Об авторах

  • Понасенко Анастасия Валериевна, канд. мед. наук, заведующий лабораторией;
  • Кутихин Антон Геннадьевич, мл. науч. сотр.;
  • Хуторная Мария Владимировна, мл. науч. сотр.;
  • Южалин Арсений Евгеньевич, аспирант;
  • Цепокина Анна Викторовна, мл. науч. сотр.;
  • Головкин Алексей Сергеевич, доктор мед. наук, ст. науч. сотр.;
  • Барбараш Ольга Леонидовна, доктор мед. наук, профессор, директор НИИ КПССЗ

Электронная подписка

Для получения доступа к тексту статей журнала воспользуйтесь услугой «Электронная подписка»:

Оформить подписку Подробнее об электронной подписке

Главный редактор

Лео Антонович Бокерия, академик РАН и РАМН

Лео Антонович Бокерия, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН и РАМН, директор


 Если вы заметили опечатку, выделите текст и нажмите alt+A