CC BY
18УДК 613.62:616-057:616-007
Л.П. Кузьмина, М.М. Коляскина, Н.А. Лазарашвили, Л.М. Безрукавникова, Н.И. Измерова, В.Ю. Санин, Я.А. Петинати, Э.С. Цидильковская, Ю.С. Помыканова, И.Я. Чистова
СОВРЕМЕННЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ДИАГНОСТИКЕ И ОЦЕНКЕ РИСКА РАЗВИТИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, Москва
Лабораторные исследования в медицине труда приобретают все большее значение и используются в клинической практике как для диагностики заболеваний и оценки эффективности применяемой терапии, так и для оценки риска развития профессиональных, производственно-обусловленных заболеваний и наиболее распространенных форм неинфекционной патологии с целью выявления ранних нарушений состояния здоровья работающих во вредных и опасных условиях труда. В статье описаны современные молекулярные технологии для диагностики и оценки риска развития профессиональных заболеваний, используемые в настоящее время в клинике ФГБУ «НИИ медицины труда» РАМН.
Ключевые слова: медицина труда, профессиональные заболевания, а1 ингибитор проте-иназ, матриксная металлопротеиназа 1, глутатионтрансфераза, медицинские технологии.
L.P. Kouzmina, M.M. Kolyaskina, N.A. Lazarashvili, L.M. Bezroukavnikova, N.I. Izmerova, V.Yu. Sanin, Ya.A. Petinati, E.S. Tsidilkovskaya, Yu.S. Pomykanova, I.Ya. Tchistova. Contemporary medical technologies in diagnosis and evaluating risk of occupational diseases
FSBI «RIOH» RAMS, Moscow
Laboratory tests in occupational medicine get more importance and are used in clinical practice for diagnosis and evaluating the treatment efficiency, as well as for assessing risk of occupational, occupationally mediated diseases and more advanced forms of noninfectional diseases, to reveal early manifestations of diseases in workers exposed to hazardous work conditions. The article covers contemporary molecular technologies to diagnose and evaluate risk of occupational diseases, that are used nowadays in FSBI "RIOH" RAMS.
Key words: occupational medicine, occupational diseases, a1 proteinase inhibitor, matrix metalloproteinase 1, glutathione transferase, medical technologies.
Научно-технический прогресс во второй половине XX столетия привел к бурному развитию технологий в различных сферах деятельности человечества. Прогресс медицины как системы реализации достижений медицинской науки обусловлен современными возможностями ранней доклинической диагностики заболеваний, в которой около 70% диагностической информации о состоянии организма дают лабораторные методы исследования. Именно необходимость в своевременной диагностике, позволяющей сократить время лечения и обеспечить его эффективность, обусловливает приоритетное развитие лабораторной медицины в мировой медицинской практике.
Среди всех диагностических дисциплин клинической медицины лабораторная диагностика занимает одно из ведущих мест. Развитие лабораторной диагностики явилось следствием естественного
стремления клинических дисциплин к объективизации диагностики. С точки зрения информативности и диагностической значимости с позиции широты оценки метаболического статуса человека клиническая лабораторная диагностика доминирует во многих разделах клинической медицины, что обусловлено современным уровнем развития лабораторной медицины, значительным расширением ее диагностических возможностей. Иначе говоря, лабораторная диагностика становится важным звеном доказательной медицины и инициатором научных исследований в различных клинических областях.
Биохимия располагает огромным числом диагностических тестов, большим объемом информации и перспективами развития. Только за последнее десятилетие клиническая биохимия пополнилась несколькими сотнями новых диагностических исследований, включая цитокины, кардиомаркеры,
онкомаркеры, тесты оценки некротического процесса и апоптоза, факторы функционального межклеточного взаимодействия и др.
В настоящее время возможности медицины труда не ограничиваются вопросами профилактики только профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний, а рассматриваются значительно шире, как сохранение и укрепление здоровья работающих и их трудоспособности. В этой связи представляются актуальными молекулярные исследования по разработке информативных критериев оценки риска развития профессиональных, производственно-обусловленных заболеваний и наиболее распространенных форм неинфекционных заболеваний с целью выявления ранних нарушений состояния здоровья работающих во вредных и опасных условиях труда [2].
В решении этих задач исследование биохимических процессов на основе достижений молекулярной биологии, несомненно, является перспективным и способствует разработке молекулярных основ профилактической медицины, расширяющих теоретические знания о влиянии на здоровье факторов производственной среды и трудового процесса [2].
Разработка этого направления включает определение наиболее значимых генов-триггеров профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний и генов биотрансформации при воздействии промышленных аэрозолей, химических и физических факторов производственной среды; установление характера и функциональной значимости мутации с разработкой тест-систем ДНК — диагностики генетического биохимического полиморфизма и выяснение взаимодействия между патологическими мутациями генов и их биохимическим и клиническим фенотипом.
В настоящее время не теряют своей актуальности исследования по изучению механизмов повреждения легочной ткани, изысканию возможностей для ранней диагностики и представлению новых подходов к лечению данной патологии. Из генов триггеров наибольший интерес при изучении механизмов развития профессиональной бронхоле-гочной патологии представляют гены, приводящие к нарушениям равновесия в системе «протеолиз-антипротеолиз» [3, 7]. Сочетание неблагоприятных генетических полиморфизмов ферментов или их ингибиторов усиливает процессы протеолиза, усугубляет состояние пациента, вызывая раннее развитие и более тяжелое протекание патологических изменений бронхолегочной системы. Как примеры таких неблагоприятных гипо- и гиперсекреторных аллелей можно рассматривать генетический полиморфизм а1 ингибитора про-теиназ (а1-ИП) и матриксной металлопротеина-зы 1 (ММП-1) [7].
Определение генетического полиморфизма гена ММП-1 проводилось новым методом — ПЦР с применением реакции пиросеквенирования (совместно с лабораторией постгеномных технологий, зав. лабораторией постгеномных технологий, академик РАМН В.В. Покровский). Был определен характер полиморфизма инсерций/делеций гуанина (1607delG) в промоторном участке гена ММР-1 (с использованием базы данных NCBI). Наличие инсерции/делеции влияет на уровень транскрипции гена, обусловливая повышенный синтез профермента и как следствие — повышение активности ММП-1, избыток которой способствует деструкции компонентов соединительной ткани. При этом гомозиготный вариант с делецией гуанина 2G имеет более высокую транскрипционную активность, чем промотор с гетерозиготным аллельным вариантом гена, имеющий инсерцию гуанина Ю в про-моторной области. При этом отсутствие инсерций/ делеций гуанина определяет нормальный уровень синтеза и активности фермента.
Определение генетического полиморфизма а-1ИП проводили методом ПЦР с флюоресцентной детекцией результатов (совместно с д-ром биол. наук А.А. Еловым). Данный метод позволяет сократить время проведения и стоимость анализа, а также делает более безопасным проведение анализа для персонала.
Генотипирование ММП-1 проведено у 130 больных профессиональными бронхолегочными заболеваниями. Наибольшее количество гиперсекреторных мутаций G1 и G2 гена ММП-1 — 20% и 18% — обнаружено у больных профессиональным хроническим бронхитом и профессиональной бронхиальной астмой соответственно, в группе больных силикозом — 9%. У работников асбестцементного комбината, не имеющих патологии бронхолегочной системы, обнаружено наличие гиперсекреторных мутаций G1 и G2 гена ММП-1 у 9% лиц. Указанные изменения могут являться ранними маркерами риска развития бронхолегочной патологии при воздействии производственных факторов.
При сопоставлении тяжести клинического течения заболевания и наличия мутаций генов ММП-1 и а1- ИП было выявлено, что эмфизема у носителей гетерозиготного генотипа гена ММП-1 G1 встречалась у 71% лиц (%2=17,23 при р<0,0001), у носителей гомозиготного генотипа гена ММП-1 G2 — у 84% лиц (х2=14,77 при р<0,0001), при
отсутствии инсерций/делеций эмфизема встречалась в 28% случаев. Признаки пневмоскле-роза у носителей гетерозиготного генотипа гена ММП-1 G1 встречались у 58% лиц (х2=12,8 при р<0,0001), у лиц, имеющих гомозиготный вариант генотипа гена матриксной металлопротеи-назы-1 G2, частота встречаемости составила 42% (х2=4,6 при р<0,032), тогда как при отсутствии
инсерций/делеций признаки пневмосклероза наблюдались у 16% лиц.
Анализ зависимости тяжести клинического течения выявил, что наличие совпадения гипо- и гиперсекреторных аллелей генов ММП-1 и а1-ИП характеризуется более тяжелым течением (дыхательная недостаточность — 2-й, 2-3-й степени, наличие эмфиземы легких и сочетанной бронхоле-гочной и кожной патологии) [7].
На основе проведенных исследований была разработана тест-система, позволяющая определять индивидуальный риск развития заболеваний бронхолегочной системы при воздействии вредных производственных факторов (патент № 2459585 от 27.08.2012 «Способ прогнозирования риска развития профессиональной бронхолегочной патологии», патент № 2002108481/14(008767) от 02.04.2002 «Способ определения риска развития фиброзных изменений в легких и печени»).
Биотрансформация ксенобиотиков осуществляется за счет работы более 200 различных ферментов. Каждому индивидууму свойственна уникальная конфигурация разновидностей каждого из генов, ответственных за синтез ферментов биотрансформации и соответственно уникальную реакцию каждого человека на повреждающие химические факторы внешней среды.
Для оценки влияния различных генетико-био-химических полиморфизмов на механизмы формирования и развития профессиональных аллергодер-матозов были исследованы полиморфные варианты генов цитохромов Р-450: цитохром Р-450 1A1 (CYP1A1 (*2C I462V (A>G)) и цитохром Р-450 3A4 (CYP3A4 (*1B A>G)), глутатион^-тран-сферазы М1 (ген GSTM1), глутатион-Б-тран-сферазы Т1 (ген GSTT1), микросомальной эпок-сидгидролазы 1 (ЕРНХ1 полиморфизмы H139R (A-415G) и Y113H (Т-337С)). Определение генетических полиморфизмов генов CYP 1A1, CYP3A4, ЕРНХ1 проводили методом ПЦР с применением реакции пиросеквенирования. Анализ полиморфных систем генов GSTM1 и GSTT1 проводили методом ПЦР с анализом продуктов реакции в полиакриламидном геле.
При анализе результатов распределения частоты полиморфного варианта гена CYP 1A1*2C было обнаружено достоверное повышение частоты встречаемости гетерозиготного генотипа (А/G) у 14,9% (х2=5,66, р<0,05). При этом гетерозиготный вариант встречался у 12,9% обследованных лиц с профессиональной экземой, у 16,7% лиц с профессиональным дерматитом, и наиболее выраженные изменения были получены в группе больных профессиональными аллергодерматоза-ми в сочетании с бронхиальной астмой — 25% (х2=4,57; р>0,05), что свидетельствует о более
высокой скорости образования токсичных метаболитов у лиц данной группы [4].
По результатам проведенных исследований нами разработана тест-система для определения полиморфизма в гене CYP 1A1, позволяющая прогнозировать риск раннего развития профессиональных аллергических дерматозов при воздействии на организм факторов раздражающего и сенсибилизирующего действия. (патент на изобретение
№ 2459585 от 27.08.2012 «Способ прогнозирования риска развития профессиональной бронхоле-гочной патологии»).
При исследовании «быстрого» аллеля A-415G микросомальной эпоксидгидролазы (EPXH) среди больных профессиональными аллергодермато-зами было обнаружено достоверное превышение частоты встречаемости гетерозиготного генотипа
(A/G) гена EPXH A-415G у 31,8% лиц (х2=7,5,
р<0,01), т.е эти лица имели увеличение активности эпоксидгидролазы на 25%. Исследование «медленного» аллеля Т-337С, характеризующегося снижением ферментативной активности эпоксид-гидролазы до 50%, статистически не показало достоверных различий по сравнению с популяци-онным контролем.
Система глутатионтрансфераз является важной антиоксидантной системой, которая препятствует образованию и накоплению в организме активных форм кислорода. Индивидуальный анализ больных с отсутствием фермента GSTM1 выявил достоверное превышение частоты встречаемости лиц, у которых заболевание началось до пяти лет от начала работы с вредными производственными факторами во всех обследованных группах в сравнении с лицами, имеющими нормальную активность фермента. При одновременном наличии делеции по генам GSTM1 и GSTT1 раннее развитие наблюдалось у 69,2% лиц с профессиональными заболеваниями кожи, при отсутствии делеции по обоим генам раннее развитие наблюдалось у 39,5% обследованных
[1, 4].
Исследование генетического полиморфизма GSTM1 и GSTT1 у больных профаллергодерма-тозами установили связь наличия нулевого варианта гена GSTM1 и GSTT1 с началом развития и тяжестью течения заболевания (патент на изобретение № 2466404 от 10 ноября 2012 г. «Способ прогнозирования сроков развития профессиональных аллергических дерматозов при воздействии факторов раздражающего и сенсибилизирующего действия»).
Учитывая выраженные изменения в системе «оксиданты-антиоксиданты» [5] и обсуждаемый в литературе радикальный механизм повреждения ДНК, представляло интерес исследовать активность повреждения ДНК, включая однонитевые и двунитевые разрывы.
У больных профаллергодерматозами наблюдался высокий процент антител к нативной двуспи-ральной ДНК (н-ДНК). Встречаемость антител к н-ДНК в группе больных профессиональной экземой превышала средние популяционные значения в 5 раз (25,8%; Х2=10,4; р<0,001), в группе
больных профессиональным аллергическим дерматитом — в 6,6 раз (33,3%; Х2=13,0; р<0,001), у
больных профаллергодерматозами в сочетании с бронхиальной астмой — в 11 раз (56,2%; х2=15,4; р<0,001).
Таким образом, изучение процессов повреждения ДНК у больных профаллергодерматозами выявило статистически значимое повышение частоты встречаемости лиц с высокими антителами к нативной двуспиральной ДНК. Появление антител к ДНК в крови больных профаллергодерматозами может быть результатом воздействия вредных факторов производственной среды, обладающих прямым токсическим действием на клетки (никель, хром и др.), либо следствием чрезмерного образования продуктов свободнорадикального и перекисного окисления, которые вызывают повреждение ДНК. Об этом свидетельствуют полученные нами данные о накоплении внеклеточной ДНК и повышении ферментативной активности нуклеаз у больных профессиональными аллергодермато-зами.
Полученные данные являются основой для разработки системы лечебно-профилактических мероприятий с применением антиоксидантной терапии у лиц аллергоопасных производств и больных профессиональными аллергодерматозами.
Для определения избирательной чувствительности к свинцовой интоксикации на примере лиц, контактирующих со свинцом и его соединениями на производстве, нами было проведено исследование полиморфизма гена 5-аминолевулинат дегидрата-зы (ALAD), NO- синтазы (eNOS), GSTM1, CYP1A1 [6]. В результате проведенных исследований была обнаружена статистически достоверная ассоциация Msp1 полиморфизма [аллель2] в гене ALAD у лиц, контактирующих со свинцом (преобладание в 2 раза аллеля 2 у больных по сравнению с контролем: 0,0907 против 0,0435, х2=6,2 где р<0,05).
В последние годы молекулярные механизмы иммунопатогенеза профессиональных заболеваний органов дыхания являются актуальной научной и практической проблемой и изучаются многими исследователями. В этих исследованиях цитоки-ны занимают важное место, поскольку являются одним из центральных звеньев иммунорегуля-ции и потенциально могут быть использованы как в целях диагностики, так и для разработки цитокиновых и антицитокиновых стратегий терапии.
Изучение медиаторов имеет сравнительно короткую историю, но уже сейчас описано более 100 различных цитокинов, составляющих самостоятельную систему регуляции иммунной системы. К цитокинам относятся интерфероны, интерлейки-ны, хемокины, факторы некроза опухоли, колоние-стимулирующие факторы и факторы роста.
В результате многочисленных исследований установлен важный вклад генов цитокинов в структуру наследственной предрасположенности к бронхиальной астме. Однако работы, посвященные изучению роли генов цитокинов в патогенезе профессиональной бронхиальной астмы, единичны, и результаты их противоречивы. Показано, что гетерозиготный генотип TNFA*A*G имеет протективное значение в отношении развития профессиональной бронхиальной астмы у лиц, контактирующих с никелем [6].
Для исследования механизмов формирования патологического процесса, выделения критериев диагностики, степени выраженности, прогноза течения и исходов заболевания в настоящее время используют определение концентрации биологически активных соединений методом автоматического твердофазного двухциклового хемилюминисцен-тного иммунометрического анализа [8].
Заключение. Число информативных диагностических методов неуклонно увеличивается, их методический уровень повышается. Лабораторные тесты, являясь методами объективного исследования, широко отражают функциональное состояние органов и систем, позволяют раскрыть патогенетические звенья заболевания на молекулярном, клеточном и субклеточном уровнях.
Одним из приоритетных направлений для медицины труда представляются молекуляр-но-генетические и гормонально-метаболические аспекты изучения наиболее значимых генов кандидатов и генов триггеров основных нозологических форм профессиональных заболеваний и наиболее распространенных форм общесоматической патологии (сердечно-сосудистая патология, артериальная гипертония, сахарный диабет, метаболический синдром, остеопороз и остеопатии и др.) в сопоставлении с биохимическим профилем организма с целью разработки метаболического паспорта здоровья работающих.
Использование геномных, постгеномных технологий на современном этапе развития медицины труда создает основы персонифицированной медицины — диагностики, прогнозирования рисков развития, профилактики, лечения и прогноза профессиональных, производственно-обусловленных и общесоматических заболеваний у работающих во вредных и опасных условиях труда.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Измеров Н.Ф., Кузьмина Л.П., Измеро-ва Н.И., Лазарашвили Н.А. // Здравоохранение России. — 2011. — Т. 12. — С. 215-221.
2. Измеров Н.Ф., Кузьмина Л.П., Коляски-на М.М., Лазарашвили Н.А. // Гиг. и сан. — 2011. — № 5. — С. 11-15.
3. Кузьмина Л.П. // Пульмонология. — 2008. — № 4. — С. 107-110.
4. Кузьмина Л.П., Измерова Н.И., Коляски-на М.М. // Мед. труда. — 2011. — № 7. — С. 17-23.
5. Лазарашвили Н.А, Кузьмина Л.П., Измерова Н.И., Безрукавникова Л.М. // Мед. труда. — 2006. — № 7. — С. 5-9.
6. Пай Г.И., Кузьмина Л.П., Лазарашвили Н.А., Войлокова А.Е., Спицын В.А. // Медицинская генетика. — 2006. — № 7. — С. 37-40.
7. Фомина В.С., Кузьмина Л.П. // Мед. труда. — № 7. — М., 2010. — С. 29-33.
8. Цидильковская Э.С., Гультяев М.М., Постникова Л.В. // Российский аллергологи-ческий журнал. — 2011. — № 4, вып. 1. — С. 410-411.
Поступила 30.05.13 СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Кузьмина Людмила Павловна,
зав. клиническим отделом ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, зав. лабораторией медико-биологических исследований ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, д-р биол. наук, профессор. E-mail: lpkuzmina@mail.ru
Коляскина Мария Михайловна,
ст. науч. сотрудник лаборатории медико-биологических исследований ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, канд. мед. наук. Е-mail: kolaskina_m@ mail.ru
Лазарашвили Нана Анзориевна,
ст. науч. сотрудник лаборатории медико-биологических исследований ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, канд. мед. наук. Е-mail: nanamt@ mail.ru
Безрукавникова Людмила Михайловна,
вед. науч. сотрудник лаборатории медико-биологических исследований ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, канд. биол. наук. Е-mail: biochimiamt@ mail.ru
Измерова Наталия Ивановна,
зав. отделением дерматологии ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, д-р мед. наук, профессор. E-mail: natali.izmerova@mail.ru Санин Владислав Юрьевич,
гл. врач клиники ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, канд. мед. наук. E-mail: sanin@niimt.ru Петинати Яна Александровна,
врач отделения дерматологии клиники ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, канд. мед. наук. Тел. 8(495)-366-80-22.
Цидильковская Эльвира Семеновна,
ст. науч. сотрудник лаборатории медико-биологических исследований ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, канд. мед. наук. E-mail: elvira_cd@ mtu-net.ru Помыканова Юлия Сергеевна,
аспирант лаборатории медико-биологических исследований ФГБУ «НИИ МТ» РАМН. E-mail: pelikan2010@yandex.ru Чистова Илона Ярославовна,
аспирант отделения дерматологии ФГБУ «НИИ МТ» РАМН. E-mail: ilonachis@mail.ru
ИНФОРМАЦИЯ О IV СЪЕЗДЕ ТОКСИКОЛОГОВ РОССИИ
В соответствии с планом мероприятий Федеральной службы Роспотребнадзора на 2013 год и приказом руководителя Федеральной службы Г. Г. Онищенко от 16.05.2013 № 324 6-8 ноября 2013 г. в Москве в гостинице «Измайлово» будет проведен IV Съезд токсикологов России с международным участием (планируется участие Европейского отделения бюро ВОЗ и Американского токсикологического общества).
Научная программа съезда включает проведение пленарных и секционных заседаний, презентацию стендовых докладов, проведение конкурса «Лучшая работа молодого ученого».
Для участия в съезде необходимо заполнить регистрационную анкету и не позднее 1 сентября 2013 г. направить ее по адресу: 117105, г. Москва, Варшавское шоссе, 19А, ФБУЗ «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» Роспотребнадзора, или по факсу +7 (499) 940-9775, или по электронной почте secretary@rpohv.ru в оргкомитет съезда.
Срок подачи тезисов — до 1 сентября 2013 года. Планируется размещение сборника тезисов в РИНЦ.
Подробная информация о съезде, регистрационная анкета, требования к публикациям, условия проживания размещены на сайте ФБУЗ «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» Роспотребнадзора www.rpohv.ru
