SOME INDICATORS OF GLYCOM IN VARIOUS FORMS OF MULTIPLE SCLEROSIS

Full Text

Рассеянный склероз (РС) – хроническое аутоиммунное заболевание центральной нервной системы, поражающее лиц молодого возраста, ведущих активную трудовую жизнь. Заболевание характеризуется неуклонно прогрессирующим течением, неизбежно возникающей инвалидизацией больных и зачастую неблагоприятным прогнозом. Особенности течения заболевания во многом определяются клинической формой РС, который может протекать в виде клинически изолированного синдрома, радиологически изолированного синдрома, иметь ремиттирующее, вторично-прогредиентное, первично-прогредиентное течение [1, 2]. Каждый тип течения рассеянного склероза имеет свои особенности и закономерности, а также показания к назначению той или иной группы препаратов, изменяющих течение рассеянного склероза (ПИТРС). В этой связи определение критериев того или иного типа течения заболевания для оптимизации диагностики, прогнозирования дальнейшего течения рассеянного склероза и назначения адекватного форме заболевания ПИТРС является важной и актуальной задачей [3, 4]. Значительный интерес представляет сравнительная характеристика течения различных форм рассеянного склероза, их трансформация, основанная на объективных показателях, и роль предикторов той или иной формы болезни, определяющих вариант ее течения  [5-7].  

Гликом человека представляет собой совокупность всех сахаров организма как свободных, так и присутствующих в более сложных молекулах.  Гликом состоит из гликопротеинов и гликолипидов. Гликом по сложности превосходит протеом за счет еще большего разнообразия углеводов, входящих в его состав, и дополнительно усложняется из-за огромного взаимодействия углеводов друг с другом и с белками [8].  По словам Джейми Март (Калифорнийский университет, Сан-Диего): «Гликаны – это природные биологические модификаторы. Гликаны обычно не «включают и выключают» физиологические процессы, скорее они изменяют поведение клетки, реагируя на внешние раздражители» [9]. В патогенезе целого ряда заболеваний нарушения гликозилирования белков играют ведущую или определяющую роль.   Нарушения процесса гликозилирования белков охватывают многие медицинские аспекты, что затрудняет распознавание и диагностику нарушений гликозилирования [10, 11].

Рассеянный склероз (РС) – пример аутоиммунного демиелинизирующего процесса с явлениями нейровоспаления. Анализ литературы свидетельствует, что исследования изменений гликома при рассеянном склерозе на протяжении последнего десятилетия достаточно распространены и являются новым и перспективным направлением подхода к проблеме диагностики этого заболевания. В проведенных исследованиях показано, что гликопротеиды у пациентов с РС отличаются не только от здоровых лиц, но и от других неврологических заболеваний, то есть имеют место специфические изменения гликома при РС. Весьма важным фактом является то обстоятельство, что изменения гликома коррелируют с возрастом и с полом пациентов, с клинической формой заболевания, а также со степенью инвалидизации по шкале EDSS, что может способствовать ранней диагностике РС, определению формы заболевания и прогнозированию его течения [12]. 

Цель исследования: выявление особенностей гликозилирования белков при различных клинических формах рассеянного склероза.

Материал и методы.  Был проведен литературный поиск, касающийся исследований гликома при РС. Изучено 13 литературных источников, 5 из которых касались информационно-аналитических аспектов, а в 8 были представлены результаты исследований N-гликозилированных белков плазмы и иммуноглобулинов G (IgG) с помощью количественных и качественных методик при рассеянном склерозе (РС).

Исследование ряда показателей гликома проведены у 135 больных РС, среди которых 71 пациент имел ремиттирующую форму течения РС (РРС), 49 – вторично-прогрессирующую (ВПРС), 15 – первично-прогрессирующую (ППРС). Следует отметить, что количество исследованных пациентов в группах примерно соответствует распределению клинических форм в популяции больных РС.

Исследование проходило в два этапа. На предварительном этапе проведено исследование у 90 пациентов интерлейкина-6 (IL-6), гликопротеина Р-селектина (SELP), иммуноглобулина SIGLEC-9, молекул гликации (sRAGE) на ИФА-анализаторе Multiskan при длине волны 450 нм с использованием наборов Интерлейкин-6-ИФА-БЕСТ (Вектор-Бест), ELISA Kit for Receptor Advanced Glycation Endproducts (Cloud-Clone Corp.), ELISA Kit for P-selectin (Cloud-Clone Corp.), ELISA Kit for Sialic Acid Binding Ig Like Lectin 9 (Cloud-Clone Corp.).

Среди больных было 35 мужчин (38,9%) и 55 женщин (61,1%). Возраст пациентов колебался от 18 до 74 лет. Группу сравнения составили 30 здоровых испытуемых аналогичного возраста и пола. На втором этапе исследования изучены показатели интерлейкина-6 (IL-6) и гликопротеина Р-селектина (SELP) у 135 пациентов с РС.

Поскольку количественные данные имеют распределение, отличное от нормального, или же являются порядковыми переменными, сравнение двух независимых групп – пациентов с РС и лиц без демиелинизирующих заболеваний, а также парные сравнения пациентов с различными типами течения РС проводились по критерию Манна-Уитни. Множественные сравнения групп различного течения РС проводились с помощью критерия Краскела-Уоллиса. Анализ корреляции выполнен на основе коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Статистическая достоверность выводов определялась на 5% уровне значимости.

Результаты. Из изученных продуктов гликирования наибольший интерес представил SELP сыворотки. Показатели в исследуемой группе (пациенты с РС независимо от типа течения, n = 88) варьируют от 29,49 до 173,54 нг/мл, со средним значением (средняя взвешенная) 67,994.

                                      

при этом показатели в группе контроля (лица без демиелинизирующих и воспалительных заболеваний, n = 30) колеблются от 27,432 до 125,314 со средним значением 57,734.

                                      

Показатели количественного определения IL-6 в сыворотке крови у пациентов с РС по данным исследования (n = 90) демонстрируют широкую вариабельность – от 0,00 до 104,93 пг/мл, среднее значение – 3,884.

                                      

В группе контроля (n = 30) значения IL-6 варьируют от 0,258 до 4,0115 пг/мл, в среднем этот показатель составляет 1,611 пг/мл.

                                       

При анализе показателей по группам в зависимости от типа течения рассеянного склероза получены следующие результаты:

РРС (n = 50):

SELP (n = 48): мин. 29,49; макс. 122,21 нг/мл, в среднем 68,981 нг/мл.

                                         

IL-6  (n = 50): мин. 0,00; макс. 109,93 пг/мл, в среднем 4,335 пг/мл.

                                         

ППРС (n = 5):

SELP мин. 30,92, макс. 62,89 нг/мл, в среднем 44,52 нг/мл.

                                         

IL-6 мин. 0,00; макс. 0,01 пг/мл, в среднем 0,002 пг/мл.

                                         

ВПРС (n = 35):

SELP мин. 30,48; макс. 173,54 нг/мл, в среднем 69,995 нг/мл.

                                         

IL-6 мин. 0,00; макс. 56,14 пг/мл, в среднем 3,794 пг/мл.

                                         

Проанализированы показатели sRAGE и SIGLEC-9.

Исследуемая группа: sRAGE (n = 90) мин. 0,00; макс. 0,05 нг/мл, средняя взвешенная 0,001, среднее квадратическое отклонение – 0,00667. SIGLEC-9 (n = 90) мин. 0,00; макс. 0,29 нг/мл, средняя взвешенная 0,0216, среднее квадратическое отклонение – 0,0577. В группе контроля: sRAGE (n = 30) мин. 0,00; макс. 0,638 нг/мл, средняя взвешенная – 0,0615. SIGLEC-9 (n = 30) мин. 0,00; макс. 0,1647 нг/мл, средняя взвешенная – 0,0216, среднее квадратическое отклонение – 0,0577.

            По результатам проведенного предварительного анализа лабораторных значений было решено исследовать показатели IL-6 и SELP, как продемонстрировавших наибольшую информативность и вариабельность и по сравнению с группой контроля, у большего числа пациентов и в рамках анализа групп с различным типом течения РС. В то же время показатели sRAGE и SIGLEC-9 продемонстрировали низкие абсолютные значения и низкую вариабельность в пределах исследуемой группы и не показали значимых различий от группы контроля.

Второй этап исследования включал анализ показателей IL-6 и SELP сыворотки крови у 135 пациентов с различными вариантами течения РС (РРС – 71, ВПРС – 49, ППРС – 15) и 30 здоровых лиц группы сравнения. Показатели гликома IL-6 и SELP сравнили в двух группах с помощью критерия Манна-Уитни. Уровень IL-6 у пациентов с РС составил 0,47 (0; 1,91), в группе сравнения 0,745 (0,495; 1,05), без статистически значимой разницы (p = 0,178). Показатель гликома SELP в группе исследования составил 53,02 (35,84; 78,32), в группе сравнения 47,665 (40,34; 66,245), также без статистически значимой разницы (p = 0,899).

Был проведен анализ показателей гликома у всех исследуемых групп, включая разные варианты течения РС, с помощью критерия Краскела-Уоллиса. Не было получено статистически значимых различий при оценке IL-6 (p = 0,752) и SELP (p = 0,655).

Зависимость показателей гликома IL-6 и SELP от длительности течения РС представлена в табл. 1. У пациентов с РРС между длительностью течения заболевания и показателем SELP с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена была выявлена статистически значимая прямая корреляционная связь (ρ = 0,278 с 95% ДИ: 0,039-0,489; р = 0,019).

Таблица 1

Показатели IL-6 и SELP в зависимости от длительности течения РС

                                                IL-6 and SELP by MS duration                                   Table 1

Тип течения РС	ВПРС (n = 49)		РРС (n = 71)		ППРС (n = 15)
	ρ Спирмена	p-значение	ρ Спирмена	p-значение	ρ Спирмена	p-значение
IL-6	- 0,130	0,373	- 0,021	0,863	0,185	0,510
SELP	0,230	0,112	0,278	0,019	0,315	0,252

Зависимость показателей гликома IL-6 и SELP от степени инвалидизации по шкале EDSS (Expanded Disability Status Scale) проверили с помощью корреляционного анализа по Спирмену. Связь была статистически не значимой. Данные представлены табл. 2 (Ранговая корреляция).

Таблица 2

Показатели IL-6 и SELP в зависимости от значений шкалы инвалидизации EDSS

                                       IL-6 and SELP by EDSS                                                   Table 2

Тип течения РС	ВПРС (n = 49)		РРС (n = 71)		ППРС (n = 15)
	ρ Спирмена	p-значение	ρ Спирмена	p-значение	ρ Спирмена	p-значение
IL-6	0,086	0,556	- 0,011	0,930	0,229	0,412
SELP	- 0,155	0,289	- 0,016	0,891	0,302	0,274

При попарном сравнении значимости различий показателей гликома IL-6 и SELP между группами пациентов с помощью критерия Манна-Уитни не было получено статистически значимых различий. Данные представлены в табл. 3.

Таблица 3

Попарное сравнение показателей IL-6 и SELP в зависимости от типа течения РС

                     Pairwise comparison of IL-6 and SELP by MS type                      Table 3

Гликом	РРС		ВПРС		p-значение
	Me	Q1; Q3	Me	Q1; Q3
IL-6	0,35	0; 1,91	0,56	0; 1,77	0,447
SELP	53,82	34,68; 79,04	53,03	37,25; 78,34	0,943
	РРС		ППРС		p-значение
	Me	Q1; Q3	Me	Q1; Q3
IL-6	0,35	0; 1,91	0,46	0; 3,43	0,777
SELP	53,82	34,68; 79,04	47,03	31,4; 62,89	0,366
	ВПРС		ППРС		p-значение
	Me	Q1; Q3	Me	Q1; Q3
IL-6	0,56	0; 1,77	0,46	0; 3,43	0,936
SELP	53,03	37,25; 78,34	47,03	31,4; 62,89	0,414

 Таким образом, выявлена только значимая связь показателя SELP с длительностью течения заболевания для РРС.

Обсуждение. Исследование гликома у пациентов с РС является новым и перспективным направлением в диагностике и в определении вариантов течения РС, что доказывает анализ литературы, показывающий, что исследования изменений гликома при рассеянном склерозе на протяжении последнего десятилетия достаточно распространены.

Так, при заболеваниях круга рассеянного склероза, согласно исследованиям A. Cvetko, D. Kifer et al. (2020), в иммуноглобулинах G наиболее отличалось фукозилированное ядро и обилие структур с высоким содержанием маннозы. В белках плазмы отмечено увеличение сложности гликанов – возрастало количество высокоразветвленных структур, несущих несколько остатков галактозы и сиаловой кислоты. В то же время количество низкоразветвленных структур уменьшалось. Некоторые N-гликаны и IgG показали хорошую чувствительность и специфичность, на основании чего строилась зависимость вероятности РС от количества N-гликанов и IgG в плазме крови [12].

Peng Peng Ip et al. (2021) на 49 гликопротеинах сыворотки  подсчитали количество 286 гликопептидов и сравнили их у групп пациентов с ремиттирующим рассеянным склерозом (45) и с заболеваниями спектра оптикомиелита (23), а также у 6 здоровых лиц. В этих группах обнаружена разница в сайт-специфичных N-гликанах на структурах, участвующих в воспалительном процессе, которые рассматривались как потенциальные маркеры для дифференциальной диагностики РС и заболеваний спектра оптикомиелита [13].

1. P. Dojesak et al. (2022) исследовали N-гликом в сыворотке крови больных РС женщин и сравнивали с группой контроля. Был отмечен более высокий уровень сиалирования, галактозилирования и маннозы в группе РС [14].

M.Wuhrer et al. (2015) провели исследование гликозилирования белков в 48 парах цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) и сыворотки крови у 27 пациентов с различными формами РС и у 21 здорового или пациентов с другими заболеваниями нервной системы. В результате исследования были сделаны выводы, что гликозилирование IgG1 различалось в ЦСЖ и сыворотке крови как при РС, так и у группы контроля. При РС гликозилирование повышалось в ликворе, но не в сыворотке.  Максимум изменений фукозилирования и GlcNAc отмечался через 2-3 месяца после обострения РС, а гликозилирование IgG1   коррелировало со степенью синтеза интратекальных IgG и с цитозом в ЦСЖ [15].

Корреляция по возрасту и полу пациентов с РС была выявлена количественными и качественными методами по количеству сахарных остатков, более ярко выраженная в  ЦСЖ, чем в сыворотке крови. J. Decker, R. Schomburg et al. (2016) было показано, что галактозилирование IgG в ликворе зависит от возраста и пола – отмечаются более высокие значения у мужчин и у пациентов в возрасте 25 – 50 лет. Снижение галактозилированных IgG коррелирует с прогрессией рассеянного склероза и возрастанием показателя по шкале ивалидизации EDSS, а также сопровождается повышением интратекального синтеза IgG [16].

В настоящем исследовании была предпринята попытка выявления зависимости уровня IL-6 и SELP от формы, длительности течения и тяжести РС, что выявило только значимую связь SELP с длительностью течения заболевания для РРС. Не было получено данных о связи этих показателей с возрастом и полом пациентов.

  Заключение. Проведенные исследования показывают определенную специфичность изменений гликозилирования белков при рассеянном склерозе, что позволяет использовать эти показатели в качестве маркеров для диагностики различных форм рассеянного склероза и сходных с ним заболеваний.   

Несмотря на то, что в проведенном исследовании была выявлена значимая связь только у SELP и только с длительностью заболевания при ремиттирующей форме РС, не исключена возможность получения дополнительных результатов при увеличении количества включенных в исследование пациентов, а также при включении в исследование других показателей гликома. Учитывая многообразие протеома и различия его модификаций в разных средах организма (сыворотка и плазма крови, цереброспинальная жидкость), а также разнообразие подходов к его изучению (множество количественных и качественных биохимических методов), имеется перспектива дальнейшего поиска маркеров и предикторов течения рассеянного склероза.

About the authors

Irina Poverennova

Samara state medical university

Author for correspondence.
Email: ipover555@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2594-461X

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Neurology and Neurosurgery, FSBEI HE "Samara State Medical University" of the Ministry of Health of Russia.

Russian Federation, 443099 Samara, Chapaevskaya str., 89

References

Supplementary files