CC BY
78
ТОМ 5
НОМЕР 3
201 2
КЛИНИЧЕСКАЯ
БИОЛОГИЯ ОПУХОЛЕЙ
HKU ГЕМАТОЛОГИЯ
Возможная ассоциация полиморфизма генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков с особенностями клинического течения хронического лимфолейкоза
В.А. Овсепян, В.А. Росин, Т.П. Загоскина
____________________РЕФЕРАТ_______________________
В работе приводятся общая характеристика генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков, функционально значимых распространенных изоформ этих ферментов, краткий обзор возможной роли полиморфизма кодирующих их генов в патогенезе гемобластозов и собственные результаты исследования ассоциации полиморфизма генов CYP1A1, GSTM1, GSTT1 и GSTP1 c некоторыми особенностями клинического течения хронического лимфолейкоза (ХЛЛ). Показано, что полиморфизм гена GSTP1 ассоциируется с такими особенностями течения ХЛЛ, как стадия, время удвоения лимфоцитов и время от момента установления диагноза заболевания до начала терапии.
Ключевые слова:
хронический лимфолейкоз, гены ферментов биотрансформации ксенобиотиков, полиморфизм.
The possible association of the genes of biotransformation enzymes xenobiotics polymorphism with clinical features of chronic lymphocytic leukemia
V.A. Ovsepyan, V.A. Rosin, T.P. Zagoskina SUMMARY
The paper provides review of the genes of biotransformation enzymes xenobiotics, functionally important common isoforms of these enzymes, an overview of the possible role of polymorphisms of the genes encoding them in the pathogenesis of hemoblastosis and our own findings of association of polymorphism of genes CYP1A1, GSTM1, GSTT1 and GSTP1 with some features of the clinical course of chronic lymphocytic leukemia (CLL). It is shown that the GSTP1 gene polymorphism is associated with such clinical features of CLL as stage, lymphocyte doubling time and time from diagnosing the disease before treatment.
Keywords: chronic lymphocytic leukemia, genes of enzymes of biotransformation of xenobiotics, polymorphism.
FGI «Kirov Institute of Hematology and Blood Transfusion of FMBA of Russia» Контакты: [email protected] Принято в печать: 4 октября 2011 г.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы достигнут значительный прогресс в терапии хронического лимфолейкоза (ХЛЛ) — наиболее распространенного из гематологических заболеваний в Европе и Северной Америке [1]. Это связано, прежде всего, с внедрением в клиническую практику аналогов пуринов и двух химерных моноклональных антител — ритуксимаба (анти-CD20) и алемтузумаба (анти-CD52). Благодаря появлению указанных препаратов впервые стало возможным достичь молекулярных ремиссий у больных ХЛЛ, что обусловило изменение тактики их ведения, касающееся в первую очередь цели и показаний к началу терапии. На смену традиционной тактике, в соответствии с которой течение ХЛЛ подразделялось на начальную стадию, не требующую назначения лекарственных средств, и стадию развернутых клинических проявлений, когда лечение показано, приходит адаптированная к риску терапия.
При этом подходе уже в дебюте болезни следует оценить факторы прогноза ХЛЛ с тем, чтобы определить, каким пациентам необходимо начинать лечение сразу после установления диагноза и какой вариант терапии предпочтителен. В то же время ввиду высокой биологической гетерогенности и вариабельности течения ХЛЛ существующие прогностические факторы не позволяют с достаточной точностью определить возможное время прогрессирования на ранних стадиях болезни [2]. Поэтому есть необходимость в поиске новых информативных маркеров, способных на ранних этапах заболевания улучшить прогнозирование его исхода.
Патогенетически обоснованным представляется поиск новых марке -ров прогностической стратификации ХЛЛ среди генетических факторов. Это обусловлено тем, что в онкогенез вовлечено множество функционально взаимосвязанных генов (генные сети), которые включают наряду с главными, или ключевыми генами (онкогены и гены-супрессоры
ФГБУ ГНЦ МЗСР РФ, Москва
186
Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков при ХЛЛ
опухолевого роста) второстепенные (гены-модификаторы — неаллельные гены, не имеющие собственного выражения в фенотипе, но оказывающие ослабляющее или усиливающее влияние на экспрессию других генов; в частности, влияние таких генов может проявляться в особенностях патогенеза заболевания), эффект которых во многом определяется средовыми факторами [3, 4]. Совместное действие главных и второстепенных генов формирует генетический фон, на котором развивается опухолевый процесс. Согласно современным представлениям, онкогенез определяется не только приобретенными генетическими и эпигенетическими нарушениями, изменяющими функции главных генов, но и вариабельностью функционирования патогенетически значимых генов, обусловленной генетическим полиморфизмом [5, 6]. Так, в качестве возможного фактора развития и прогрессирования злокачественных новообразований, включая ХЛЛ, в последнее время все большее внимание привлекает функционально значимый полиморфизм генов, кодирующих ферменты системы биотрансформации ксенобиотиков, поскольку 80—90 % всех случаев неоплазий связаны с воздействием химических факторов, согласно данным Международного агентства по изучению рака [7]. Большинство ксенобиотиков, попадая в организм, не оказывает прямого биологического влияния, а подвергается вначале различным превращениям, так называемой биотрансформации [3, 8]. Последняя представляет собой многоступенчатый каскадный процесс, в котором одновременно или поочередно участвуют многие ферменты, осуществляющие превращение экзогенных и эндогенных веществ в полярные водорастворимые метаболиты, имеющие разный ионный заряд, легко выводимые из организма. Совместное функционирование ферментов системы биотрансформации обезвреживает десятки тысяч ксенобиотиков всех химических классов и разных групп, включая промышленные и сельскохозяйственные яды, пищевые добавки, красители, растворители, лекарственные средства [3, 8]. Часть из этих веществ обладает канцерогенным и генотоксическим свойствами.
Гены, кодирующие указанные выше ферменты, характеризуются значительным популяционным полиморфизмом: частота некоторых из них достигает в популяциях европеоидов 50 %. При этом многие полиморфизмы имеют выраженные функциональные проявления, поэтому потенциально могут иметь большое эпидемиологическое значение, т. к. служат фактором, влияющим на формирование предрасположенности к патологии. Различный аллельный профиль генов биотрансформации ксенобиотиков, детерминирующий межиндивидуальные различия в активности или экспрессии соответствующих ферментов, определяет реакцию организма на неблагоприятные воздействия среды и может модифицировать формирование неопластического процесса, его характер течения и исход [3, 6].
В типичном варианте биотрансформация включает три последовательных фазы: фаза образования либо модификации функциональных групп (фаза 1), фаза дезактивации (детоксикации в случае токсичных веществ), осуществляемой благодаря реакции конъюгирования (фаза 2), и фаза выведения (фаза 3) [3, 8]. К фазе 1 относятся реакции, часто связанные с внедрением или образованием функциональной группы типа —OH, —NH2, —SH [9]. Указанные реакции увеличивают гидрофильность исходного соединения и, соответственно, доступность для
реализации последующих фаз биотрансформации. При наличии соответствующих функциональных групп ксенобиотик может миновать эту фазу и сразу подвергнуться конъюгированию [8].
Фаза 1 биотрансформации обеспечивается главным образом суперсемейством цитохрома Р450 (CYP), локализованным в основном в мембранах эндоплазматической сети и называемым также микросомной системой метаболизма или монооксигеназной системой [8, 10]. Данное суперсемейство состоит из ферментов, имеющих множество изоформ (> 1000) и выполняющих в организме две важнейшие функции. Во-первых, они играют важную роль в эндогенном метаболизме; во-вторых, благодаря локализации с высокой концентрацией на главных путях поступления ксенобиотиков в организм — пищевом и дыхательном — участвуют в фазе 1 биотрансформации широкого спектра экзогенных липофильных химических соединений путем образования в молекуле гидрофильных функциональных групп [3, 8]. Кроме того, цитохром Р450-зависимые монооксигеназы участвуют в метаболизме гидрофобных соединений эндогенного происхождения, включающих стероидные гормоны, простагландины, жирные и желчные кислоты, продукты перекисного окисления липидов и другие соединения [8, 11, 12]. Следует отметить, что монооксигенирование определенных ксенобиотиков (полициклические ароматические углеводороды, азобензолы, ароматические амины, толуол, анилин) сопровождается не детоксикацией, а их метаболической активацией (повышением активности) с образованием промежуточных электрофильных метаболитов [3, 8].
Большинство цитохромов продуцируется в печени человека, но в незначительной степени они синтезируются и в других тканях. В[а]Р-гидроксилаза CYP1A1 (ранее известная как арилгидрокарбонгидроксилаза) — главный внепеченочный фермент [13, 14]. Указанный фермент активирует многие проканцерогены, прежде всего полициклические ароматические углеводороды и ароматические амины, включая широко известный бензапирен [15, 16]. Ген CYP1A1 локализован на хромосоме 15, в локусе 15q22-q24. Отличительной особенностью гена служит способность к индукции экспрессии под действием многих ксенобиотиков (например, полициклические ароматические углеводороды или полихлорированные бифенилы). В настоящее время известно несколько полиморфизмов в гене CYP1A1, два из которых приводят к аминокислотным заменам в кодируемом белке [17, 18]. Один из полиморфизмов представляет собой транзицию (замена одного пуринового или пиримидинового основания в цепи ДНК на соответствующее другое основание) A>G в положении 4889 экзона 7 гена, что вызывает замену изолейцина (11е) валином (Val) в положении 462 аминокислотной последовательности белка, локализованного вблизи его гем-связывающего участка [18]. Активность фермента с такой заменой почти в 2 раза выше, чем у исходного белка, что сопряжено с увеличением концентрации промежуточных токсичных метаболитов. Указанный полиморфизм встречается почти у 7 % представителей европеоидной расы и рассматривается как фактор риска рака легких [19].
Основным назначением фазы 2 биотрансформации ксенобиотиков служит нейтрализация (дезактивация, детоксикация) гидрофильных и зачастую токсичных продуктов фазы 1 с помощью различных гидролаз и трансфераз [3, 8]. Функционирование всех ферментов фазы 2 ограничивается тем, что они метаболизируют только
www.medprint.ru
187
В.А. Овсепян и др.
вещества, имеющие функциональные группы. Благодаря широкой и многообразной активности ключевую роль в фазе 2 играет надсемейство глутатион^-трансфераз (GST), метаболизирующих тысячи ксенобиотиков. Эти ферменты катализируют конъюгацию глутатиона с электрофильными атомами C, N, S, O как ксенобиотиков, так и эндогенных соединений, активированных во время фазы 1 биотрансформации или вступающих в конъюгацию без предварительной активации, если они достаточно электрофильные [3, 8, 20—22]. Именно глу-татион-опосредованная детоксикация, защищая в значительной мере клетки от продуктов перекисного окисления липидов, свободных радикалов, алкилирования белков и поломок ДНК, нейтрализует действие широкого спектра ксенобиотиков, в т. ч. канцерогенов, фосфорорганических пестицидов и химиотерапевтических средств [3, 11, 23—25]. Кроме того, GST участвуют во внутриклеточном транспорте билирубинов и гормонов, а также в биосинтезе некоторых биологически активных молекул, включая лейкотриены и простагландины [3, 8].
GST преимущественно локализованы в цитозоле клеток. В настоящее время по степени гомологии аминокислотных последовательностей и иммунореактивности выделяют восемь классов цитозольных GST: альфа (GST А), мю (GST M), пи (GST Р), тета (GST Т), каппа (GST K), сигма (GST S), омега (GST О) и зета (GST Z) [26]. Указанные ферменты представляют собой димеры, составленные из комбинации двух идентичных или неидентичных субъединиц [27]. Гетеродимеры могут формироваться только при участии субъединиц, принадлежащих одному классу. Показано, что GST, принадлежащие различным классам, могут обладать перекрывающейся субстратной специфичностью.
Для большинства GST характерен генетический полиморфизм, обусловленный главным образом однонуклеотидными заменами и менее часто делециями, приводящими к утрате ферментативной активности. С точки зрения функционального полиморфизма и значительной популяционной распространенности особый интерес представляют GST T1, M1 и P1. Наиболее часто у генов GSTM1 и GSTT1 встречаются делеционные («нулевые») полиморфизмы генов, которые в случае гомозиготности ассоциированы с полным отсутствием ферментативной активности и ослаблением защиты клеток от повреждающего действия эндогенных и экзогенных мутагенов [24]. Единственный член семейства GSTP ген GSTP1 обнаруживает полиморфизмы, связанные с транзициями 1578A>G (Ile105Val) и 2293C>T (Ala114Val) соответственно в экзонах 5 и 6 [28]. Наибольшее снижение ферментативной активности вызывает замена 105Ile>Val [29, 30].
В настоящее время имеется ряд данных, указывающих на возможную связь генов биотрансформации с патогенезом и клиническим течением онкозаболеваний, в частности гемобластозов. Так, изучение связи полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков с заболеваемостью лимфомой Ходжкина показало, что маркером генетической предрасположенности к развитию этой болезни служит генотип GSTP1-105ValVal [31]. При этом для женщин с таким генотипом характерен более высокий риск возникновения данной патологии по сравнению с мужчинами. При оценке влияния указанного гена на эффективность лечения больных наблюдался
противоположный эффект: вероятность 5-летней выживаемости составила 100 % для гомозиготных носителей «мутантного» (минорного) аллеля GSTP1-105Val, в то время как для гетерозигот и гомозигот по аллели GSTP1-105Ile — 74 и 43 % соответственно.
Имеются также сведения, свидетельствующие о возможной роли полиморфизма генов ферментов биотрансформации GSTM1, GSTT1 и GSTP1 в возникновении и развитии острых лимфо- (ОЛЛ) и миелобластных лейкозов (ОМЛ) [32—36]. При этом установлена связь полиморфизма таких генов и с эффективностью терапии ОЛЛ у детей. Показано, что пациенты из группы высокого риска с генотипом, включающим хотя бы один интактный аллель GSTM1, имели значительно более высокую частоту гематологического рецидива [33]. Такое течение заболевания связывают со снижением лечебной дозы вследствие повышенной детоксикации химиопрепаратов у этой категории больных.
Значительное преобладание аллеля CYP1A1*4 (наличие замены 4887C>A в экзоне 7 гена) и гомозигот по делеции GSTT1 обнаружено у взрослых больных ОМЛ по сравнению с группой здоровых лиц. Показано, что совместное носительство функционально неполноценных вариантов этих генов еще больше увеличивает предрасположенность к возникновению данной патологии [35]. У детей с ОМЛ обнаружена связь заболевания с наличием двойной делеции гена GSTM1. При этом наиболее часто данный генотип выявлялся у пациентов с М3- и М4-вариантами [36]. В другой работе, используя технологию биочипов, было показано, что среди больных с рецидивом ОЛЛ и ОМЛ гетерозиготное носительство аллеля *2А (наличие замены 6235T>C в 3'-некодирующей области) гена CYP1A1 встречается чаще, чем в группе пациентов с первично диагностированным острым лейкозом [37]. При этом такие различия были наиболее выражены у девочек. Эти данные согласуются с результатами исследования M. Krajinovic и соавт., свидетельствующими о том, что наличие аллеля CYP1A1*2A связано с плохим терапевтическим прогнозом у больных детей с ОЛЛ [38].
Еще в одном исследовании была установлена ассоциация гомозиготного носительства «нулевого» аллеля гена GSTM1 с повышенной восприимчивостью к развитию миелодиспластического синдрома и некоторых вариантов неходжкинских лимфом (НХЛ) [39].
I. Kerridge и соавт. обнаружили, что у носителей генотипа GSTT1*00 риск НХЛ повышен в 4 раза [40]. Однако другие авторы не нашли связи полиморфизма генов CYP1A1, GSTT1, GSTM1 и GSTP1 с развитием НХЛ [41].
Имеются также немногочисленные и противоречивые данные о роли полиморфизма генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков в формировании предрасположенности к ХЛЛ [42—45]. В то же время отсутствует информация о возможной связи полиморфизма указанных генов с особенностями течения заболевания, с его стадиями. В связи с этим изучение возможной ассоциации полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков с характером течения ХЛЛ представляется, несомненно, актуальным как с точки зрения понимания патогенеза данной патологии, так и оценки информативности определения полиморфизма отмеченных генов в качестве фактора риска прогрессирования заболевания.
Ранее нами было показано, что полиморфизм гена GSTP1, обусловленный заменами 105Ile>Val и
188
Клиническая онкогематология
Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков при ХЛЛ
114Ala>Val, есть фактор риска ХЛЛ в отличие от полиморфизма Ile462Val гена CYP1A1 и делеционного полиморфизма генов GSTM1 и GSTT1 [46].
Целью настоящего исследования стало изучение возможной связи полиморфизма генов CYP1A1, GSTM1, GSTP1 и GSTT1 с такими прогностическими критериями ХЛЛ, как стадия заболевания, время от момента установления диагноза ХЛЛ до начала терапии и время удвоения числа лимфоцитов (ВУЛ).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследование распределения различных полиморфных вариантов генов CYP1A1, GSTM1, GSTP1 и GSTT1 по стадиям на момент постановки диагноза было включено 153 больных ХЛЛ, в т. ч. 89 мужчин и 64 женщины. Медиана возраста больных на момент диагностики составила 63 года (диапазон 35—81 год). Диагноз был установлен на основании общепринятых морфологических и иммунофенотипических критериев. Ста-дирование болезни у пациентов проводилось по критериям стратификационной системы K. Rai (1975) [2, 3]. Больные с первыми двумя (0 и I) стадиями заболевания и тремя более поздними (II—IV) стадиями были объединены в отдельные группы (табл. 1).
Таблица 1. Стадии на момент установления диагноза по K. Rai
Группа больных Стадия Количество больных, n (%)
1-я 0 28 (18,3)
I 38 (24,8)
2-я II 66 (43,1)
III 13 (8,5)
IV 8 (5,3)
В анализ продолжительности периода от момента установления диагноза заболевания до начала терапии было включено 83 больных в возрасте 35—81 год (медиана 64 года), регулярно наблюдавшихся амбулаторно, без показаний к лечению на протяжении 2—127 мес. (медиана 30 мес.). Из общей выборки были исключены пациенты, у которых время до начала терапии было меньше 2 мес. Данный период соответствовал медиане времени до начала специфического лечения в общей группе больных ХЛЛ.
Оценка ВУЛ проводилась по результатам анализа крови и была доступна у 83 больных (табл. 2).
Таблица 2. Время удвоения числа лимфоцитов крови
ВУЛ, мес. Количество больных, n (%)
> 12 31 (37,3)
< 12 52 (62,7)
В качестве материала для генотипирования использовали ДНК, полученную из лейкоцитов стабилизированной глюгициром крови больных ХЛЛ стандартным методом фенол-хлороформной экстракции. Исследование делеционного полиморфизма генов GSTM1 и GSTT1 проводили методом мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) с помощью программируемого термоциклера «Терцик» (НПФ «ДНК-технология», Россия) и набора для диагностики полиморфизмов в указанных генах в соответствии с протоколом фирмы-производителя (ООО «Декарт», Россия). В качестве положительного внутреннего контроля
в наборе используется ген ^-глобина. Исследования полиморфизмов Ile462Val и Ile105Val соответственно в генах CYP1A1 и GSTP1 выполняли методом ПЦР с последующим анализом полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ) в соответствии с рекомендациями упомянутой выше фирмы-производителя для соответствующих наборов. Полученные в результате ПЦР и рестрикции фрагменты ДНК разделяли в 7% полиакриламидном геле с последующей окраской бромистым этидием и визуализацией в проходящем УФ-свете. Характеристика продуктов ПЦР и ПЦР-ПДРФ представлена в табл. 3.
Таблица 3. Характеристика исследованных полиморфизмов генов
Аллель Способ анализа (рестриктаза) Длина ампликона, п.н. Длина фрагмента рестрикции, п.н.
CYP1A1-462Ile ПЦР-ПДРФ (Bst4CI) 153 —
CYP1A1-462Val ПЦР-ПДРФ (Bst4CI) 153 122 + 31
GSTM1-+ ПЦР 213 —
GSTM1-0 ПЦР — —
GSTT1-+ ПЦР 459 —
GSTT1-0 ПЦР — —
GSTP1-105Ile ПЦР-ПДРФ (SmiMI) 174 152 + 22
GSTP1-105Val ПЦР-ПДРФ (SmiMI) 174 —
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакетов программ SPSS 12 и StatSoft Statistica 6. Статистическую значимость различий в распределении полиморфных вариантов анализируемых генов в сравниваемых группах определяли с помощью критерия ^2. Силу связи разных генотипов с риском появления соответствующего признака заболевания оценивали по показателю отношения шансов (OR), которое вычисляли согласно уравнению: OR = (A / B) X (D / C), где А и С — количество имеющих «мутантный» генотип больных в анализируемых группах, В и D — количество не имеющих «мутантного» генотипа больных в этих группах. OR вычисляли с учетом 95%-го доверительного интервала. Кривые времени до начала терапии определяли по методу Каплана—Мейера. Для подтверждения статистической значимости этих данных использовали лог-ранговый критерий. Статистически значимыми считали различия приp < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Стадия ХЛЛ служит одним из клинических параметров, отражающих степень выраженности опухолевой массы и влияющих на прогноз. В связи с этим поиск связи между конституциональными особенностями генов системы биотрансформации ксенобиотиков и стадиями вполне обоснован. При анализе ассоциации стадии заболевания на момент постановки диагноза с полиморфизмом A1578G (105Ile>Val) гена GSTP1 у больных ХЛЛ выявлены определенные закономерности (табл. 4). Так, генотип 105IleIle гена GSTP1 у больных ХЛЛ, диагностированным в стадиях 0 и I, встречался в 1,9 раза чаще по сравнению с пациентами, у которых заболевание было выявлено на более поздних стадиях (24,4 vs 46,3 %; X = 8,01; p = 0,005). Одновременно общая частота «мутантных» генотипов GSTP1-105XVal (XIle или ХVal) у больных с поздними стадиями была выше, чем с ранними (53,7 vs 75,6 %; X = 8,01; p = 0,005). По-видимому, носительство «мутантного» аллеля 105Val гена GSTP1 связано с большим темпом нарастания опухолевой мас-
www.medprint.ru
189
В.А. Овсепян и др.
сы у больных ХЛЛ. Подобное нарастание может быть результатом экспансии более агрессивных клонов, появляющихся с большей частотой вследствие неполноценной инактивации эндогенных и экзогенных генотоксикантов.
Изучение характера распределения полиморфных вариантов генов GSTM1 и GSTT1 в группах больных ХЛЛ с ранними и поздними стадиями на момент постановки диагноза не выявило межгрупповых различий (см. табл. 4).
Таблица 4. Распределение генотипов генов GSTP1, GSTM1, GSTT1 и CYP1A1 в группах больных с разными стадиями ХЛЛ на момент постановки диагноза
Стадия у2 р
0, I II, III, IV
Генотип абс. % абс. %
GSTP1-105Meile 31 46,3 21 24,4 8,0 0,005*
GSTP1-105XVal 36 53,7 65 75,6 8,0 0,005*
GSTM1-00 32 47,8 39 45,3 0,1 0,8
GSTM1-X+ 35 52,2 47 54,7 0,1 0,8
GSTT1-00 12 17,9 12 14,0 0,4 0,5
GSTT1-X+ 55 82,1 74 86,0 0,4 0,5
CYP1A1-462IleIle 49 84,5 59 80,8 0,3 0,6
CYP1A1-462IleVal 9 15,5 14 19,2 0,3 0,6
CYP1A1-462ValVal 0 0,0 0 0,0 — —
ПРИМЕЧАНИЕ. X+ («дикий») или 0 («нулевой») аллель. * Критерий Пирсона.
Не было обнаружено значимого влияния на распре -деление больных по стадиям и в случае полиморфизма A4889G (462Ile>Val) гена CYP1A1. Вместе с тем зарегистрирована тенденция большей представленности гетерозигот CYP1A1-462IleVal среди пациентов с поздними стадиями заболевания по сравнению с больными с начальными стадиями (см. табл. 4).
Таблица 5. Распределение генотипов генов GSTP1, GSTM1, GSTT1 и CYP1A1 в группах больных ХЛЛ с разным временем удвоения лимфоцитов
ВУЛ, мес.
< 12 12
Генотип абс. % абс. % у2 р
ПРИМЕЧАНИЕ. X+ («дикий») или 0 («нулевой») аллель. * Критерий Пирсона.
Одним из клинических признаков, определяющих темпы развития ХЛЛ, служит ВУЛ. Поэтому представляло интерес изучить связь между данным показателем и определенными аллельными вариантами генов биотрансформации. При анализе зависимости ВУЛ от полиморфизма A1578G (105Ile>Val) гена GSTP1 у больных ХЛЛ отмечены статистически значимые различия (табл. 5). Так, генотип GSTP1-105IleIle в 1,8 раза реже выявлялся у пациентов с ВУЛ < 12 мес., чем у больных с более продолжительным ВУЛ [26,9 (14/52) vs 48,4 % (15/31) соответственно; у2 = 3,94; p = 0,047]. В то же время генотипы, включавшие хотя бы один аллель 105Val гена GSTP1 , статистически значимо реже встречались в группе с ВУЛ > 12 мес. по сравнению с пациентами, у
которых этот показатель был менее 12 мес. [51,6 (16/31) vs 73,1 % (38/52) соответственно;у2 = 3,94; p = 0,047].
Изучен характер распределения полиморфных вариантов генов GSTM1 и GSTT1 в группах больных с разным ВУЛ (см. табл. 5). Отмечено статистически незначимое преобладание гомозигот по делеции указанных генов среди лиц с ВУЛ > 12 мес. над их числом в группе пациентов, у которых удвоение лимфоцитов происходило за менее продолжительное время.
Статистически значимой связи ВУЛ с конституциональными особенностями гена CYP1A1, обусловленными полиморфизмом 462Ile>Val, у больных ХЛЛ также не установлено (см. табл. 5). При этом следует отметить тенденцию к большей (в 2,6 раза) частоте генотипа CYP1A1-462IleVal среди пациентов с ВУЛ < 12 мес. по сравнению с таковой в группе с ВУЛ > 12 мес. [27,9 (12/43) vs 10,7 % (3/28) соответственно; у2 = 3,0; p = 0,083].
На основании полученных данных можно предположить, что сниженная активность фермента GSTP1 приводит к более высокому уровню в организме генотоксических метаболитов, которые могут способствовать появлению более агрессивного опухолевого клона и тем самым ускорить темп прогрессии патологического процесса.
Для оценки прогностического значения полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков CYP1A1, GSTM1, GSTT1 и GSTP мы исследовали время от момента установления диагноза заболевания до начала терапии в зависимости от генотипа этих генов. Определение указанного времени, основанное на интегральной оценке клинических и лабораторных данных, по сути отражает естественное течение опухолевого процесса. В зависимости от результатов такой оценки либо осуществляется немедленная терапия, либо избирается выжидательная тактика ведения больного.
Анализ зависимости выживаемости с момента установления диагноза заболевания до начала лечения от генотипа гена GSTP1 показал, что время до начала терапии было в 2,6 раза больше у пациентов с генотипом GSTP1-105IleIle (медиана 39 мес.), чем у носителей хотя бы одного «мутантного» аллеля 105Val этого гена (медиана 15 мес.; p = 0,023) (рис. 1).
Полученные результаты позволяют предположить, что прогрессирование заболевания на его ранних этапах имеет выраженную связь с герминальными особенностями гена GSTP1 . По-видимому, такая связь есть результат повышения мутационного фона в опухолевых клетках у носителей хотя бы одного «мутантного» аллеля 105Val, детерминирующего снижение ферментативной активности GSTP1.
Кроме того, был проведен анализ времени до назначения терапии в подгруппах больных ХЛЛ с разным аллельным статусом генов GSTM1 (рис. 2). В отличие от гена GSTP1 не было установлено статистически значимых различий по указанному времени в зависимости от аллельного состояния гена GSTM1: медиана времени до начала терапии для генотипов GSTM1-00 и GSTM1-X+ составила соответственно 16,5 и 23 мес. (p = 0,44).
Аналогичное отсутствие зависимости времени до начала терапии от аллельного статуса наблюдалось и в случае гена GSTT1 (рис. 3): медиана указанного времени у пациентов с генотипом GSTT1-00 была равна 31 мес., а с генотипом GSTT1-X+----19 мес. (p = 0,90).
190
Клиническая онкогематология
www .medprint.ru
ч о s ■ э ^
ff> ■
-1 со
CD ff> X CD
О
О
Ю О о
^ 2
ч о s ■
Э со
0> ■
-1 со
CD ff> I CD
О
СО
Сл _ -н 2 -н 2
4 е»
5 ■
Э м
о> ■
-1 со
ф Ф I CD
0>
О
СО
Сл _
-н о
§3
3 -I.
о> ■
■н со
Ф ji)
£ і
р §
й S
4 о ТЗ о
Выживаемость от момента установления диагноза до начала терапии
Выживаемость от момента установления диагноза до начала терапии
ГО IS) фа- О) СО О
о о о о о о о
Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков при ХЛЛ
В.А. Овсепян и др.
Мы также изучили возможную связь полиморфизма гена CYP1A1 со временем до назначения противоопухолевой терапии (рис. 4). Как и в случае генов GSTM1 и GSTT1, время до начала терапии также не зависело от полиморфизма гена CYP1A1: медиана указанного времени для генотипов CYP1A1-462IleIle и CYP1A1-462IleVal оказалась равной 23,5 и 19 мес. соответственно (р > 0,05).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Суммируя приведенные выше данные, можно заключить, что полиморфизм гена биотрансформации ксенобиотиков GSTP1 служит возможным фактором, детерминирующим особенности течения ХЛЛ. При этом носительство генотипа GSTP1-105IleIle ассоциировано с низким темпом прогрессирования патологического процесса с момента постановки диагноза. Наличие же у пациента хотя бы одного «мутантного» 105Val аллеля гена GSTP1, напротив, связано с более агрессивным течением ХЛЛ. В то же время полиморфизм генов GSTM1, GSTT1 и CYP1A1, скорее всего, не влияет на характер клинического течения заболевания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Miller BA, Ries LA.G., Hankey B.F. et al. Cancer Statistics Review 1973-90. National Cancer Institute: NIH Pub 1993; 93: 2789-99.
2. Волкова М.А. Хронический лимфолейкоз. В кн.: Клиническая онкогематология. Руководство для врачей. Под ред. М.А. Волковой, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 2007; 771-812.
3. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены «предрасположенности»: введение в предикативную медицину. СПб.: Интермедика, 2000.
4. Колчанов Н.А., Ананько Е.А., Колпаков Ф.А. и др. Генные сети. Молек. биол. 2000; 34(4): 533-44.
5. Malik K., Brown K.W. Epigenetic gene deregulation in cancer. Br. J. Cancer 2000; 83(12): 1583-8.
6. Hunter K.W., Crawford N.P. Germ line polymorphism in metastatic progression. Cancer Res. 2006; 66(3): 1251-4.
7. Tomatis L. (ed.) Cancer: causes, occurrence and control. Lyon: IARC, 1990.
8. Кулинский В.И. Обезвреживание ксенобиотиков. Соросовский образовав журн. 1999; 1: 8-12.
9. Спицын В.А., Макаров С.В., Пай Г.В., Бычковская Л.С. Полиморфизм в генах ассоциирующихся с биотрансформацией ксенобиотиков. Вестн. ВОГиС. 2006; 10(1): 97-105.
10. Арчаков А.И. Микросмальное окисление. М.: Наука, 1975.
11. Ляхович В.В., Цырлов И.Б. Индукция ферментов метаболизма ксенобиотиков. Новосибирск: Наука, 1981.
12. Waxman D.J., Azaroff L. Phenobarbital induction of cytochrome P-450 gene expression. Biochem. J. 1992; 281: 577-92.
13. Nebert D.W. Role of genetics and drug metabolism in human cancer risk. Mutat. Res. 1991; 247: 267-81.
14. Smith CAD, Smith G., Wolf C.R. Genetic polymorphisms in xenobiotic metabolism. Eur. J. Cancer 1994; 30A: 1921-35.
15. Nebert D.W., Dalton T.P. The role of cytochrome P450 enzymes in endogenous signalling pathways and environmental carcinogenesis. Nat. Rev. 2006; 6: 947-60.
16. Georgiadis P., Topinka J., Vlachodimitropoulos D. et al. Interactions between CYP1A1 polymorphisms and exposure to environmental tobacco smoke in the modulation of lymphocyte bulky DNA adducts and chromosomal aberrations. Carcinogenesis 2005; 26(1): 93-101.
17. Cascorbi I., Brockmoller J., Roots I. C4887A polymorphism in exon 7 of human CYP1A1: population frequency, mutation linkages, and impact on lung cancer susceptibility. Cancer Res. 1996; 56: 4965-9.
18. Hayashi S., Watanabe J., Nakachi K. et al. Genetic linkage of lung cancer-associated MspI polymorphisms with amino acid replacement in the heme binding region of the human cytochrome P4501A1 gene. J. Biochem. 1991; 110: 407-11.
19. Daly A .K. Molecular basis of polymorphic drug metabolism. J. Mol. Med. 1995; 73(11): 539-53.
20. Wormhoudt L.W., Commander J.N., Vermeulen N.P. Genetic polymorphisms of human N-acetyltransferase, cytochrome P450, glutathione-S-trans-ferase, and epoxide hydrolase enzymes: relevance to xenobiotic metabolism and toxicity. Crit. Rev. Toxicol. 1999; 2: 59-124.
21. Hengstler J.G., Arand M., Herrero M.E., Oesch F. Polymorphisms of N-acetyltransferases, glutathione S-transferases, microsomal epoxide hydrolase, and sulfotransferases: influence on cancer susceptibility. Rec. Results Cancer Res. 1998; 154: 47.
22. Ketterer B. The protective role of glutathione transferases in mutagenesis and carcinogenesis. Mutat. Res. 1988; 202: 343.
23. Hayes J.D., Pulford D.L. The glutathione S-transferase supergene family: regulation of GST and the contribution of the isoenzymes to cancer chemopro-tection and drug resistance. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1995; 30: 445-600.
24. Rebbeck T.R. Molecular epidemiology of the human glutathione S-transferase genotypes GSTM1 and GSTT1 in cancer susceptibility. Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. 1997; 6: 733-43.
25. Balendiran G.K., Dabur R., Fraser D. The role of glutathione in cancer. Cell Biochem. Funct. 2004; 22: 343-52.
26. Whitbreada A.K., Tetlowa N., Eyreb H.J. et al. Characterization of the human Omega class glutathione transferase genes and associated polymorphisms. Pharmacogenetics 2003; 13: 131-44.
27. Mannervik B., Danielson U.H. Glutathione transferases—structure and catalytic activity. CRC Crit. Rev. Biochem. 1988; 23: 283-337.
28. BoardP.G., Webb G.C., Coggan M. Isolation of cDNA clone and localization of the human glutathione S-transferase 3 on chromosome bands 11q13 and 12q13-14. Ann. Hum. Genet. 1989; 53: 205-13.
29. Zimniak P., Nanduri B., Pikula S. et al. Naturally occurring human glutathione S-transferase GSTP1-1 isoforms with leucine and valine in position 105 differ in enzymatic properties. Eur. J. Biochem. 1994; 224: 893-9.
30. Ali-Osman F., Akande O., Antoun G. et al. Molecular cloning, characterisation and expression in Escherichia coli of full-length cDNAs of three human glutathione S-transferase variants. Evidence for differential catalytic activity of the encoded proteins. J. Biol. Chem. 1997; 272: 10004-12.
31. Sarmanova J., Benesov K., Gut I. et al. Genetic polymorphisms of biotransformation enzymes in patients with Hodgkin’s and non-Hodgkin’s lymphomas. Hum. Mol. Genet. 2001; 10: 1265-73.
32. Takanashi M., Morimoto A, Yagi T. et al. Impact of glutathione-S-transferase gene deletion on early relapse in childhood B-precursor acute lymphoblastic leukemia. Haematologica 2003; 88: 1238-44.
33. Davies S.M., Bhatia S., Ross JA. et al. Glutathione-S-transferase genotypes, genetic susceptibility and outcome of therapy in childhood acute lymphoblastic leukemia. Blood 2002; 100: 67-71.
34. Suneetha K.J., Nancy K.N., Rajalekshmy K.R. et al. Role of GSTM1 (present/null) and GSTP1 (Ile105Val) polymorphisms in susceptibility to acute lymphoblastic leukemia among the South Indian population. Asian Pac. J. Cancer. Prev. 2008; 9: 723-36.
35. Rollinson S., Roddam P., Kane E. et al. Polymorphic variation within the glutathione-S-transferase genes and risk of adult acute leukaemia. Blood 2000; 21: 43-7.
36. Davies S.M., Robison L.L., Buckley J.D. et al. Glutathione-S-transferase polymorphisms in children with myeloid leukemia: a children’s cancer group study cancer. Epidemiol. Biomark. Prevent. 2000; 9: 563-6.
37. Гра О.А., Глотов А.С., Кожекбаева Ж.М. и др. Опыт использования биочипов для анализа полиморфных вариантов гена CYP1A1 при лейкозах у детей. Мед. генет. 2006; 4(46): 34-9.
38. Krajinovic M., Labuda D., Mathonnet G. et al. Polymorphisms in genes encoding drugs and xenobiotic metabolizing enzymes, DNA repair enzymes, and response to treatment of childhood acute lymphoblastic leukemia. Clin. Cancer Res. 2002; 8: 802-10.
39. Naoe T., Takeyama K., Yokozawa T. et al. Analysis of genetic polymorphism in NQO1, GST-M1, GST-T1 and CYP3A4 in 469 Japanese patients with therapy-related leukemia/myelodysplastic syndrome and de novo acute myeloid leukemia. Clin. Cancer Res. 2000; 6: 4091-5.
40. Kerridge I., Lincz L., Scorgie F. et al. Association between xenobiotic gene polymorphisms and non-Hodgkin’s lymphoma risk. Br. J. Haematol. 2002; 118: 477-81.
41. Sarmanova J., Benesov K., Gut I. et al. Genetic polymorphisms of biotransformation enzymes in patients with Hodgkin’s and non-Hodgkin’s lymphomas. Hum. Mol. Genet. 2001; 10: 1265-73.
42. Бакиров Б.А., Гринчук О.В., Якупова Э.В. Молекулярно-генетический анализ полиморфизма генов интерлейкина-6, факторов некроза опухолей а и р и глутатион^-трансферазы M1 у больных хроническим лимфолейкозом. Гематол. и трансфузиол. 2005; 50(1): 18-22.
43. Tsqabouri S., Georgiou I., Katsaraki A. et al. Gluthatione sulfur transferase M1 and T1 genotypes in chronic lymphoblastic leukemia. Hematol. J. 2004; 4: 500-4.
44. Gra O.A., Glotov A.S., Nikitin E.A. et al. Polymorphisms in xenobiotic-metabolizing genes and the risk of chronic lymphocytic leukemia and non-Hodgkin’s lymphoma in adult Russian patients. Am. J. Hematol. 2008; 83: 279-87.
45. Yuille M., Condie A, Hudson Ch. et al. Relationship between glutathione S-transferase M1, T1, and P1 polymorphisms and chronic lymphocytic leukemia. Blood 2002; 99(11): 4216-8.
46. Овсепян В.А., Росин В.А., Загоскина Т.П. Анализ полиморфизма генов CYP1A1, GSTM1, GSTT1 and GSTP1 при B-клеточном хроническом лимфолейкозе. Мед. генет. 2010; 4: 25-9.
192
Клиническая онкогематология
