ГЛАВА 5. АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ КОМБИНАЦИЙ ПОЛИМОРФНЫХ ДНК-ЛОКУСОВ ГЕНОВ ФЕРМЕНТОВ БИОТРАНСФОРМАЦИИ КСЕНОБИОТИКОВ С ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬЮ К ТОКСИЧЕСКОМУ ПОРАЖЕНИЮ ПЕЧЕНИ У РАБОЧИХ

Биотрансформация ксенобиотиков является многоступенчатым процессом, в котором одновременно или поочередно участвуют многие ферменты детоксикации. Нарушения в системе ферментов биотрансформации нередко носят кумулятивный характер, когда высокая активность ферментов фазы 1, которая сопровождается* повышенной продукцией' компонентов окисления и гидролиза, сочетается с низкой активностью ферментов фазы 2 и фазы 3.

Основными ферментами метаболизма токсичных промышленных веществ в печени, являются ферменты цитохрома Р450 и микросомальной эпокедгидролазы. В процессе метаболизма соединений ароматических углеводородов происходит их активация при помощи цитохрома.Р450 1А1. Зачастую образовавшиеся интермедиаты являются более токсичными для клетки и вызывают повреждение ДНК или мембран клетки. В дальнейшем образовавшиеся эпоксиды вступают во взаимодействие с эпоксидгидролазой с формированием дигидродиолов или конъюгируют с глутатионом. Другие токсиканты активируются по такой же схеме, но с учетом присутствия в соединении специфичных групп (нитро, гидразо), поскольку нитросодержашие вещества метаболизируются при помощи фермента NAT2:

Нами был проведен анализ комбинаций іеноінпов іенов I фазы и 2 (разы метаболизма ксенобиотиков Проанализированы полиморфные варианіьі генов ниюхрома Р45О Резульзаты изучения комбинаций но генам цгохрома I* 450 приведены в табл 25

Таблица 25

Анализ ассоциации полиморфных вариантов генов 1 фазы биотрапсформацин ксенобиотиков с риском развитии токсического пораженим печени

Примечание земным инетом закрашены e ra і неї инеекн значимые различии

р’ - при сравнении .чинных юкенчееким іенаїиюм СО здоровыми рабочими

р** - при сравнении рабочих •[ руины риска" со здоровыми рабочими

При попарном комбинировании генов CYPIAI и СІР2ЕІ было показано повышение частім сочетаний гетерозиготных генотипов них генов в группе профессиональных больных (IleVal/СІС2) OR составил 9,29 (С195°о 1,10-210,50), (у/ 4,37; р 0.03?).

Комбинациями устойчивоети рабочих к влиянию вредных химических фактров производств гептила и ’)ВС являются нормальные аллели и генотипы по двум полиморфным локусам існов CYPIAI и CYP2I.I (IleVal.СICI) (OR=(),28 (095% 0.091-0.801); (у/ 6,021, р 0,01 5)).

Анализ сочетаний грех генов цитохрома 1*150 (( YPJAI, CYP2EI. ('} P2D6) выявил комбинацию риска, включающую гетерозиготный генотип по гену CYPIAI в сочеіании с нормальными генотипами ио генам ('YP2EI и CYP2D6 (генотип IleVal С1С 1 СС, OR составил 10,20 (095% 1.19-2 0.56) Гак же комбинация - ісісрозиіоінмх генотипов по ієнам CYP2EI и CYP2C6

и нормального генотипа гена CYPIAI (Ис11е/С1С2/СТ) (095% 1,187-232,56) OR=10,83 (095% 1,50-222,77).

Были проанализированы сочетания генотипов трех генов цитохрома Р450 {CYPIAI, CYP2hI, CYP2D6) и фенотипа микросомальной эпоксидгидролазы. Установлено, что комбинации гетерозиготных генотипов генов CYPIAI и CYP2D6 в сочетании с нормальным генотипом гена CYP2EI и нормальным фенотипом микросомальной эпоксидгидролазы (lleVal/CICl/CT/N) соответсвует OR равное 10,34 (С195% 1,21-235,08), (%²=5,018; р=0,026), что позволяет отнести данный вариант к рисковому в развитии токсического поражения печени. Комбинация гетерозиготных генотипов генов CYPIAIh CYP2EI, нормального генотипа гена CYP2D6 и фенотипа медленного метаболизатора мокросомальной эпоксидгидролазы (IleVal/ClC2/CC/S) имеют OR равный 10,34 (С195% 1,21-235,08) (х²=5,018; р=0,0255), что также позволяет отнести данный вариант к комбинации риска.

Комбинация нормальных аллелей- и генотипов по полиморфным локусам генов CYPIAI, CYP2EI, CYP2D6 и нормальный фенотип микросомальной эпоксидгидролазы (Ilelle/ClCl/CC/N) с частотой 56,0% встречается в группе здоровых работающих, тогда как среди профессиональных больных с токсическим гепатитом - 29,1% и 31,1% в «группе риска», соответственно.

Характерной особенностью фермента CYP1A1 является его способность окислять молекулы полициклических ароматических углеводородов. В результате таких реакций образуются ареновые окислы, которые слабо доступны для эпоксидгидролаз, превращающих их в соответствующие трансдигидродиолы. Возможно, в случае повышенной экспрессии фермента CYP1A1 в сочетании со сниженной активностью ЕРНХ1 вероятность ковалентно связываться таких реакционно-способных метаболитов с белками , и нуклеиновыми кислотами повышается, что обусловливает их большее цитотоксическое, мутагенное и канцерогенное действие (Головенко, 2001).

Цитохром Р4502Е1 катализирует реакции окисления различных углеводородов — производных бензола, стирола, четыреххлористого углерода, хлороформа, днхлорметана, хлорвинила, акрилонитрила. В результате таких метаболических превращений также образуются более токсические продукты, чем исходные.

Сравнительный анализ распределения комбинаций по генам глутатион S-трансфераз между собой (при попарном сравнении и в комбинации трех локусов) в группах профессиональных больных и «группы риска» по сравнению со здоровыми не выявил достоверных различий ни для одной из групп (табл. 2 приложения).

При изучении влияния полиморфных локусов генов глутатион S- трасфераз и микросомальной эпоксидгидролазы на формирование токсического поражения печени у работающих в условиях вредных производств (гептила и ЭБС) выявлена комбинация генотипов, в которой нет ни одного аллеля, ассоциированного с низкой продукцией фермента, показатель OR в этом случае составил 0,46, (CI 0,204-1,063), (%²=3,236; р=0,072,) (для группы профессиональных больных) и OR - 0,46 (95% 0,243- 0,875) (%²=5,8; р»0,0166) (для «группы риска») (табл. 26). Это может свидстсльсвовать о большей устойчивости лиц с данной комбинации к влиянию фредного химического фактора изученных производств.

Анализ распределения сочетаний генотипов генов цитохрома Р450 с фенотипом гена N-ацетилтрасферазы 2 в изученных группах продемонстрировал отсутствие достоверных различий (табл. 2 приложения).

Для изучения совместного влияния полиморфных вариантов генов микросомальной эпоксидгидролазы и N-а цетил трансферазы 2 на предрасположенность к токсическому поражению печени мы проанализировали комбинации фенотипов у больных токсическим гепатитом, в «группе риска» по сравнению со здоровыми рабочими.

Таблица 26

Ліпшії ассоциаций но.іиморфньїх варнаніов існов 2 фазы биотрансформации ксенобиотиков с риском развития токсического поражения печени

f Токснмеч ¹ «Группа Ідоропьіс * р**

| км»! гепаїкг J риска» рабочие ___ _________ _________

Комбинации iciioriiiiou i.iyianion S-трасферлз и фенотипа

Примечание

р* при сравнении больных токсическим і спаї иом со здоровыми орабочнмн.

Выла установлена комбинация риска, включающая фенотипы медленною Mei абелита юра микросомальной нюкенді илрола ш и медленною ацетилирования N-аііеіилграсфераш 2 (/ 5.425. р 0,02) OR 3,23 (095% 1.176-9.064) (дія больных токсическим гепати том) и (/" 3.93. р 0,047» OR-2.I5 (095% 1.010-6,129) (;ыя «труппы риска») Выявлена высокая частота нормального метаболизатора ЕРНХ1 и быстрого ацетилирования NAT2 в группе здоровых рабочих. Однако при сравнении с больными токсическим гепатитом различия не достигли статистической значимости.

Изоформа NAT2 катализирует процессы N-гидроксилирования ароматических аминов, которые также в организме образуют реакционно­способные метаболиты, вероятно, поэтому при сниженной активности ЕРНХ1 данный вариант с большой долей уверенности можно считать рисковым.

Анализ литературных данных показал, что ассоциации с медленными формами ЕРНХ1 были получены в исследованиях рабочих бутадиенового производства (нефтехимические предприятия), в наличии повышенной чувствительности к 1,3-бутадиену и его гомологам (Abdel-Rahman, 2001). Ими же были установлены комбинации риска по генам EPHXI/GSSM1/GSSTI (S/0/0). В остальных работах изучение комбинаций генов ФБК не проводилось.

В заключении следует отметить, что наиболее значимым в развитии предрасположенности к профессиональному токсическому гепатиту является комбинация медленных фенотипов микросомальной эпоксидгидролазы и N- ацетилтрасферазы.

Установлено, что маркерами повышенного риска токсического поражения печени у рабочих производств гептила и этилбензола-стирола являются (рис. 9):

1. Комбинация генов CYP1AI/CYP2EI (IleVal/CICl), ассоциированная с развитием токсического гепатита (OR=5,81 (095% 1,05-41,98)) и «риском» профессиональной патологии (OR=4,11 (095% 0,855-27,06)).

2. Комбинация генов CYP2D6/CYP2E1 (С1С2/СТ), ассоциированная с развитием токсического гепатита (OR=8,64 (095% 1,01-196,45)).

3. Комбинация генов CYP1A1/CYP2E1/CYP2D6 (Ие11е/С1С2/СТ), ассоциированная с развитием токсического гепатита (OR-10,20 (095% 1,19-232,56).

IDS

•J Комбинация генов ( YP IAI (’) /’?/: I ( YP2I )(> (IlcVal/C ICI'CC),

ассоциированная с развитием токсическою гснаїита (OR 10.20 |CI95?^zo 1.187-232,56) и «риском» профессиональной патологии (OR = 10,83 (095% 1.50-222.77).

5 Комбинация генов CYPIA! ( YP2i.7 ( YP2i)(> /77/Л7 (IleValClCl• I’T N). ассоциированная c развиїисм токсическою іенатита (OR~10,34 (095% 1.21-255,08)

6. Комбинация фсної и ион микросомалыюй эпоксидгидролазы и арила.мин И-аиеныграсферазы 2 (медленный метабола за юр

ЕРНХ 1 .медленный уцсгнляюр NAT2), ассоциированная с развиїисм токсического гепатита (OR 5,25 (С195% 1,176-9,064) и «риском» профессиональной иаюлогни (OR~2,45 (С195% 1,010-6.129)).

lieVa

5.78

L’-HX

2,79

KA’2

CYP1A1/CYP2L*

.81

iicval/C 1C 1

фсиотииЕРі іХ/фсиотмп NAT?

Рис 9. Величины oi ношения шансов, маркирующие предрасположенное гь к ранни ню іокснческоіо і спаї и га \ рабочих

Усіановлсно. что маркерами усюйчивосги рабочих к влиянию вредных факторов производств гептила и этилбензола-стирола являюіся (рис 10):

1 Комбинация генотипов генов CYPIAI CYP2P.I (llelle C1CI і. ассоциированная с резне теш нос іью (OR 0,28 (095% 0,091-0,801 і)

1::ь

Комбинация генотипов генов СУРІЛІ < }/'?/:/ ( УI^і?.!и фенотипа микросомальной эпокси дгидро.зазы (llelle С1С1 СС Ъ1),

ассоциированная к резистентностью (OR 0.32 (095% 0.139-0.73?)). Комбинация ГСНОІИНОК генов (iSI,\ f I (iSI Tl и фенотипа микросомальной эноксидтидролазы I+/+/N і ассоциированная с резне ієн і нос і ыо (OR 0.46 (095% 0.243-0,875).

GS I M GS 1T.TPHX

< ТР1ЛГ( Vl'2l.l < YT2IX. ІПІХ

0,17

CVP1A1

0.1

OR

С З 9 4 0.5

Рис І о Величины отношения шансов, маркирующие устойчивое і ь к разни і ию юксическот поражения печени \ рабочих