Способ определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда


G01N33/50 - химический анализ биологических материалов, например крови, мочи; испытания, основанные на способах связывания биоспецифических лигандов; иммунологические испытания (способы измерения или испытания с использованием ферментов или микроорганизмов иные, чем иммунологические, составы или индикаторная бумага для них, способы образования подобных составов, управление режимами микробиологических и ферментативных процессов C12Q)
G01N2800/324 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2641568:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ кардиологии" Минздрава России) (RU)

Изобретение относится к области медицины и предназначено для определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда. Из крови пациента выделяют ДНК, проводят генотипирование митохондриальной ДНК (мтДНК), определяют степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG. При величине показателя выше 22,5% судят о высоком генетическом риске. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и точности определения предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни и инфаркту миокарда. 4 пр.

 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для определения степени индивидуального генетического риска атеросклероза, ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда.

При различных заболеваниях и патологиях человека имеется связь с наследуемыми или возникающими в процессе онтогенеза дефектами митохондриального генома (точечными мутациями в кодирующих областях генов ферментов, транспортных РНК и рибосомальных РНК). В последние годы установлено, что некоторые мутации митохондриального генома ассоциированы с хроническими неинфекционными заболеваниями, например атеросклерозом, ишемической болезнью сердца, инфарктом миокарда и гипертонической болезнью.

Митохондриальный геном наследуется по материнскому типу. Он отличается выраженной нестабильностью, поэтому в нем нередки как наследуемые, так и соматические мутации, возникающие в течение жизни индивида. Митохондриальная ДНК накапливает мутации более чем в десять раз быстрее по сравнению с ядерным геномом; это связано с тем, что мтДНК лишена защитных гистонов, а ее окружение богато реактивными формами кислорода, являющимися побочным продуктом метаболических процессов, протекающих в митохондриях; кроме того, восстановительные механизмы мтДНК малоэффективны по сравнению с ядерной ДНК. Пенетрантность и экспрессивность мутаций мтДНК варьируют от семьи к семье и между родственниками по материнской линии и зависят от многих факторов, но главным образом, от генотипа и степени гетероплазмии (смеси мутантных и нормальных молекул ДНК).

Как правило, патогенные мутации в митохондриальных генах приводят к нарушению синтеза белка в митохондриях, снижают эффективность окислительного фосфорилирования и продукцию АТФ. Для своего фенотипического выражения патогенная мутация мтДНК должна накопиться в достаточной мере, чтобы превысить определенное пороговое значение гетероплазмии (показателя, характеризующего долю мутантных молекул мтДНК в общем пуле мтДНК в клетке или ткани). Фенотипическое проявление мутации зависит от степени гетероплазмии. Как правило, для возникновения выраженной митохондриальной патологии требуется высокое содержание мутантной мтДНК в определенной ткани, превышающее 50-60% от общего пула мтДНК. При этом степень гетероплазмии определенных патогенных мутаций мтДНК, не превышающая 20-40%, уже значительно повышает риск развития таких хронических неинфекционных заболеваний, как гипертрофия левого желудочка миокарда, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца.

Мутация мтДНК m.652delG (однонуклеотидная делеция гуанина в позиции 652 мтДНК, локализованная в гене MT-RNR1, кодирующем 12S субъединицу рибосомальной РНК) приводит к изменению вторичной и третичной структуры продукта, а также его термодинамических характеристик (повышение энтальпии вторичной радиальной структуры с -168,5 ккал до -167,0 ккал, повышение энтальпии матрицы с -204,7 ккал до -202,8 ккал).

Известен способ диагностики предрасположенности к ишемической болезни сердца, заключающийся в сравнении количественного уровня повреждений митохондриальной ДНК в образце крови больного субъекта с аналогичным уровнем в образце крови контрольного субъекта, не страдающего атеросклерозом. При этом определяют количественную степень повреждений митохондриальной ДНК методом количественной ПЦР, где ДНК обрабатывают гликозилазой FAPY до указанного уровня ПЦР-амплификации (патент РФ №2243558, МПК G01N 33/48, опубл. 27.12.2004 г.).

Однако в известном решении исследуются крупные приобретенные делеции митохондриальной ДНК, то есть качественные изменения, что недостаточно для обеспечения точности диагностики.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ оценки индивидуального генетического риска атеросклероза на основе определения вариантов митохондриального генома, состоящий в том, что у человека берут кровь, выделяют ДНК и проводят генотипирование митохондриальной ДНК; наличие варианта A1811G свидетельствует о высоком генетическом риске атеросклероза, а наличие вариантов Т204С, G8251A, Т10238С, G12501A свидетельствует о низком генетическом риске атеросклероза (Патент РФ №2592233, МПК G01N 33/50, опубл. 20.07.2016 г.).

Однако известный метод не описывает количественные показатели гетероплазмии, пороговые значения и диагностические характеристики, описываемые в заявляемом изобретении.

Задачей изобретения является создание эффективного способа определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда, позволяющего на ранних этапах выявлять развитие болезни и принимать адекватные меры для профилактики и своевременного лечения.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и точности определения предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни и инфаркту миокарда.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда, состоящем в том, что из крови пациента выделяют ДНК и проводят генотипирование митохондриальной ДНК, согласно изобретению определяют степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG и при величине показателя выше 22,5% судят об индивидуальной генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда.

Осуществление способа.

В заявляемом способе генетической диагностики атеросклероза у пациента берут кровь, выделяют ДНК из клеток крови, определяют степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG и при превышении порогового значения данного показателя, принятого равным 22,5%, диагностируют наличие атеросклероза и индивидуальной генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда.

Было обследовано 450 человек, а именно 223 человека без клинических признаков атеросклероза и 227 больных ишемической болезнью сердца (ИБС), в том числе 82 больных ИБС с перенесенным инфарктом миокарда. Количественная диагностика атеросклероза была проведена с помощью ультрасонографии сонных артерий с последующим измерением толщины интимо-медиального слоя общих сонных артерий и размера атеросклеротических бляшек. К здоровым лицам относили тех участников исследования, у которых отсутствовало патологическое утолщение интимо-медиального слоя общих сонных артерий и отсутствовали возвышающиеся поражения. К больным атеросклерозом относили тех участников исследования, у которых имелось патологическое утолщение интимо-медиального слоя общих сонных артерий в сочетании с возвышающимися поражениями, занимающими не менее 10% просвета сонных артерий. Цельную кровь брали утром натощак в количестве 5 мл и выделяли из нее ДНК методом фенол-хлороформной экстракции с использованием протеиназы K. Степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG определяли с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием одной пары праймеров и двух зондов (на нормальный и мутантный участки мтДНК), вычисляя значение ACt (разность пороговых циклов для кривых плавления зондов, комплементарным нормальным или мутантным участкам ДНК), определяя коэффициент эффективности амплификации по формуле E=(R2/R1)1/C(t), где R1 и R2 - уровни флуоресценции в начале и в конце экспоненциальной фазы, и рассчитывая степень гетероплазмии G по формуле G(%)=100/(1+EΔCt). У здоровых лиц без атеросклероза среднее значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составило 19,2% (стандартное отклонение 7,7), у больных ИБС - 24,3% (стандартное отклонение 7,6), в том числе у больных ИБС с перенесенным инфарктом миокарда - 26,3% (стандартное отклонение 7,2) (p<0,001). При анализе результатов методом построения кривых операторского теста, в котором оцениваемым реальным состоянием являлось наличие атеросклеротических бляшек со стенозированием более 20% просвета артерии, площадь под кривой составила 0,601±0,027 (p<0,0001; 95% доверительный интервал 0,548-0,653). Пороговое значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составило 21,5% (чувствительность 56,5%, специфичность 58,1%). При анализе, в котором оцениваемым реальным состоянием являлось наличие гемодинамически значимых атеросклеротических бляшек со стенозированием более 50% просвета артерии, площадь под кривой составила 0,660±0,035 (p<0,0001; 95% доверительный интервал 0,591-0,729). Пороговое значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составило 23,5% (чувствительность 65,4%, специфичность 60,1%). При анализе, в котором оцениваемым реальным состоянием являлось наличие ИБС, площадь под кривой составила 0,683±0,025 (p<0,0001; 95% доверительный интервал 0,634-0,732). Пороговое значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составило 21,5% (чувствительность 60,8%, специфичность 63,7%). При анализе, в котором оцениваемым реальным состоянием являлось наличие инфаркта миокарда в анамнезе, площадь под кривой составила 0,698±0,030 (p<0,0001; 95% доверительный интервал 0,638-0,757). Пороговое значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составило 23,5% (чувствительность 68,3%, специфичность 62,8%). Таким образом, по 4 оцениваемым реальным состояниям среднее пороговое значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG определено равным 22,5%. При этом условии в отношении диагностики атеросклероза количество истинно положительных результатов составило 148 случаев, истинно отрицательных - 127 случаев, ложноположительных - 62 случая, ложноотрицательных - 113 случаев. Чувствительность генодиагностики составила 56,8%, специфичность - 67,2%, отношение шансов - 2,68 (95% доверительный интервал 1,78-4,04), относительный риск - 1,50 (95% доверительный интервал 1,27-1,75) (p<0,001). В отношении диагностики ИБС количество истинно положительных результатов составило 134 случая, истинно отрицательных - 147 случаев, ложноположительных - 76 случаев, ложноотрицательных - 93 случая. Чувствительность генодиагностики составила 59,1%, специфичность - 66,0%, отношение шансов - 2,78 (95% доверительный интервал 1,87-4,17), относительный риск - 1,65 (95% доверительный интервал 1,36-1,99) (p<0,001). В отношении диагностики инфаркта миокарда количество истинно положительных результатов составило 60 случаев, истинно отрицательных - 218 случаев, ложноположительных - 150 случаев, ложноотрицательных - 22 случая. Чувствительность генодиагностики составила 73,2%, специфичность - 59,3%, отношение шансов - 3,96 (95% доверительный интервал 2,26-6,99), относительный риск - 3,12 (95% доверительный интервал 1,95-5,08) (p<0,001).

Таким образом, в ДНК из клеток крови человека определяют степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG и при превышении порогового значения данного показателя, принятого равным 22,5%, диагностируют наличие атеросклероза и индивидуальной генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Женщина, 60 лет, значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составляет 7% (существенно ниже порогового значения; нет генетической предрасположенности к атеросклерозу). Толщина интимо-медиального слоя общих сонных артерий 0,67 мм (ниже возрастной нормы, нет предрасположенности к атеросклерозу), атеросклеротические бляшки не выявлены, ИБС нет, инфаркта миокарда в анамнезе нет. Результаты генодиагностики соответствуют реальной клинической картине.

Пример 2. Мужчина, 63 года, значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составляет 20% (ниже порогового значения; нет генетической предрасположенности к атеросклерозу). Толщина интимо-медиального слоя общих сонных артерий 0,74 мм (соответствует возрастной норме, нет предрасположенности к атеросклерозу), атеросклеротические бляшки не выявлены, ИБС нет, инфаркта миокарда в анамнезе нет. Результаты генодиагностики соответствуют реальной клинической картине.

Пример 3. Мужчина, 53 года, значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составляет 25% (выше порогового значения; есть генетическая предрасположенность к атеросклерозу). Толщина интимо-медиального слоя общих сонных артерий 0,79 мм (выше возрастной нормы, есть предрасположенность к атеросклерозу), выявлены атеросклеротические бляшки со стенозированием более 20% просвета сосудов, ИБС есть, инфаркта миокарда в анамнезе нет. Результаты генодиагностики соответствуют реальной клинической картине.

Пример 4. Мужчина, 68 лет, значение гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG составляет 31% (выше порогового значения; есть генетическая предрасположенность к атеросклерозу). Толщина интимо-медиального слоя общих сонных артерий 1,61 мм (значительно выше возрастной нормы, есть предрасположенность к атеросклерозу), выявлены атеросклеротические бляшки со стенозированием более 50% просвета сосудов, болен ИБС, перенесенный инфаркт миокарда в анамнезе. Результаты генодиагностики соответствуют реальной клинической картине.

Таким образом, заявляемый способ позволяет на ранних этапах выявлять развитие болезни и принимать адекватные меры для профилактики и своевременного лечения.

Способ определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда, состоящий в том, что из крови пациента выделяют ДНК и проводят генотипирование митохондриальной ДНК, отличающийся тем, что определяют степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG и при величине показателя выше 22,5% судят о высоком генетическом риске атеросклероза, ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской генетике и сердечно-сосудистой хирургии. Предложен способ прогнозирования риска развития синдрома полиорганной недостаточности у пациентов после коронарного шунтирования.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к диагностике. Для оценки риска рака желудочно-кишечного тракта создают в базе данных множество классификаторов в соответствии с множеством соответствующих результатов проведенных ранее анализов крови у множества подвергнутых анализу индивидуумов.
Изобретение относится к области медицины и предназначено для оценки безопасности биомедицинского клеточного продукта (БМКП). Устанавливаются контрольные количественные величины, характеризующие уровень теломеразной активности в клетках с различным туморогенным потенциалом.
Изобретение относится к области медицины и предназначено для оценки безопасности биомедицинского клеточного продукта (БМКП). Устанавливаются контрольные количественные величины, характеризующие уровень теломеразной активности в клетках с различным туморогенным потенциалом.

Изобретение относится к медицине, к области лабораторной диагностики и непосредственно к диагностике эндогенной интоксикации при реперфузионном синдроме после восстановления артериального кровообращения.

Изобретения касаются пептида, синтезированного химическим способом или способом генной инженерии, композиции, включающей такой пептид, ДНК, кодирующей полипептид, вектора, включающего такую ДНК, клетки-хозяина для экспрессии представленного пептида, набора для скрининга пептида, способного подавлять инфекцию респираторного вируса, и способа скрининга пептида, способного подавлять инфекцию респираторного вируса.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ диагностики выраженного фиброза печени у больных хроническим гепатитом C (ХГС) естественного течения с 1 генотипом, отличающийся тем, что в нейтрофилах и моноцитах периферической крови определяют активность цитохимических ферментов - лактатдегидрогеназы (ЛДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) и никотинамидадениндинуклеотид-диафоразы (НАД-диафоразы) и при снижении их активности в нейтрофилах и моноцитах более чем в три раза по сравнению с нормой диагностируют выраженный фиброз печени.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ диагностики выраженного фиброза печени у больных хроническим гепатитом C (ХГС) естественного течения с 1 генотипом, отличающийся тем, что в нейтрофилах и моноцитах периферической крови определяют активность цитохимических ферментов - лактатдегидрогеназы (ЛДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) и никотинамидадениндинуклеотид-диафоразы (НАД-диафоразы) и при снижении их активности в нейтрофилах и моноцитах более чем в три раза по сравнению с нормой диагностируют выраженный фиброз печени.

Изобретение относится к области медицины, в частности к стоматологии, и предназначено для оценки прогноза кариеса. Из венозной крови выделяют ДНК.
Изобретение относится к области медицины, а именно к судебной медицине. Для установления непосредственных причин смерти.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для идентификации Mycobacterium leprae. ДНК выделяют из соскоба со слизистой оболочки полости носа в 5% растворе сывороточного бычьего альбумина.

Изобретение относится к экологии, а именно к способу количественного определения угольной пыли в производственной и окружающей среде в присутствии других видов пыли методом гравиметрии.

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской генетике и сердечно-сосудистой хирургии. Предложен способ прогнозирования риска развития синдрома полиорганной недостаточности у пациентов после коронарного шунтирования.

Изобретение относится к области медицины, в частности к акушерству и гинекологии. Предложен способ морфологической диагностики тяжести преэклампсии.

Предложенная группа изобретений относится к области медицины. Предложены cпособ выявления ингибиторов супрессии супрессора опухолевого роста Pdcd4 в опухолевых клетках и генетическая конструкция pLucPdcd4, представляющая собой плазмиду, кодирующую репортерный белок, представляющий собой химеру люциферазы светлячка с белком Pdcd4 человека.

Изобретение относится к геометрическим формам образцов для испытания материалов. Сборная конструкция образца (10) для испытаний содержит множество слоев, выполненных из армированного волокном полимерного материала, совместно образующих слоистый материал постоянной толщины.

Группа изобретений относится к технологии и технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения параметров перекачиваемой по трубопроводам жидкости.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в практике аналитических, агрохимических, медицинских лабораторий. Осуществляют концентрирование микроэлементов для последующего аналитического определения путем соосаждения с диантипирилметаном, образующим в системе вода - минеральная кислота - тиоцианат аммония коллектор дитиоцианат диантипирилметания.

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в жидком или текучем состоянии и может быть использовано в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем для отбора проб расплавленного теплоносителя.

Изобретение относится к производственной сфере народного хозяйства, в частности к области гигиены труда и производственной санитарии, и может быть использовано для количественной оценки вредных примесей в воздухе, вдыхаемом человеком.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для идентификации Mycobacterium leprae. ДНК выделяют из соскоба со слизистой оболочки полости носа в 5% растворе сывороточного бычьего альбумина.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда. Из крови пациента выделяют ДНК, проводят генотипирование митохондриальной ДНК, определяют степень гетероплазмии мтДНК по мутации m.652delG. При величине показателя выше 22,5 судят о высоком генетическом риске. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и точности определения предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни и инфаркту миокарда. 4 пр.

Наверх