CC BY
28
УДК 571.27:612.018
ОБРАЗОВАНИЕ АНТИТЕЛ К ХИМИЧЕСКИМ КАНЦЕРОГЕНАМ
И СТЕРОИДНЫМ ГОРМОНАМ У ЖЕНЩИН, ПРОЖИВАЮЩИХ В КРУПНОМ ИНДУСТРИАЛЬНОМ ЦЕНТРЕ
© 2014 Е.Г. Поленок1, А.Н. Глушков1, М.В. Костянко2, И.А. Вафин3, С.Е. Рагожина3
1 Институт экологии человека СО РАН, г. Кемерово 2 Кемеровский государственный университет 3 Кемеровский областной центр крови
Поступила в редакцию 30.09.2014
Исследовали особенности образования антител к химическому канцерогену бенз^пирену и стероидным гормонам (эстрадиолу, прогестерону) у некурящих женщин и мужчин, проживающих в крупном индустриальном регионе. Выявлены взаимосвязи между уровнями антител к бенз^)пирену, эстрадиолу и прогестерону, наиболее выраженные у женщин в отличие от мужчин.
Ключевые слова: антитела, бенз(а)пирен, эстрадиол, прогестерон
Канцерогенное влияние различных факторов окружающей среды на человека детально описано в многочисленных работах. В частности, доказано, что показатели онкологической заболеваемости населения таких крупных индустриальных регионов, как Кузнецкий и Донецкий угольные бассейны, напрямую зависят от количества выбросов загрязняющих веществ предприятиями базовых отраслей промышленности [1-4]. Вместе с тем, все большее внимание уделяется эндогенным факторам канцерогенеза: ферментам биотрансформации низкомолекулярных ксенобиотиков [5, 6], ферментам репарации ДНК [7], рецепторам стероидных гормонов [811]. В связи с этим особый интерес представляет изучение взаимодействий внешних и внутренних факторов канцерогенеза, интегративная оценка реакций организма на ксено- и эндобио-тики, принимающие непосредственное участие в злокачественной трансформации клеток и прогрессии опухолей. Известно, что ключевым звеном канцерогенеза является образование аддук-тов генотоксических метаболитов химических канцерогенов окружающей среды и стероидных гормонов с макромолекулами организма [12-17]. В ответ на это происходит индукция синтеза специфических антител [14-22]. Предполагается
Поленок Елена Геннадьевна, кандидат фармацевтических наук, заведующая лабораторией иммунохимии. Е-шаН: [email protected]
Глушков Андрей Николаевич, доктор медицинских наук, профессор, директор
Костянко Михаил Владимирович, ассистент кафедры
органической химии
Вафин Илгиз Ахметович, главный врач
Рагожина Светлана Егоровна, заместитель главного
врача по медицинской части
что образование антител (АТ) против химических канцерогенов и стероидных гормонов -взаимосвязанные процессы [23, 24]. Однако существование таких взаимосвязей доказано только у мужчин, в том числе при раке легкого [25].
Цель работы: выявить возможные взаимосвязи образования АТ к бенз(а)пирену (БП) и АТ к эстрадиолу (ЭС) и прогестерону (ПГ).
Материалы и методы. В обследовании приняли участие 238 человек. Из них 143 женщины и 95 мужчин, проживающие на территории Кемеровской области. Средний возраст обследованных 53,9±8,4 лет. Все участники обследования были некурящими. Забор периферической крови осуществлялся согласно этическим стандартам в соответствии с Хельсинской декларацией 2000 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ № 266 от 19.06.2003 г. Все лица, участвовавшие в об-следовании, дали информированное письменное согласие на участие в нем. Исследование АТ к БП, ЭС и ПГ проводили с помощью модифицированного нами неконкурентного иммуноферментного анализа [19]. Уровни АТ к гаптенам выражали в относительных единицах и вычисляли по формуле:
АТ-Х=№-БСА^БСА)№СА
где Х= БП, ЭС, ПГ; ODx^a. - связывание АТ с конъюгатом гаптен-БСА, OD^^ - связывание с БСА.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием ППП STATISTICA 6.0 (StatSoft, Inc., USA). Ненормальный характер распределения показателей определили с
помощью критерия Шапиро-Уилка и в дальнейшем статистически значимые различия между группами выявляли с помощью непараметрического и-кри-терия Манна-Уитни и коэффициента корреляции рангов Спирмена.
Результаты и обсуждение. Исследовали гаптен-специфические иммунные реакции на полициклические ароматические углеводороды (БП), образующиеся при сжигании и переработке органического топлива, у женщин, проживающих в крупном угледобывающем регионе -Кемеровской области. Для сведения к минимуму влияния бытовых факторов в исследовании принимали участие только некурящие женщины. С целью дальнейшего использования полученных результатов для изучения особенностей иммунных реакций при онкологических заболеваниях возраст обследованных превышал 40 лет. В результате выяснилось, что искомые взаимосвязи между содержанием в сыворотке крови АТ к БП, с одной стороны, и АТ к ЭС и ПГ, с другой стороны, действительно имеют место. Обнаруженные взаимосвязи носят линейный характер, средней силы или сильные с коэффициентами корреляции от +0,58 до +0,76. Кроме того, выявлены аналогичные взаимосвязи между уровнями
АТ к двум стероидным гормонам ЭС и ПГ. В табл. 1 приведены рассчитанные уравнения линейной регрессии между уровнями исследованных АТ. Коэффициенты а показывают на сколько повышается уровень IgA и IgG АТ к ЭС или ПГ (у) при повышении уровней АТ к БП (х), а также насколько повышаются уровни АТ к ЭС (у) при повышении уровней АТ к ПГ (у). В качестве сравнения приведены результаты аналогичного исследования у некурящих мужчин старше 40 лет, также проживающих в Кемеровской области. Наиболее значимые различия между сравниваемыми группами обнаружены при анализе взаимосвязей между уровнями IgA-ЭС и IgA-БП. У женщин коэффициент а (0,81) в 2 раза превышал таковой у мужчин (0,4). Это означает, что при одинаковых уровнях IgA-БП уровни IgA-ЭС в 2 раза выше у женщин. В сравнении IgG-ЭС и IgG-БП прослеживается такая же закономерность, однако, различия менее выражены. Кроме того, у женщин имеет место более выраженный рост уровней IgA-ЭС при повышении уровней IgA-ПГ (а=0,75) по сравнению с мужчинами (а=0,39). Обнаруженные особенности искомых взаимосвязей наглядно представлены на рис. 1.
Таблица 1. Уравнения линейной регрессии между уровнями антител классов А и G (IgA, IgG) к БП, ЭС и ПГ у некурящих женщин и мужчин
У X Женщины Мужчины
г8 (р) у=а*х+Ь г8 (р) у=а*х+Ь
^Л-ЭС ^Л-БП 0,74 (0,00001) у=0,81х+0,6 0,67 (0,00001) у=0,40х+1,1
^Л-ПГ ^Л-БП 0,58 (0,00001) у=0,75х+0,8 0,65 (0,00001) у=0,45х+1,5
^Л-ЭС ^Л-ПГ 0,76 (0,00001) у=0,75х+0,5 0,79 (0,00001) у=0,39х+1,0
^-ЭС ^-БП 0,61 (0,00001) у=0,71х+1,3 0,74 (0,00001) у=0,47х+2,8
^-ПГ ^-БП 0,58 (0,00001) у=0,59х+0,9 0,80 (0,00001) у=0,63х+1,5
^-ЭС ^-ПГ 0,73 (0,00001) у=0,86х+1,1 0,86 (0,00001) у=0,66х+2,1
Примечание: ^ - коэффициент корреляции по Спирмену
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0
^А-БП
Рис. 1. Взаимосвязи уровней IgA-БП (х) и IgA-ЭС (у) у некурящих женщин (1) и мужчин (2)
Выявленные различия нельзя объяснить превышением уровней АТ-ЭС у женщин. Разница по всем исследуемым 1^А-АТ между сравниваемыми группами отсутствует. Содержание 1^0-
БП, -ЭС, -ПГ у женщин достоверно ниже, чем у мужчин. Значения соотношений и 1^0-
БП/ЭС, -БП/ПГ и -ЭС/ПГ практически совпадают и у тех, и у других (табл. 2).
Таблица 2. Медианы уровней АТ-БП, -ЭС и -111, а также их соотношений (БП/ЭС, БП/ПГ, ЭС/ПГ) у некурящих женщин и мужчин
АТ Женщины (n=143) Мужчины (n=95) P
Me±SD Me±SD
IgA-БП 2,1±1,6 1,8±1,6 0,54
IgA-ЭС 2,0±2,1 1,7±1,3 0,14
IgA-ПГ 2,0±1,9 1,9±2,2 0,50
IgA-БП/ЭС 1,0±0,9 1,1±0,6 0,12
IgA-БП/ПГ 0,9±0,9 0,9±0,6 0,44
IgA-ЭС/ПГ 1±0,9 0,9±0,4 0,31
IgG-БП 2,8±1,5 3,3±4,4 0,002
IgG-ЭС 3,1±1,9 4,7±3,2 0,000001
IgG-ПГ 2,6±1,5 3,7±3,6 0,000001
IgG-БП/ЭС 0,8±0,6 1±0,6 0,55
IgG-БП/ПГ 1,1±1,9 1,1±0,7 0,22
IgG-ЭС/ПГ 1,3±1,1 1,3±0,5 0,09
Выводы: выявленные взаимосвязи подтверждают ранее высказанное предположение о единстве механизмов образования АТ к химическим канцерогенам окружающей среды и эндогенным стероидам [29, 30]. Это является основанием для дальнейшего изучения особенностей иммунных реакций на низкомолекулярные органические ксено- и эндобиотики при экологически обусловленных заболеваниях человека, в первую очередь, при гормонозависимых злокачественных опухолях.
Работа выполнена в рамках проекта № 59.1.1. Программы фундаментальных научных исследований СО РАН.
Благодарность. Авторы благодарят академика Л.Н. Иванову за содействие в развитии выбранного направления исследований; сотрудников лаборатории иммунохимии ИЭЧ СО РАН Аносову Т.П., Аносова М.П., Красильникову К.С., Гурова Е.А. за техническую поддержку настоящей работы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ларин, С.А. Заболеваемость злокачественными новообразованиями в Кемеровской области в 19902000 гг. / С.А. Ларин, СА. Мун, В.В. Браиловский и др. // Вопросы онкологии. 2004. Т. 50, №1. С. 36-37.
2. Глушков, А.Н. Сравнительный анализ заболеваемости злокачественными новообразованиями населения Кемеровской и Донецкой областей за 19902005 гг. / А.Н. Глушков, Г.В. Бондарь, С.А. Мун и др. // Здравоохранение РФ. 2007. № 3. С. 23-25.
3. Мун, С.А. Сравнительный анализ экологической опасности базовых отраслей промышленности Кемеровской и Донецкой областей / С.А. Мун, СА. Ларин, А.Н. Глушков и др. // Экология человека. 2011. №12. С. 14-20.
4. Mun, S.A. Statistical methods for studying the effects of pollutant emissions into the atmosphere on lung cancer incidence rates in the population of Kemerovo oblast / S.A. Mun, S.A. Larin, A.N. Glushkov// Contemporary Problems of Ecology. 2013. V. 6, № 2. P. 236-241.
5. Суханов, ВА. Роль физиологических факторов в прогнозировании риска развития онкологических заболеваний на основе полиморфизма системы ферментов метаболизма ксенобиотиков / В.А. Суханов, ЛА. Пирузян // Физиология человека. 2010. Т. 36, № 6. С. 122-137.
6. Землянова, МА. Современные подходы к оценке метаболизма ксенобиотиков при поступлении в организм из внешней среды / М.А. Землянова, Ю.Л. Кольдибекова // Экология человека. 2012. № 8. С. 813.
7. Скосарева, Л.В. Репарация объемных повреждений ДНК-производных полициклических ароматических углеводородов / Л.В. Скосарева, НА. Лебедева, О.И. Лаврик, Н.И. Речкунова // Молекулярная биология. 2013. Т. 47, №5. С. 731-742.
8. Beischlag, T. V. The aryl hydrocarbon receptor complex and the control of gene expression / T.V. Beischlag, J.L. Morales, B.D. Hollyngshead // Critical Reviews in Eu-karyotic Gene Expression. 2008. V. 18(3). P. 207-250.
9. Okey, A.B. An aryl hydrocarbon receptor odyssey to the scores of toxicology // Toxicology Science. 2007. V. 98 (1). P. 5-38.
10. Pietras, R.J. Estrogen and growth factor interaction in human breast and lung cancer cells / R.J. Pietras, D. Marquez, H. Chen et al. // Steroids. 2005. V. 70. P. 372-381.
11. Marquez-Garban, D.C. Progesterone and estrogen receptor expression and activity in human non-small cell lung cancer / D.C. Marquez-Garban, Diana C. Marquez-Garbana, V. Mah et al. // Steroids. 2011. V. 76. P. 910-920.
12. Zhu, B.T. Functional role of estrogen metabolism in target cells / B. T. Zhu, A.H. Conney // Carcinogenesis. 1998. V. 19(1). P. 1-27.
13. Cavalieri, E.L. Molecular origin of cancer: catechol estrogen-3,4-quinones as endogenous tumor initiators / E.L. Cavalieri, D.E. Stack, P.D. Devanesan // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. № 94. Р. 10937-10942.
14. Galati, R. Detection of antibodies to the benzo[a]pyrene diol epoxide-DNA adducts in sera from individuals exposed to low doses of polycyclic aromatic hydrocarbons / R. Galati, A. Zijno, R. Crebelli et al. // J. Exp. Clin. Cancer Res. 2001. V. 20(3). P. 359-364.
15. Petruzzelli, S. Serum antibodies to benzo(a) pyrene diol epoxide DNA adducts in the general population: effects of air pollution, tobacco smoking and family history of lung diseases / S. Petruzzelli, A. Seli, N. Pulera et al. // Cancer Res. 1998. V. 58(8). P. 4122-4126.
16. Verdina, A. Carcinogen-modified DNA and specific humoral immunity toward carcinogen-DNA adducts // Ann. Ist. Super Sanita. 2006. V. 42(2). P. 189-194.
17. Pauk, N. The relevance of monitoring of antibodies against the Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) adducts in serum in relation to lung cancer and obstructive pulmonary disease (COPD) / N. Pauk, S. Klimesova, J. Kara et al. // Neoplasma. 2013. V. 60(2). P. 182-187.
18. Глушков, А.Н. Изотипические особенности антител к полициклическим ароматическим углеводородам у больных раком молочной железы, желудка, толстой и прямой кишки / А.Н. Глушков, Т.П. Аносова, Н.Г. Небесная и др. // Экспериментальная онкология. 1996. № 18. С. 426-428.
19. Глушков, А.Н. Сывороточные антитела к бен-зо^пирену и хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови у рабочих
углеперерабатывающего предприятия / А.Н. Глушков, Е.Г. Поленок, Т.П. Аносова и др. // Российский иммунологический журнал. 2011.Т. 5(14), № 1. С. 39-44.
20. Глушков, А.Н. Антитела к бензо[а]пирену, эстра-диолу и прогестерону и генетический полиморфизм CYP1A2*1F, GSTT1h GSTM1 у беременных женщин с врождёнными пороками развития плода / А.Н. Глушков, К.С. Красильникова, Е.Г. Поленок и др. // Российский иммунологический журнал. 2012. Т. 6(15), №2. С. 162-169.
21. Аносова, Т.П. Антитела к ксено- и эндобиотикам у больных раком молочной железы / Т.П. Аносова, Е.Г. Поленок, М.П. Аносов и др. // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. № 5(2). С. 440443.
22. Ustinov, VA. Antibodies against benzo[a]pyrene in immunized mouse and in lung cancer patients / VA. Ustinov, V.A. Matveeva, M.A. Kostyanko, A.N. Glushkov // Experimental Oncology. 2013. V. 35. P. 207-210.
23. Глушков, А.Н. Клиническая иммунохимия канцерогенеза: новые задачи и перспективы // Российский иммунологический журнал. 2013. Т. 7(16), № 1. С. 27-34.
24. Glushkov, A.N. Immunological disbalance in carcinogenesis // Medical Hypotheses. 2014. Vol. 83. P. 166171.
25. Глушков, А.Н. Антитела к химическим канцерогенам и стероидным гормонам у больных раком легкого / А.Н. Глушков, Е.Г. Поленок, Н.Е. Вержбиц-кая и др. // Российский иммунологический журнал. 2014. Т. 8(17), № 2. С. 219-227.
FORMATION THE ANTIBODIES TO CHEMICAL CARCINOGENS AND STEROID HORMONES AT WOMEN, LIVING IN THE LARGE INDUSTRIAL CENTER
© 2014 E.G. Polenok1, A.N. Glushkov1, M.V. Kostyanko2, I.A. Vafin3, S.E. Ragozhina3
1 Institute of Human Ecology SB RAS, Kemerovo 2 Kemerovo State University 3 Kemerovo Regional Blood Center
Investigated features of formation the antibodies to chemical carcinogen benzo(a)pyrene and steroid hormones (estradiol, progesterone) at the non-smoking women and men, living in the large industrial region. Interrelations between levels of antibodies to benz[a]pyrene, estradiol and progesterone, the most expressed at women unlike men are revealed.
Key words: antibodies, benzo(a)pyrene, estradiol, progesterone
Elena Polenok, Candidate of Pharmacy, Chief of the Immunochemistry Laboratory. Е-mail: [email protected] Andrey Glushkov, Doctor of Medicine, Professor, Director
Mikhail Kostyanko, Assistant at the Organic Chemistry Department Ilgiz Vafin, Chief Physician Svetlana Ragozhina, Deputy Chief Physician on Medical Work
