CC BY
7и уже имеющих профзаболевание. 2. Одной из основных проблем медицинского обслуживания работников вредных производств, по-прежнему, остается недостаточная подготовка специалистов, участвующих в проведении предварительных и периодических медицинских осмотров. 3. Данные, полученные после проведенного обследования, зачастую являются невостребованными, так как отсутствует этапность в оказании медицинской помощи больным с профзаболеваниями. Все это свидетельствует о необходимости создания новых адекватных механизмов обеспечения медико-санитарной помощью работников вредных производств как в рабочей среде, так и в период между профосмотрами, что, в свою очередь, будет способствовать предупреждению, а также снижению профессиональной и профессионально обусловленной заболеваемости. Предлагаемые меры по совершенствованию медицинского обслуживания работников вредных производств
предусматривают взаимодействие медицинского учреждения, участвующего в проведении предварительных и периодических медицинских осмотров с территориальными лечебно-профилактическими учреждениями (имеющими лицензию на проведение предварительных и периодических медицинских осмотров), посредством введения в штат этих учреждений должности врача-профпатолога, в функции которого будет входить постоянное диспансерное наблюдение за состоянием здоровья трудящихся, а в случае необходимости — направление в Областной центр профпатологии. Данная организационная модель представляет собой систему взаимосвязанных структурных элементов, которая по сравнению со старой моделью, функционирующей по принципу цеховой участковости, является также эффективным механизмом сбережения трудовых ресурсов, но более выгодным с экономической стороны.
Поступила 14.10.08
УДК 613.633:616.24^578.2
С.А. Песков, Е.Л. Потеряева, А.Б. Масленников, Е.А. Цикаленко, Л.А. Андриенко,
Е.Л. Смирнова, А.Я. Поляков
ЗНАЧИМОСТЬ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА РАЗВИТИЯ ВИСЦЕРОПАТИЙ У РАБОЧИХ
ПЫЛЕОПАСНЫХ ПРОФЕССИЙ
ГОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава; ФГУН Новосибирский научно-исследовательский институт гигиены Роспотребнадзора; ГУЗ Государственный Новосибирский областной клинический диагностический центр, г. Новосибирск
Приведены результаты оценки анализа молекулярно-генетических маркеров для оценки индивидуального риска и прогнозирования развития висцеропатий у рабочих в условиях воздействия высоких концентраций промышленных пылевых аэрозолей.
Ключевые слова: пылевой фактор, молекулярно-генетические маркеры, профессиональная хроническая пылевая патология легких и висцеропатии, индивидуальный риск заболеваний.
S.A. Peskov, E.L. Poteriaeva, A.B. Maslennikov, E.A. Tsikalenko, L.A. Andrienko, E.L. Smirnova, A.Ya. Poliakov. Importance of molecular genetic markers for evaluating individual risk of visceropathies in workers exposed to dust. The authors present results of evaluating molecular genetic markers to estimate individual risk and forecast visceropathies development in workers exposed to high concentrations of industrial dust aerosols.
Key words: dust factor, molecular genetic markers, occupational chronic dust diseases of lungs and visceropathies, individual risk of diseases.
Распространенность профессиональной хронической пылевой патологии легких (ХППЛ) и сочетание ее с заболеваниями сердечно-сосудистой
системы, почек, желудочно-кишечного тракта, дегенеративно-дистрофическими поражениями опорно-двигательного аппарата, нейромышечной
системы и других требуют разработки методов оценки индивидуального риска развития профессионально обусловленных заболеваний и вис-церопатий (ПОЗ и ПОВ) у рабочих пылеопас-ных профессий [4, 9, 12]. В основе важнейших механизмов, определяющих индивидуальную чувствительность организма к пылевому производственному фактору (ППА), лежат особенности протективно-адаптационных механизмов
[4].
Арсенал лабораторной диагностики существенно обогатился новыми технологиями и методами исследований, расширились диагностические и прогностические возможности лабораторий лечебно-профилактических учреждений вплоть до исследований на молекулярном уровне. Молекулярно-генетические технологии обладают высокой значимостью для прогноза риска развития ряда заболеваний (в том числе и профессиональных и производственно обусловленных) и патологических состояний. На практике это может быть достигнуто путем тестирования генов, получивших название генов «предрасположенности», тем более что клиническая ценность данного вида диагностики подтверждена на практике [1, 4, 6—8].
Накоплена информация об аллельных вариантах генов, носители которых имеют повышенную или наоборот сниженную устойчивость к воздействию какого-либо конкретного вида профессионального воздействия, скорости развития процесса или носители которых обладают особенностями метаболизма ксенобиотиков, что позволяет предсказать возможный вариант развития профессиональных и прфессионально обусловленных заболеваний, обосновать критерии индивидуального риска развития ПОВ [2, 4, 14].
Целью работы являлось на примере изучения распределения аллельных вариантов генов MTHFR и F5 обоснование значимости использования молекулярно-генетических маркеров для оценки риска развития ПОВ у рабочих пылеопасных профессий и у больных ХППЛ и сопоставление полученных результатов с лабораторными (уровень гомоцистеина и гемокоагу-ляционные параметры в крови) и клиническими данными.
М а т е р и а л и м е т о д и к и. Исследования включали развернутую оценку гемостаза уровня гомоцистеина. Все пациенты на момент прохождения ПМО продолжали работать в условиях контакта с ППА. Во всех группах имелось превышение ПДК пыли на рабочих местах от 4 до 40 раз. Средний возраст обсле-
дованных составил 49,04 ± 4,55 года. Среди рабочих 114 человек не имели ХППЛ (1-я группа), а у 87 человек по стандартным критериям был установлен диагноз ХППЛ (2-я группа). Кроме того, обследовано 50 здоровых доноров (контрольная группа). Диагностика общесоматической патологии проводилась по критериям ВОЗ и МКБ-10.
Молекулярно-генетическими методами [10, 14] у пациентов проводилось типирование аллелей генов-кандидатов (MTHFR, F5). При этом обследован 201 контактный рабочий, давший при прохождении ПМО добровольное согласие на обследование.
Статистическая обработка результатов исследования проведена с использованием пакета программ Microsoft Excel и Statistica 6,0 по общепринятым методикам [3, 5]. Для всех статистических тестов в качестве критерия статистической достоверности рассматривался уровень значимости более 95 %.
Р е з у л ь т а т ы и с с л е д о в а н и я и и х о б с у ж д е н и е. Основная цель работы — оценка профессионального риска развития висцеропатий у рабочих пылеопасных профессий и у больных ХППЛ, которая с позиций доказательной и геномной медицины не может быть достигнута сегодня без тестирования генов «предрасположенности». При этом генетические варианты, существующие в популяции с частотой более 1 %, могут участвовать в развитии распространенных заболеваний человека и вносить значимый вклад в индивидуальную чувствительность к воздействию ППА.
В результате проведенного тестирования гена MTHFR у обследованных типированы аллели 677С и 677Т, а также все три возможных генотипа, частоты которых, уровень наблюдаемой гетерозиготности и информационное содержание (PIC) приведены в табл. 1. Показано достоверное преобладание аллеля 677Т и генотипа 677Т/677Т в группе больных ХППЛ профессиональной этиологии и, прежде всего, среди пациентов с ранним формированием специфичного симтомокомплекса (табл. 2). Среди 201 обследованного молекулярно-генетическими методами работника ПОВ были выявлены у 182 человек (90,55 %), которые затрагивали практически все основные органы и системы и, как правило, носили сочетанный характер.
Учитывая, что замена нуклеотида цитозина (C) в позиции 677 на тимидин (T) приводит к снижению активности фермента MTHFR и нарушению реметилирования гомоцистеина в метионин с возможным развитием выраженной
Т а б л и ц а 1
Характеристика частотного распределения генотипов и аллелей гена MTHFR в обследованных группах
Группа рабочих пылеопасных профессий, n = 114 Группа пациентов с ХППЛ профессиональной этиологии, п = 87 X2 (d.f. = 1) p
Генотип Абс. Частота Абс. Частота
677С/677С 42 0,368 9 0,103 18,321 < 0,001
677С/677Т 57 0,5 50 0,575 1,115 > 0,05
677Т/677Т 15 0,132 28 0,322 10,581 < 0,01
Аллель
677С 141 0,618 68 0,391 20,373 < 0,001
677Т 87 0,382 106 0,609
H 0,500 0,575
PIC 0,360 0,363
Т а б л и ц а 2
Особенности частотного распределения генотипов и аллелей гена MTHFR в группах больных с различным стажем пылевой экспозиции до развития ХППЛ профессиональной этиологии
Группа контактных рабочих Группа пациентов с ХППЛ профессиональной этиологии (общая и с разбивкой по стажу ПВ до развития ХППЛ)
Анализируемая группа n = 114 Все больные, n = 87 Стаж менее 13 лет, п = 46 Стаж 13 лет и более*, п = 41
Стаж ПВ до развития ХППЛ 15,67 ± 7,51 12,7 ± 2,86 10 ± 1,13 15,73 ± 2,2 < 0,001
Генотип Абс. Частота Абс. Частота Абс. Частота Абс. Частота %2** d. f. = 1 p
677С/677С 42 0,368 9 0,103 0 0 9 0,220 11,291 < 0,001
677С/677Т 57 0,5 50 0,575 19 0,413 31 0,756 10,434 < 0,01
677Т/677Т 15 0,132 28 0,322 27 0,587 1 0,024 31,491 < 0,001
Аллель
677С 141 0,618 68 0,391 19 0,206 49 0,597 27,855 < 0,001
677Т 87 0,382 106 0,609 73 0,794 33 0,403
Н 0,500 0,575 0,413 0,756 11,142 < 0,001
* Стаж пылевого воздействия, при котором ПЗ не развилось до настоящего момента; ** уровень значимости отличий по точному тесту Фишера или критерию %2 с поправкой Иетса на непрерывность (в зависимости от численности
групп) при сравнении подгрупп со стажем до 13 лет и 13 лет и более.
или умеренной гипергомоцистеинемии [12] в сравниваемых группах, был проведен корреляционный анализ структурно-частотных характеристик висцеропатий и уровня гомоцистеина плазмы крови с учетом особенностей генотипов MTHFR. При этом в обследованных группах работников, а также в группах больных с различным стажем пылевого воздействия (стаж ПВ) до манифестации ХППЛ профессиональной этиологии была установлена протективность
носительства аллеля 677С гена MTHFR по отношению к срокам формирования патологического фенотипа ПОВ, степени его выраженности и тяжести клинических проявлений. Особенно это значимо проявляется у носителей генотипа 677С/677С, у которых выявлена ассоциация с наиболее поздним сроком развития ПОВ от начала контакта с ППА (г = 0,136, p < 0,05), не характерно развитие полиорганных сочетанных ПОВ (г = -0,425, p < 0,001) и гипергомо-
цистеинемических состояний (г = -0,491, p < 0,001), имеется корреляция с меньшей степенью выраженности клинических проявлений (г = 0,445, p < 0,001) и меньшей скоростью про-грессирования ПОВ (г = 0,473, p < 0,001). Обратная картина ассоциативных связей между анализируемыми признаками была характерна для носителей аллеля 677Т.
Наиболее неблагоприятная ситуация в плане предрасположенности к развитию ПОВ выявлена у носителей генотипа 677Т/677Т гена MTHFR. Именно его наличие у работников пы-леопасных профессий ассоциировано с наиболее ранними сроками манифестации ПЗ (г = 0,221, p < 0,001), сочетанными поливисцеропатиями (г = 0,293, p < 0,001) с наиболее выраженными клиническими проявлениями (г = 0,289, p < 0,001) и скоростью прогрессирования патологического процесса (г = 0,326, p < 0,001), с наибольшими величинами уровня гомоцистеина плазмы крови (г = 0,405, p < 0,001). В отличие от носительства аллеля 677С и генотипа 677С/677С гена MTHFR носительство генотипа 677Т/677Т ассоциировано с предрасположенностью к поражению бронхолегочной (г = 0,299, p < 0,001), сердечно-сосудистой (г = 0,287, p < 0,001) и нейромышечной (г = 0,139, p < 0,05) систем. Величины всех полученных коэффициентов ассоциативных связей указывают на среднюю степень силы их выраженности.
В результате проведенного исследования в структуре гена F5 в обеих группах типиро-ваны аллели 169Ю и 1691А, а также два из трех возможных генотипов (169Ю/169Ю и
1691G/1691A), частоты которых, уровень наблюдаемой гетерозиготности и информационное содержание (PIC) приведены в табл. 3. Данная мутация (R506Q, F5-Leiden), связанная с заменой нуклеотида гуанина (G) в позиции 1691 на аденин (A) [13], приводит к резистентности активированного пятого фактора к активированному протеину С [11]. В различных этнических группах гетерозиготными носителями мутации R506Q является 2 — 7 % европеоидного населения [13]. Случаи же носительства генотипа 1691А/1691А в популяции встречаются крайне редко с чем, видимо, и связано его отсутствие в обследованных группах. Для групп рабочих пылеопасных профессий и больных ХППЛ профессиональной этиологии редким аллелем является 1691А, а редким генотипом -1691G/1691A, частота которых соответствует популяционным величинам (табл. 4). Тем не менее обращает на себя внимание факт селективного накопления мутации R506Q в подгруппе пациентов с ХППЛ с ранним формированием симптомокомплекса и началом ПЗ, что свидетельствует о наличии определенного вклада этой мутации в этиопатогенез данной группы патологии. Тем более что ряд авторов [8] установил высокую значимость вклада этой мутации в предрасположенность к развитию патологических состояний и висцеропатий при сочетании с другими генетическими факторами или факторами риска.
С целью выяснения патогенетических особенностей развития ПОВ у носителей аллельных вариантов исследованных генов проанализиро-
Т а б л и ц а 3
Характеристика частотного распределения генотипов и аллелей гена F5 в обследованных группах
Группа рабочих пылеопасных профессий, n = 114 Группа пациентов с ХППЛ профессиональной этиологии, n = 87 р *
Генотип Абс. Частота Абс. Частота
1691G/1691G 111 0,974 83 0,954
1691G/1691A 3 0,026 4 0,046 0,469
1691А/1691А 0 0 0 0
Аллель
1691G 225 0,987 170 0,977 0,472
1691А 3 0,013 4 0,023
H 0,026 0,046
PIC 0,025 0,044
* Уровень значимости отличий 9 по точному тесту Фишера или критерию X2 с поправкой Иетса на непрерывность (в зависимости от численности групп) при сравнении подгрупп со стажем до 13 лет и 13 лет и более.
Т а б л и ц а 4
Особенности частотного распределения генотипов и аллелей гена F5 в группах больных с различным стажем пылевой экспозиции до развития ПППЛ
Группа контактных рабочих Группа пациентов с ХППЛ профессиональной этиологии (общая и с разбивкой по стажу ПВ до развития ХППЛ)
Анализируемые группы n = 114 Все больные, n = 87 Стаж менее 13 лет*, п = 46 Стаж 13 лет и более, п = 41 р**
Стаж ПВ до развития ХППЛ 15,67 ± 7,51 12,7 ± 2,86 10 ± 1,13 15,73 ± 2,2 < 0,001
Генотип Абс. Частота Абс. Частота Абс. Частота Абс. Частота р**
169Ю/169Ю 111 0,974 83 0,954 42 0,913 41 1,00 0,119
1691С/1691А 3 0,026 4 0,046 4 0,087 0 0
1691А/1691А 0 0 0 0 0 0 0 0
Аллель
169Ю 225 0,987 170 0,977 88 0,956 82 1,00 0,123
1691А 3 0,013 4 0,023 4 0,044 0 0
Н 0,026 0,046 0,087 0
* Стаж пылевого воздействия, при котором ПЗ не развилось до настоящего момента; ** уровень значимости отличий p по точному тесту Фишера или критерию X2 с поправкой Иетса на непрерывность (в зависимости от численности групп) при сравнении подгрупп со стажем до 13 лет и 13 лет и более.
вано состояние системы гемостаза. Выявлена высокодостоверная разница по частоте наличия изменений свертывающей системы крови именно среди носителей мутации R506Q, нежели среди носителей нормального генотипа гена F5, и обнаружена высокодостоверная ассоциация мутации R506Q с нарушением системы гемостаза. Анализ возможных ассоциативных связей между носительством различных аллелей и генотипов F5, качественными и количественными признаками, характеризующими группы работников, затруднен в силу их низкой частоты в обследованных группах. Среди обследованных молекулярно-генетическими методами контактных рабочих у 72 человек (35,82 %) имело место изменение агрегатного состояния и гиперкоагуляция крови, имеющие существенное значение как этиопатогенетические факторы ПОВ, особенно с ранним формированием и тяжелыми клиническими формами. У всех 7 работников с мутацией R506Q гена F5 были выявлены выраженные изменения агрегатного состояния и гиперкоагуляция крови. При сравнении групп выявлена высокодостоверная разница ^ < 0,001) по частоте наличия изменений свертывающей системы именно среди носителей мутации R506Q, нежели среди носителей нормального генотипа F5, и обнаружена достоверная (г = 0,254, p < 0,001) ассоциация мутации R506Q с нарушением гемостаза.
В отношении гена MTHFR наиболее неблагоприятная ситуация в плане предрасположенности к нарушению агрегатного состояния и гиперкоагуляции крови у носителей генотипа
677Т/677Т MTHFR (Г = 0,319, p < 0,001). Тогда как носительство аллеля 677С проявляет значимую ассоциативную связь (г = 0,388, p < 0,001) с нормальными параметрами гемо-коагуляции и микроциркуляции. У 9 работников (4,48 %), имевших варикозную болезнь, было установлено носительство аллеля 677Т гена MTHFR (5 имели генотип 677С/677Т, а 4 — 677Т/677Т). При этом 4 из них (с наиболее тяжелыми клиническими проявлениями и наличием в анамнезе инфаркта миокарда) были еще и носителями мутации R506Q F5, что свидетельствует о синтропном потенцирующем вкладе этих генетических факторов в развитие и прогрессирование данного патологического фенотипа, когда при сочетанном генотипе риск развития ПОВ резко возрастает. Таким образом, не отрицая участия прочих универсальных механизмов пылевого повреждения, наиболее существенным фактором индивидуального риска развития ПОВ у контактных рабочих и у больных профессиональной ХППЛ является развитие в первую очередь полиорганного системного микроциркуляторного поражения на фоне нарушений сосудисто-тромбоцитарного гемостаза и снижения антиагрегантного потенциала.
Полученные результаты свидетельствуют о значимости использования изученных полиморфных генов в качестве молекулярно-генетических маркеров индивидуального профессионального риска развития висцеропатий у рабочих пыле-опасных профессий и у больных ХППЛ. Следует констатировать, что Генетический паспорт индивида имеет не только научное, но и важное прикладное значение для профотбора, а панель генетических маркеров, лежащих в его основе, должна обязательно включать генмаркеры, имеющие отношение к прогнозу возможного ответа организма на воздействие ППА. Использование молекулярно-генетических маркеров оценки индивидуального профессионального риска развития висцеропатий у рабочих пылеопасных профессий выявляет наметившуюся тенденцию к более раннему направлению рабочих на специализированное обследование, что можно рассматривать как предвестник возвращения профпатологии и медицины труда в целом к профилактической сущности своей работы.
В ы в о д ы. 1. Молекулярно-генетическими факторами индивидуального риска развития висцеропатий и маркерами, ассоциированными с наиболее высоким риском развития и про-грессирования профессионально обусловленных висцеропатий и/или профессиональной пылевой патологии легких, развития полиорганных поражений, выраженностью клинических проявлений у работников пылеопасных профессий являются: носительство генотипа 677Т/677Т гена MTHFR и мутации R506Q гена F5 либо аллеля 677Т гена MTHFR и мутации R506Q гена F5. 2. У рабочих пыле-опасных профессий с носительством генотипа 677Т/677Т гена MTHFR и мутации R506Q гена F5 либо аллеля 677Т гена MTHFR и мутации R506Q гена F5 определяющими факторами раннего развития висцеропатий
являются гемокоагуляционные нарушения, гипергомоцистеинемия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены «предрасположенности». Введение в предиктивную медицину. — С.-Пб.: Интермедика, 2000.
2. Горбатовский Я.А., Морозова О.А., Лотош Е.А., Лузина Ф.И. // Мед. труда. — 1996. — № 7. — С. 13—16.
3. Животовский Л.А. Популяционная биометрия / Л.А. Животовский. — М.: Наука, 1991.
4. Кузьмина Л.П. // Мед. труда. — 2003. — № 6. — С. 10—14.
5. Лакин Г.Ф. Биометрия. — М.: Высш. школа,
1973.
6. Макарова О.В. // Мед. труда. — 2004. — № 4. — С. 19—22.
7. Пузырев В.П., Степанов В.А. Патологическая анатомия генома человека. — Новосибирск: Наука,
1997.
8. Сироткина О.В. // Тромбы, кровоточивость и болезни сосудов. — 2003. — № 2. — С. 89—91.
9. Станкевич Н.Г., Горбатовский Я.А., Филимонов С.Н. и др. // Мед. труда. — 2002. — № 10. — С. 30—34.
10. Херрингтон С., Макги Д. Молекулярная клиническая диагностика: методы. — М.: Мир, 1999.
11. Bertina R. // Nature. — 1994. — Vol. 369. — P. 64—67.
12. Frosst P. // Nat. Genet. — 1995. — Vol. 10. — Р. 111—113.
13. McKusick V. On-Line Manual for Mendelian Inheritance in Man (MIM). — Baltimore, 2006.
14. Sambrock J., Russell D.W. Molecular Cloning: A laboratory Manual. 3rd Ed. — N.-Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 2001.
Поступила 14.10.08
