CC BY
9УДК [575.113: 577.113.3]: [616.23/24-057:331.43]: 005
Андрущенко Т.А.1, Гончаров С.В.2, Досенко В.Е.2
ПОИСК АССОЦИАЦИЙ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ ЭКСЦИЗИОННОЙ РЕПАРАЦИИ НУКЛЕОТИДОВ С ПОВЫШЕННЫМ РИСКОМ РАЗВИТИЯ БРОНХОЛЕГОЧНОЙ ПАТОЛОГИИ У РАБОТНИКОВ ВРЕДНЫХ И ОПАСНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
'ГУ «Институт медицины труда им. Ю.И. Кундиева Национальной академии медицинских наук Украины»,
ул. Саксаганского, 75,г. Киев, Украина 01033; 2Институт физиологии им. А.А. Богомольца Национальной академии наук Украины, ул. Богомольца, 4, г. Киев,
Украина, 01024
В исследование вошли рабочие асбестоцементных заводов и шахтеры (n=214). Методом полимеразной цепной реакции в реальном времени определяли генотипы генов XPD (rs13181, rs799793) и ERCC1 (rs11615).
В результате исследования установлено, что генотип XPD*C/C ассоциирован с риском развития бронхолегочной патологии (р<0,02, xf=4,97; OR=2,40; 95%CI: 1,03-5,64). Показано, что у носителей генотипа XPD*A/C имеется относительная резистентность к риску развития заболеваний бронхолегочной системы (^2=3,52, р<0,06; 0R=0,57; 95%CI: 0,30-1,07).
Ключевые слова; молекулярно-генетические маркеры; XPD и ERCC1; бронхолегочная патология.
Для цитирования: Андрущенко Т.А., Гончаров С.В., Досенко В.Е. Поиск ассоциаций полиморфных вариантов генов эксцизионной репарации нуклеотидов с повышенным риском развития бронхолегочной патологии у работников вредных и опасных отраслей промышленности. Мед. труда и пром. экол. 2018. 8:43-47. DOI: http://dx. doi. org/10.31089/1026-9428-2018-8-43-47
Andrushchenko T.A.1, Goncharov S.V.2, Dosenko V.E.2
SEARCH FOR ASSOCIATIONS OF POLYMORPHIC VARIANTS OF NUCLEOTIDE EXCISION REPAIR GENES WITH THE INCREASED RISK OF BRONCHOPULMONARY PATHOLOGY IN WORKERS OF HAZARDOUS AND DANGEROUS INDUSTRIES.
1Kundiiev Institute of Occupational Health of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine, 75, Saksaganskogo str., Kyiv, Ukraine, 01033;
2Bogomolets Institute of Physiology of the National Academy of Sciences of Ukraine, 4, Bogomolets str., Kyiv, Ukraine, 01024
The study covered workers of asbestos cement plants and miners (n = 214). Polymerase chain reaction method in real time helped to identify genotypes of genes XPD (rs13181, rs799793) and ERCC1 (rs11615).
The study results prove that XPD*C/C genotype is associated with bronchopulmonary disease risk (p<0.02, x2=4.97; OR=2.40; 95% CI: 1.03-5.64).Carriers of XPD*A/C genotype appeared to have relative resistance to bronchopulmonary diseases risk (^=3,52, р<0,06; OR=0,57; 95%CI: 0,30-1,07).
Key words: molecular-genetic markers; XPD and ERCC1; bronchopulmonary pathology.
For quotation: Andrushchenko T.A., Goncharov S.V., Dosenko V.E. Search for associations of polymorphic variants of nucleotide excision repair genes with the increased risk of bronchopulmonary pathology in workers of hazardous and dangerous industries. Med. truda iprom. ekol. 2018. 8:43-47. DOI: http://dx. doi.org/10.31089/1026-9428-2018-8-43-47
Вступление. Заболевания органов дыхания от воздействия промышленных аэрозолей занимают центральное место в структуре профессиональных заболеваний и продолжают оставаться важнейшей проблемой медицины труда, в связи с чем их профилактика является важной медицинской, социальной и экономической задачей [1]. Согласно современных представлений данные заболевания многофакторны и полигенны. Риск их развития индивидуален и в значительной мере зависит от генетически детерминированной активности ферментов в системах обеспечивающих метаболизм, от полиморфизма генов регулирующих иммунный ответ и др. [2].
К настоящему времени в научной литературе собрано достаточно данных о полиморфизме генов системы репарации ДНК связанных с факторами
повышенного риска целого ряда онкопатологий различных типов и локализаций [3]. Известны несколько десятков полиморфизмов, вовлеченных в разные виды системы репарации, а также, что полиморфные варианты генов способны изменять структуру и активность репарационных ферментов [4,5]. Установлено, что нарушения в системе контроля за процессами репарации ДНК и апоптоза, вызваны не только генетическими и эпигенетическими нарушениями, но и вариабельностью функционирования генов, которая обусловлена генетическим полиморфизмом [6]. Поэтому активно изучается роль полиморфизмов генов репарации ДНК в формировании индивидуальной чувствительности генома к повреждающим мутагенным воздействиям [5].
Таблица 1
Общая характеристика респондентов исследования
Показатель Величина показателя (M ± m) в группах
Контроль Исследование
Работники асбестоцементных заводов (n=48) (n=46)
Средний возраст 41,5±7,1 44,3±7,3
Средний вредный стаж 14,1±5,1 17,6±5,6
Средний возраст начала воздействия вредных факторов 24,2±6,1 25,1±6,4
Шахтеры угольных шахт (n=76) = )
Средний возраст 48,5±7,3 56,7 ±7,4
Средний подземный стаж 19,8±5,8 24,4±6,5
Средний возраст начала воздействия вредных факторов 28,7±7,3 32,3±7,3
В структуре вредных и опасных профессиональных факторов, которые могут приводить к развитию бронхолегочной патологии (БЛП) в наличии те, которые могут обусловливать нарушения в системе репарации ДНК: пыль фиброгенного действия различной природы, химические вещества, физические факторы, уровни которых на рабочих местах часто превышают гигиенические нормативы, что в свою очередь может индуцировать мутагенез у работников определенных профессиональных групп. Учитывая патогенетическую составляющую повреждений ДНК в развитии БЛП, поиск маркеров индивидуальной чувствительности ассоциированных с данной патологией среди полиморфных вариантов генов репарации, является актуальным.
Цель работы — изучить распределение частот генотипов и аллелей локусов генов эксцизионной репарации нуклеотидов: ХРБ (ЫЗШ, ге799793) и ЕЯСС1 (г811615) у работников вредных и опасных отраслей промышленности, для выявления маркеров повышенного риска развития БЛП.
Материалы и методы. В исследование вошли две категории работников вредных и опасных отраслей промышленности Украины (п=214). Первая категория это работники асбестоцементных заводов (АЦЗ)(п=94). Их средний возраст составлял 42,9±5,1 года, средний вредный стаж 15,8±3,7 лет. Второй категорией респондентов исследования стали шахтеры угольных шахт Украины (п=120). Шахты, на которых они работали идентичны по горно-геологическим и условиям добычи угля. Средний возраст шахтеров в исследовании составлял 52,5±5,2 года, средний подземный стаж 22,1±4,3 года.
Для сравнительного анализа были сформированы две группы: исследования и контроля. Группу исследования (п=90) составили работники АЦЗ и шахтеры с БЛП (хронический бронхит, хроническое обструктив-ное заболевание легких, пневмокониоз), в контрольную группу (п=124) вошли работники АЦЗ и шахтеры, в анамнезе у которых не было патологии БЛС, но их стаж и условия труда были сопоставимы с данными респондентов группы исследования. Общая характеристика групп исследования приведена в табл. 1.
Генетический материал (ДНК) выделяли из лейкоцитов периферической крови. Методом полимеразной цепной реакции в реальном времени определяли гено-
типы генов XPD (rs13181, rs799793) и ERCC1 (rs11615). Полученные результаты статистически обрабатывали при использовании программ Orion 7.0, Statistica, Excel 2000. При этом вероятность отличий определяли по х2 — критерию, значение р<0,05 считали достоверным.
Результаты и обсуждение. Белковые продукты генов эксцизионной репарации нуклеотидов (NER) обеспечивают удаление поврежденных нуклеотидов с последующим восстановлением структуры молекулы ДНК, путем распознавания и исправления сшивок оснований [7].
Продукты гена XPD (xeroderma pigmentosum group D) функционируют на начальном этапе синтеза всех белков клетки в качестве субъединицы комплексного белка TFIIH — вспомогательного фактора РНК-полимеразы II. Белок XPD необходимый участник в процессе NER и важный компонент ферментов с хе-ликазной активностью [4].
Таблица 2
Анализ частот распределения аллелей генов NER: XPD (rs13181, rs799793) и ERCC1 (rs11615) в популяции шахтеров и работников асбестоцемент-ных заводов
Группа n аллелей Частота аллелей, %
n % n %
XPD (rs 13181)
A C
Исследование 166 92 55,4 74 44,6
Контроль 194 119 61,3 75 38,7
р, х2 p<0,2
OR, 95% CI 0,78 (0,50-1,22) 1,28 (0,82-1,99)
XPD (rs 799793)
Asp Asn
Исследование 178 116 65,2 62 34,8
Контроль 202 134 66,3 68 33,7
Р, Х2 p<0,8
OR, 95% CI 0,95 (0,61-1,48) 1,05 (0,67-1,65)
ERCC1 (rs 11615)
С Т
Исследование 182 112 61,5 70 38,5
Контроль 240 147 61,3 93 38,7
Р, Х2 Р<0,9
OR, 95% CI 1,01 (0,67-1,53) 0,99 (0,65-1,50)
В данном исследовании изучали аллельные полиморфизмы XPD (rs13181 и rs799793), которые влияют на эффективность деятельности NER: замещение G на A в положении 23591, вызывает замену в 10 экзоне (312 Asp (D) на Asn (N) аминокислотного обмена и замещение А — С в нуклеотидной позиции 35931, вызывает замещение в 23 экзоне кодона 751 Lys (K) на Gln (Q). Конформационное состояние данного района белка XPD влияет на стабильность TFIIH и на хеликазную активность [3,4,7]. Согласно данных литературы, у носителей минорного генотипа СС (Gln/Gln) гена XPD наблюдается сниженная способность к репарации и это приводит к неполноценному восстановлению повреждений ДНК при ультрафиолетовых облучениях и действии химических мутагенов [8].
У гена ERCC1 описаны 2 полиморфизма: 8092С>А (замена нуклеотида 3'-нетранслируемой области гена) и 19007Т>С (синонимичная замена Asn118Asn). Вариантные аллели не меняют аминокислотную последовательность белка, но могут влиять на экспрессию гена. В данном исследовании изучали аллельный полиморфизм ERCC1 (rs11615), известно, что аллель ERCQ 118Т в некоторых исследованиях был сопряжен с уменьшением количества мРНК и трехкратным
снижением способности к репарации повреждений ДНК [9,10].
Изучение полиморфизмов МБЯ продолжается достаточно долго, но с точки зрения участия повреждений репарации ДНК в риске развития БЛП у работников вредных и опасных профессий они не исследовались.
Анализ изучения аллельных полиморфизмов генов ХРБ («13181, «799793) и ЕЯСС1 («11615) показал, что частота распределения минорных аллелей: ХРВ*С, ХРВ*Авп, ЕЯСС1*Т в группе исследования составила соответственно: 44,6%, 34,8%, 38,5%. А в группе контроля: ХРБ*С — 38,7%, ХРВ*А$п-33,7%, ЕЯСС1*Т — 38,7%. В то же время, доминантные аллели ХРВ*А, ХРВ*Авр, ЕЯСС1*С у респондентов группы исследования были следующие:55,4%, 65,2%, 61,5%. Соответственно в группе контроля частоты доминантных аллелей по изучаемым генам: ХРБ*А — 61,3%, ХРВ*А$р- 66,3%, ЕЯСС1*С-61,3%. Анализ частот распределения аллелей генов ШЯ: ХРБ («13181, «799793) и ЕЯСС1 («11615) в популяции шахтеров и работников АЦЗ представлен в табл. 2.
При определении величины ОЯ установлена корреляция для носителей минорного аллеля ХРБ*С у респондентов с БЛП по отношению к
Группа Частота генотипов, % p, х2
n % n % n %
XPD (rs 13181)
Показатель n АА АС СС р<0,04
Исследование 83 30 36,2 32 38,5 21 25,3
Контроль 97 34 35,1 51 52,6 12 12,3
p, х2 р<0,8 р<0,06; Х2=3,52 р<0,02; х2=4,97
OR, 95% С1 1,05 (0,54-2,02) 0,57 (0,30-1,07) 2,40 (1,03-5,64)
XPD (rs 799793)
Показатель n Asp/Asp Asp/Asn Asn/Asn р<0,9
Исследование 89 36 40,4 44 49,5 9 10,1
Контроль 101 43 42,6 48 47,5 10 9,9
Р, Х2 р<0,7 р<0,7 р<0,9
OR, 95% С1 0,92 (0,49-1,70) 1,08 (0,59-1,99) 1,02 (0,36-2,9)
ERCC1 (rs 11615)
Показатель n CC CT р<0,7
Исследование 91 37 40,6 38 41,8 16 17,6
Контроль 120 50 41,7 47 39,1 23 19,2
Р, Х2 р<0,8 р<0,7 р<0,7
OR, 95% С1 0,96 (0,53-1,73) 1,11 (0,62-2,01) 0,90 (0,42-1,92)
Таблица3
Анализ частот генотипов генов NER: ХРЛ («13181, г»799793) и ЕЯСС1 («11615) в популяции шахтеров и работников асбестоцементных заводов
относительному риску развития БЛП (0Я=1,28; 95%С1: 0,82-1,99). Вычисленная величина ОЯ доминантного аллеля ХРБ*А (ОЯ = 0,78; 95%С1: 0,50-1,22), свидетельствует в пользу протектив-ной роли для его носителей по отношению к риску развития БЛП.
Для изучения ассоциации определенных генотипов генов КЕЯ с риском развития БЛП, в дальнейшем были определены частоты генотипов генов: ХРБ («13181, гб799793) и ЕЯСС1 («11615). Следует отметить, что полученные значения частот генотипов изучаемых полиморфизмов были близки к популяци-онным частотам европейской популяции, что по данным литературы составляет:
• по гену ХРБ (гб 13181) доминантные гомозиготы — ХРБ*А/А — 35,4%, гетерозиготы ХРБ*А/С — 52,4%, минорные гомозиготы ХРБ*С/С-12,2%;
• по гену ХРБ (гб 799793) доминантные гомозиготы — ХРВ*А$р/А$р- до 43%; гетерозиготы ХРВ*А$р/ Asn- 50-53%, минорные гомозиготы XPD*Asn/Asn -17%;
• по гену ЕЯСС1 (гб 11615) доминантные гомозиготы — ЕЯСС1*С/С — до 50%; гетерозиготы ЕЯСС1*С/Т — 30%, минорные гомозиготы ЕЯСС1*Т/Т -17% [3,4,5,9,10].
У респондентов исследования были определены частоты генотипов гена XPD (гб13181): частота минорных гомозигот XPD*С/С в группе исследования составила 25,3%, в группе контроля — 12,3%. При статистической обработке результатов методом х2 была установлена статистически достоверная разница частот генотипов XPD*С/С (гб13181) между работниками вредных и опасных производств группы исследования и контроля (х2 = 4,97, р<0,02). А также, была определена ассоциация между генотипом XPD*С/С и повышенным риском развития БЛП в группе исследования относительно контроля (0Я=2,40; 95% С1: 1,03-5,64).
При анализе частот генотипов гена XPD (гб13181) носители генотипа XPD*А/С в группе исследования составили — 38,5%, в группе контроля — 52,6%. При статистической обработке также была установлена достоверная разница частот гетерозигот XPD*А/С между работниками вредных и опасных производств с БЛП и в группе контроля ^=3,52, р<0,06). А также была выявлена протективная роль генотипа XPD*А/С по отношению к риску развития БЛП (0Я=0,57; 95% С1: 0,30-1,07). Анализ частот генотипов генов XPD (гб13181, гб799793) и ЕЯСС1 («11615) в популяции шахтеров и работников АЦЗ представлен в табл. 3.
При статистической обработке данных методом х2 других генотипов изучаемых полиморфизмов, достоверных разниц частот между работниками вредных и опасных производств групп исследования и контроля не выявлено.
Выводы:
1. В результате проведенного исследования установлено, что генотип XPD*С/С в данном иследовании ассоциирован с риском развития бронхолегочной патологии в популяции шахтёров и работников асбестоце-
ментных заводов Украины (р<0,02, х*=4,97; 0R=2,40; 95%CI: 1,03-5,64).
2. Установлена протективная роль генотипа XPD*A/C по отношению к риску развития заболеваний бронхолегочной системы (%2=3,52, р<0,06; 0R=0,57; 95%CI: 0,30-1,07).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (см. REFERENCES пп. 4-10)
1. Измеров Н.Ф. Профессиональные заболевания органов дыхания (Национальное руководство). Под ред. Н.Ф. Измерова, А.Г. Чучалина. М.: «ГЭОТАР-Медиа»; 2015: 119-48.
2. Кузьмина Л.П. Биохимические и генетические показатели индивидуальной чувствительности к профессиональным вредностям: Профессиональный риск для здоровья работников (руководство). Под ред. Н.Ф. Измерова, Э.И. Денисова. М.: Тровант; 2003: 329-34.
3. Уржумов П.В. Полиморфизмы генов NBS1 и PARP1 и эффективность репарации ДНК / Уржумов П.В., Погодина А.В., Аклеев А.В. Вестник Челябинского государственного университета. 2013; 7(298). Биология. вып. 2: 107-8.
REFERENCES
1. Izmerov N.F. Occupational diseases of respiratory organs (National manual). N.F. Izmerov, A.G. Chuchalin, eds. Moscow: «GEOTAR-Media»; 2015: 119-48 (in Russian).
2. Kuzmina L.P. Biochemical and genetic parameters of individual sensitivity to occupational hazards: Occupational risk for workers' health (manual). N.F. Izmerov, E.I. Denisov, eds. Moscow: Trov-ant; 2003: 329-34 (in Russian).
3. Urzhumov P.V. Polymorphisms of genes NBS1 and PARP1, and efficiency of DNA reparation. In: Urzhumov P.V., Pogodina A.V., Akleev A.V. Vestnik Chelyabinskogo gosudarstven-nogo universiteta. 2013; 7 (298). Biologiya. vyp. 2: 107-8 (in Russian).
4. Kiffmeyer W.R. Genetic Polymorphisms in the Human Population. W.R. Kiffmeyer, E. Langer, S.M. Davies et al. Cancer. 2004; 100 (2): 411-7.
5. Kuschel B. Variants in double-strand break repair genes and breast cancer susceptibility. B. Kuschel, A. Auranen, S. Mc-Bride, K.L. Novik, A. Antoniou et al. Hum. Mol. Genet. 2002; 11: 1399-440.
6. Pavanello S. Individual susceptibility to occupational carcinogens: the evidence from biomonitiring and molecular epidemiology studies. S. Pavanello, E. Clonfero. G Ital Med Lav Ergon. 2004, Oct-Dec; 26 (4): 311-21.
7. Bukowski K. Polymorphism of genes encoding proteins of DNA repair vs. occupational and environmental to lead, arsenic and pesticides. Bukowski K., Wozniak K. Med. Pr. 2017. Oct. 12;pii: 75879.
8. Shin A. Genotype-phenotype relationship between DNA repair gene genetic polymorphisms and DNA repair capacity. A. Shin, KM. Lee, B. Ahn, CG. Park, SK. Noh et al. Asian Pac J Cancer Prev. 2008; 9: 501-5.
9. Bohanes P. A review of excision repair cross-complementation group 1 in colorectal cancer. Bohanes P., Labonte MJ., Lenz H.J. Clin. Colorectal Cancer. 2011; 10: 157-64.
10. Todd RC. Inhibitor of transcription by platinum antitumor compounds. Todd R.C., Lippard SJ. Mellallomics. 2009; 1:280-91.
Поступила 13.02.2018
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Андрущенко Татьяна Анатольенвна (Andrushchenko Т. A.), уч. секретарь ГУ«ИМТ им. Ю.И. Кундиева НАМН», канд. мед. наук. E-mail: imp-cys@urk. net.
Гончаров Сергей Викторович (Goncharov SV.),
мл. науч. сотр. отдела общ. и молекулярной патофизиологии Института физиологии им. А.А. Богомольца. E-mail: morozless@gmail.com.
Досенко Виктор Евгеньевич (Dosenko V.E.),
зав. отд. общ. и молекулярной патофизиологии Института физиологии им. А.А. Богомольца, д-р мед. наук, проф. E-mail: dosenko@biph.kiev.ua.
ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗДРАВООХРАНЕНИЮ
УДК 616.15 (574.54)
Сабиров Ж.Б., Намазбаева З.И., Жанбасинова Н.М., Цветкова Е.В. ОЦЕНКА ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЖЕНСКОГО НАСЕЛЕНИЯ ПРИАРАЛЬЯ
РГП на ПХВ «Национальный центр гигиены труда и профессиональных заболеваний», ул. Мустафина, 15, Караганда,
Казахстан, 100027
Рассмотрены изменения показателей периферической крови под воздействием взвешенных веществ (РМШ и РМ25) атмосферного воздуха у женского населения, проживающего на территории экологического бедствия — Казахстанской части Приаралья. Выявлены изменения показателей эритроцитарного ряда, показана распространенность данных признаков среди обследуемых женщин. Представлены корреляционные связи между взвешенными веществами (РМ10 и РМ25) в атмосферном воздухе и показателями крови.
Ключевые слова: Приаралье; экологическое бедствие; гемограмма; состояние здоровья женского населения; взвешенные вещества (РМ10 и
Для цитирования: Сабиров Ж.Б., Намазбаева З.И., Жанбасинова Н.М., Цветкова Е.В. Оценка гематологических показателей женского населения Приаралья. Мед. труда и пром. экол. 2018. 8:47-52. БО1: Ьйр:/Мх. doi. о^/10.31089/1026-9428-2018-8-47-52
Sabirov Z.B., Namazbaeva Z.I., Zhanbasinova N.M., Tsvetkova E.V.
EVALUATION OF HEMATOLOGIC PARAMETERS IN FEMALE POPULATION NEAR ARAL SEA
National Center of Labor Hygiene and Occupational Diseases, 15, Mustafina str., Karaganda, Kazakhstan, 100027
The authors considered changes of peripheral blood parameters in female population exposed to suspended substances (PM 10 and PM^) in ambient air on ecologic disaster territory — Kazakhstan part near Aral sea. RBC changes are revealed, these signs appeared to be prevalent among the females examined, correlation links are strong between the suspended substances (PMM and PM^) in the ambient air and the blood parameters.
Key words: Aral sea region; ecologic disaster; hemogram; health state of female population; suspended substances (PM10 and PM25).
For quotation: Sabirov Z.B., Namazbaeva Z.I., Zhanbasinova N.M., Tsvetkova E.V. Evaluation of hematologic parameters in female population near Aral sea. Med. truda i prom. ekol. 2018. 8:47-52. DOI: http://dx. doi. org/10.31089/1026-9428-2018-8-47-52
В Казахстане продолжает оставаться сложной эко- признанной зоне экологического бедствия [1]. За по-логическая ситуация в Приаралье — законодательно следние годы, несмотря на предпринимаемые усилия
