Коллектив ученых из России (Институт цитологии и генетики СО РАН и Новосибирский государственный университет), Великобритании, США и Нидерландов провел масштабное полногеномное исследование ассоциаций болей в пояснице и различных других состояний. Анализ фрагментов ДНК 509 000 людей показал, что вероятность таких болей зависит от множества генов, большинство которых так или иначе связывают с развитием нервной системы и всеми аспектами ее работы.
Исходя из данных исследования глобального бремени болезней 2016 года, боли в пояснице во многих странах занимают лидирующее место в списке причин ограничения трудоспособности. К ним явно существует генетическая предрасположенность: по информации из разных научных работ, родители от 30 до 68 процентов страдающих болями в пояснице тоже сталкивались с этим состоянием. Риск хронических болевых ощущений в нижней части спины выше у женщин и растет с возрастом, а также при появлении лишнего веса. Тем не менее конкретные варианты генов (аллели), связанные с этой патологией, практически не выявлены: полногеномный поиск ассоциаций среди 158 000 пациентов, у которых боли наблюдались по крайней мере три месяца подряд, выявил только три потенциально повышающих вероятность хронических болей в пояснице аллеля.
Помимо больных, у которых это состояние проявилось уже давно, есть множество людей, которые только недавно начали страдать от регулярных болей в спине. В свое новое исследование авторы включили и их. Ученые использовали данные из базы UK Biobank и консорциума CHARGE (Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology). Они содержат информацию о вариантах генов и о состоянии здоровья американцев, европейцев, африканцев и азиатов зрелого и пожилого возраста и созданы именно для поиска наследственных предрасположенностей к тем или иным проблемам со здоровьем. Поиск ассоциаций проводили по геномам 509 000 индивидуумов. Это делали в два этапа: данные по ДНК части этих людей сопоставляли с наличием у них болей в пояснице, а на геномах остальных, не исследованных на первом этапе, проверяли существование связей конкретных вариантов генов с болями в спине.
Выяснилось, что с рассматриваемой патологией связано 183 однонуклеотидных полиморфизма (SNP). Так называют различия между последовательностями ДНК любой длины у разных индивидов размером в один нуклеотид. Эти SNP находились в семи генах, регулирующих развитие нервной системы у эмбриона, ее работу в зрелом возрасте (например, SOX5) и образование соединительной ткани. Так, мутации в CHST3, SNP в котором оказался связан с вероятностью болей в пояснице, регулирует образование хряща межпозвонковых дисков, а мутации в гене SPOCK2 вызывают бронхолегочную дисплазию, при которой недоразвиты бронхи (а они тоже состоят из хряща).
Ряд генов, SNP в которых связали с риском развития хронических болей в спине, влияют и на другие признаки — как чисто физиологические, так и психологические (черты характера). Поэтому с болями в пояснице оказались связаны такие неожиданные признаки, как склонность к депрессии, уровень тревожности, уровень образования и способность воспринимать новое, а также остеоартроз, сколиоз, курение и рост.
Новое полногеномное исследование ассоциаций для болей в спине пока что наиболее масштабная работа на эту тему. Авторы отмечают, что особенно сложно было подобрать такие группы (когорты) людей, у которых интенсивность болей в спине была сопоставимой. При анализе данных использовали несколько методов, и исследователи надеются, что их наработки в области использования больших массивов генетических данных будут полезны и другим ученым, которые занимаются полногеномным поиском ассоциаций.
Препринт научной статьи опубликован на сервере biorXiv
