Исследование Siblings With Ischemic Stroke Study. Результаты полногеномного сканирования на выявление локусов инсульта

Предпосылки и цель исследования. Риск развития ишемического инсульта (ИИ) во многом обусловлен наследственной предрасположенностью. Исследование Siblings With Ischemic Stroke Study (SWISS) является полногеномным анализом, основанном на фамильном родстве, в котором использовали уже известные генотипы. Цель исследования SWISS заключалась в изучении связи между однонуклеотидными полиморфизмами (ОНП) и риском развития инсульта и вариантов инсульта среди пар сибсов. Методы. В исследование SWISS включили 312 пробандов с ИИ из 70 центров США и Канады. Сибсов с инсультом выявляли в медицинских центрах, и затем данные подтверждали путем изучения данных центральных баз данных; сибсов без инсульта выявляли с помощью телефонного опроса. Варианты ишемического инсульта классифицировали в соответствии с критериями Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment. Генотипирование проводили с помощью наборов Illumina 610 quad array (пробанды) и Illumina linkage V array (сибсы с ИИ). ОНП выявляли с помощью данных 1000 Genomes Project и программного обеспечения MACH. Анализ семейных ассоциаций провели с помощью теста на неравномерность передачи признака последующему поколению. Результаты. Для всех пар сибсов корреляция возраста на момент развития инсульта составила r=0,83 (95% доверительный интервал [ДИ] от 0,78 до 0,86; р<2,2х10-16). При проведении анализа по вариантам инсульта корреляция существенно не отличалась. Конкордантность вариантов инсульта среди пар сибсов с инсультом составила 33,8% (каппа=0,13; р=5,06×10-4) и не отличалась в зависимости от возраста на момент развития инсульта у пробандов. Несмотря на то что ни один ОНП не достиг полногеномной значимости для риска развития ИИ, обнаружили скопление большинства ассоциированных ОНП на хромосомах 3р (нейрональная синтаза окиси азота) и 6р. Выводы. Выявили значительную кластеризацию подтипов инсульта и возраста, когда развился инсульт у пострадавших пар сибсов. Ни один ОНП не достиг полногеномной значимости. Тем не менее определили два перспективных кандидатных локуса, один из которых включает нейрональную синтазу окиси азота, хотя эти локусы требуют дальнейшего изучения в более крупных выборках.

Уже достаточно давно установлена семейная предрасположенность к развитию ишемического инсульта (ИИ) Эта кластеризация связана с генетическими факторами и сходным общим воздействием окружающей среды. Были выявлены мутации генов, которые приводят к развитию редких синдромов ИИ, таких как CADASIL и MELAS. Тем не менее поиск генетических локусов, ассоциированных с риском развития ИИ, до сих пор дает скромные результаты несмотря на проведение нескольких исследований генов-кандидиатов [1] и крупномасштабных исследований полногеномных ассоциаций [2, 3]. В исследовании Siblings With Ischemic Stroke Study (SWISS) использовали дифференцированный и перспективный подход к обнаружению новых факторов риска развития ИИ на основе изучения не связанных между собой семей с пострадавшими и не пострадавшими сибсами. В данной работе представлены результаты полногеномного сканирования в исследовании SWISS, основанные на семейном родстве, после достижения первоначальной целевой выборки.

МЕТОДЫ

Пациенты

Пробандов выбирали из 70 американских и канадских медицинских центров. Пробанды были взрослыми (старше 18 лет) мужчинами и женщинами, поступившими на лечение в медицинские центры, участвующие в исследовании, с подтвержденным неврологом диагнозом ИИ. Критерием наличия инсульта было быстрое развитие общемозговой и очаговой неврологической симптоматики с симптомами, продолжительностью не менее 24 часов или приводящими к развитию летального исхода без другой очевидной причины кроме сосудистого происхождения (определение Всемирной организации здравоохранения) [4]. Критерием наличия ИИ было обнаружение симптомного инфаркта головного мозга по результатам компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ), выполненной в течение 7 дней от момента появления симптомов инсульта, или отсутствие другой альтернативной причины развития симптомов. У пробандов, набираемых в исследование, должен был быть, по крайней мере, один живой сибс с инсультом в анамнезе. В исследование не включали пробандов с ятрогенным инсультом, развившимся по причине вазоспазма или васкулита, или с инсультом, развившимся на фоне искусственного клапана сердца, без лечения или на фоне активного лечения бактериального эндокардита. Также исключали пробандов с синдромом CADASIL, болезнью Фабри, гомоцистеинурией, MELAS или серповидно-клеточной анемией. В каждом из участвующих медицинских центров неврологи классифицировали варианты ИИ у пробандов, согласно критериям Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment (TOAST) [5].

Для набора в исследование пострадавших от инсульта сибсов пробанда (конкордантных сибсов) пробанда просили связаться с сибсами [6]. Проводили опросы по телефону для получения демографических и клинических данных и также разрешения на получение медицинской документации, имеющей отношение к лечению инсульта. Собранную медицинскую документацию изучал центральный комитет с целью верификации диагноза ИИ и определения варианта инсульта, согласно критериям TOAST. Определение вариантов инсульта, в соответствии с критериями TOAST, у конкордантных сибсов в исследовании SWISS отличалось умеренной межэкспертной достоверностью [7]. Сибсов, не имеющих инсульта, выявляли по телефонному опросу и при личной беседе.

Анализ генотипирования

Процесс создания лимфобластных клеточных линий, контроль качества геномной ДНК, получение генетических данных и контрольные процедуры для оценки качества генотипирования выполнили в соответствии с протоколами. Описание этих методов представлено on-line в дополнительных данных.

Консенсусные однонуклеотидные полиморфизмы (ОНП), прошедшие контроль качества в обеих фазах (фаза полногеномного скрининга ассоциаций и фаза семейной ассоциации), объединили для всех доступных сибсов (2239 ОНП, выявленных у пробандов). Используя все 5612 ОНП в объединенном наборе данных, верифицировали указанные взаимосвязи с помощью показателей pi_hat. Подтверждением кровного родства считали попарные значения pi_hat от 0,35 и 0,65; если значения pi_hat выходили за эти пределы, образцы изымали и считали, что между сибсами нет кровного родства. Этот набор данных из комбинированной фазы генотипирования является окончательным для всех впоследствии описанных анализов. Процесс отбора пациентов в исследование представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Выбор пациентов

Анализ генетических данных

Все семейные ассоциативные анализы проводили с помощью программного обеспечения PLink 1.07 [8]. Для проведения анализов использовали утилитe dFam этого программного обеспечения, с помощью которой выполняли тест на неравномерность передачи признака последующему поколению. Опция dFam является мощным тестом для анализа информации от сибсов, содержащая алгоритм определения кровного родства, а также оперирующая данными предполагаемых родительских генотипов для расчета ожидаемой частоты аллелей с целью сравнения с наблюдаемой...

Дж.Ф. Мешиа, М. Наллс, М. Матарин, Т.Г. Бротт, Р.Д. Браун Мл., Дж. Харди, Б. Кисселла, С.С. Рич, А. Синглетон, Д. Гернандез, Л. Ферруччи, К. Пеарсе, М. Келлер, Б.Б. Ворралл