epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2023-22-3-57-63epidemiology-1825Research ArticleПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭПИДЕМИОЛОГИИ И ВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКИPRACTICAL ASPECTS OF EPIDEMIOLOGY AND VACCINE PREVENTIONАнализ молекулярно-генетических маркеров остеопороза у жителей Российской ФедерацииAnalysis of Molecular Genetic Markers of Osteoporosis in Residents of the Russian Federationhttps://orcid.org/0000-0003-4146-4787ПолибинР. В.PolibinR. V.

Роман Владимирович Полибин – к. м. н., доцент кафедры эпидемиологии и доказательной медицины ИОЗ; заместитель директора ИОЗ им. Ф.Ф. Эрисмана по научной работе

+7 (926) 349-52-43

Roman V. Polibin – Cand. Sci. (Med.), associate Professor

+7 (926) 349-52-43

polibin_r_v@staff.sechenov.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6280-4325ЛомоносоваА. В.LomonosovaA. V.

Ломоносова Алёна Вячеславовна, к. м. н., старший преподаватель

143435, Москва, Большая Пироговская ул., 2 стр. 2

+7 (916) 645-39-92

Lomonosova Alyona V., Cand. Sci. (Med.), senior lecturer, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education

2/2, Bolshaya Pirogovskaya, Moscow, 143435, Russia

+7 (916) 645-39-92

lomonosova_a_v@staff.sechenov.ruГлушковаЕ. В.GlushkovaE. V.

Екатерина Владимировна Глушкова – к. м. н., доцент кафедры эпидемиологии и доказательной медицины ИОЗ

+7 (985) 649-13-24

Ekaterina V. Glushkova – Cand. Sci. (Med.), associate Professor

+7 (985) 649-13-24

glushkova_e_v@staff.sechenov.ruЧигирьА. Г.ChigirA. G.

Александра Геннадьевна Чигирь – ординатор кафедры эпидемиологии и доказательной медицины ИОЗ

+7 (916) 145-38-56

Alexandra G. Chigir – resident

+7 (916) 145-38-56

chigir.alexandra.2012@mail.ruПугачевМ. И.PugachevM. I.

Максим Игоревич Пугачев – лаборант

+7 (915) 403-29-07

Maxim I. Pugachev – laboratory assistant

+7 (915) 403-29-07

99vvvv99@mail.ruХохловГ. Н.HohlovG. N.

Глеб Николаевич Хохлов – студент

+7 (985) 247-85-27

Gleb N. Khokhlov – student, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education

+7 (985) 247-85-27

kaygero@mail.ruБакутинИ. С.BakutinI. S.

Илья Сергеевич Бакутин – студент

+7 (964) 559-92-24

Ilya S. Bakutin – student, Federal State Autonomous Educational Institution

+7 (964) 559-92-24

aver-9999@mail.ruФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)РоссияFederal State Autonomous Educational Institution of Higher Education I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University)Russian FederationФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана» РоспотребнадзораРоссияFederal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingRussian Federation2023010720232235763Copyright © Полибин Р.В., Ломоносова А.В., Глушкова Е.В., Чигирь А.Г., Пугачев М.И., Хохлов Г.Н., Бакутин И.С., 20232023Полибин Р.В., Ломоносова А.В., Глушкова Е.В., Чигирь А.Г., Пугачев М.И., Хохлов Г.Н., Бакутин И.С.Polibin R.V., Lomonosova A.V., Glushkova E.V., Chigir A.G., Pugachev M.I., Hohlov G.N., Bakutin I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/1825Актуальность

Актуальность. Остеопороз – многофакторное заболевание с высоким уровнем инвалидизации, которое является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. Широкая распространенность и инвалидизация связаны не только с особенностями течения данной патологии, но также с несвоевременностью постановки диагноза и начала терапии. Поэтому в настоящее время актуальным становится поиск специфичных и доступных маркеров остеопороза, позволяющих обнаружить предпосылки развития заболевания до проявления его клинических симптомомов при обследовании пациентов, для формирования групп риска и определения тактики ведения больного.

Цель

Цель. Определение молекулярно-генетических маркеров предрасположенности к остеопорозу у жителей Российской Федерации.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведено продольное ретроспективное «случай-контроль» эпидемиологическое исследование с целью поиска ассоциации с остеопорозом однонуклеотидных полиморфизмов генов: COL1A1, CYP2R1, ESR1, LCT, LRP5, VDR среди жителей Российской Федерации (n = 669). Полиморфные маркеры генов-кандидатов были отобраны для исследования на основании наличия ассоциаций с остеопорозом по данным ранее проведенных исследований, опубликованных в базах данных РИНЦ, PubMed, Web of Science, MEDLINE, Scopus, а также по результатам мониторинга полиморфизмов, включенных в панели генетической предрасположенности к остеопорозу компаний, занимающиеся генетическим тестированием в Российской Федерации. Для исследования были сформированы две группы: основная (случай) – 234 пациента с установленным диагнозом «Остеопороз», контрольная – 435 пациентов, отобранных с помощью генератора случайных чисел из условно здоровых лиц из базы Basis Genomic Group (ООО «Базис Геномик»). Группы были сопоставимы по возрасту и полу (p > 0,05). Статистический анализ проводился с использованием программы StatTech v. 3.1.6. (разработчик – ООО «Статтех», Россия). Характер распределения количественных данных проверяли критериями Шапиро-Уилка, Колмогорова-Смирнова, статистическую значимость различий в 2 независимых группах оценивали с помощью U-критерия Манна-Уитни. Для оценки ассоциаций аллелей выбранных генов с риском развития остеопороза использованкритерий χ2 Пирсона.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Сравнительный анализ частот аллелей изучаемых полиморфных маркеров генов-кандидатов в выборке из 669 пациентов показал, что для жителей Российской Федерации в качестве генетического маркера остеопороза можно использовать полиморфизм rs3736228 гена LRP5, поскольку были выявлены достоверные различия в группе пациентов с остеопорозом и в контрольной группе по частоте встречаемости вариантов аллелей CT и TT. Результаты исследований однонуклеотидных полиморфизмов COL1A1_rs1800012_G/T, CYP2R1_rs10741657_A/G, ESR1_rs2234693_C/T, ESR1_rs9340799_A/G, LCT_rs4988235_C/T, VDR_rs1544410_A/G, VDR_rs2228570_C/T среди жителей Российской Федерации не показали достоверных различий между группами, поэтому в дальнейшем результаты исследований этих полиморфизмов для оценки риска остеопороза у пациентов нужно оценивать с осторожностью. 

Выводы

Выводы. По результатам проведенного исследования с участием жителей Российской Федерации только один из восьми аллелей в генах-кандидатах по риску развития остеопороза показал значимую связь с этой патологией. Показано, что варианты ТТ и СТ полиморфизма rs3736228 гена LRP5 являются генотипом повышенного риска развития остеопороза.

Relevance

Relevance. Osteoporosis is a multifactorial disease with a high level of disability, which is a serious health problem worldwide. High prevalence and disability rates are associated not only with the peculiarities of the course of this pathology, but also with the untimely diagnosis and initiation of therapy. Therefore, it is extremely relevant to search for specific and accessible markers of osteoporosis, such as molecular genetic markers or single-nucleotide polymorphisms, analysis of which will help identify risk factors for disease development before clinical symptoms manifest during patient examinations.

Aims

Aims. This study is aimed at finding risk factors for the development of HCG in patients with gastritis and the relationship of polymorphisms of various genes with the development of this pathology.

Materials and methods

Materials and methods. A search was made for the association with osteoporosis of singlenucleotide polymorphisms of the genes: COL1A1, CYP2R1, ESR1, LCT, LRP5, VDR in residents of the Russian Federation (n = 669). Polymorphic markers of candidate genes were selected for research based on the presence of associations with osteoporosis according to previously conducted studies published in the RSCI, PubMed, Web of Science, MEDLINE, Scopus databases, as well as on the results of monitoring polymorphisms included in the panels of genetic predisposition to osteoporosis of companies engaged in genetic testing in the Russian Federation. Two groups were formed for the study: the main (case) – 234 patients with an established diagnosis of Osteoporosis, the control – 435 patients selected using a random number generator from conditionally healthy individuals from the Basis Genomic Group database (Basis Genomics LLC). The groups were comparable in age and gender (p > 0.05).Statistical analysis was carried out using the StatTech v. 3.1.6. program (developed by Stattech LLC, Russia). The nature of the distribution of quantitative data was checked by the Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov criteria, the statistical significance of differences in 2 independent groups was assessed using the Mann-Whitney U-test. The ꭓ2 Pearson criterion was used to evaluate the associations of alleles of selected genes with the risk of osteoporosis.

Results and discussions

Results and discussions. Analysis of the maps of 669 patients showed that for residents of the Russian Federation, the polymorphism rs3736228 of the LRP5 gene can be used as a genetic marker of osteoporosis, since there were significant differences in the frequency of occurrence of CT and TT allele variants in the group of patients with osteoporosis and in the control group. Results of studies of single-nucleotide polymorphisms COL1A1_rs1800012_G/T, CYP2R1_rs10741657_A/G, ESR1_rs2234693_C/T, ESR1_rs9340799_A/G, LCT_rs4988235_C/T, VDR_rs1544410_A/G, VDR_rs2228570_C/T in residents of the Russian Federation The federations did not show significant differences between the groups, therefore, in the future, the results of studies of these polymorphisms to assess the risk of osteoporosis in patients should be evaluated with caution.

Conclusions

Conclusions. According to the results of the study conducted on residents of the Russian Federation, only one of the eight alleles in candidate genes for the risk of osteoporosis showed a significant relationship in patients in the Russian Federation. It has been shown that variants of TT and CT polymorphism rs3736228 of the LRP5 gene are the risk genotype for osteoporosis.

остеопорозгенетикафакторы рискаполиморфизмэпидемиологиямолекулярно-генетические факторыosteoporosisgeneticsrisk factorspolymorphismepidemiologymolecular genetic factorsReferencesSalari N., Darvishi N., Bartina Y., et al. Global prevalence of osteoporosis among the world older adults: a comprehensive systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res. 2021;16(1):669.Salari N., Darvishi N., Bartina Y., et al. Global prevalence of osteoporosis among the world older adults: a comprehensive systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res. 2021;16(1):669.Kanis J.A., McCloskey E.V., Johansson H., et al. Development and use of FRAX® in osteoporosis. Osteoporosis International. 2010;21(Suppl 2):407–13.Kanis J.A., McCloskey E.V., Johansson H., et al. Development and use of FRAX® in osteoporosis. Osteoporosis International. 2010;21(Suppl 2):407–13.Urano T., Inoue S. Genetics of osteoporosis.Biochemical and Biophysical Research Communications. 2014;452(2):287–293.Urano T., Inoue S. Genetics of osteoporosis.Biochemical and Biophysical Research Communications. 2014;452(2):287–293.Pouresmaeili F., Jamshidi J., Azargashb E., et al. Association between Vitamin D Receptor Gene BsmI Polymorphism and Bone Mineral Density in A Population of 146 Iranian Women. Cell journal. 2013;15(1):75–82.Pouresmaeili F., Jamshidi J., Azargashb E., et al. Association between Vitamin D Receptor Gene BsmI Polymorphism and Bone Mineral Density in A Population of 146 Iranian Women. Cell journal. 2013;15(1):75–82.Li Y., Xi B., Li K., et al. Association between vitamin D receptor gene polymorphisms and bone mineral density in Chinese women. Molecular Biology Reports. 2012;39(5):5709–5717.Li Y., Xi B., Li K., et al. Association between vitamin D receptor gene polymorphisms and bone mineral density in Chinese women. Molecular Biology Reports. 2012;39(5):5709–5717.Jia F., Sun R.F., Li Q.H., et al. Vitamin D Receptor Bsm I Polymorphism and Osteoporosis Risk: A Meta-Analysis from 26 Studies. Genetic Testing and Molecular Biomarkers. 2013;17(1):30–34.Jia F., Sun R.F., Li Q.H., et al. Vitamin D Receptor Bsm I Polymorphism and Osteoporosis Risk: A Meta-Analysis from 26 Studies. Genetic Testing and Molecular Biomarkers. 2013;17(1):30–34.Батурин А. К., Сорокина Е. Ю., Вржесинская О. А. Изучение связи генетического полиморфизма rs2228570 гена VDR с обеспеченностью витамином D у жителей российской Арктики. Вопросы питания. 2017;86(4):77–84.Baturin AK, Sorokina EY, Vrzhesinskaya OA. The study of the association between rs2228570 polymorphism of VDR gene and vitamin D blood serum concentration in the inhabitants of the Russian Arctic. Voprosy Pitaniia. 2017;86(4):77–84 (In. Russ). doi: 10.24411/0042-8833-2017-00062.Wang T.J., Zhang F., Richards J.B., et al. Common genetic determinants of vitamin D insufficiency: a genome-wide association study. The Lancet. 2010; 376(N9736):180–188.Wang T.J., Zhang F., Richards J.B., et al. Common genetic determinants of vitamin D insufficiency: a genome-wide association study. The Lancet. 2010; 376(N9736):180–188.Robien K., Butler L.M., Wang R., et al. Genetic and environmental predictors of serum 25-hydroxyvitamin D concentrations among middle-aged and elderly Chinese in Singapore. British Journal of Nutrition. 2013;14(N109):493–502.Robien K., Butler L.M., Wang R., et al. Genetic and environmental predictors of serum 25-hydroxyvitamin D concentrations among middle-aged and elderly Chinese in Singapore. British Journal of Nutrition. 2013;14(N109):493–502.Rahman K.L., Akhter Q.S., Rahman M.S., et al. Genetic variations of CYP2R1 (rs10741657) in Bangladeshi adults with low serum 25(OH)D level–A pilot study. PLoS One. 2021;16(N11):e0260298.Rahman K.L., Akhter Q.S., Rahman M.S., et al. Genetic variations of CYP2R1 (rs10741657) in Bangladeshi adults with low serum 25(OH)D level–A pilot study. PLoS One. 2021;16(N11):e0260298.Mondockova V., Adamkovicova M., Lukacova M., et al. The estrogen receptor 1 gene affects bone mineral density and osteoporosis treatment efficiency in Slovak postmenopausal women BMC Medical Genetics. 2018;19(1): 174.Mondockova V., Adamkovicova M., Lukacova M., et al. The estrogen receptor 1 gene affects bone mineral density and osteoporosis treatment efficiency in Slovak postmenopausal women BMC Medical Genetics. 2018;19(1): 174.Massart F., Marini F., Bianachi G., et al. Age-specific effects of estrogen receptors’ polymorphisms on the bone traits in healthy fertile women: the BONTURNO study. Reproductive Biology and Endocrinology. 2009;7:32.Massart F., Marini F., Bianachi G., et al. Age-specific effects of estrogen receptors’ polymorphisms on the bone traits in healthy fertile women: the BONTURNO study. Reproductive Biology and Endocrinology. 2009;7:32.Wang C.L., Tang X.Y., Chen W.Q., et al. Association of estrogen receptor α gene polymorphisms with bone mineral density in Chinese women: a meta-analysis. Osteoporosis International. 2007. Vol. 18, N3. P. 295–305.Wang C.L., Tang X.Y., Chen W.Q., et al. Association of estrogen receptor α gene polymorphisms with bone mineral density in Chinese women: a meta-analysis. Osteoporosis International. 2007. Vol. 18, N3. P. 295–305.Dytfeld J., Marcinkowska M., Drwęska-Matelska N., et al. Association analysis of the COL1A1 polymorphism with bone mineral density and prevalent fractures in Polish postmenopausal women with osteoporosis. Archives of Medical Science. 2016;12(2):288–294.Dytfeld J., Marcinkowska M., Drwęska-Matelska N., et al. Association analysis of the COL1A1 polymorphism with bone mineral density and prevalent fractures in Polish postmenopausal women with osteoporosis. Archives of Medical Science. 2016;12(2):288–294.Gerdhem P., Brändström H., Stiger F., et al. Association of the Collagen Type 1 (COL1A 1) Sp1 Binding Site Polymorphism to Femoral Neck Bone Mineral Density and Wrist Fracture in 1044 Elderly Swedish Women. Calcified Tissue International. 2004;74(3):264–269.Gerdhem P., Brändström H., Stiger F., et al. Association of the Collagen Type 1 (COL1A 1) Sp1 Binding Site Polymorphism to Femoral Neck Bone Mineral Density and Wrist Fracture in 1044 Elderly Swedish Women. Calcified Tissue International. 2004;74(3):264–269.Jin H., Evangelou E., Ioannidis J.P., et al. Polymorphisms in the 5′ flank of COL1A1 gene and osteoporosis: meta-analysis of published studies. Osteoporosis International. 2011;22(3):911–921.Jin H., Evangelou E., Ioannidis J.P., et al. Polymorphisms in the 5′ flank of COL1A1 gene and osteoporosis: meta-analysis of published studies. Osteoporosis International. 2011;22(3):911–921.Stewart T.L., Jin H., McGuigan F.E., et al. Haplotypes Defined by Promoter and Intron 1 Polymorphisms of the COLIA1 Gene Regulate Bone Mineral Density in Women.The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2006;91(9):3575–3583.Stewart T.L., Jin H., McGuigan F.E., et al. Haplotypes Defined by Promoter and Intron 1 Polymorphisms of the COLIA1 Gene Regulate Bone Mineral Density in Women.The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2006;91(9):3575–3583.Bersaglieri T., Sabeti P.C., Patterson N., et al. Genetic Signatures of Strong Recent Positive Selection at the Lactase Gene.The American Journal of Human Genetics. 2004;74(6):1111–1120.Bersaglieri T., Sabeti P.C., Patterson N., et al. Genetic Signatures of Strong Recent Positive Selection at the Lactase Gene.The American Journal of Human Genetics. 2004;74(6):1111–1120.Bácsi K., Kósa JP., Lazáry A., et al. LCT 13910 C/T polymorphism, serum calcium, and bone mineral density in postmenopausal women. Osteoporosis International. 2009; 20(4):639–645.Bácsi K., Kósa JP., Lazáry A., et al. LCT 13910 C/T polymorphism, serum calcium, and bone mineral density in postmenopausal women. Osteoporosis International. 2009; 20(4):639–645.Marozik P., Mosse I., Alekna V., et al. Association Between Polymorphisms of VDR, COL1A1, and LCT Genes and Bone Mineral Density in Belarusian Women With Severe Postmenopausal Osteoporosis. Medicina. 2013;49(4);177–84.Marozik P., Mosse I., Alekna V., et al. Association Between Polymorphisms of VDR, COL1A1, and LCT Genes and Bone Mineral Density in Belarusian Women With Severe Postmenopausal Osteoporosis. Medicina. 2013;49(4);177–84.Kitjaroentham A., Hananantachai H., Phonrat B., et al. Low density lipoprotein receptor-related protein 5 gene polymorphisms and osteoporosis in Thai menopausal women. Journal of Negative Results in BioMedicine. 2016;15(5):16.Kitjaroentham A., Hananantachai H., Phonrat B., et al. Low density lipoprotein receptor-related protein 5 gene polymorphisms and osteoporosis in Thai menopausal women. Journal of Negative Results in BioMedicine. 2016;15(5):16.Funakoshi Y., Omori H., Yada H., et al. A1330V polymorphism of the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 gene and bone mineral density in Japanese male workers Environmental Health and Preventive Medicine. 2011; 16(2):106–112.Funakoshi Y., Omori H., Yada H., et al. A1330V polymorphism of the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 gene and bone mineral density in Japanese male workers Environmental Health and Preventive Medicine. 2011; 16(2):106–112.Funakoshi Y., Omori H., Yada H., et al. A1330V polymorphism of the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 gene and bone mineral density in Japanese male workers. Environmental Health and Preventive Medicine. 2011;16(2):106–112.Funakoshi Y., Omori H., Yada H., et al. A1330V polymorphism of the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 gene and bone mineral density in Japanese male workers. Environmental Health and Preventive Medicine. 2011;16(2):106–112.Uitterlinden, A.G. The latest news from the GENOMOS study. Clin Cases Miner Bone Metab. 2009;6(1):35–43.Uitterlinden, A.G. The latest news from the GENOMOS study. Clin Cases Miner Bone Metab. 2009;6(1):35–43.Колчанов Н.А., Игнатьева Е.В. Генные сети. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013;17(4):833–850.Kolchanov NA, Ignatyeva EV. Gennie seti. Vavilov journal of genetics and breeding. 2013;17(4):833–850 (In Russ)

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