Ассоциации полиморфных вариантов генов биотрансформации ксенобиотиков с уровнем хромосомных аберраций у жителей кемеровской области больных немелкоклеточным раком легкого

Эпидемиологические исследования свидетельствуют о повсеместном росте заболеваемости и смертности от злокачественных опухолей легкого, изучение предрасположенности, к формированию которых стало в последние годы предметом широкомасштабных исследований во всем мире. Полногеномный анализ ассоциаций (GWAS) уже позволил выявить достаточно большое количество маркеров, ассоциированных с формированием РЛ [Weissfeld et al., 2015], что имеют большое значение в практической онкологии. Многих же ученых привлекает внимание изучение особенностей нетрансформированных клеток онкологических больных, так как это является важным для оценки индивидуальных рисков рака. Так цитогенетические исследования лимфоцитов периферической крови онкологических больных устанавливают превышение хромосомных аберраций (ХА) у пациентов с онкозаболеваниями [Rossner et al., 2005; Norpa et al., 2006, Boffetta et al., 2007, Vodicka et al., 2010, Полещук, 1995, Закурдаева, 2010, Исламов, 2015]. Гетерогенность при формировании ХА, позволяет судить об индивидуальной чувствительности к действию генотоксикантов. В литературе есть сведения о возможности использования генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков (БК) [Засухина, 2005;

Ахмадишина и др., 2007; Григорьева, 2007; Фрейдин, Гончарова, 2007; Shi et al., 2008; Economopoulos et al., 2010], в качестве маркеров риска цитогенетических нарушений. Высокая концентрация предприятий угледобывающего и перерабатывающего комплекса на территории Кемеровской области, обусловливают наличия большого количества химических канцерогенов. Как следствие, в данном регионе высок уровень онкологической заболеваемости, а РЛ стабильно занимает лидирующие позиции [Доклад главного врача ГБУЗ КО ОКОД к. м.н. С. А. Коломиеца, 2016], среди которого превалирует немелкоклеточная форма.

Цель исследования. Анализ ассоциаций полиморфных вариантов генов ферментов БК: CYP1A1(3801T>C) rs4646903, CYP1A2(–163C>A) rs762551, GSTM1 (del), GSTТ 1 (del), GSTP1(313A>G) rs1138272, GSTP1(341C>T) rs1695 и ХА у больных немелкоклеточным РЛ Кемеровской области.

Материалы и методы. Обследованы 396 жителей Кемеровской области русской национальности, в возрасте старше 40 лет. 174 человека – это больные немелкоклеточным РЛ поступившие на лечение в Кемеровский областной онкологический диспансер. До забора крови для цитогенетического исследования больные не получали химиотерапевтического или радиологического лечения и составили исследуемую группу. 222 человека – это доноры Кемеровского областного центра крови, которые к моменту сбора материала были здоровы, не имели хронических заболеваний, не принимали лекарственных препаратов, в течение 3-х месяцев до начала исследования не подвергались рентгенологическим обследованиям, и составили группу сравнения. Все обследованные доноры заполняли подробную анкету, а также подписывали форму информированного согласия на участие в исследовании.

Материалом для исследования послужила цельная периферическая кровь, забиравшаяся из локтевой вены в асептических условиях. Культивирование лимфоцитов крови для получения препаратов хромосом осуществляли по стандартному полумикрометоду [Hungerford, 1965]. Отбор метафаз, включаемых в анализ, и критерии для регистрации цитогенетических нарушений соответствовали общепринятым рекомендациям [Bucton, 1993]. Полиморфизм генов CYP1A1, CYP1A2, GSTM1, GSTT1, GSTP1 исследовали методом realtime PCR (ООО «СибДНК», г. Новосибирск).

Стaтистическaя обрaботкa мaтериaлa проводилaсь с исполь-зовaнием программы «StatSoft Statistica 8.0» и «SNPStats». Для цитогенетических показателей рассчитывали медианы (Me), размах (min-maх), средние значения (М), их стандартные ошибки (m), выборочное стандартное отклонение (STD). Распределение всех использованных показателей сравнивалось с нормальным методом Колмогорова-Смирнова. По результатам анализа установлено, что распределение значений частоты ХА отличалось от нормального. На основании этого в дальнейшем для сравнения групп использовали ранговый U-тест Манна-Уитни.

Срaвнение чaстот генотипов проводили с помощью четырехпольной тaблицы сопряженности с попрaвкой Йетсa нa непрерывность вaриaции (х2). Нулевую гипотезу отвергaли при p (достигнутый уровень значимости) ≤0,05. Использовали также поправку на множественность сравнений (поправка Бонферрони (Bonferroni)). Силу ассоциации анализируемых признаков определяли с помощью величины отношение шансов (ORadj), которую высчитывали по модифицированной формуле для малых выборок с коррекцией на пол, возраст, индекс курения. Для ORadj рассчитывали доверительный интервал (CI) при 95% уровне значимости.

Результаты. В результате проведенного исследования установлено, что средняя частота ХА у больных РЛ 2,95±1,85%,

РАК ЛЕГКОГО

что значимо выше, чем у группы сравнения – 1,73 ± 1,50% (р = 0,000001), как по уровню аберраций хроматидного типа (2,20±1,48% против 1,34±1,26%; р= 0,000001), так и по уровню аберраций хромосомного типа (0,76±1,15% против 0,40±0,65%; р= 0,001925). Исследование полиморфных вариантов генов ферментов БК не выявило статистически значимых различий по распределению генотипов между группами. Анализ распределения частот генотипов показал соответствие равновесию Харди-Вайнберга всех изученных локусов. Далее была изучена взаимосвязь уровня ХА с полиморфными вариантами генов CYP1A1(3801T>C), CYP1A2(–163C>A), GSTM1 (del), GSTТ 1 (del), GSTP1(313A>G), GSTP1(341C>T).

В группе здоровых доноров никаких ассоциаций между изученными генотипами и ХА выявлено не было. В группе больных РЛ установлен повышенный уровень ХА был у больных немелкоклеточным РЛ, имеющих делеционный генотип гена GSTM1. Аналогичная ситуация сохранялась и для аберраций хроматидного типа (2,59 ± 1,54% против 2,84 ± 1,77% для генотипа без делеции, р= 0,004182). Положительные ассоциации сохраняются после введения поправок на конфаундеры (пол, возраст, курение): между ХА и GSTM1 (del) (ORadj=1,24; 95% CI= 1,09–1,40; padj= 0,005944), и между аберрациями хроматидного типа и GSTM1 (del) (ORadj= 1,25; 95% CI= 1,07–1,42; padj= 0,014699).

Заключение. Продукт гена GSTM1 – фермент второй фазы БК, осуществляющий детоксикацию мутагенных промежуточных метаболитов, образующихся в организме, под действием ферментов первой фазы БК. В литературе имеются большое количество работ об ассоцииации GSTM1(del) с раком легкого [Sharma N. et al., 2015, Yang H. et al., 2015, Chen X. P. et al., 2014, Jiang X. Y. et al., 2014]. Кроме того, имеются также данные о повышенном уровне ХА среди больных РЛ жителей Чехии [Vodicka et al., 2010], Словацкой республики [Vodenkova et al., 2015].

Полученный нами повышенный уровень ХА у больных немелкоклеточным РЛ носителей GSTM1(del) может свидетельствовать о возможном накопление генотоксикантов в организме данных индивидуумов. Дальнейшее изучение особенностей хромосомного мутагенеза у больных РЛ сделает возможным выделение групп повышенного риска в соответствие с генетическими особенностями индивидуума для организации профилактических мероприятий немелкоклеточного РЛ.