Early diagnosis of risk for developing calcium oxalate urolithiasis


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urol.2017.3.5-8

O.I. Apolikhin, A.V. Sivkov, O.V. Konstantinova, P.A. Slominskii, T.V. Tupitsyna, D.N. Kalinichenko

1N.A. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of National Medical Radiological Research Center of Minzdrav of Russia, Moscow, Russia; 2Institute of Molecular Genetics of RAS, Moscow, Moscow, Russia; 3Hospital for War Veterans № 3, Moscow Health Department, Russia
Aim To identify risk groups for calcium oxalate urolithiasis among healthy individuals and patients with urolithiasis in the Russian population using molecular genetics.
Materials and methods The study comprised 72 patients with calcium oxalate urolithiasis (study group) and 189 healthy adults from the general Russian population (control group). The study group consisted of 39 (54.2%) men and 33 (45.8%) women. The mean age of urolithiasis patients was 41.5±12.4 years. Analysis of polymorphic variants of 8 candidate urolithiasis genes: tumor necrosis factor 11B (TNFRSF11B, rs3134057), α-subunit of the nuclear estrogen receptor (ESR1, rs851982), Cloto gene (KL, rs526906), vitamin D receptor (VDR, rs1540339 ), an extracellular calcium-sensing receptor (CASR, rs2202127), membrane anion transporter family 26 (SLC26A6, rs2310996), tumor necrosis factor 11 (TNFSF11, rs9525641), the calcium release-activated calcium modulator 1 (ORAI1, rs7135617) in two groups was performed by real-time PCR using Applied Biosystems test. Statistical analysis was performed using Fisher’s angular transformation and χ2.
Results In the polymorphism of the ORAI1 gene (rs7135617), the differences in the frequencies of the GG genotype and the G allele in the control sample and in the sample of patients with calcium oxalate urolithiasis were significant: p=0.0004 and p=0.001, respectively. No statistically significant differences in the genotype and allele frequencies were found in the remaining seven gene polymorphisms.
Conclusions Healthy individuals and patients with urolithiasis in the Russian population who have the GG genotype and/or the G allele of the polymorphism of the ORAI1 gene (rs7135617) represent risk groups for the formation of calcium oxalate stones.
Keywords: urolithiasis, calcium oxalate urolithiasis, genetic risk factors, gene polymorphism

Введение. Кальций-оксалатный уролитиаз – самая распространенная форма мочекаменной болезни практически во всех странах мира. И эта тенденция сохраняется на протяжении многих десятилетий [1–4]. Камни, состоящие из оксалата кальция, не поддаются растворению, их лечение направлено на предотвращение роста имеющегося конкремента, стимуляцию его отхождения, если нет противопоказаний, или удаление камня с помощью различных инструментальных и оперативных методов [5–12]. Однако кальций-оксалатные камни способны рецидивировать по прошествии всего нескольких месяцев после их удаления [13]. В такой ситуации прогнозирование возникновения кальций-оксалатного уролитиаза представляется актуальной задачей. На современном этапе развития науки междисциплинарный подход к изучаемой проблеме позволяет приблизиться к ее решению. На протяжении ряда лет активно проводятся молекулярно-генетические исследования, направленные на выявление связи мочекаменной болезни с наследственными факторами, установление которых позволяет выделять группы риска по данному заболеванию и своевременно осуществлять превентивные меры [14–23].

Цель исследования: определить группы риска по кальций-оксалатному уролитиазу среди здоровых лиц и пациентов с мочекаменной болезнью в российской популяции с помощью методов молекулярной генетики.

Материалы и методы. Обследованы 72 пациента с кальций-оксалатным уролитиазом (основная группа) и 189 здоровых взрослых лиц из общей российской популяции (контрольная группа). В основную группу вошли 39 (54,2%) мужчин и 33 (45,8%) женщины. Средний возраст пациентов с мочекаменной болезнью составил 41,5±12,4 года.

Для проведения анализа полиморфных ДНК-маркеров в кандидатных генах у пациентов и в контрольной группе были созданы две коллекции ДНК, выделенной из венозной крови обследуемых лиц посредством стандартного фенолхлороформного метода или с использованием набора AxyPrepBlood Genomic DNA Miniprep Kit («Axygene», США).

Анализ полиморфных вариантов 8 кандидатных генов мочекаменной болезни: фактора некроза опухолей 11Б (TNFRSF11B, rs3134057), α-субъединицы ядерного рецептора эстрогенов (ESR1, rs851982), Клото (KL, rs526906), рецептора витамина D (VDR, rs1540339), внеклеточного кальцийчувствительного рецептора (CASR, rs2202127), мембранного анионного транспортера семейства 26 (SLC26A6, rs2310996), фактора некроза опухолей 11 (TNFSF11, rs9525641), модулятора активатора высвобождения кальция 1 (ORAI1, rs7135617) – в двух группах проводили с помощью метода ПЦР в режиме реального времени с использованием тест-систем компании «Applied Biosystems».

Статистический анализ осуществлен с помощью пакета компьютерных программ SPSS: применен метод углового преобразования Фишера для определения различия частот аллелей и критерий χ2 для определения различия частот генотипов в сравниваемых группах. Результаты считали статистически значимыми при р≤0,05.

Результаты и обсуждение. Были определены частоты генотипов и аллелей по изучаемым полиморфизмам 8 кандидатных генов мочекаменной болезни и проведена их сравнительная оценка в двух группах: у здоровых лиц и у пациентов с кальций-оксалатной формой заболевания (см. таблицу).

Из изученных полиморфизмов восьми генов только по полиморфизму единственного гена ORAI1 (rs7135617) были установлены статистически достоверные различия по частотам генотипов и аллелей. Отношение шансов (OR)=1,461, что указывает на значимость генетического фактора риска.

Анализ литературы показал, что в исследованиях разных авторов для ряда популяций были выявлены различные генетические факторы риска образования кальциевых, в том числе кальций-оксалатных, камней. И эти наследственные факторы в большинстве случаев отличаются от обнаруженных в настоящей работе. Установлена ассоциация кальций-оксалатной формы уролитиаза с полиморфизмом гена Клото (KL, rs3752472) в китайской популяции [18], также обнаружена связь с другим полиморфизмом указанного гена (KL, rsG395A) и развитием кальциевого уролитиаза в турецкой популяции [20]. Полиморфизмы гена CASR promoter 1 и CASR (rs R990G) считают наследственным фактором риска кальций-оксалатного уролитиаза в итальянской и иранской популяции соответственно [17, 23]. Что касается гена ORAI1 (rs7135617), показана его связь с развитием кальциевого уролитиаза в популяции острова Тайвань [17].

Заключение. Выявленная ассоциация кальций-оксалатного уролитиаза с полиморфизмом гена ORAI1 (rs7135617) как по генотипам, так и по аллелям указывает на существование наследственной предрасположенности к развитию указанной формы заболевания. Ее генетические факторы риска в российской популяции отличаются от наследственных факторов риска в популяциях большинства стран. Здоровые лица и пациенты с мочекаменной болезнью в российской популяции, у которых диагностирован генотип GG и/или аллель G по полиморфизму гена ORAI1 (rs7135617), относятся к группам риска по образованию кальций-оксалатных камней. Зависимости между кальций-оксалатным уролитиазом и полиморфизмами генов TNFRSF11B (rs3134057), ESR1 (rs851982), KL (rs526906), VDR (rs1540339), CASR (rs2202127), SLC26A6 (rs2310996), TNFSF11 (rs9525641) в российской популяции обнаружено не было.


About the Autors


Corresponding author: O. V. Konstantinova – Dr.Med.Sci., Principal Researcher at the Department of Urolithiasis, N.A. Lopatkin Scientific Research Institute of Urology and Interventional Radiology – branch of National Medical Radiological Research Center of Minzdrav of Russia, Moscow, Russia, Moscow, Russia; e-mail: konstant-ov@yandex.ru


Бионика Медиа