Генетические полиморфизмы и острое повреждение почек

Острое повреждение почек (ОПП) является одним из наиболее серьезных осложнений инфекционных заболеваний, с частотой возникновения от 5% до 30—50% среди госпитализированных пациентов. Несмотря на достижения в лечении ОПП, включая заместительную почечную терапию, заболеваемость и смертность продолжают расти. Наблюдается значительная вариабельность клинических проявлений ОПП у пациентов с идентичной патологией, что подчеркивает необходимость изучения дополнительных факторов, влияющих на тяжесть и исходы заболевания. Важную роль в этом процессе может играть генетическая изменчивость, включая полиморфизм генов, который определяет индивидуальные особенности регуляторных механизмов при повреждении почек. Данная статья направлена на анализ существующих данных о влиянии генетических факторов на развитие и исходы ОПП, а также изучение полиморфизмов генов, которые могут служить диагностическими критериями для раннего выявления и риска развития ОПП. Акцентируется внимание на генах, связанных с воспалительным ответом, таких как TNF-á, IL-1â, IL-6, IL-8, IFN-ã, TGF-â и IL-10, и их потенциальной роли в предрасположенности к ОПП и течению заболевания. Описывается также влияние генетических вариаций вазомоторных регуляторных белков, таких как ангиотензинпревращающий фермент (АПФ) и эндотелиальная синтаза оксида азота (eNOS), на развитие ОПП. Проанализирована связь между полиморфизмами в генах BCL2 и SERPINA с ОПП, а также между полиморфизмами генов SERPINA4 и SERPINA5 и развитием ОПП у пациентов с COVID-19. Несмотря на множество исследований и выявленные ассоциации, данные о генетических факторах риска остаются ограниченными и противоречивыми, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований. Выявление новых генетических маркеров поможет улучшить диагностику и обеспечить индивидуализированный подход к профилактике и лечению ОПП, особенно у детей с высокой предрасположенностью к данному состоянию.

1. Xue JL, Daniels F, Star RA, Kimmel PL, Eggers PW, Molitoris BA, Himmelfarb J, Collins AJ. Incidence and mortality of acute renal failure in Medicare beneficiaries, 1992 to 2001. J Am Soc Nephrol. 2006 Apr; 17(4):1135—42. doi: 10.1681/ASN.2005060668.

2. Lameire N, Van Biesen W, Vanholder R. The changing epidemiology of acute renal failure. Nat Clin Pract Nephrol. 2006 Jul; 2(7):364—77. doi: 10.1038/ncpneph0218.

3. Zeng X, McMahon GM, Bates DW, Waikar SS. Incidence, outcomes, and comparisons across definitions of AKI in hospitalized individuals. Clin J Am Soc Nephrol. 2014; 9(1):12—20. doi: 10.2215/CJN.02730313.

4. Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) Acute Kidney Injury Work Group. KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Inter Suppl. 2012; 2(1):1—138. doi: 10.1038/kisup.2012.1.

5. Rahman M, Shad F, Smith MC. Acute kidney injury: a guide to diagnosis and management. Am Fam Physician. 2012 Oct 1; 86(7):631—9.

6. Kaufman J, Dhakal M, Patel B, Hamburger R. Community-acquired acute renal failure. Am J Kidney Dis. 1991; 17(2):191—198. doi: 10.1016/s0272-6386(12)81128-0.

7. Мазанкова Л.Н., Лузан П.Ю. Ранняя диагностика и прогнозирование острого повреждения почек на фоне вирусных диарей различной этиологии у детей (литературный обзор). Детские инфекции. 2023; 22(3):55—61. doi.org/10.22627/2072-8107-2023-22-3-55-61

8. Савенкова Н.Д., Панков Е.А. Нерешенные проблемы острого повреждения почек у детей. Нефрология. 2015;19(3):9—19.

9. Рей С.И., Бердников Г.А., Васина Н.В. Острое почечное повреждение 2020: эпидемиология, критерии диагностики, показания, сроки начала и модальность заместительной почечной терапии. Анестезиология и реаниматология. 2020; (5):63—69. DOI: 10.17116/anaesthesiology202005163

10. Клинические рекомендации. Острое повреждение почек (ОПП). Год утверждения: 2020.

11. Lu JC, Coca SG, Patel UD, Cantley L, Parikh CR; Translational Research Investigating Biomarkers and Endpoints for Acute Kidney Injury (TRIBE-AKI) Consortium. Searching for genes that matter in acute kidney injury: a systematic review. Clin J Am Soc Nephrol. 2009 Jun; 4(6):1020—31. doi: 10.2215/CJN.05411008.

12. Zhao B, Lu Q, Cheng Y, Belcher JM, Siew ED, Leaf DE, Body SC, Fox AA, Waikar SS, Collard CD, Thiessen-Philbrook H, Ikizler TA, Ware LB, Edelstein CL, Garg AX, Choi M, Schaub JA, Zhao H, Lifton RP, Parikh CR; TRIBE-AKI Consortium. A Genome-Wide Association Study to Identify Single-Nucleotide Polymorphisms for Acute Kidney Injury. Am J Respir Crit Care Med. 2017 Feb 15; 195(4):482—490. doi: 10.1164/rccm.201603-0518OC.

13. Нартикоева М.И. Роль полиморфизма генов в лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы. Современные проблемы науки и образования. 2020; (6). doi: 10.17513/spno.30436

14. Калесник М.В. Генетические предикторы развития острого почечного повреждения. Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2022; 20(5):479—484. doi: 10.25298/2221-8785-2022-20-5-479-484.

15. Zuk A, Bonventre JV. Acute Kidney Injury. Annu Rev Med. 2016; 67:293— 307. doi: 10.1146/annurev-med-050214-013407

16. Андрианова Н.В., Зоров Д.Б., Плотников Е.Ю. Воспаление и окислительный стресс как мишени для терапии ишемического повреждения почек. Биохимия. 2020; 85(12):1873—1886. DOI 10.31857/S0320972520120118.

17. Lameire N, Van Biesen W, Vanholder R. Acute renal failure. Lancet. 2005 Jan 29—Feb 4; 365(9457):417—30. doi: 10.1016/S0140-6736(05)17831-3.

18. Larach DB, Engoren MC, Schmidt EM, Heung M. Genetic variants and acute kidney injury: A review of the literature. J Crit Care. 2018 Apr; 44:203—211. doi: 10.1016/j.jcrc.2017.11.019.

19. Stafford-Smith M, Podgoreanu M, Swaminathan M, Phillips-Bute B, Mathew JP, Hauser EH, et al. Association of genetic polymorphisms with risk of renal injury after coronary bypass graft surgery. American journal of kidney diseases: the official journal of the National Kidney Foundation. 2005; 45(3):519—30. doi: 10.1053/j.ajkd.2004.11.021.

20. Чугунова О.Л. [и др.]. Острое повреждение почек у новорожденных различного гестационного возраста: этиология, патогенез, особенности клинико-лабораторной диагностики. Практика педиатра. 2024; (2):42—49.

21. Dalboni MA, Quinto BM, Grabulosa CC, Narciso R, Monte JC, Durao M, Jr., et al. Tumour necrosis factor-alpha plus interleukin-10 low producer phenotype predicts acute kidney injury and death in intensive care unit patients. Clinical and Еxperimental Immunology. 2013; 173(2):242—9. doi: 10.1111/cei.12100.

22. Susantitaphong P, Perianayagam MC, Tighiouart H, Liangos O, Bonventre JV, Jaber BL. Tumor necrosis factor alpha promoter polymorphism and severity of acute kidney injury. Nephron. 2013; 123(1—2):67—73. doi: 10.1159/000351684

23. Vilander LM, Kaunisto MA, Pettilä V. Genetic predisposition to acute kidney injury--a systematic review. BMC Nephrol. 2015 Dec 2; 16:197. doi: 10.1186/s12882-015-0190-6.

24. Cardinal-Fernandez P, Ferruelo A, El-Assar M, Santiago C, Gomez-Gallego F, Martin-Pellicer A, et al. Genetic predisposition to acute kidney injury induced by severe sepsis. Journal of Сritical Сare. 2013; 28(4):365—70. doi: 10.1016/j.jcrc.2012.11.010.

25. Treszl A, Toth-Heyn P, Kocsis I, Nobilis A, Schuler A, Tulassay T, et al. Interleukin genetic variants and the risk of renal failure in infants with infection. Pediatric Nephrology (Berlin, Germany). 2002; 17(9):713—7. doi: 10.1007/s00467-002-0935-x.

26. Jaber BL, Rao M, Guo D, Balakrishnan VS, Perianayagam MC, Freeman RB, et al. Cytokine gene promoter polymorphisms and mortality in acute renal failure. Cytokine. 2004; 25(5):212—9. doi: 10.1016/j.cyto.2003.11.004.

27. Boehm J, Eichhorn S, Kornek M, Hauner K, Prinzing A, Grammer J, et al. Apolipoprotein E genotype, TNF-alpha 308G/A and risk for cardiac surgery associated-acute kidney injury in Caucasians. Renal Failure. 2014; 36(2):237—43. doi: 10.3109/0886022X.2013.835267.

28. Gaudino M, Di Castelnuovo A, Zamparelli R, Andreotti F, Burzotta F, Iacoviello L, et al. Genetic control of postoperative systemic inflammatory reaction and pulmonary and renal complications after coronary artery surgery. The Journal of Тhoracic and Сardiovascular Surgery. 2003; 126(4):1107—12. doi: 10.1016/s0022-5223(03)00396-9.

29. Rivera-Chavez FA, Peters-Hybki DL, Barber RC, O'Keefe GE. Interleukin-6 promoter haplotypes and interleukin-6 cytokine responses. Shock. 2003; 20(3):218—23. doi: 10.1097/01.shk.0000079425.52617.db.

30. McBride WT, Prasad PS, Armstrong M, Patterson C, Gilliland H, Drain A, et al. Cytokine phenotype, genotype, and renal outcomes at cardiac surgery. Cytokine. 2013; 61(1):275—84. doi: 10.1016/j.cyto.2012.10.008.

31. Grabulosa CC, Batista MC, Cendoroglo M, Quinto BM, Narciso R, Monte JC, et al. Frequency of TGF- beta and IFN- gamma genotype as risk factors for acute kidney injury and death in intensive care unit patients. BioMed Research International. 2014; 2014:904730. doi: 10.1155/2014/904730.

32. Veldman BA, Spiering W, Doevendans PA, Vervoort G, Kroon AA, de Leeuw PW, et al. The Glu298Asp polymorphism of the NOS 3 gene as a determinant of the baseline production of nitric oxide. Journal of Нypertension. 2002; 20(10):2023—7. doi: 10.1097/00004872-200210000-00022.

33. Popov AF, Hinz J, Schulz EG, Schmitto JD, Wiese CH, Quintel M, Seipelt R, Schoendube FA. The eNOS 786C/T polymorphism in cardiac surgical patients with cardiopulmonary bypass is associated with renal dysfunction. Eur J Cardiothorac Surg. 2009 Oct; 36(4):651—6. doi: 10.1016/j.ejcts.2009.04.049.

34. Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F, Cambien F, Corvol P, Soubrier F. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels. J Clin Invest. 1990; 86(4):1343—6. doi: 10.1172/JCI114844.

35. Nobilis A, Kocsis I, Toth-Heyn P, Treszl A, Schuler A, Tulassay T, et al. Variance of ACE and AT1 receptor gene does not influence the risk of neonatal acute renal failure. Pediatric Nephrology (Berlin, Germany). 2001; 16(12):1063—6. doi: 10.1007/s004670100028.

36. Pedroso JA, Paskulin Dd, Dias FS, de França E, Alho CS. Temporal trends in acute renal dysfunction among critically ill patients according to I/D and — 262A > T ACE polymorphisms. J Bras Nefrol. 2010 Apr-Jun; 32(2):182—94. Doi: 10.1590/S0101-28002010000200007

37. du Cheyron D, Fradin S, Ramakers M, Terzi N, Guillotin D, Bouchet B, et al. Angiotensin converting enzyme insertion/deletion genetic polymorphism: its impact on renal function in critically ill patients. Critical care Мedicine. 2008; 36(12):3178—83. doi: 10.1097/CCM.0b013e318186a299

38. Isbir SC, Tekeli A, Ergen A, Yilmaz H, Ak K, Civelek A, et al. Genetic polymorphisms contribute to acute kidney injury after coronary artery bypass grafting. The Нeart Surgery Forum. 2007; 10(6):E439—44. doi: 10.1532/HSF98.20071117.

39. Frank AJ, Sheu CC, Zhao Y, Chen F, Su L, Gong MN, Bajwa E, Thompson BT, Christiani DC. BCL2 genetic variants are associated with acute kidney injury in septic shock. Crit Care Med. 2012 Jul; 40(7):2116—23. doi: 10.1097/CCM.0b013e3182514bca.

40. Siddiqui WA, Ahad A, Ahsan H. The mystery of BCL2 family: Bcl-2 proteins and apoptosis: an update. Archives of Тoxicology 2015; 89(3):289—317. doi: 10.1007/s00204-014-1448-7.

41. Zhou S, Sun Y, Zhuang Y, Zhao W, Chen Y, Jiang B, et al. Effects of kallistatin on oxidative stress and inflammation on renal ischemia-reperfusion injury in mice. Curr Vasc Pharmacol. 2015; 13(2):265—73. doi: 10.2174/1570161113666150204142716.

42. El-Hefnawy SM, Kasemy ZA, Eid HA, Elmadbouh I, Mostafa RG, Omar TA, Kasem HE, Ghonaim EM, Ghonaim MM, Saleh AA. Potential impact of serpin peptidase inhibitor clade (A) member 4 SERPINA4 (rs2093266) and SERPINA5 (rs1955656) genetic variants on COVID-19 induced acute kidney injury. Human Gene (Amsterdam, Netherlands). 2022 May; 32:101023. doi:10.1016/j.mgene.2022.101023.

43. Vilander LM, Kaunisto MA, Vaara ST, Pettilä V; FINNAKI study group. Genetic variants in SERPINA4 and SERPINA5, but not BCL2 and SIK3 are associated with acute kidney injury in critically ill patients with septic shock. Crit Care. 2017 Mar 8; 21(1):47. doi: 10.1186/s13054-017-1631-3.

44. Safdar M, Khan MS, Karim AY, Omar SA, Smail SW, Saeed M, Zaheer S, Ali M, Ahmad B, Tasleem M, Junejo Y. SNPs at 3'UTR of APOL1 and miR-6741-3p target sites associated with kidney diseases more susceptible to SARSCOV-2 infection: in silco and in vitro studies. Mamm Genome. 2021 Oct; 32(5):389—400. doi: 10.1007/s00335-021-09880-6.