Resumen
Antecedentes
Los factores genéticos, incluido el gen Hedgehog Interacting Protein (HHIP), desempeñan un papel crucial en la susceptibilidad a la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Este estudio examina la asociación entre los polimorfismos del gen HHIP y la susceptibilidad, los fenotipos y los niveles séricos de IL-17 e IL-18 a la EPOC en una población china Han.
Métodos
Se realizó un estudio de casos y controles con 300 pacientes con EPOC y 300 controles sanos en la población china Han. Los participantes se sometieron a genotipado de polimorfismos del gen HHIP, pruebas de función pulmonar y tomografías computarizadas cuantitativas. Las muestras de ADN se secuenciaron utilizando un chip personalizado dirigido al gen HHIP. Los niveles séricos de IL-17 e IL-18 se midieron mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas. Las asociaciones entre los SNP, la susceptibilidad a la EPOC y los fenotipos se analizaron mediante modelos de regresión lineal múltiple y logístico, ajustando los factores de confusión.
Resultados
Nuestro estudio identificó el polimorfismo rs11100865 en el gen HHIP como asociado significativamente con la susceptibilidad a la EPOC (OR 2,479, IC del 95 %: 1,527–4,024, P = 2,39E-04) después de examinar 114 SNP mediante un riguroso control de calidad. Los análisis estratificados indicaron además que esta asociación se daba particularmente en personas de 60 años o más. Los niveles séricos de IL-17 e IL-18 estuvieron significativamente elevados en pacientes con EPOC en comparación con los controles, y rs11100865 mostró una asociación notable con los niveles de IL-18 (B = 49,654, SE = 19,627, P = 0,012). Sin embargo, no se observaron asociaciones significativas entre rs11100865 y los niveles séricos de IL-17, los parámetros de imagen relacionados con la EPOC o los fenotipos clínicos.
Conclusión
Este estudio identificó una asociación significativa entre los polimorfismos del gen HHIP y la susceptibilidad a la EPOC en una población china Han, con conexiones con la inflamación, pero no encontró asociaciones significativas entre este SNP y las imágenes o fenotipos clínicos relacionados con la EPOC.
Registro de prueba
www.chictr.org.cn Cédula: ChiCTR2300071579 2023-05-18.
Introducción
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una afección respiratoria crónica caracterizada por una limitación persistente del flujo de aire causada por daño de las vías respiratorias y alveolares. Una encuesta de 2018 informó que la prevalencia de EPOC entre personas de 40 años o más en China era del 13,7% (1). Se cree que la EPOC implica interacciones entre factores genéticos, ambientales e individuales.2,3,4). El humo del cigarrillo es ampliamente reconocido como la causa principal (5). Sin embargo, sólo alrededor del 20% de los fumadores activos desarrollan la enfermedad y se estima que entre el 25 y el 45% de los pacientes con EPOC nunca han fumado.6, 7). Además de factores ambientales como la exposición a la biomasa y los riesgos laborales (8, 9), la EPOC exhibe agrupamiento familiar y las características de la función pulmonar también son hereditarias en los pacientes, lo que sugiere que la susceptibilidad genética juega un papel importante en su patogénesis (10, 11).
Los estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) son una herramienta poderosa para detectar variaciones genéticas asociadas con rasgos utilizando métodos de asociación y enlace de todo el genoma. GWAS ofrece estándares de alta significancia, tamaños de muestra grandes y un gran poder estadístico (12, 13). El primer GWAS para la EPOC se publicó en 2009 e identificó un locus cerca del gen Hedgehog Interacting Protein (HHIP) en 4q31 asociado con la susceptibilidad a la EPOC.14). Muchos países han estudiado la relación entre los polimorfismos del gen HHIP y la EPOC en diferentes grupos étnicos, revelando asociaciones entre los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) de HHIP y la susceptibilidad a la EPOC (15, 16). Varios estudios han descubierto múltiples SNP cerca del gen HHIP en 4q31 que están significativamente asociados con la gravedad de la enfermedad, el enfisema y la función pulmonar.17, 18). El gen HHIP, ubicado en el cromosoma 4q31.21-31.3, codifica una glicoproteína transmembrana que es un objetivo transcripcional de la vía de señalización Hedgehog (HH). La vía de señalización HH altamente conservada juega un papel crucial en diversos procesos fisiológicos y patológicos en los pulmones y otros órganos, actuando como un factor clave en la regulación de la retroalimentación negativa de la vía.19). Los estudios en animales indican que el HHIP participa en el desarrollo de las vías respiratorias, reduce el agrandamiento de la luz de las vías respiratorias, mejora la distensibilidad pulmonar y protege las células del estrés oxidativo causado por factores ambientales (20,21,22).
La inflamación es una característica central de la EPOC, que involucra intrincadas redes de citoquinas. Entre estos, la interleucina-17 (IL-17) y la interleucina-18 (IL-18) han surgido como mediadores clave. La IL-17, producida predominantemente por las células Th17, promueve la activación y el reclutamiento de neutrófilos, exacerbando así la inflamación crónica, una característica distintiva de la EPOC. Los niveles elevados de IL-17 en pacientes con EPOC se correlacionan con la gravedad de la enfermedad y el riesgo de exacerbación, lo que destaca su potencial como biomarcador y objetivo terapéutico (23). Por otro lado, la IL-18, conocida por sus funciones multifacéticas en las respuestas inflamatorias, demuestra niveles elevados en pacientes con EPOC, lo que se correlaciona con un empeoramiento de la función pulmonar e indica su participación en la progresión de la enfermedad.24, 25). Un estudio reciente reveló que la variación genética en el gen HHIP exacerbó la inflamación linfocítica en la EPOC al mejorar la interacción entre los fibroblastos pulmonares y las células T CD8+, particularmente a través de genes regulados positivamente en la vía IL-18, lo que lleva a una mayor producción de interferón gamma (IFN-γ).26).
En los últimos años, el número de GWAS relacionados con la EPOC ha disminuido significativamente y los resultados han variado considerablemente entre los diferentes grupos étnicos. La mayoría de los hallazgos actuales se aplican principalmente a poblaciones caucásicas, y muchos de los loci asociados con la EPOC, a pesar de mostrar asociaciones estadísticas, carecen de validación clínica suficiente. Ningxia, ubicada en el noroeste de China, es una región habitada principalmente por los grupos étnicos chinos Han y Hui. En 2020, la población Han alcanzó los 7,20 millones. Una encuesta realizada en 2013 indicó una prevalencia de EPOC del 8,9% en Ningxia, con una prevalencia entre la población Han del 9,4%, que es superior a la tasa del 8,0% observada en la población Hui (27). Para investigar la relación entre los polimorfismos del gen HHIP y la susceptibilidad genética a la EPOC en una población china Han local, realizamos un estudio de casos y controles, recopilando datos de la función pulmonar del paciente y parámetros cuantitativos de TC. Además, nuestro objetivo era explorar si estos loci de susceptibilidad genética están asociados con fenotipos relacionados con la EPOC y el nivel sérico de IL-17 e IL-18.
Métodos
Temas de estudio
Recopilamos pacientes con EPOC de etnia china Han que visitaron los departamentos ambulatorios del Hospital General de la Universidad Médica de Ningxia, Yinchuan, en la Región Autónoma Hui de Ningxia, en el norte de China. Estos pacientes fueron recolectados entre el 1 de enero de 2021 y el 31 de enero de 2024. Además, los individuos chinos Han que se sometieron a exámenes físicos en el Centro de Exámenes Físicos del Hospital General de la Universidad Médica de Ningxia durante el mismo período sirvieron como grupo de control sano. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital General de la Universidad Médica de Ningxia y todos los participantes firmaron formularios de consentimiento informado. Número de aprobación ética: 2020 − 786.
Criterios de inclusión y exclusión.
Los criterios de inclusión para el estudio involucraron a pacientes diagnosticados de EPOC estable según las guías GOLD (2), que incluyen síntomas como disnea, tos crónica, producción de esputo, sibilancias y antecedentes de exposición a factores de riesgo de EPOC, con un FEV1/FVC post-broncodilatador < 0,70 en la prueba de función pulmonar. Además, estos pacientes debían estar en una fase estable de EPOC con síntomas clínicos estables o leves durante al menos un mes sin ningún cambio en el tratamiento debido a la exacerbación de los síntomas y ser de etnia china Han. Los criterios del grupo de control sano incluyeron individuos sin anomalías significativas en las pruebas de función pulmonar. Los criterios de exclusión abarcaron la población no nativa, anomalías pulmonares en la TC de tórax y la presencia de otras enfermedades pulmonares como bronquiectasias, enfermedad pulmonar intersticial, tuberculosis pulmonar activa, derrame pleural, tumores pulmonares o antecedentes de resección pulmonar, así como comorbilidades como insuficiencia cardíaca, disfunción hepática o renal grave, enfermedades infecciosas, deterioro mental o cognitivo y trastornos auditivos o de comunicación. Además, se excluyeron los participantes con cumplimiento deficiente, negativa a completar las pruebas o falta de voluntad para participar en el estudio, así como aquellos con múltiples fallas en el control de calidad de las muestras de ADN que resultaron en una determinación fallida del genotipo después de envíos repetidos.
Recopilación de información sobre fenotipo.
Se recopilaron datos sobre edad, sexo, índice de masa corporal (IMC) e historial de tabaquismo de todos los sujetos del estudio. A todos los sujetos se les realizaron pruebas de función pulmonar utilizando un espirómetro (Jaeger MasterScreen SeS, Alemania), registrando FEV1, FVC, FEV1/FVC y FEV1% previsto. Cada sujeto se sometió al menos a dos pruebas aceptables, con diferencias de medición repetidas que no excedieron los 0,20 L. Para las exploraciones se utilizó TC en espiral multicorte (GE MEDICAL SYSTEMS, EE. UU.). Antes de la exploración, los sujetos recibieron entrenamiento para contener la respiración y se colocaron en decúbito supino con los brazos levantados por encima de la cabeza. Se realizaron exploraciones desde la entrada torácica hasta el nivel de las glándulas suprarrenales, cubriendo todos los pulmones durante la inspiración profunda. Los escaneos se reconstruyeron utilizando un algoritmo de alta resolución con un espesor de corte de 1,25 mm, un ancho de ventana de 1200 unidades Hounsfield (HU) y un nivel de ventana de -600 HU. Las ventanas mediastínicas se reconstruyeron con un espesor de corte de 1,25 mm, un ancho de ventana de 350 HU y un nivel de ventana de 40 HU. Las imágenes se guardaron en formato DICOM para análisis cuantitativo. Usando la plataforma informática de imágenes 3D Slicer 5.61 (https://www.slicer.org/), se analizaron archivos en formato DICOM para medir los parámetros de las vías respiratorias y el enfisema (28). El AirwayInspector del módulo Chest Imaging Platform se utilizó para medir el área de la pared de las vías respiratorias y el área total de las vías respiratorias en los bronquios segmentarios de…
