Ассоциации полиморфизма гена DRD2 (rs1800497) с формированием наркологического заболевания в подростковом возрасте

Авторы

Автор для корреспонденции

Финансирование

Конфликт интересов

Поступила

Аннотация

Ключевые слова

Для цитирования

DOI

Введение

В развитии наркологического заболевания участвует большое количество нейробиологических систем головного мозга и, соответственно, множество генов, ответственных за регуляцию нейрохимических процессов [1, 2]. Изучение биологических механизмов, определяющих индивидуальную уязвимость к формированию зависимости, остается одной из приоритетных задач современной наркологии.

Одним из наиболее изученных генов-кандидатов является ген DRD2, кодирующий дофаминовый рецептор второго типа. Дофаминергическая система мозга играет ключевую роль в механизмах мотивации, подкрепления и формирования патологического влечения к психоактивным веществам (ПАВ) [1, 3, 4]. Особый интерес представляет полиморфизм rs1800497 (также известный как TaqIA), локализованный в прилегающем гене ANKK1, но влияющий на экспрессию и плотность D2-рецепторов в стриатуме [1, 5]. Носительство минорного аллеля A1 (генотипы A1/A1 и A1/A2) ассоциировано со снижением плотности дофаминовых рецепторов, что может лежать в основе «синдрома дефицита вознаграждения» и повышать риск аддиктивной патологии [1, 3, 6, 7]. В исследованиях взрослых пациентов показано, что аллель A1 чаще встречается при алкогольной, опиоидной и кокаиновой зависимости, причем у носителей отмечается более раннее начало употребления и более тяжелое течение заболевания [1, 3, 8].

Подростковый возраст представляет собой критический период с точки зрения нейробиологического развития и инициации потребления ПАВ. Процессы созревания префронтальной коры и дофаминергической системы в этом возрасте создают повышенную уязвимость к аддиктивным воздействиям [1, 8]. Однако исследований, посвященных изучению роли полиморфизма rs1800497 именно в подростковой популяции, недостаточно. Имеющиеся данные свидетельствуют, что у подростков-носителей аллеля A1 для развития злоупотребления ПАВ требуется меньшее число неблагоприятных социальных факторов, что подчеркивает значительный вклад генетической предиспозиции [8].

При проведении генетических исследований важно учитывать методологические аспекты анализа. В большинстве европейских популяций частота минорного аллеля A1 составляет около 20–30%, вследствие чего гомозиготный генотип A1/A1 встречается относительно редко (в 5–10% случаев) [10]. Это ограничивает статистическую мощность при разделении выборки на три группы. Использование доминантной модели анализа (объединение носителей A1/A1 и A1/A2 в одну группу) позволяет повысить мощность и снизить вероятность ошибки II рода, что подтверждено крупными мета-анализами [7, 11]. В то же время аддитивная модель, предполагающая сравнение всех трех генотипов, дает возможность выявить возможный дозозависимый эффект аллеля A1, если таковой существует [12]. Применение обеих моделей в рамках одного исследования представляется наиболее обоснованным подходом. Учитывая сохраняющуюся потребность в идентификации генетических маркеров риска для разработки персонализированных стратегий профилактики и раннего вмешательства, изучение роли полиморфизма DRD2 (rs1800497) у подростков представляется актуальным и практически значимым.

Цели и задачи исследования

Цель исследования: Изучение ассоциации полиморфизма гена DRD2 (rs1800497) с формированием наркологической патологии у подростков.

Задачи исследования:

Материал и методы исследования

Исследование проведено в Государственном бюджетном учреждении здравоохранения города Москвы «Московский научно-практический центр наркологии Департамента здравоохранения города Москвы» (далее – ГБУЗ «МНПЦ наркологии ДЗМ») в филиале детского наркологического диспансера. Дизайн – обсервационное одномоментное (поперечное) исследование. В исследование включались подростки в возрасте от 15 до 18 лет, проходившие обследование у врача психиатра-нарколога, а также пациенты, состоящие на диспансерном наблюдении. Набор проводился с июня 2021 по май 2023 г. Всего включено 188 подростков, средний возраст – 16,3±0,73 года; 94 юноши, 94 девушки. Критерии включения: возраст 15–18 лет, наличие информированного согласия, факт употребления психоактивных веществ (ПАВ) в анамнезе (включая эпизодическое употребление). Критерии исключения: врождённые органические поражения головного мозга; тяжёлые черепно-мозговые травмы, менингиты, энцефалиты в анамнезе; опухоли головного мозга; врождённые расстройства интеллекта; эпилепсия с детского возраста; детский тип шизофрении.

Диагнозы устанавливались врачом психиатром-наркологом по критериям МКБ-10. Распределение участников по диагнозам представлено в таблице 1. В выборку вошли как пациенты с синдромом зависимости (F19.2) и пагубным употреблением (F10.1, F19.1), так и подростки группы риска (Z72.1 – употребление алкоголя) для оценки ассоциаций генотипа с различными формами потребления ПАВ.

Таблица 1. Клиническая характеристика участников исследования

Клинические методы. Структурированный сбор данных проводился с использованием авторской регистрационной карты, разработанной на основе методических рекомендаций [13]. Фиксировались сведения о частоте употребления различных классов ПАВ (алкоголь, никотин, каннабиноиды, синтетические каннабиноиды, опиоиды, лекарственные вещества, кокаин, психостимуляторы, синтетические катиноны, галлюциногены, летучие органические вещества (ЛОВ)). Для количественной оценки частота употребления переводилась в баллы: «0 раз» = 0; «1–2 раза» = 1; «до 5 раз» = 2; «до 10 раз» = 3; «до 20 раз» = 4; «до 40 раз» = 5; «более 40 раз» = 6.

Молекулярно-генетические методы. ДНК выделяли из клеток буккального эпителия (образцы слюны). Генотипирование полиморфизма rs1800497 гена DRD2 проводили методом полимеразной цепной реакцией в реальном времени с аллель-специфичной гибридизацией (Real-time PCR). Условия хранения ДНК: +4 °С (до 10 дней) или –20 °С (до 1 года).

Расчёт размера выборки выполнен с использованием программы Power and Sample Size Calculations (версия 3.0.43). Исходные параметры: уровень значимости α = 0,05, мощность 80%, ожидаемый размер эффекта (разница в частоте употребления ПАВ между носителями и неносителями аллеля A1) принят равным не менее 20% на основе литературных данных [7, 10]. Расчёт показал необходимость включения не менее 170 человек.

Статистический анализ проведён с использованием программы StatTech v.4.8.5 (ООО «Статтех», Россия) [14]. Категориальные данные представлены абсолютными и относительными (%) частотами. Сравнение долей выполнено с помощью критерия χ² Пирсона; апостериорные сравнения – с поправкой Холма. Для количественных данных оценивали нормальность распределения (критерии Шапиро–Уилка или Колмогорова–Смирнова). В связи с отсутствием нормального распределения данные описаны медианой (Me) и межквартильным размахом (Q1–Q3). Сравнение двух независимых групп по количественному признаку проводили U-критерием Манна–Уитни, трёх и более групп – критерием Краскела–Уоллиса с апостериорными сравнениями по Данну (поправка Холма). Рассчитывали отношение шансов (ОШ) с 95% доверительным интервалом (ДИ). В связи с поисковым характером работы и ограниченным размером выборки коррекция на множественные сравнения не применялась; результаты рассматриваются как предварительные. Различия считали значимыми при p < 0,05.

Генетические модели анализа. Для полиморфизма rs1800497 использовали две модели: доминантную (сравнение носителей аллеля A1 – генотипы A1/A1 + A1/A2 – с гомозиготами A2/A2) и аддитивную (сравнение трёх генотипов A1/A1, A1/A2, A2/A2). Выбор моделей обоснован литературными данными о возможном доминантном и дозозависимом эффекте аллеля A1 [2, 7, 11].

Этическое обеспечение. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ГБУЗ «МНПЦ наркологии ДЗМ» (заключение №04-21 от 12.05.2021 года). От всех участников и/или их законных представителей получено информированное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных.

Результаты

Учитывая характерную для подростков склонность к полисубстантному употреблению, в работе проведён анализ качественных (наличие хотя бы однократной пробы) и количественных (частота употребления, выраженная в баллах) показателей для одиннадцати классов психоактивных веществ. Детальное описание классов ПАВ и шкалы перевода частоты в баллы приведено в разделе «Материалы и методы». Далее представлены результаты сравнительного анализа показателей употребления в зависимости от генотипа DRD2 (rs1800497) согласно доминантной (A1/A1 + A1/A2 vs A2/A2) и аддитивной (A1/A1 vs A1/A2 vs A2/A2) моделям.

В исследовании частота встречаемости генотипов гена DRD2 (rs1800497) распределилась согласно Таблице 2. 

Таблица 2. Частота встречаемости генотипов DRD2 (rs1800497) у подростков

При анализе по доминантной модели (A1/A1 + A1/A2 vs A2/A2) статистически значимые различия в частоте проб выявлены для шести из одиннадцати классов ПАВ: синтетических каннабиноидов, кокаина, психостимуляторов, синтетических катинонов, галлюциногенов и летучих органических веществ (Таблица 3). Во всех случаях подростки – носители аллеля A1 достоверно чаще имели опыт употребления указанных веществ по сравнению с гомозиготами A2/A2. Шансы попробовать данные виды ПАВ в группе A2/A2 были значимо ниже: от 1,8 раза для психостимуляторов до 2,6 раза для синтетических катинонов. Наиболее выраженные различия наблюдались для синтетических катинонов (ОШ = 0,390; 95% ДИ: 0,215–0,710; шансы ниже в 2,56 раза), летучих веществ (ОШ = 0,408; 95% ДИ: 0,217–0,766; шансы ниже в 2,45 раза) и галлюциногенов (ОШ = 0,432; 95% ДИ: 0,227–0,822; шансы ниже в 2,31 раза). Полные данные представлены в Таблице 3.

Таблица 3. Качественные показатели употребления ПАВ (A1/A1+A1/A2 vs A2/A2)

При анализе по аддитивной модели (сравнение трёх генотипов) статистически значимые межгрупповые различия в частоте проб подтвердились для четырёх видов ПАВ (Таблица 4). Подростки с генотипом A1/A1 статистически чаще пробовали синтетические каннабиноиды, синтетические катиноны и галлюциногены по сравнению с гомозиготами A2/A2. Дозозависимый эффект аллеля A1 был выявлен для синтетических катинонов и соблюдался статистически значимым отличием по факту употребления ПАВ в линейной последовательности от группы к группе, начиная с подростков с генотипом A1/A1 – 69,2% к подросткам с генотипом A1/A2 – 54,7% и заканчивая группой подростков с генотипом A2/A2 – 34,2% (p _{A1/A1 – A2/A2} = 0,028; p _{A1/A2 – A2/A2} = 0,025). Аналогичная тенденция наблюдалась для синтетических каннабиноидов (p _{A1/A1 – A2/A2} = 0,043) и галлюциногенов (p _{A1/A1 – A2/A2} = 0,033), однако значимые различия наблюдались только между группами с гомозиготными генотипами. Носители гетерозиготного генотипа A1/A2, в свою очередь, значимо чаще имели опыт употребления синтетических катинонов и ЛОВ также относительно группы A2/A2.

Таблица 4. Качественные показатели употребления ПАВ (A1/A1 vs A1/A2 vs A2/A2)

При анализе количественных показателей употребления (в баллах) полученные результаты согласуются с данными качественного анализа. У подростков – носителей аллеля A1 (генотипы A1/A1 + A1/A2) выявлены статистически значимо более высокие значения частоты употребления для тех же шести видов ПАВ: синтетических каннабиноидов (p = 0,025), кокаина (p = 0,026), психостимуляторов (p = 0,030), синтетических катинонов (p = 0,003), галлюциногенов (p = 0,008) и летучих органических веществ (p = 0,007) по сравнению с группой A2/A2. Данные отражены в Таблице 5, при сравнении применялся метод: U–критерий Манна–Уитни.

Таблица 5. Количественные показатели употребления ПАВ (A1/A1+A1/A2 vs A2/A2)

При анализе по аддитивной модели статистически значимые различия в частоте употребления подтвердились для четырёх видов ПАВ: синтетических каннабиноидов (p = 0,021), синтетических катинонов (p = 0,007), галлюциногенов (p = 0,012) и летучих органических веществ (p = 0,014) (Таблица 6; используемый метод: Критерий Краскела–Уоллиса). Подростки с генотипом A1/A1 и A1/A2 после первой пробы впоследствии чаще злоупотребляют синтетическими катинонами по сравнению с подростками, у которых генотип A2/A2, медиана и размах квартилей частоты употребления снижалась от группы подростков с генотипом A1/A1 (Me=2,00; Q1–Q3: 0,00–6,00) к группе подростков с генотипом A1/A2 (Me=1,50; Q1–Q3: 0,00–4,00) и далее к группе подростков с генотипом A2/A2 (Me=0,00; Q1–Q3: 0,00–2,50), что в частном случае подтверждает дозозависимый эффект аллеля A1 (p _{A1/A1 – A2/A2} = 0,046; p _{A1/A2 – A2/A2} = 0,046). Также подтвердились данные о том, что подростки с генотипом A1/A2 статистически значимо чаще злоупотребляют ЛОВ, но только по сравнению с подростками с генотипом A2/A2 (p _{A1/A2 – A2/A2} = 0,010). Интересно, что для психостимуляторов различия между генотипами не достигли статистической значимости (p = 0,060), однако медианные значения (A1/A1 = 5,00; A1/A2 = 4,00; A2/A2 = 1,00) и размах квартилей (A1/A1: 3,00–6,00; A1/A2: 0,00–6,00; A2/A2: 0,00–5,00) свидетельствуют о тенденции к более интенсивному употреблению среди носителей аллеля A1.

Таблица 6. Количественные показатели употребления ПАВ (A1/A1 vs A1/A2 vs A2/A2)

Ассоциация полиморфизма DRD2 (rs1800497) с медицинскими последствиями употребления ПАВ была также проанализирована на основании показателя госпитализации в наркологический стационар. Сравнительный анализ по доминантной модели (Рисунок 1) показал, что подростки – носители аллеля A1 (генотипы A1/A1 + A1/A2) значимо чаще нуждались в стационарном лечении по сравнению с гомозиготами A2/A2 (50,6% против 31,5%; χ² = 6,962; df = 1; p = 0,008, используемый метод: Хи-квадрат Пирсона). Шансы быть госпитализированным в группе A2/A2 оказались в 2,23 раза ниже, чем в группе носителей аллеля A1 (ОШ = 0,449; 95% ДИ: 0,246–0,818).

Рисунок 1. Сравнение частоты стационарного лечения у подростков с различными генотипами DRD2 (rs1800497): доминантная модель (A1/A1 + A1/A2 vs A2/A2)

Анализ по аддитивной модели также подтвердил наличие ассоциации между генотипом DRD2 и частотой госпитализаций. Наибольшая доля подростков, проходивших стационарное лечение, наблюдалась в группе A1/A1 (61,5%), промежуточное положение занимали гетерозиготы A1/A2 (48,4%), и наименьшая частота госпитализаций зафиксирована у гомозигот A2/A2 (31,5%). Выявленные межгрупповые различия достигли статистической значимости (χ² = 7,739; df = 2; p = 0,021, используемый метод: Хи-квадрат Пирсона). Распределение частоты госпитализаций в зависимости от генотипа представлено на Рисунке 2.

Рисунок 2. Сравнение частоты стационарного лечения у подростков с различными генотипами DRD2 (rs1800497): аддитивная модель (A1/A1 vs A1/A2 vs A2/A2)

Обсуждение результатов

Полученные результаты свидетельствуют о наличии ассоциации между полиморфизмом rs1800497 гена DRD2 и особенностями потребления психоактивных веществ в подростковом возрасте. Наиболее значимые и устойчивые связи выявлены для синтетических катинонов, синтетических каннабиноидов, галлюциногенов и летучих органических веществ. Носительство аллеля A1 ассоциировано не только с более высокой вероятностью пробы данных веществ, но и с большей частотой их последующего употребления, а также с повышенной потребностью в стационарной наркологической помощи. Помимо этого, обращает на себя внимание дозозависимый эффект аллеля A1 в отношении синтетических катинонов: частота их употребления линейно возрастала от группы A2/A2 к A1/A2 и далее к A1/A1, достигая максимальных значений у гомозиготных носителей риск аллеля. Это наблюдение согласуется с данными литературы о том, что снижение плотности D2-рецепторов, наиболее выраженное именно у гомозигот A1/A1, может создавать более глубокий «дефицит вознаграждения», требующий более интенсивной стимуляции дофаминергической системы [1, 4, 15, 16]. Синтетические катиноны способны временно компенсировать этот дефицит, что может объяснять повышенное влечение к ним у генетически предрасположенных подростков [15, 17].

Интересным наблюдением стала нелинейная ассоциация аллеля A1 с употреблением летучих органических веществ: значимое повышение частоты проб и более интенсивное употребление наблюдалось у гетерозигот A1/A2, но не у гомозигот A1/A1. Это может быть связано с относительно низкой дофаминергической активностью ингалянтов по сравнению с другими ПАВ, либо с социально-демографическими факторами, характерными для подростков, употребляющих ЛОВ, которые требуют отдельного изучения.

Полученные данные согласуются с результатами более ранних исследований, демонстрирующих связь аллеля A1 с ранним началом употребления и более тяжёлым течением зависимости у взрослых [3, 8]. В то же время данное исследование дополняет картину, показывая, что генетическая предиспозиция проявляется уже в подростковом возрасте и затрагивает широкий спектр веществ, включая современные синтетические наркотики. Отсутствие значимых ассоциаций с употреблением алкоголя, никотина и каннабиноидов может объясняться высокой распространённостью этих веществ в подростковой среде, где средовые факторы (доступность, социальные нормы, групповое давление) способны нивелировать генетические различия. Для таких веществ, как психостимуляторы и кокаин, наблюдалась лишь тенденция к значимости (p = 0,060 и p = 0,083), что, вероятно, связано с недостаточной статистической мощностью и требует проверки на расширенной выборке.

Особого внимания заслуживает выявленная связь аллеля A1 с потребностью в стационарном лечении. Шансы быть госпитализированным у носителей A1 оказались в 2,23 раза выше, чем в группе A2/A2, причём максимальные показатели зафиксированы в группе A1/A1 (61,5%). Это может указывать не только на более интенсивное употребление, но и на развитие более тяжёлых форм зависимости, требующих медицинского вмешательства, что согласуется с концепцией «синдрома дефицита вознаграждения» и повышенной коморбидности у носителей риск-аллелей [2, 6, 9].

При интерпретации результатов необходимо учитывать ряд ограничений. Во-первых, относительно небольшой объём выборки (особенно малочисленность группы A1/A1) ограничивает статистическую мощность и требует подтверждения полученных закономерностей на более крупных когортах. Во-вторых, поперечный дизайн не позволяет установить явные причинно-следственные связи между генотипом и динамикой формирования зависимости. В-третьих, в связи с поисковым характером работы и отсутствием формальной коррекции на множественные сравнения (анализировалось 11 классов ПАВ), существует риск ошибки I рода. Наиболее устойчивыми и заслуживающими доверия следует считать результаты, достигшие высокого уровня значимости (p < 0,01) и подтверждённые в обеих генетических моделях, – в первую очередь для синтетических катинонов. Кроме того, исследование проводилось на выборке подростков, уже обратившихся за наркологической помощью, что ограничивает экстраполяцию выводов на общую популяцию.

Выводы

Несмотря на указанные ограничения, полученные данные свидетельствуют о значимой роли полиморфизма rs1800497 гена DRD2 как маркера повышенного риска раннего вовлечения в употребление широкого спектра ПАВ и более тяжёлого течения аддиктивного процесса у подростков. Наибольшую прогностическую ценность аллель A1 может представлять в отношении синтетических катинонов, демонстрирующих дозозависимый эффект. Дальнейшие исследования на более крупных выборках с учётом генно-средовых взаимодействий позволят уточнить возможность использования данного маркера в персонализированной профилактике и ранней диагностике наркологических расстройств в подростковой популяции.

Список литературы

Associations of the DRD2 gene polymorphism (rs1800497) with the development of substance use disorders in adolescence

Authors

Corresponding Author

Conflict of interest

Funding

Received

Abstract

Key words

DOI

References