rfhealthЗдравоохранение Российской ФедерацииHealth care of the Russian Federation0044-197X2412-0723Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0044-197X-2024-68-6-505-510xpibabrfhealth-1739Research ArticleЗДОРОВЬЕ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВCHILDREN AND ADOLESCENTS’ HEALTHПолиморфизмы 836A>G гена MMP9 и -174G/С гена IL-6, ассоциированные с риском развития аллергических заболеваний у детейPolymorphisms 836A>G of the MMP9 gene and -174G/C of the IL-6 gene associated with a high risk of allergic pathology in childrenhttps://orcid.org/0000-0002-5162-9234СтарковаКсения ГеннадьевнаStarkovaKsenia G.

Канд. биол. наук, зав. лабораторией иммунологии и аллергологии ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, 614045, Пермь, Россия

e-mail: skg@fcrisk.ru

PhD (Biology), Head of the Laboratory for Immunology and Allergology, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: skg@fcrisk.ru

skg@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег ВладимировичDolgikhOleg V.

Доктор мед. наук, профессор, зав. отделом иммунобиологических методов диагностики, ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, 614045, Пермь, Россия

e-mail: oleg@fcrisk.ru

DSC (Medicine), Professor, Head of the Department of Immunobiological Diagnostic Methods, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: oleg@fcrisk.ru

oleg@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1368-9703ЛегостаеваТатьяна АндреевнаLegostaevaTatyana A.

Врач клинической лабораторной диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, 614045, Пермь, Россия

e-mail: ms.legota@mail.ru

Doctor of the Laboratory for Clinical Diagnostics, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: ms.legota@mail.ru

ms.legota@mail.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation202425122024686505510Copyright © Старкова К.Г., Долгих О.В., Легостаева Т.А., 20242024Старкова К.Г., Долгих О.В., Легостаева Т.А.Starkova K.G., Dolgikh O.V., Legostaeva T.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rfhealth.ru/jour/article/view/1739Введение

Введение. Высокая распространённость детской аллергопатологии определяет необходимость разработки современных подходов к диагностике и профилактике атопических процессов, идентификации чувствительных и специфических биомаркеров иммунорегуляции, в том числе генетических, с детальным анализом отдельных этиопатогенетических звеньев развития заболевания.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследовано детское население среднего школьного возраста Пермского края: 65 детей с аллергопатологией и 55 относительно здоровых детей. Маркеры гиперчувствительности исследовали с помощью иммуноферментного анализа. SNP-генотипирование проводили методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Результаты

Результаты. У детей с проявлениями аллергии наблюдалось возрастание индекса аллергизации в 1,4 раза, эозинофилов крови — в 2,3 раза, концентрации общего IgE — в 12,6 раза относительно группы здоровых детей (р < 0,001). Показаны значимые ассоциации с развитием аллергопатологии полиморфизмов кандидатных генов 836G*MMP9 (отношение шансов (ОШ) = 2,09; 95% доверительный интервал (ДИ) 1,10–3,99) и -174G*IL-6 (ОШ = 2,25; 95% ДИ 1,20–4,25). Сравнительный анализ комбинации аллелей иммунорегуляторных генов 836G*MMP9/-174G*IL-6 с альтернативными аллельными комбинациями показал её выраженную связь с риском развития аллергических заболеваний (относительный риск 2,08; 95% ДИ 1,27–3,41), активацией маркеров аллергического воспаления: общего IgE и эозинофилов крови (в среднем в 4,5 и 1,8 раза) для детей с аллергопатологией (p = 0,003–0,014).

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование ограничено объёмом обследованной выборки.

Заключение

Заключение. Полученные данные указывают на риск формирования аллергопатологии в популяции детей с комбинацией аллелей кандидатных генов 836G*MMP9/-174G*IL-6, что позволяет рекомендовать использовать полиморфизмы кандидатных генов иммунорегуляции — 836A>G гена MMP9 и -174G/C гена IL-6 в качестве перспективных маркеров ранней диагностики, профилактики и коррекции атопических заболеваний у детей.

Соблюдение этических стандартов. Исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (2013 г.) и одобрено Этическим комитетом ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (протокол № 9 от 14.03.2023). Все законные представители обследованных детей подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов

Участие авторов: Старкова К.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста; Долгих О.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование, ответственность за целостность всех частей статьи; Легостаева Т.А. — сбор и обработка материала, написание текста. Все авторы — утверждение окончательного варианта статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Поступила 12

Поступила 12.08.2024 / Принята к печати 03.10.2024 / Опубликована 28.12.2024

 

 

Introduction

Introduction. The high level of allergic diseases among the child population requires for research to develop modern approaches to the diagnosis and prevention of atopic processes with the detection of specific highly sensitive biomarkers of immunoregulation, including genetic ones, with a detailed analysis of individual etiopathogenetic links in the development of the disease.

Materials and methods

Materials and methods. The children’s population of secondary school age in the Perm region was examined: 65 children with allergic pathology and 55 relatively healthy children. Markers of hypersensitivity were studied using enzyme-linked immunosorbent assay. SNP genotyping was performed using real-time PCR.

Results

Results. Children with manifestations of allergy showed an increase in the allergization index by 1.4 times, in blood eosinophils – by 2.3 times, and total IgE concentration by 12.6 times relative to the group of healthy children (p < 0.001). Significant associations with the development of allergic diseases of candidate genes polymorphisms 836G*MMP9 (OR = 2.09; 95% CI = 1.10–3.99) and -174G*IL-6 (OR = 2.25; 95% CI = 1.20–4.25) was revealed. A comparative analysis of the combination of alleles of candidate immunoregulatory genes 836G*MMP9/-174G*IL-6 with alternative allelic combinations showed its significant association with an increased risk of developing allergic pathology (RR = 2.08; 95% CI = 1.27–3.41), activation of allergic inflammation markers: total IgE and blood eosinophils (on average 4.5 and 1.8 times) for children with allergic pathology (p = 0.003–0.014).

Research limitations

Research limitations. The study is limited by the size of the sample examined.

Conclusion

Conclusion. The data obtained indicates to the risk of developing allergic pathology in children for the combination of candidate gene alleles 836G*MMP9/-174G*IL-6 (RR = 2.08; 95% CI = 1.27–3.41), so it should be recommended as a promising marker for early diagnosis, prevention and correction of atopic diseases in children.

Compliance with ethical standards. The study was carried out in accordance with the Declaration of Helsinki by the World Medical Association (revised in 2013) and approved by the Ethics Committee of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies (Protocol No. 9 of March 14, 2023). All legal representatives of the examined children signed a voluntary informed consent to participate in the study.

Contributions of the authors: Starkova K.G. — concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, text writing; Dolgikh O.V. — concept and design of the study, editing, responsibility for the integrity of all parts of the article; Legostaeva T.A. — collection and processing of material, text writing. All authors — approval of the final version of the article.

Acknowledgment

Acknowledgment. The research was not granted any sponsor support.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no apparent or potential competing interests related to publication of this article.

Received

Received: August 12, 2024 / Accepted: October 3, 2024 / Published: December 28, 2024

генетический полиморфизм836A>G MMP9-174G/C IL-6иммуноглобулин Eаллергические заболеванияgenetic polymorphism836A > G MMP9-174G/C IL-6immunoglobulin EallergyReferencesLong A., Bunning B., Sampath V., DeKruyff R.H., Nadeau K.C. Epigenetics and the environment in airway disease: asthma and allergic rhinitis. Adv. Exp. Med. Biol. 2020; 1253: 153–81. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3449-2_6Long A., Bunning B., Sampath V., DeKruyff R.H., Nadeau K.C. Epigenetics and the environment in airway disease: asthma and allergic rhinitis. Adv. Exp. Med. Biol. 2020; 1253: 153–81. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3449-2_6Nanda A., Mustafa S.S., Castillo M., Bernstein J.A. Air pollution effects in allergies and asthma. Immunol. Allergy Clin. North. Am. 2022; 42(4): 801–15. https://doi.org/10.1016/j.iac.2022.06.004Nanda A., Mustafa S.S., Castillo M., Bernstein J.A. Air pollution effects in allergies and asthma. Immunol. Allergy Clin. North. Am. 2022; 42(4): 801–15. https://doi.org/10.1016/j.iac.2022.06.004Ogulur I., Pat Y., Ardicli O., Barletta E., Cevhertas L., Fernandez-Santamaria R., et al. Advances and highlights in biomarkers of allergic diseases. Allergy. 2021; 76(12): 3659–86. https://doi.org/10.1111/all.15089Ogulur I., Pat Y., Ardicli O., Barletta E., Cevhertas L., Fernandez-Santamaria R., et al. Advances and highlights in biomarkers of allergic diseases. Allergy. 2021; 76(12): 3659–86. https://doi.org/10.1111/all.15089Зайцева Н.В., Землянова М.А., Чащин В.П., Гудков А.Б. Научные принципы применения биомаркеров в медико-экологических исследованиях (обзор литературы). Экология человека. 2019; (9): 4–14. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2019-9-4-14 https://elibrary.ru/wswnqjZaitseva N.V., Zemlyanova M.A., Chashchin V.P., Gudkov A.B. Scientific principles of use of biomarkers in medico-ecological studies (review). Ekologiya cheloveka. 2019; (9): 4–14. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2019-9-4-14 https://elibrary.ru/wswnqj (in Russian)Тийс Р.П., Осипова Л.П. Интерлейкин-6: его роль в организме, генетический полиморфизм и значение при некоторых заболеваниях (литературный обзор). Медицинская генетика. 2022; 21(1): 14–27. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2022.01.14-27 https://elibrary.ru/wvcnmuTiis R.P., Osipova L.P. Interleukin-6: it’s role in the organism, genetic polymorphism and significance in certain diseases (literature review). Meditsinskaya genetika. 2022; 21(1): 14–27. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2022.01.14-27 https://elibrary.ru/wvcnmu (in Russian)Maqsood R., Iqbal H., Gul S., Ali I., Malik J. Expression and clinical significance of IL-6 in patients with allergic rhinitis. Int. J. Otorhinolaryngol. Head Neck Surg. 2023; 9(2): 165–8. https://doi.org/10.18203/issn.2454-5929.ijohns20230103Maqsood R., Iqbal H., Gul S., Ali I., Malik J. Expression and clinical significance of IL-6 in patients with allergic rhinitis. Int. J. Otorhinolaryngol. Head Neck Surg. 2023; 9(2): 165–8. https://doi.org/10.18203/issn.2454-5929.ijohns20230103Шадрина А.С., Плиева Я.З., Кушлинский Д.Н., Морозов А.А., Филипенко М.Л., Чанг В.Л. и др. Классификация, регуляция активности, генетический полиморфизм матриксных металлопротеиназ в норме и при патологии. Альманах клинической медицины. 2017; 45(4): 266–79. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2017-45-4-266-279 https://elibrary.ru/zcquyhShadrina A.S., Plieva Y.Z., Kushlinskiy D.N., Morozov A.A., Filipenko M.L., Chang V.L., Kushlinskii N.E. Classification, regulation of activity, and genetic polymorphism of matrix metalloproteinases in health and disease. Al’manakh klinicheskoi meditsiny. 2017; 45(4): 266–79. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2017-45-4-266-279 (in Russian)Семерник О.Е., Лебеденко А.А., Аппоева А.А. Металлопротеиназа-9 и ее роль в патогенезе аллергических заболеваний у детей. Медицинская иммунология. 2023; 25(5): 1027–32. https://doi.org/10.15789/1563-0625-MAI-2721 https://elibrary.ru/wpiohySemernik O.E., Lebedenko A.A., Appoeva A.A. Metalloproteinase 9 and its role in the pathogenesis of allergic diseases in children. Medical Immunology (Russia). 2023; 25(5): 1027–32. https://doi.org/10.15789/1563-0625-MAI-2721 https://elibrary.ru/wpiohy (in Russian)Choi B.Y., Han M., Kwak J.W., Kim T.H. Genetics and epigenetics in allergic rhinitis. Genes (Basel). 2021; 12(12): 2004. https://doi.org/10.3390/genes12122004Choi B.Y., Han M., Kwak J.W., Kim T.H. Genetics and epigenetics in allergic rhinitis. Genes (Basel). 2021; 12(12): 2004. https://doi.org/10.3390/genes12122004Kabesch M., Tost J. Recent findings in the genetics and epigenetics of asthma and allergy. Semin. Immunopathol. 2020; 42(1): 43–60. https://doi.org/10.1007/s00281-019-00777-wKabesch M., Tost J. Recent findings in the genetics and epigenetics of asthma and allergy. Semin. Immunopathol. 2020; 42(1): 43–60. https://doi.org/10.1007/s00281-019-00777-wBabusikova E., Jurecekova J., Jesenak M., Evinova A. Association of gene polymorphisms in interleukin 6 in infantile bronchial asthma. Arch. Bronconeumol. 2017; 53(7): 381–6. https://doi.org/10.1016/j.arbres.2016.09.012Babusikova E., Jurecekova J., Jesenak M., Evinova A. Association of gene polymorphisms in interleukin 6 in infantile bronchial asthma. Arch. Bronconeumol. 2017; 53(7): 381–6. https://doi.org/10.1016/j.arbres.2016.09.012Li T., Zhang X., Sang L., Li X.T., Sun H.Y., Yang J., et al. The interaction effects between TLR4 and MMP9 gene polymorphisms contribute to aortic aneurysm risk in a Chinese Han population. BMC Cardiovasc. Disord. 2019; 19(1): 72. https://doi.org/10.1186/s12872-019-1049-8Li T., Zhang X., Sang L., Li X.T., Sun H.Y., Yang J., et al. The interaction effects between TLR4 and MMP9 gene polymorphisms contribute to aortic aneurysm risk in a Chinese Han population. BMC Cardiovasc. Disord. 2019; 19(1): 72. https://doi.org/10.1186/s12872-019-1049-8Yang Y., Xiao J., Tang L., Wang B., Sun X., Xu Z., et al. Effects of IL-6 polymorphisms on individual susceptibility to allergic diseases: a systematic review and meta-analysis. Front. Genet. 2022; 13: 822091. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.822091Yang Y., Xiao J., Tang L., Wang B., Sun X., Xu Z., et al. Effects of IL-6 polymorphisms on individual susceptibility to allergic diseases: a systematic review and meta-analysis. Front. Genet. 2022; 13: 822091. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.822091Gao S., Yu L., Zhang J., Li X., Zhou J., Zeng P., et al. Expression and clinical significance of VCAM-1, IL-6, and IL-17A in patients with allergic rhinitis. Ann. Palliat. Med. 2021; 10(4): 4516–22. https://doi.org/10.21037/apm-21-546Gao S., Yu L., Zhang J., Li X., Zhou J., Zeng P., et al. Expression and clinical significance of VCAM-1, IL-6, and IL-17A in patients with allergic rhinitis. Ann. Palliat. Med. 2021; 10(4): 4516–22. https://doi.org/10.21037/apm-21-546Naik S.P., Mahesh P.A, Jayaraj B.S., Madhunapantula S.V., Jahromi S.R., Yadav M.K. Evaluation of inflammatory markers interleukin-6 (IL-6) and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) in asthma. J. Asthma. 2017; 54(6): 584–93. https://doi.org/10.1080/02770903.2016.1244828Naik S.P., Mahesh P.A, Jayaraj B.S., Madhunapantula S.V., Jahromi S.R., Yadav M.K. Evaluation of inflammatory markers interleukin-6 (IL-6) and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) in asthma. J. Asthma. 2017; 54(6): 584–93. https://doi.org/10.1080/02770903.2016.1244828Akbari T., Kazemi Fard T., Fadaei R., Rostami R., Moradi N., Movahedi M., et al. Evaluation of MMP-9, IL-6, TNF-α levels and peripheral blood mononuclear cells genes expression of MMP-9 and TIMP-1 in Iranian patients with coronary artery disease. J. Cardiovasc. Thorac. Res. 2023; 15(4): 223–30. https://doi.org/10.34172/jcvtr.2023.31844Akbari T., Kazemi Fard T., Fadaei R., Rostami R., Moradi N., Movahedi M., et al. Evaluation of MMP-9, IL-6, TNF-α levels and peripheral blood mononuclear cells genes expression of MMP-9 and TIMP-1 in Iranian patients with coronary artery disease. J. Cardiovasc. Thorac. Res. 2023; 15(4): 223–30. https://doi.org/10.34172/jcvtr.2023.31844Zou F., Zhang J., Xiang G., Jiao H., Gao H. Association of matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) polymorphisms with asthma risk: a meta-analysis. Can. Respir. J. 2019; 2019: 9260495. https://doi.org/10.1155/2019/9260495Zou F., Zhang J., Xiang G., Jiao H., Gao H. Association of matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) polymorphisms with asthma risk: a meta-analysis. Can. Respir. J. 2019; 2019: 9260495. https://doi.org/10.1155/2019/9260495Маркелова Е.В., Здор В.В., Романчук А.Л., Бирко О.Н. Матриксные металлопротеиназы: их взаимосвязь с системой цитокинов, диагностический и прогностический потенциал. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2016; (2): 11–22. https://doi.org/10.14427/jipai.2016.2.23 https://elibrary.ru/weatptMarkelova E.V., Zdor V.V., Romanchuk A.L., Birko O.N. Matrix metalloproteinases: on their relationship with cytokine system, diagnostic and prognostic potential. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya. 2016; (2): 11–22. https://doi.org/10.14427/jipai.2016.2.23 https://elibrary.ru/weatpt (in Russian)Bajbouj K., Ramakrishnan R.K., Hamid Q. Role of matrix metalloproteinases in angiogenesis and its implications in asthma. J. Immunol. Res. 2021; 2021: 6645072. https://doi.org/10.1155/2021/6645072Bajbouj K., Ramakrishnan R.K., Hamid Q. Role of matrix metalloproteinases in angiogenesis and its implications in asthma. J. Immunol. Res. 2021; 2021: 6645072. https://doi.org/10.1155/2021/6645072Cui N., Hu M., Khalil R.A. Biochemical and biological attributes of matrix metalloproteinases. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2017; 147: 1–73. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2017.02.005Cui N., Hu M., Khalil R.A. Biochemical and biological attributes of matrix metalloproteinases. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2017; 147: 1–73. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2017.02.005

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