CC BY
46
80
Украгнський нейрохгрурггчний журнал, №3, 2001
УДК 616.831—006.484:576.312.32.38:575:615.15:616.155.32
Цитогенетичш особливост1 хромосом у лимфоцитах периферично! кров1 при глюмах головного мозку
Розуменко В.Д., Болтша 1.В., Кравчук О.П.
1нститут нейрохирурги 1м. акад. А.П. Ромоданова АМН Украши, м. Ки!в, Украша 1нститут екогшени 1 токсиколог!! 1м. Л.1. Медведя МОЗ Украши, м. Ки!в, Украша
Ключовг слова: глгоми головного мозку людини, хромосомнг аоерацгг, лгмфоцити периферичног кров{.
Вступ. Одним з актуальних питань сучас-но! нейроонкологп е досл1дження взаемодп оргашзму хворого та пухлини. Як св1дчать л1те-ратурш даш, ця взаемод1я мало вивчена на ци-толопчному р1вш Змши у соматичних клггинах поза розвитком пухлини автори оцшюють по-разному:
— як основу ризику виникнення пухлини;
— як результат впливу пухлини на р1зш органи та системи [7].
У деяких наукових роботах доводиться схильшсть оргашзму до розвитку злояшсних но-воутворень внасл1док генетично обумовлено! ламкоел хромосом при р1зних спадкових хворобах [1,18].
Виявлено збшьшення шлькосп хромосом-них аберацм у лимфоцитах периферично! кров1 людей при злояшсних пухлинах [8], хрошчно-му виразковому колт [17], с1мейному раковому синдром! [16,25].
Р1вень показнишв резистентности оргашзму обумовлений генетично, тому дуже важливо проводити цитогенетичне досл1дження периферично! кров1 при патолог1чних станах, у тому числ1 при новоутвореннях [5].
У зв'язку з1 специф1чними змшами карю-типу клггин проводяться досл1дження, при-свячеш вивченню шльшсних та яшсних змш хромосом у клггинах кров1 при онколог1чних захворюваннях [10].
Вважаеться, що аномальний генотип чут-лив1ший до р1зних вплив1в середовища, бо в клггинах, яш вже мають хромосомш змши, до-датков1 абераци виникають част1ше [12,21].
В1дом1 три основш положення цитогенети-ки щодо видозмши хромосом у злояшсних пухлинах [12,13,22,23]:
— бшьшють пухлин людини мають змше-ний хромосомний склад, при цьому злояшсшш! пухлини характеризуються бшьш вираженими аномалиями;
— хромосомш змши в клпинах одше! й т1е! ж пухлини под1бш м!ж собою;
— пухлини мають клональне походження.
1снуе точка зору, зпдно з якою хромосомш порушення на р1вш клггинно! популяци е дже-релом неперервно! та самов1дновно! мшли-вост1, яка виявляеться потенцшно онкоген-ною, тобто нестабшьнють хромосомного балансу може передувати розвитку пухлинного процесу в оргашзму [15].
З позици генетично! нестабшьносл рако-вих клггин оцшюються у наш час 1 яшсно нов1 ступеш розвитку пухлини, пов'язаш з 11 про-гресуванням. Показано, що бюлопчне прогре-сування пухлини та набуття нею нових клЫчних ознак, таких, як агресившсть та бшьший стушнь злояшсносл, св1дчать про посилення генетич-них порушень у субпопуляцшх клггин з1 змшни-ми характеристиками [21,22].
Кр1м того, цитогенетичш шльшсш (гетероп-ло!д1я) та яшсш (структурш) змши карютипу кл1тин е маркерами не тшьки ступеня злояшс-ност1 пухлини, але 1 прогнозу захворювання [2,18].
При цитогенетичних досл1дженнях, що про-водяться в онколог1чних хворих, перевагу в1дда-ють вивченню л1мфоцит1в периферично! кров1, оск1льки вони добре п1ддаються коротчасному культивуванню [11].
Вивченню частоти хромосомних аберац1й у л1мфоцитах периферично! кров1 хворих з гл1аль-ними пухлинами головного мозку, на жаль, не присвячено жодно! науково! роботи. Саме тому метою нашого досл1дження було визначення особливостей аберац1й хромосом периферич-но! кров1 при гл1альних пухлинах головного мозку р1зного ступеня анаплаз1! (ст.ан.).
Матергали та методи. Всього обстежено 31 хворого до лжування (11 пащентге — з в1днос-но доброяшсними гл1омами: I—II ст. ан; 20 — з1 злояшсними гл1омами: III—IV ст. ан.). Середнш в1к хворих становив 40,6 року (д1апазон коли-вання в1ку — в1д 17 до 61року). Серед обстеже-них 6 ос1б були з с1льсько! м1сцевост1, 25 — мешканщ м1ст. "Позитивна" контрольна група складалася з 6 ос1б з д1агнозом метастатичних пухлин. Середнш в1к цих пащешге був 41,8 року
Цитогенетичж особливостЯ хромосом у лшфоцитах периферичног кровЯ при глюмах головного мозку
81
(диапазон коливання вжу — В1д 19 до 50 рокгв). Серед цих обстежених 1 особа мешкала у сшьськм мюцевоел та 5 — у мютах.
Для проведення умовного контролю було створено дв1 контрольна групи з мешканщв м.Киева, як1 заперечували св1домий професш-ний чи побутовий контакт з мутагенними факторами. До першо! групи (25 ос1б) ввшшли хвор1 з соматичною патолопею (за винятком онкопа-тологи) до лжування, госттал1зоваш до клшжи 1нституту екогшени та токсикологи шЛХМед-ведя. Середнм вж цих хворих доргвнював 34,8 року (диапазон коливання вжу — вщ 21 до 60 рокгв). Другу групу (19 ос1б) склали практично здоров1 особи (за визначенням спещалют1в того ж шституту). Середнм вж цих обстежених — 32,9 року (диапазон коливання в1ку — вщ 25 до 60 рошв).
Л1мфоцити культивували, в1дпов1дно до методу Хангерфорда, протягом 52 год [20] з модификациями, що дозволяли дослщжувати клгги-ни, як1 перебували у першому м1тоз1.
В1дб1р метафазних платгвок для цитогене-тичного анализу, класифжащя та облж аберацм хромосом здшснювалися за загальноприйняти-ми методами [4]. Для цитогенетичного анализу використовували метафазш плат1вки без пе-рехрещень хромосом, яш м1стили 46±2 хромо-соми. Враховували абераци хроматидного та хромосомного титв. Проводили анализ зашиф-рованих препаратов, забарвлених рутинним методом. Анал1зували не менше 100 метафаз в1д кожного шдивщууму. Статистичну обробку проводили зпдно з критериями Ст'юдента. Ко-реляцмний анализ виконували за загальноприй-нятою методикою [9].
Результати досл1джень наведено у табли-цях.
Зпдно з даними, вмщеними в табл. 1, у обстежених з дальними пухлинами е тенденция до зниження в1дсотка вирощених культур: найвищий в^дсоток таких зразкгв у хворих з г л 1 о м а м и I—II ст.ан. склав 63,3%. У хворих з1 злояшсни-ми глюмами цей в1дсоток знизився до 50%. У груш з метастатичними пухлинами вш був найвищий серед хворих з онкопатолопею 1 стано-вив 83,3%. У контрольних групах (у хворих з соматичною патолопею та здорових ос1б) мож-на було спостер1гати вс1 100% зразкгв. Напевно, це пов'язано з тим, що у хворих з1 злояш-сними новоутвореннями зменшуеться загальна кшьшсть л1мфоцит1в [13].
Як видно з наведених у табл.2 даних, частота аберацм у оаб першо! групи умовного контролю склала 2,7±0,2% , що збггаеться з шши-ми даними, отриманими при обстеженш хворих групи клшчного контролю [3]. Р1вень аберацм хромосом у другм груш умовного контролю (1,7±0,2%) був у межах, характерних для показнишв, отриманих тд час обстеження здорових оаб [12].
Частота аберацм хромосом у кожнм з груп хворих з гл1альними пухлинами була статис-тично в1рог1дно вищою за аналопчш показники в обох групах умовного контролю 1 складала: в груш хворих з глюмами I—II ст.ан. — 3,4±0,5%; в груш хворих з глюмами III—IV ст. ан. — 4,75±0,5%; в груп1 хворих з метастатичними пухлинами — 5,26±0,76%. Таким чином, спос-терггаеться тенденция до зростання в1дсотка абе-рац1й хромосом у лимфоцитах периферично!
Таблиця 1. Узагальненi вiдомостi про обстежених
Показники Глюми I—II ст. ан. Гл1оми III—IV ст. ан. Метастатичн1 пухлини Хвор1 з соматичною патолопею Здоров1особи
Кшьюсть обстежених 11 20 6 25 19
Кшьюсть культур, в яких проаналiзовано не менше 100 метафаз
т % т % т % т % т %
Узагальнеш дат 7 63,3 10 50 5 83,3 25 100 19 100
Таблиця 2. Узагальнеш даш щодо аберацш та анеуплощ! за групами обстежених
Показники,% Гл1оми I—II ст. ан. Глюми III—IV ст. ан. Метастатичн1 пухлини Хвор1 з соматичною патолопею Здоров1 особи
Абераци 3,4±0,5* 4,75±0,5* 5,26±0,76* 2,7±0,2* 1,7±0,2
Анеуплощя 14,4±0,9* 22,0±0,9* 15,8±1,2* 9,2±0,3 7,8±0,5
Примтка: * р < 0,01
82
Розуменко В.Д., Болтгна 1.В., Кравчук О.П.
кров1 обстежених залежно в1д ступеня злояк1с-ност1.
Кр1м того, в1дсоток аберац1й хромосом у вс1х хворих з новоутвореннями перевищуе 3%, що п1дтверджено л1тературними данними [8,16,17,25].
Проанал1зувавши матер1али карютипуван-ня пухлин людини, можна д1йти висновку, що анеуплохдш е майже обов'язковою ознакою зло-як1сност1 новоутворення [15]. Анеупло!д1я в1доб-ражуе генетичну нестабильность пухлини. Це обумовлено тим, що в анеупло!дних кл1тинах змшюеться посл1довн1сть синтезу ДНК: д1лян-ки, котр1 рано репл1куються в дипло!дних кл1тинах, в анеупло!дних репл1куються п1зн1ше. Анеуплощш мае також в1дношення до ступеня наявност1 б1олог1чно! злояк1сно! пухлини одного 1 того ж генезу, причини вар1абельност1 яко! до цього часу не розкрит1. Анеупло!д1я та струк-турн1 порушення карютипу надають кл1тин1 нов1 б1олог1чн1 властивост1, що позначаеться на кл1н1чному переб1гу пухлинного процесу.
Середньогрупова частота анеупло!дних кл1тин у груп1 хворих на злояк1сн1 пухлини (22,0±0,9%) була статистично в1рог1дно вищою, н1ж у пац1ент1в з доброяк1сними пухлинами (14,4±0,9%) та у групах умовного контролю (9,2±0,3 у хворих без новоутворень та 7,8±0,5% у здорових ос1б). Кр1м того, цей показник був вищий у груп1 хворих з метастатичними пух-линами (15,8±1,2%).
Таким чином, в результат! досл1джень встановлено статистично в1рог1дне п1двищен-ня частоти аберацш хромосом та р1вня ане-упло!дних кл1тин у лимфоцитах периферич-но! кров1 у хворих з гл1альними пухлинами. При цьому спостер1галась тенденция до зро-стання цих показник1в залежно в1д ступеня злояк1сност1 пухлини.
Розглянемо спектр аберацш хромосом у лимфоцитах периферично! кров1 в обстежених групах (табл. 3).
Якщо зробити анализ за частотою основних
тип1в аберацш хромосом, то спектр буде зм1ще-но в сторону хроматидних аберацш. Втхм, сл1д зауважити, що у груш пащентхв з онкозахво-рюваннями цей вхдсоток значно вищий (90% — при доброяшсних гл1омах, 82,9% — при зло-як1сних та 89,4% — при метастатичних пухли-нах), н1ж у групах умовного контролю (71,1% — у хворих без новоутворень та 63,8% — у здорових ос1б).
Стосовно обмшхв, то !х вхдсоток вищий у хворих з гл1альними пухлинами (8,0%, 13,8% та 8,6% проти 5,1% та 3,4% вхдповхдно).
Серед аберацш хромосомного типу пере-важну бшьшють становлять парн1 фрагменти. 1х кшьшсть у 3 рази менша у груп1 з онкозах-ворюваннями, н1ж у контрольной груп1 (8,0%, 9,5% та 8,5% проти 24,6 та 36,2%). На кльцев1 та дицентричш хромосоми припадае 2,0%; 7,4% та 2,1% у груп1 з онкозахворюваннями та 0 1 4,3% — у контрольной груп1.
Дехто з дослхднишв [2,13] вважае, що вияв-лення хромосомних аберац1й р1зного типу в кл1тинах злояк1сних пухлин св1дчить про р1зний ступ1нь нестаб1льност1 та може служити до-датковим критерием при оц1нц1 ступеня злояк-1сност1.
З метою встановлення можливо! залежност1 частоти аберац1й у кров1 пац1ент1в при гл1омах головного мозку нами проведено розрахунки ко-еф1ц1ент1в лшшно! кореляцп, як1 подано в табл. 4.
Отже, встановлено позитивний кореляцш-ний зв'язок м1ж ступенем злояк1сност1 та дея-кими показниками аберац1й хромосом. Отри-мано дуже слабкий нев1рог1дний кореляц1йний зв'язок м1ж кшьшстю хромосомних аберацш та ступенем злояк1сност1 (кореляц1ний коеф1ц1ент 0,03 при помилц1 0,12).
Кр1м того, встановлено в1рог1дний прямий позитивний кореляц1йний зв'язок середньо! сили м1ж ступенем злояк1сност1 пухлин та частотою аберацш (коефщ1ент +0,70 при помилц1 0,06) 1 к1льк1стю аберац1й хроматидного типу (коре-
Таблиця 3. Спектр аберацш хромосом у лiмфоцитах периферично! кровi в обстежених групах
Д1агноз Всього аберац1й Хроматидт абераци Хромосомт абераци
Всього Одиничт фрагменти Обмши Всього Парт фрагменти Кльцев1, дицентричш
т % т % т % т % т % т %
Група хворих з глiальними пухлинами
Глiоми 1-11 ст. ан. 50 45 90,0 41 82 4 8,0 5 10,0 4 8,0 1 2,0
Глюми III—IV ст. ан. 94 78 82,9 65 69,1 13 13,8 16 16,9 9 9,5 7 7,4
Метастатичш пухлини 47 42 89,4 38 80,8 4 8,6 5 10,6 4 8,5 1 2,1
Група умовного контролю
Хворi без новоутворень 138 98 71,1 91 66,0 7 5,1 60 28,9 34 24,6 6 4,3
Здоровi особи 58 37 63,8 35 60,4 2 3,4 21 36,2 21 36,2 0 0
Цитогенетичж ocoôëueocmi хромосом у лшфоцитах периферичног Kpoei при глюмах головного мозку
83
Таблиця 4. Кореляцшний зв'язок м1ж частотою аберацш хромосом у лiмфоцитах периферично'1 KpoBi пацieнтiв при глюмах головного мозку
Показники Коефщент кореляци Помилка коефщента кореляци
Частота аберацш 0,70* 0,06
Кшьюсть хроматидних аберацш 0,69* 0,06
Кшьюсть хромосомних аберацш 0,03 0,12
Примтка: * р < 0,001
ляцшний коефшдент +0,69 при помилщ 0,06), що тдтверджуе вищевикладене, не заперечуе л1тературних даних [12,13].
Таким чином, спостер1гаеться тенденщя до зростання вщсотка аберацш хромосом та р1вня анеуплощних клггин у л1мфоцитах периферично! кров1 обстежених хворих залежно вщ сту-пеня злояшсноста пухлин, що свщчить про стутнь структурно! нестабшьност генома та може служити додатковим критер1ем при оцшщ прогресування глюм головного мозку. Результата дослщження тдтверджуються позитивним кореляцшним зв'язком м1ж частотою аберацм та ступенем злояшсностг
Список лгеератури
1. Бочков Н.П. Хромосомная нестабильность и злокачественный рост // Вест. АМН СССР. — 1977. — № 10. — С. 54 — 59.
2. Танина К.П., Налескина Л.А., Киреева С.С. Исследование кариотипа и хроматина лимфоцитов периферической крови больных пигментными новообразованиями кожи // Цитология и генетика. — 1990. — Т. 24. — № 2. — С. 16—21.
3. Танина К.П., Полищук Л.З., Бучинская Л.Т. и др. Цитогенетическое обследование лиц, подвергшихся радиационному воздействию в некоторых регионах Украины// Цитология и генетика. — 1994. — Т. 28. — № 3. — С. 32—35.
4. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И. Хромосомы человека : Атлас. — М.:Медицина, 1982. — 263 с.
5. Ильинских Н.Н., Бессудова С.С., Ильинских И.Н. Аутоимунный процесс и хромосомные аномалии // Цитология и генетика. — 1987. — Т.21 — № 1. — С. 64—70.
6. Кадагидзе З.Т. Субпопуляция лимфоцитов при злокачественном росте // Вопр. онкологии. — 1984. — Т.30. — № 1. — С. 90—97.
7. Корнева Е.А., Шекоян В.А. Регуляция защит-
ных функций организма. — Л: Наука, 1982.
— 139 с.
8. Кузнецов А.И., Кружалов А.И., Илюшенко В.Г. и др. Возрастно-половая зависимость спонтанной частоты хромосомных аберраций и аберрантных клеток в лимфоцитах периферической крови // Генетика. — 1980. — Т. 16 — № 7. — С.1284—1293.
9. Минцер О.П., Угаров Б.Н., Власов В.В. Методы обработки медицинской информации. — К: Вища школа, 1991. — 271 с
10. Олиници К.Д. Хромосомы при раке: Пер. с румынского. — М: Медицина, 1982. — 232 с
11. Пилинсъка М.А., Дибсъкий С.С., Дибсъка О.В. Цитогенетичний ефект в л1мфоцитах пери-фершно! кров1 д1тей, що мешкають в дея-ких населених пунктах Овруцького району Житомирсько! областа Украши, забрудне-них радюнуклщами // Цитолопя та генетика. — 1992. — Т. 26. — № 4. — С. 10—14.
12. Полищук Л.З., Несина И.П. Структурные аберрации хромосом в лимфоцитах периферической крови у больных предраком и раком эндометрия // Цитология и генетика. — 1995. — Т. 29. — № 3. — С. 17—24.
13. Цитологическая реактивность онкологического больного/Под редакцией проф. К. П. Га-ниной.—Киев: Наукова думка, 1995. — 150 с.
14. Уманский Ю.А., Пинчук В.Г. Лимфоциты и опухолевый рост. — Киев : Наукова думка,
1982. — 255 с.
15. Atkin N. B. Cytogenetic aspects of malignant transformation // Exp. Biol. Med. — 1976. — V. 6, N. 3(8). — P. 1—171.
16. Bottomley R.H., Trainer A.L, Condit P.T. Chromosome studies in a 'cancer family'// Cancer. — 1971. — V. 28. — N. 2. — P. 519— 528.
17. Emerit I., Emerit J. et al. Chromosome studies in patients with ulcerative colitis // Ibid. — 1972. — V. 16. — N. 4. — P. 313—322.
18. German J. Chromosomes and cancer // Ed. John Wiley and Song. New York —Sydney
— Toronto. — 1974. — P. 601.
19. Hart J.S. Chromosome abnormalities in human neoplasia // Cancer Treat. Revs. —
1983. — V. 10. — № 1. — P. 173—183.
20. Hungerford K.A. Leucocytes cultured from small inocula of whole blood and preparation methaphase chromosomes by treatment with hypotic KCl // Stain Techn. — 1965. — V. 40.
— P. 333—338.
21. Knudson A.G. Hereditary cancer of man //
84
Розуменко В.Д., Болтна I.B., Кравчук О.П.
Cancer Invest. — 1983. — V. 1. — N. 2. — P. 187—194 .
22. Novell P.S. Tumors as clone proliferation // Virchows Arch. B. — 1978. — V. 29. — P. 145— 150.
23. Nowell P.S. Mechanisms of tumor progression // Cancer Res. — 1986. — V. 46. — N. 5. — P. 2203—2207.
24. Sandberg A. A. Chromosomal alterations associated with neoplasia // Transplant. Proc. — 1984. — V. 16. — N. 2. — P. 366—369.
25. Vakil K.V. Morgan R.W. Etiology of breast cancer. Genetic aspects // Cancer Med. Assoc. J. — 1973. — V. 109. — N. 7. — P. 29—32.
D^MToreHeTMHecKMe 0C06eHH0CTM xpoMocoM b ëMMÔouèTax nepM^epMHecKOM KpoBM npM rëèOMax roëoBHoro Mo3ra
P03yMeHK0 B.ft, BoAmuHa M.B., KpaeuyK AÏ. Ha ocHoBaHMM peçyëbTaToB co6ctbghhmx Mccëe^oâa-hmm aBTopti ycTaHoBMëM CTaTMCTMHecKM ^ocTOBepHoe no-BbimeHMe HacToTû a6eppaqèé xpoMocoM m ypoBHH aHeyn-loèflHHx KëeToK b ëMM^oqMTax nepMÔepMHecKoé KpoBM 6oëbHMx c rëèoMaMM roëoBHoro Moçra b çaBMcMMocTM ot cTeneHM çëoêaHecTBeHHocTM onyxoëM.
Cytogenetics of chromosomes in lymphocytes of peripheral blood at cerebral gliomas
Rozumenko V.K., Boltina I.V., Kravchuk A.P. The statistically authentic increase of chromosomes aberrations frequency and cells aneuploidys of peripheral blood is established. This indexes statistically depending on malign ancy degree.
КОМЕНТАР
до статт! В.Д. Розуменко, /.В. Болтно), О.Л. Кравчук "Цитогенетичн особливост/ хромосом у л'шфо-цитах периферично)' кров/ при глюмах головного мозку"
На сучасному етап\ розвитку онкологи вже немае сумжву, що злояюсж пухлини виникають як насл\док гене-тичних аномал\й у соматичних кл\тинах орган\зму, а нестабтьшсть кл\тинного генома стае одним з найоб'ективн-¡ших показник\в причин виникнення та подальшого прогресування пухлин. 1снуе багато наукових факт\в, як1 дають п\дстави зробити досить обгрунтоване припущення, що геномна нестабтьшсть при пухлинному росл розвиваеться в ус\х кл\тинах орган\зму, а и м\сцевий прояв у вигляд\ пухлини залежить в\д р\вня прогресування \ прямо корелюе з\ ступенем злояюсносп пухлини. Проведений в дан\й робот цитогенетичний анал\з св\дчить про в\рог\дне шдвищення р\вня анеупло'дних кл\тин у л\мфоцитах периферично' кров\ хворих з гл\альними пухлинами головного мозку. Анал\з частоти основних тишв аберацш хромосом виявив, що спектр зм\щено переважно в б|к хроматидних аберацш. При цьому автори в\дзначили тенденц\ю до шдвищення цих показник\в залежно в1д ступеня злояюсносп пухлин. Отже, з проведених авторами статт\ досл\джень можна зробити висновок про те, що анеупло''д\я та хроматидт \ хромосомы абераци в кл\тинах кров\ орган\зму з\ злояк\сними пухлинами можуть бути об'ективними показниками нестабтьносп кл\тинного генома. 3 л\тературних джерел в\домо, що шдвищений р\вень анеуплоТди та аберацш хромосом у л\мфоцитах периферично' кров\ був у людей, як\ брали участь у л\кв\даци аварп на Чорнобильськш АЕС, до появи в них р\зних вид\в злояк\сних пухлин. Отже, використання показник\в цитогенетичного анал\зу л\мфоцит\в кров\ при формуванн\ груп ос\б шдвищеного ризику щодо виникнення злояк\сних пухлин головного мозку та ¡нших орган\в мае сенс.
Пошук та досл\дження об'ективних критери'в нестабтьносп генома кл\тин в орган\зм\ людини при викорис-танн\ р\зних методичних п\дход\в, у тому числ\ \ за допомогою цитогенетичного анал\зу кл\тин периферично'' кров\, ще до появи пухлини або на ранжх стад\ях и розвитку мае стати одним з актуальних напрямк\в сучасно'' онкологи в галуз\ досл\дження взаемоди орган\зму та пухлини на молекулярно-генетичному р\вн\ з метою роз-робки об'ективноТ д\агностики онколог\чних захворювань та ефективних метод\в л\кування.
Канд. мед. наук, старш.наук.ствроб. Н.Л. Гридгна Ыститут нейрохгрургИ гм.акад.А.П.Ромоданова АМН Украти
