CC BY
8
УДК 815.277.3.015.4:612.(.«52
Г. Н. Красовский, В. В. Соколовский, И. И. Сусков, С. П. Варшавская
ПОДХОД К ЭКСТРАПОЛЯЦИИ МУТАГЕННОГО ЭФФЕКТА ЦИКЛОФОСФАНА
С КРЫС НА ЧЕЛОВЕКА
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Институт
общей генетики АН СССР, Москва
В оценке мутагенной опасности химических веществ, загрязняющих окружающую среду, наиболее важную и сложную проблему представляет экстраполяция экспериментальных данных с лабораторных животных на человека. Одним из подходов к решению этой проблемы является количественное сравнение цитогенетического эффекта химических веществ у человека и животных.
В настоящей работе предпринята попытка сравнительной оценки мутагенной активности лекарственного препарата у крыс и человека на основе сопоставления кривых доза — эффект для цитогенетических нарушений в костном мозге. В качестве модельного вещества использовали циклофос-фан, являющийся алкилирующим соединением и оказывающий выраженное цнтостатическое действие (Datta и Schleiermacher; Brittinger; Rohrborn и соавт.), который широко используется для лечения ряда злокачественных заболеваний.
Эксперимент выполняли на четырех группах нелинейных половозрелых белых крыс, которым вводили per os циклофосфан в дозах 3,3, 16,7, 33,3 и 50,0 мг на 1 кг веса тела. Каждая опытная группа, как и контрольная, состояла из 5 животных. Через 24 ч после введения вещества животных забивали. Цитологические препараты костного мозга готовили по методике Форда и Хамертона с незначительными модификациями. В каждой группе животных анализировали не менее 500 пластинок. Время экспозиции 24 ч, как ранее указывали многие авторы (Datta и Schleiermacher; Курлов и соавт.), является оптимальным с точки зрения выхода хромосомных аберраций. У больных костный мозг для цитогенетического анализа брали путем стернальной пункции через 24 ч после внутривенного введения препарата. Пунктаты в объеме 1—2 мл суспендировали в 8 мл среды № 199,
9.60 4 3 2
; / /5 —
/ •
J
г* О"
--- /
Н* Ка °
----/
Ю 20 30 40 50
/О 20 30 40 50
Рис. 1. Количество клеток с хромосомными аберрациями. По оси абсцисс — доза циклофосфана (в мг/кг); по оси ординат — количество клеток (в %); 1 — крыса (наши данные); 2— человек (наши данные); 3 — крыса (Сое1г и соавт.. 1975); 4 — человек (иое1г н соавт.); к — контроль.
Рис. 2. Количество поражений на клетку (абс. величины). Количество аберраций/аберрантную клетку: 1 — человек; 3 — крыса. Количество разрывов/аберрантную клетку: 2 — человек; 4 — крыса. Количество клеток с более чем 10 аберрациями: 5 — крыса; к — контроль.
содержащей гепарин и колхицин, и инкубировали при 37°С в течение 1 ч. Гипотоническую обработку клеток производили 0,54% раствором КС1 в течение 15 мин, фиксацию — охлажденной смесью метанола и ледяной уксусной кислоты. Препараты хромосом готовили выжиганием фиксатора и окрашивали по Романовскому — Гимзе. В соответствии с принятой методикой (ШНО, 1973) регистрировали следующие типы хромосомных аберраций: хроматидные и изохроматидные фрагменты, хроматидные и изохроматидные обмены, днцентрики, кольца, а также пробелы. Метафаз-ные пластинки с множественными поражениями (более 10 аберраций) регистрировали отдельно. Подсчитывали абсолютные числа аберрантных клеток на каждую дозу, а также количество разрывов на аберрантную клетку.
Полученные результаты представлены на рис. 1 и 2.
Четко выраженная зависимость доза — эффект характерна для количества клеток с хромосомными аберрациями (см. рис. 1). Аналогичный характер имеют и кривые, отражающие количество аберраций и разрывов хроматид на аберрантную клетку (см. рис. 2). Однако следует отметит, что рост этих двух показателей заметен лишь у крысы, тогда как у человека он менее выражен. Можно предположить, что у крысы в клетках костного мозга множественные поражения встречаются относительно чаще, чем у человека, у которого они редки, и от дозы мутагена их количество зависит незначительно. Особенно отчетливо это видно на показателях, отражающих количество клеток с множественными (более 10) аберрациями. Для крыс этот класс клеток оказался весьма характерным, и их количество резко повышалось с ростом дозы циклофосфата (см. рис. 2); у человека клетки с множественными поражениями при использовании указанных доз почти не встречались. Несомненная зависимость доза — эффект обнаруживается и в количестве разрывов хроматид на клетку как у крыс, так и у человека, хотя абсолютные величины этих показателей у крыс значительно выше, чем у человека. Количество отдельных типов хромосомных аберраций также проявляет тенденцию к закономерному увеличению с ростом дозы препарата, однако здесь эта зависимость выражена менее четко.
В целом следует отметить, что все показатели цитогенетической активности циклофосфана, изучавшиеся в нашей работе, находятся в определенной связи с дозой препарата, о чем сообщалось ранее (Курлов и соавт.; Ск^г и соавт.). В частности, Ск^г и соавт. продемонстрировали для этого вещества зависимость доза — эффект выхода хромосомных аберраций в костном мозге крысы. Однако, к сожалению, ими не была получена соответствующая кривая для человека, данные в отношении его ограничены одной дозой 40 мг/кг (Сое1г и соавт.). В отличие отОое!г и соавт., которые применяли крысам циклофосфан внутрибрюшинно, мы вводили его перо-рально, так как этот способ далее адекватен реальным условиям воздействия химических загрязнений окружающей среды на человека и позволяет сравнивать полученные данные с данными по другим веществам. Следует отметить, что, по мнению Rбttgeг, статистически достоверные различия между суммарной активностью метаболитов в крови и моче при интравенозном и пероральном введении циклофосфана у людей наблюдаются лишь первые 15 мин. В связи с этим можно с уверенностью предположить, что при времени экспозиции 24 ч различие способов введения препарата полностью нивелируется. Этот же вывод следует из данных Буэкт и 2е'йгеъга, которые в экспериментах по оценке скорости активации циклофосфана показали, что ЬО50 этого вещества сходна при различных способах его введения.
Обращает на себя внимание тот факт, что отмеченное в нашей работе количество хромосомных аберраций у человека при дозе 40 мг/кг несколько выше, чем по данным Оое1г и соавт. (см. рис. 1), хотя тот же показатель у крыс при этой дозе хорошо согласуется не только с данными указанных авторов, но и с данными других исследователей (Курлов и соавт.). Анализ кривых доза — эффект для крысы и человека показывает, что они прак-
тически параллельны и при построении их на пробнтной сетке параллельность сохраняется. Необходимо отметить также очень значительный размах индивидуальных различий в мутагенной активности циклофосфана как у крыс, как и у человека.
Сравнение изоэффективных доз циклофосфана для крыс и человека в пределах ED10—ED85 (см. рис. 1) позволяет заключить, что их соотношение близко к 1,5—2 (человек/крыса). В частности, соотношение ED12i8 человека и крысы равно 1,8, а по величинам изоэффективных доз ED10 коэффициент различия равен 1,6. Следовательно, чувствительность крысы к мутагенному действию циклофосфана приблизительно в 1V2—2 раза выше, чем человека. Эти данные не согласуются с выводом Goetz и соавт., которые указывают, что человек уступает крысе по чувствительности к циклофосфану в 8 раз.
Таким образом, коэффициент различия в чувствительности к данному мутагену человека и крысы в пределах минимальных испытанных доз, по нашим данным, близок к 2, но эти различия в известной мере нивелируются в области максимальных испытанных доз, поскольку доверительные границы колебаний эффекта при возрастании доз все в большей степени взаимно перекрываются.
Выводы
1. Наиболее информативным показателем цитогенетической активности циклофосфана при определении условий экстраполяции экспериментальных данных с крыс на человека является суммарный показатель — относительное количество аберрантных клеток.
2. Чувствительность человека и крысы к мутагенному действию циклофосфана по суммарному показателю почти одинакова и по величинам изоэффективных доз различается не более чем в 1V2—2 раза.
3. У человека, как и у крысы, обнаруживаются широкие индивидуальные вариации в чувствительности к мутагену.
ЛИТЕРАТУРА. КурловО. В., Голосов О. С., КойфманЭ. К. — В кн.: Вопросы радиобиологии и биологического действия цитостатических препаратов. Т. 2. Томск, 1970, с. 343—347. — Brittinger D. — «Humangenetik», 1966, Bd 3. S. 156— 165. Buckton К. E. (Ed.). Methods for the Analysis of Human Chromosome Aberrations. Geneva, 1973. — Datta P. K.. Schleiermacher E. — »Mutat. Res.»,
1969, v. 8, p. 623—628. — Goetz P., Sram R. I., Dohnalowäl. — Ibid., 1975, v. 31, p. 247—254. — Röhrborn G., Herwig A., Propping P. eta. — «Mutat. Res.», 1973, v. 24, p. 46—67. — R ö t t g e r U. Vergleichende isotopentechnische Untersuchungen über den Metabolismus von Endoxan bei oraler und intravenöser Applikation an Patienten. Diss. Marburg, 1970.—Syskin А. В., Zeitzewa L. A. —«Neoplasma»,
1970, v. 17, p. 377—381.
Поступила 2/XI 1976 r
AN APPROACH TO EXTRAPOLATION OF THEJMUTAGENOUS EFFECT OF CYCLOPHOSPHANE FROM RATS TO MAN
G. N. Krasovsky, V. V. Sokolovsky, I. I. Suskov, S. P. Varshavskaya
The mutagenous activity of cyclophosphane was studied in rats and in man by means of analysis of chromosomal aberration in the bone marrow cells. The odose-effect curves were compared for the purpose of determining the conditions of extrapolation of the mutagenous effect from the animals to humans. The sensitivity of man and rats to the mutagen judging by the values of isoeffective doses was found to differ no more than from ll/2 to 2 times.
