Анализ полиморфных вариантов генов 2 фазы биотрансформаиии ксенобиотиков (GSTMI, GSTTl, GSTPI, NAT2)
Анализ полиморфизма гена GSTM1
Ген GSTMI участвует детоксикации ПАУ. Известна протяженная делеция гена GSTM1, которая приводит к отсутствию белкового продукта и как следствие к снижению детоксикационной способности ароматических углеводородов (Баранов с соавт., 2000).
Нами проведен анализ частоты встречаемости делеции гена GSTMI среди рабочих производств гептила иЭБС но сраувнению с индивидами контрольной группы, не подвергающимися промышленному воздействию токсическими веществами. Результаты представлены в табл. 17.
Таблица 17
Анализ делеционної о полиморфизма і єна (jSTMl у рабочих
| Частота генотипов | Рабочие в целом | 1------ • — t JL | Контроль 1 | 1 і j | ||
| N | ! Р«р(%) | q | 1 p±Sp(%) 1 | |||
| GSTM 0 | 154 | 35,24x2,29 | !78 1 | 1 | Г 55,28x2.77 | 1 1 ’ 29,445 Г . |
| GSTM +/+ і і | 283 | 1 64.76t2.29 | ■ 144 | 44,72*2,77 | ||
Анализ делеционної о полиморфизма гена GSTMI показал наличие существенных различий между распределением генотипов гена GSTMI у рабочих и в контрольной выборке (хг=29,445; р=0,0005). Согласно литературным данным, частота гомозигот по делении гена GSTMI варьирует от 42% до 50% в европеоидных популяциях (Баранов с соав, 2000).
Средняя частота делении в популяциях народов Волго-Уральского региона равна 50,1% (Вахитова с соавт., 2001) Анализ распределения частоты делении в изученных группах показал, что частота нулевого генотипа в контрольной группе соответствует токовой в популяции европеоидов.Полученные результаты могут свидетельствовать о неслучайной элиминации носителей дефектных вариантов по гену GSTMI среди рабочих изученных производств Причину отбора рабочих с нормальным вариантом можно связать со следующими причинами Возможно, лица, имеющие в генотипе делецию гена GSTMI, увольнялись из цехов с вредными условиями труда ввиду повышенной заболеваемости. Также нельзя исключить, что в результате периодического медицинского оемтра происходил отсев рабочих с делецией по гену GSTMI в виду повышенной заболеваемости. Эго предположение косвенно подтверждается литературными данными. Так аналогичное распределение было получено при изучении генов GSTMI и
GSTTl у рабочих на производстве древесного угля в Бразилии; где в обшей группе работающих достоверно ниже.встречались гомозиготы по делеции в сравнении с популяционным контролем (Gattas et at, 2004).
Известно, что фермент GSTM1 учавствует в антиоксидантной защите организма от повреждающего действия радикалов, пероксидов и других токсических метаболитов химических веществ, приводящих к повреждению клеток различных органов, развитию интоксикации и хронических производственных заболеваний (Кулинский, Колесниченко, 1990).
Рядом авторов показаны четкие ассоциации между нулевым генотипом гена GSTM1 и повышением уровня индуцированных повреждений клеток, ядер, хромосом шш количества образующихся токсичных метаболитов в крови или в моче, обследованных (Butkiewicz et al., 1998). Так имеются сведения о повышеной частоте нулевых генотипов гена GSTM1 среди больных раком легкого и у курящих больных хроническим бронхитом, профессиональным бронхитом (Пай с соавт., 2003; Alexandrie et al., 2000; Hallier et al., 1993; Hirvoncn et al., 1995; Bruning et al., 1997; Butkiewicz et al., 1998; Eaton et al., 1999; Georgicva et al., 2002).
Гену GSTMI отводится значительное внимание и даже существуют рекомендации по его рутинному использованию при оценке состояния здоровья в группах лиц, подвергающихся воздействию стирола, в сочетании с цитохромом Р450 (Teixeira, 2002; Haufroid, 2002; Pavanello et al., 2004).Анализ делеционного полиморфизма гена GSTMI среди больных токсическим гепатитом, «группой риска», рабочими с соматическими заболеваниями по- сравнению со здоровыми работающими продемонстрирован в таблице 18. Несмотря на преобладание в общей группе рабочих нормального генотипа гена GSTM1 среди профессиональных больных наблюдается тенденция к увеличению частоты делеции до 42,25% по сравнению с группой Зморовых рабочих, у которых частота делеционного варианта составила 32,61%, однако различия не достигли статистической значимости (%2--1,467; р-0,226).
Таблица 18
Распределение генотипов гена GSTM1 у обследованных рабочих
| Генотипы | ||
| GSTM+/+ | | GSTM0 | |
| Группа профессиональных больных | ||
| N | ! - 41 | 31 |
| р±$,(%) | 57,7515,86 | 42,2515,86 |
| Р | 0,226 | 0,226 |
| OR (О) | 0,64 (0,321-1,273) | 1,56(0,786-3,113) |
| «Группа риска» | ||
| к | 101 | 57 |
| p±s,(%) | 63,92±3,82 | 36.0813,82 |
| Р | 0,676 | 0,676 |
| OR(CI) | 0,86(0,480-1,529) | 1,17 (0,655-2,084) |
| Группа рабочих с соматической патологией | ||
| N | 71 | 41 |
| р±$Д%) | 63,3914,55 | 36,6114,55 |
| Р J | 1 0,653 | 0,653 |
| OR(CI) і | і 0.84 (0,449-1.560) | 1,19(0.641-2.225) |
| Группа здоровых рабочих | ||
| N | 62 | 30 |
| Р*М%) | 67,39±4,88 | 32,6114,88 |
При сравнительном анализе распределения генотипов d «группе риска», среди рабочих с соматической патологией и здоровыми работающими различий не обнаружено (табл.
17).Анализ распределения генотипов гена GSTM1 в зависимости от активности биохимических показателей ЛЛТ, ACT и билирубина различий выявлено не было (табл. 1 приложения).
Согласно данным литературы доказано, что определенные продукты гена GSTMI могут не только провоцировать возникновение болезни, но и существенным образом влиять на эффективность медикаментозной терапии многофакторных заболеваний (Кулннский, Колеснеченко, 1990). В настоящее время ген GSTM1 широко изучается в различных производственных группах. В ряде работ показано его важная прогностическая значимость и, даже
существуют рекомендаций по использованию полиморфных вариантов гена GSTMI в целях адекватного формирования групп рабочих повышенного/пониженного индивидуального риска развития
профессиональных заболеваний (Пай с соавт., 2003). Нами обнаружена тенденция к повышению частоты делеции до 42,25% у больных токсическим гепатитом по сравнению со здоровыми рабочими (32,61%), что может указывать на предрасположенность к токсическому поражению печени рабочих гомозигот по делеции гена GSTMI.
В заключение можно резюмировать, что между общей группой рабочих и контролем обнаружены Статистически значимые различия в распределении делеции по гену GSTMI. Была выявлена тенденция к повышению частоты делеции гена GSTMI у рабочих с токсическим гепатитом. Не было найдено существенных различий в распределении частот делеции между рабочими в зависимости от статуса здоровья, а также активное™ ферментов печени и билирубина.
Анализ полиморфизма гена GSTTl
Важнейшим ферментом, участвующим в детоксикации многих поллютантов низкомолекулярной природы, является глутатион S- трансфераза tetha класса, кодируемая геном GSTTl. Его полиморфизм обусловлен наличием двух аллелей: функционально активного и неактивного или нулевого (Chen et al., 1996). Нами проведено изучение частоты делеции гена GSTTl, приводящей к снижению активности фермента. Анализ распределения генотипов гена GSTTl в группе рабочих и контрольных лиц, нс подвергающихся промышленному воздействию токсическими веществами представлен в табл.
19.Изучение полиморфизма гена GSTTl выявило небольшое снижение частоты носителей делеции в производственной группе до 18,3% по сравнению с контрольной группой, у которой частота делеции составила 23,0% (х2=2,163; р=0,142).
Таблица 19
Анализ полиморфизма гена GSTT1 у рабочих
| Частота генотипов | Рабочие в целом | Контроль | Xі | Р | ||
| N | р±$Д%) | N | ||||
| GSTT0 | 78 | 18,25±1,86 | 69 | 23,012,43 | 2,163 | 0,142 |
| GSTT+/+ | 349 | 81,7311.86 | 231 | 77,012.43 | ||
Согласно литературным данным, частота гомозигот по делеции гена GSTTI составляет в среднем 20% в европейских популяциях (Gartc et al., 2001). В работе установлено, что частота делеции в производственной и контрольной группах соответствует встречаемости этого варианта в популяциях европейцев.
Анализ данных литературы свидетельствует о закономерном увеличении среди больных (в основном онкологическими заболеваниями и патологией органов дыхания) носителей нулевых вариантов по гену GSTT1 (Teixeira et al., 2002). Доказано существование взаимосвязи повышенной чувствительности рабочих гомозигот по делеции к воздействию производственного химического фактора, особенно в сочетании с мутантными генотипами генов цитохрома Р450 (Schlade-Bartusiak, 2004). Установлено, что у рабочих с делецией по гену GSTTI увеличивается частота хромосомных повреждений при воздействии оксида этилена и диэпоксибутана (Bruning et al., 1997; Huang et al., 1997).
Однако в других литературных данных подчеркивается отсутствие различий между экспонированными и неэкспонированными группами в зависимости от наличия делеции по гену GSTTI (Hong et al., 2000; Indulski, 2000).Изучение полиморфизма гена GSTTI у больных токсическим гепатитом, в «группе риска», в группе рабочих с соматическими заболеваниями по сравнению со здоровыми работающими представлено в табл. 20. Установлено, что среди здоровых рабочих частота делеции составила* 20,4%, тогда как в группе больных с токсическим гепатитом - 16,5%. Существенных различий в распределении частот делеции гена GSTTI среди здоровых рабочих по сравнению с профессиональными больными обнаружено нс было (х2=0,190; р=0,662). Анализ гена GSTT1 в «группе риска» и в группе рабочих с соматической патологией показал отсутствие различий в распределении делеции гена GSTT1 по сравнению со здоровыми рабочими.
Таблица 20
Распределение генотипов гена GSTT1 у обследованных рабочих
| Генотипы- | ||
| GSTT+/+ | GSTT0 | |
| Группа профессиональных больных | ||
| N- | 56 | 11 |
| РЦ» (%) | 83,58*4,52 | 16,42*4,52 |
| р | 0,662 | 0,662 |
| OR (CI) | 1,31 (0,537-3,214) | 0,77 (0,311-1,861) |
| «Группа риска» | ||
| N | 122 | 33 |
| р*$,(%) | 78,71±3,28 | 21,29=3,28 |
| Р | 1,000 | 1,000 |
| OR (Cl) | 0.95 (0.479-1.871) | 1.05 (0,535-2.086) |
| Группа рабочих с соматической патологией | ||
| N | 95 | 15 |
| Р±м%) | 86,36*3,27 | 13,64*3,27 |
| р | 0,271 | 0,271 |
| OR(C1) | 1.62(0.729-3,641) | 0.62 (0,275-1.372) |
| Группа здоровых рабочих | ||
| N | 74 | 19 |
| р±М%) | 79,57*4,18 | 20,43*4,18 |
По литературным данным, значимость недавно открытого гена GSTT1 в процессах детоксикации до сих пор остается противоречивой и дискуссионной (Thier et al., 1998). Участия продукта гена GSTT1 в обезвреживании чужеродных веществ очевидна, кроме того доказана роль фермента этого гена в активации ряда химических соединений низкомолекулярной природы, таких как галогенпроизводные предельных углеводородов, которые активируются при конъюгации с глутатионом, с
формированием еще более токсичных промежуточных веществ (Their et al., *
1998; 1999). При анализе полиморфизма гена GSTTl в группах рабочих в зависимости от степени выраженности отвтных реакций организма на неблагоприятные условия труда различий в распределении частот нормальных и делеционных генотипов отсутсвуст.
Анализ гена GSTTl в зависимости от активности ферментов печени и билирубина показал отсутствие различий в распределении делеции между индивидами с высокой и нормальной активностью АЛТ, ACT и билирубина (табл. 1 приложения). В литературе имеются указания на связь делеции по гену GSTTl с повышением уровня АЛТ (Huang et al., 1997). С другой стороны, при изучении рабочих производства 1,3-бутадиена (в Чехии) не было обнаружено взаимосвязи делеции гена GSTTl с уровнем активности фермеїггов печени (Vodicka et al., 2002), что вполне согласуется с нашими результатами.
Таким образом, по гену GSTTl не было выявлено различий в распределении нулевого генотипа между группой рабочих и контролем. Показано отсутствие различий в распределении нулевого генотипа гена GSTTl в группах рабочих в зависимости от наличия отдельных патологических признаков, а также с учетом от активности биохимических показателей.
Анализ полиморфизма гена GSTP1
Транзиция А/G в 313 положении 5 экзона гена GSTP1 приводит к замене в аминокислотной последовательности белка llelO5Val, затрагивающей сайт связывания фермента с определенными субстратами (Sundberg et al., 1998). В табл. 21 продемонстрированы результаты распределения частот генотипов и аллелей гена GSTP1 в группе рабочих и среди лиц контрольной группы, не подвергающихся профессиональному воздействию токсических веществ.
Таблица 21
Анализ lle/Val полиморфизма ієна GSTPI у рабочих
| Рабочие в целом | Контроль , | ||||
| Час юга ієнотипов и | • | 1 | t | . У. 1 | і 1* |
| Л.І.ІС.ТСІІ | \ | ! р*м%) | 1 N | ! р%4%) | |
| Не/Пе | і 66.X2-2.2S | 219 | ' 73 99.2.SS 3.134 1 | f 0,07' | |
| Ilc/Val | 240 | 32.04*2,23 | І у2 | ! 24.32*2,49 ~4?738 " | "о,029 |
| Val/Val | 5 | 1 I 1.14-0,50 і | 5 | і 1 69 0~15 0,090 1 | 0.765 |
| Не | 724 | ' S2.S4 1.27~ | ’ 5 id | $6.15 4.42- | |
| -1 2 66? | С. 1(13 | ||||
| Val | 150 | 17.16-1.27 | 82 | 13.85 1 42 1 | |
| Усыновлено, что | час ю га | і е іерозиі о того | генотипа Не/Val гена G'.S'/Г/ | ||
| у рабочих существенно | выше. | чем контро; | іе. Поскольку у рабочих частота | ||
| гетерозигот составляет | 32,01%, тої да как | в конірольной і руине 2 | 1.52% | ||
Характерным является го, чю частота гетерозигот ного генотипа гена ( Л/ /'У в изученных группах немного ниже, чем у европейцев, у которых частота істсрозигот варьирует оз 57,0 до 43.8% (Allan el al . 2001. Garte et al., 2001 >
Частота аллелей гена (rSf'PJ также характеризуется преобладанием аллеля Val у рабочих но сравнению с контролем (17,7% и 1.3,9% спот всієї венно) (у- 2,662. р 0,103)
В настоящее время сушесвтуег работы но изучению llel0>Val полиморфизма гена (jSTPl у индивидов, подвері аюшихся производственному воздействию бензидина и стирола В них отражена возможная роль ферментов метаболизма ксенобиотиков и сиеіем репарации в формировании индивидуальной чувствительности работающих в условия\ вредных производств (Vodicka, 2002, I laiil’roid, 2002) В работе Ma Q с соавт (2003) проводилось изучение рабочих с раком мочевою пузыря, вызванного действием бензидина. Было обнаружено, геноіинм lie'Val и Val Val ассоциирую і ся с предрасположенностью к раку мочевою пузыря (Ma et al . 2003). Результаты нашей работы могут указывап, на отбор гетерозиготного генотипа в группе рабочих изученных нефтехимических производств возможно в пользу его протектнвности, что полдтверждают исследования Марр с соавт. (2002), указывающие на протективное значение генотипа Val/Val у рабочих подвергающихся воздействию изоцианата.
Изучение распределения частот аллелей (х’= 0,619, р=0,736) и генотипов (Х2=4,390; р=0,336) полиморфного локуса A313G гена глутаион S- трансферазы Р1 не показало статистически достоверных различий между больными токсическим гепатитом, «группой риска», рабочими с соматической патологией по сравнению со здоровыми (табл. 22). Во всех изученных группах преобладал генотип Не/11е, гетерозиготы Ile/Val встречались с частотой 31,94% в группе профессиональных больных, 30,06% в «группе риска», 36,00% среди рабочих с соматической патологией и 30,21% у здоровых. Гомозиготы Val/Val чаще выявлялись в группе здоровых рабочих (3,13% против 0,35% у рабочих с токсическим гепатитом и 0,61% в «группе риска»).
Ген GSTP1 характеризуется избирательной экспрессивной активностью и субстратной специфичностью, что выражается в активации ПАУ с образованием более реактивных метаболитов, вероятно поэтому в случае экспонирования ароматическими углеводородами предпочтительным является наличие Val аллеля, снижающего каталитическую активность фермента.
Вопрос о влиянии различных полиморфных.вариантов гена GSTPI на предрасположенность к ряду эколого-обусловленных заболеваний остается дискуссионным (Viezzer et al., 1999). В проведенных исследованиях имеются сведения об ассоциации аллеля Не гена GSTPJ с хроническими заболеваниями легких и онкологическими заболеваниями (Nerurkar et al., 2000; Nelson et al., 2001), так и с аллелем Val (Harries et al., 1997).
Таблица 22
Распределение генотипов и аллелей гена GSTP1 у обследованных рабочих
| Генотипы | Аллели | |||||
| ІІеЛІе | lle/Val | Val/Val | Не | Val | ||
| Группа профессиональных больных | ||||||
| N | 49 | 23 | 0 | 121 | 23 | |
| р±5, | ||||||
| *7/ *7 | S | 1.29-0.S? | 1 | 0 10’O'40 | 0.482 | 0 4SS |
| *5/6/* 7 | 9 | 2.3 3 0.76 | 10 | Г 1.09-1.27 | : 0.345 | 0.557 |
| *5/*6/* 6 | 8 | 2,07t0.71 | 5 | 2.05-0.91 | 0.026 | 0 S74 |
| *5*5/ж6 | 10 | 2 59-O.S! | Q | 1 - 69 ‘12! | ' 0.00? 6 | 1 |
і
Изучение полиморфизма С481Т, G590A G857A гена NAT2 в группе рабочих с токсическим гепатитом, в «группе риска», а также среди рабочих с соматической патологией по сравнению со здоровыми работающими представлено в табл. 24.
•»
Была отмечена тенденция к повышению частоты генотипа *4/*7 среди профессиональных больных (%2іл5,28; р=0,022) и в «группе риска» (%2=5,61; р—0,018). Риск развития токсического поражения печени у индивидов с этой комбинацией составил 8,34 (095% 1,047-182,37), для рабочих «группы риска» - 5,61 (095% 1,31-229,01). Существенных различий в распределении частот генотипов гена NAT2 между группами рабочих с соматической патологией и здоровыми не обнаружено. Вариант *4/*7 нс встречался в группе здоровых рабочих, тогда как у больных профессиональным токсическим гепатитом его частота достигала 4,29%, в «группе риска» - 5,80%.
Повышение частоты комбинации генотипов NAT2*4/*7 в группах рабочих с профессиональным токсическим гепатитом и в «группе риска» может указывать на предрасположенность индивидов с этим вариантом к развитию токсического поражения печени.
Вместе с тем у рабочих из «группы риска» не была идентифицирована комбинация генотипов *7/*7 (%2=4,92; р=0,027). В группах
профессиональных больных токсическим гепатитом и здоровых рабочих этот вариант встречался с частотой 2,86% и 2,38%, соответственно. Возможно, это свидетельствует об отсутвии патогенетической значимости данного варианта в формировании предрасположенности к токсическому поражению печени.
По данным литературы установлено, что различные сочетания полиморфных аллелей гена NAT2 ассоциированы с разной активностью ацетилирования (Indulsky, 2000). По фенотипам гена NAT2 все индивиды делятся на две группы - быстрые и медленные ацетиляторы. Фенотипы ацетилирования были получены при комбинировании полученных сочетаний.
Таблица 24