Взаимосвязь полиморфизмов рецепторов горького вкуса TAS2R38 с курением, бронхиальной астмой, функциональными и иммунологическими нарушениями: исследование «случай-контроль»

Рецепторы горького вкуса (TAS2R) экспрессированы не только в ротовой полости, но и во многих тканях организма, включая различные клетки респираторного тракта. Активация TAS2R сопровождается ингибированием воспалительного процесса, улучшением мукоцилиарного клиренса и релаксацией гладкой мускулатуры бронхов – эффектами, потенциально полезными при терапии бронхиальной астмы (БА). Несмотря на это, исследования роли полиморфизмов генов TAS2R в патогенезе БА остаются единичными. Целью исследования являлось изучение ассоциации однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) rs713598, rs1726866 и rs10246939 гена TAS2R38 с БА, вентиляционной функцией легких и иммунологическими маркерами, во взаимосвязи со статусом курения у обследуемых лиц.

Материалы и методы. В исследование «случай – контроль» были включены 420 пациентов, в т. ч. 225 больных БА и 195 здоровых лиц (контрольная группа). Показатели вентиляционной функции легких определялись с помощью спирометрии. ОНП были генотипированы методом асимметричной полимеразной цепной реакции (ПЦР) с анализом плавления олигонуклеотидных зондов или методом ПЦР с анализом плавления продуктов амплификации в высоком разрешении. Концентрации цитокинов измерялись в сыворотке крови методом иммунофлуоресцентного анализа на микрочастицах. Уровень общего IgE определялся с помощью иммуноферментного анализа.

Результаты. Обнаружено, что диплотип аланин-валин-изолейцин (Ala-Val-Ile – AVI) / AVI чаще встречался у куривших больных БА по сравнению с не курившими, независимо от пола и возраста (отношение шансов (ОШ) – 2,0; 95%-ный доверительный интервал (ДИ) – 1,06–3,63; p = 0,03), но в группе контроля его ассоциация с курением отсутствовала. На фоне курения данный диплотип способствовал формированию БА независимо от пола, возраста и индекса курения (ИК) (ОШ – 2,1; 95%-ный ДИ – 1,07–4,22); p = 0,03). Кроме этого, диплотип AVI / AVI был также ассоциирован с наличием тяжелой бронхиальной обструкции (ОФВ1 < 60 %) у больных БА после коррекции на пол, возраст и ИК (ОШ – 2,3; 95%-ный ДИ – 1,14–4,78; p = 0,02). Наконец, носители диплотипа AVI / AVI характеризовались более высоким уровнем IL-6 в сыворотке крови (10,5 (6,2–20,2) пг / мл) по сравнению с гетерозиготами AVI / пролин-аланин-валин (Pro-Ala-Val – PAV) (6,7 (2,5–11,4) пг / мл, p = 0,005) и PAV / PAV-гомозиготами (6,4 (4,3–9,4) пг / мл; p = 0,01).

Заключение. Диплотип AVI / AVI, кодирующий нефункциональный вариант рецептора TAS2R38, ассоциирован с повышенной частотой курения у больных БА, более частым развитием БА у курильщиков, а также тяжелой бронхиальной обструкцией и повышенной продукцией IL-6 у обследованных пациентов.

1. Wang Z., Li Y., Gao Y. et al. Global, regional, and national burden of asthma and its attributable risk factors from 1990 to 2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Respir. Res. 2023; 24 (1): 169. DOI: 10.1186/s12931-023-02475-6.

2. Burnette A., Wang Y., Rane P.B. et al. Incremental cost burden among patients with severe uncontrolled asthma in the United States. J. Manag. Care Spec. Pharm. 2023; 29 (7): 825–834. DOI: 10.18553/jmcp.2023.29.7.825.

3. Зырянов С.К., Дьяков И.Н., Карпов О.И. Моделирование влияния иммунобиологических препаратов на экономическое бремя тяжелой бронхиальной астмы. Качественная клиническая практика. 2019; (3): 4–12. DOI: 10.24411/2588-0519-2019-10078.

4. Nayak A.P., Shah S.D., Michael J.V., Deshpande D.A. Bitter taste receptors for asthma therapeutics. Front. Physiol. 2019; 10: 884. DOI: 10.3389/fphys.2019.00884.

5. Yoon S.Y., Shin E.S., Park S.Y. et al. Association between polymorphisms in bitter taste receptor genes and clinical features in Korean asthmatics. Respiration. 2016; 91 (2): 141–150. DOI: 10.1159/000443796.

6. Наумов Д.Е., Гассан Д.А., Котова О.О. и др. Взаимосвязь полиморфизмов генов TAS2R3, TAS2R4 и TAS2R5 с предрасположенностью к бронхиальной астме. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2024; (92): 8–17. DOI: 10.36604/1998-5029-2024-92-8-17.

7. Shivam V. A meta-analysis on polymorphic trait of taste perception mediated by TAS2R38 genotype. Exp. Clin. Psychopharmacol. 2024; 32 (5): 497–505. DOI: 10.1037/pha0000728.

8. Jeruzal-Świątecka J., Borkowska E.M., Borkowska M., Pietruszewska W. TAS2R38 Bitter taste receptor polymorphisms in patients with chronic rhinosinusitis with nasal polyps preliminary data in Polish population. Biomedicines. 2024; 12 (1): 168. DOI: 10.3390/biomedicines12010168.

9. Piatti G., Ambrosetti U., Robino A. et al. Primary ciliary dyskinesia: The impact of taste receptor (TAS2R38) gene polymorphisms on disease outcome and severity. Int. Arch. Allergy Immunol. 2020; 181 (9): 727–731. DOI: 10.1159/000508938.

10. Минеев В.Н., Трофимов В.И., Нёма М.А., Кузикова А.А. Вкусовые рецепторы к горькому вкусу в сыворотке крови при бронхиальной астме (гипотеза). Пульмонология. 2017; 27 (5): 567–572. DOI: 10.18093/0869-0189-2017-27-5-567-572.

11. Said E.A., Al-Reesi I., Al-Shizawi N. et al. Defining IL-6 levels in healthy individuals: a meta-analysis. J. Med. Virol. 2021; 93 (6): 3915–3924. DOI: 10.1002/jmv.26654.

12. Thomson N.C., Polosa R., Sin D.D. Cigarette smoking and asthma. J. Allergy Clin. Immunol. Pract. 2022; 10 (11): 2783–2797. DOI: 10.1016/j.jaip.2022.04.034.

13. Bufe B., Breslin P.A., Kuhn C. et al. The molecular basis of individual differences in phenylthiocarbamide and propylthiouracil bitterness perception. Curr. Biol. 2005; 15 (4): 322–327. DOI: 10.1016/j.cub.2005.01.047.

14. Qi F.Y., Zhu Z.H., Li M. et al. Genetic variations in the bitter taste receptor gene TAS2R38 are related to cigarette smoking behavior in Han Chinese smokers. Genes Genomics. 2022; 44 (11): 1363–1374. DOI: 10.1007/s13258-022-01311-3.

15. Risso D.S., Kozlitina J., Sainz E. et al. Genetic variation in the TAS2R38 bitter taste receptor and smoking behaviors. PLoS One. 2016; 11 (10): e0164157. DOI: 10.1371/journal.pone.0164157.

16. Aoki M., Takao T., Takao K. et al. Lower expressions of the human bitter taste receptor TAS2R in smokers: reverse transcriptase-polymerase chain reaction analysis. Tob. Induc. Dis. 2014; 12 (1): 12. DOI: 10.1186/1617-9625-12-12.

17. Tran H.T.T., Stetter R., Herz C. et al. Allyl isothiocyanate: A TAS2R38 receptor-dependent immune modulator at the interface between personalized medicine and nutrition. Front. Immunol. 2021; 12: 669005. DOI: 10.3389/fimmu.2021.669005.

18. Pan R., Kuai S., Li Q. et al. Diagnostic value of IL-6 for patients with asthma: a meta-analysis. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2023; 19 (1): 39. DOI: 10.1186/s13223-023-00794-3.

19. Peters M.C., Mauger D., Ross K.R. et al. Evidence for exacerbation-prone asthma and predictive biomarkers of exacerbation frequency. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2020; 202 (7): 973–982. DOI: 10.1164/rccm.201909-1813OC.

20. Rincon M., Irvin C.G. Role of IL-6 in asthma and other inflammatory pulmonary diseases. Int. J. Biol. Sci. 2012; 8 (9): 1281–1290. DOI: 10.7150/ijbs.4874.