Генетическая предрасположенность и резистентность к профессиональным заболеваниям органов дыхания у работников угледобывающих предприятий Кузбасса: антракосиликоз

Угольная отрасль до настоящего времени остается одной из важнейших в промышленности России, а Кузбасс является ведущим угольным районом страны. В структуре профессиональной заболеваемости работников угледобывающей промышленности болезни органов дыхания занимают одно из первых мест. Наряду с таким способом снижения профессиональной заболеваемости, как исключение неблагоприятного производственного фактора, важное место занимает разработка методов ранней диагностики профессиональных заболеваний, основанная на изучении наследственной предрасположенности к профессиональным болезням. Анализ ассоциаций генетических маркеров с заболеваниями позволяет выявить среди населения группы лиц повышенного риска к отдельным заболеваниям, а это дает возможность разработки мер своевременной профилактики [1]. Это направление является приоритетным в современной медицине труда [4].

Цель работы: изучить связь биохимического и молекулярно-генетического полиморфизма с предрасположенностью к антракосили-козу – профессиональному заболеванию органов дыхания у работников угледобывающих шахт Кузбасса

Материалы и методы. Обследование проводилось в клинике НИИ КПГПЗ СО РАМН, г.Новокузнецк. В ходе работы было обследовано

Захаренков Василий Васильевич, академик РАЕН, доктор медицинских наук, директор

307 работников угледобывающих предприятий Кузбасса, больных антракосиликозом (АС), и 69 человек – контрольная группа здоровых лиц, работающих в тех же санитарно-гигиенических условиях, но не имеющих профессиональной патологии. Все обследованные лица по национальной принадлежности – русские, возраст – 20-59 лет. Материалом для исследования служили образцы венозной крови и результаты клинических исследований. Сывороточные маркеры – гаптоглобин HP (аллели Нр¹ и Нр² ) и группоспецифический компонент GC (аллели Gc¹ и Gc² ) определяли методом электрофореза в полиакриламидном геле, эритроцитарные изоферменты – флуоресцентная эстераза EsD (аллели EsD¹ и EsD² ), кислая фосфатаза ACP (аллели AcPa, AcPb, AcPc) – определялись электрофорезом в крахмальном геле [8].

Изучался полиморфизм ДНК. Ген GSTT1 (ЕС 2.5.1.18, хромосомная локализация – 22q11.23) кодирует глутатион-S-трансферазу класса θ, которая локализована в эритроцитах и связана со II фазой биотрансформации ксенобиотиков. Ген GSTM1 (ЕС 2.5.1.18, хромосомная локализация – 1р13.3), кодирует глутатион-S-транс-феразу класса μ, которая локализована в цитоплазме и метаболизирует ксенобиотики совместно с цитохромами Р450 [12]. Из сопутствующих мультифакторных заболеваний в ряде случаев встречались артериальная гипертония, поэтому мы изучили полиморфизм 4-го интрона (аллели А/В) гена NOS3 (7q35-q6), который кодирует эн-дотелийную синтазу оксида азота. Выделение ДНК проводилось фенол-хлороформным методом [6]. Генотипирование для генов GSTT1, GSTM1 и NOS3 проводили с помощью мультиплексной полимеразной цепной реакции [9, 14].

Для кодоминантных генетических систем оценивали соответствие наблюдаемого распределения генотипов ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга [2]. Статистическую значимость различий в распределении полиморфных вариантов между группами здоровых и больных лиц оценивали по критерию χ2 с поправкой Йетса на непрерывность. Об ассоциации разных генотипов с заболеванием судили по величине OR-отношению шансов [13] при уровне значимости р≤0,05. Вычисления проводили с помощью пакета программ «STATISTICA 6.0», а также по оригинальным программам. В данной работе мы оценивали частоты генотипов и фенотипов в двух возрастных группах больных лиц: 20-49 лет и 50-59 лет.

Результаты и обсуждение.

Биохимические полиморфные системы. Анализ литературных данных указывает на неодинаковую функциональную активность продуктов разных аллелей ряда генов. Для гаптоглобина это неодинаковое сродство разных генотипов к Hb , функции антител продуктов НР 2-2 и НР 2-1 против некоторых патогенных микроорганизмов, их большая физиологическая устойчивость по сравнению с НР 1-1 [8]. Показана роль НР как белка «острой фазы» при воспалительных заболеваниях. Для флуоресцентной эстеразы EsD обнаружено, что функциональная активность гена EsD1 на 60% выше, чем EsD2 [10]. Изучение группоспецифического компонента – основного переносчика витамина D₃ – показало, что полиморфизм GC может быть одним из факторов риска хронических обструктивных заболеваний лёгких [11].

Распределение генотипов НР, GC, EsD, ACP у больных и у здоровых лиц в большинстве случаев соответствовало правилу Харди-Вайнберга и было сходно с распределением генотипов и генов, изученных у русскоязычного населения Сибири [3]. Статистически значимые различия лицами по значениям χ2 и OR между больными АС и здоровыми лицами обнаружены для локусов GC, EsD и ACP. Генотипами риска являются GC 2-2, EsD 1-2, ACP bb, и, возможно, генотип НР 1-1 (OR=2,02; р=0,061). Протектив-ным действием обладают генотипы GC 1-1, EsD 1-1, АCР aa, ACP bc, и, возможно, НР 2-2 (OR=0,57; р=0,056). В большинстве случаев у больных старшей возрастной группы (50-59 лет) частота генотипов риска снижена по сравнению с лицами возраста 20-49 лет, что может указывать на довольно позднюю по возрасту элиминацию обладателей этих генотипов вследствие выбывания их с производства по состоянию здоровья. Вероятно, наличие этих генотипов способствует более тяжёлому течению болезни. С другой стороны, частота протективных генотипов в старшей возрастной группе выше, чем у работников 20-49 лет. Возможно, это связано как с более успешной адаптацией их обладателей к неблагоприятным факторам подземной добычи угля, так и с выбыванием генотипов риска из этой группы работников.

По системе АCР также наблюдалось соответствие наблюдаемого и ожидаемого распределения генотипов как в основной, так и в контрольной группах. Но к генотипам риска относятся генотип АCР bb – самый распространенный среди остальных генотипов. Его частота (0,402) достоверно выше, чем в контроле (0,1739). С другой стороны, с возрастом у больных лиц его частота увеличивается с 0,233 до 0,4431. Возможно, наличие этого генотипа обуславливает лишь повышенный риск заболевания АС.

Молекулярно-генетический полиморфизм. Частота нуль-аллелей глутатионтрансфераз GSTT1 и GSTM1 , генотипов VNTR гена NOS3 в основном соответствовали уже опубликованным данным по России [5, 7]. «Нуль-аллель» гена GSTT1 в гомозиготном состоянии обуславливает отсутствие активности его продукта. Частота «нуль-аллеля» у европеоидов достигает 38%. Полиморфизм GSTT1 может приводить к индивидуальным различиям в скорости метаболизма некоторых ксенобиотиков [12]. Отсутствие активности GSTM1 может быть фактором риска раковых заболеваний, например, рака лёгких [15], атопической бронхиальной астмы [5].

Ни по одному из указанных полиморфизмов не было обнаружено статистически достоверных различий по частотам гено - и фенотипов между больными антракосиликозом и здоровыми лицами. Возможно, это связано с большим количеством генов, участвующих в процессах детоксикации, с перекрывающейся субстратной специфичностью. Определённое значение играет и тяжесть заболевания: обследованные нами лица относятся к работающему населению. Не было также обнаружено связи полиморфизма VNTR с наличием гипертонии ни у больных антракосили-козом, ни по сравнению с контрольной группой.

Выводы: проведенное исследование показало, что в развитии профессионального антра-косиликоза у шахтёров-угольщиков определённую роль играют эндогенные факторы, в частности, особенности генетического статуса. Это было показано для 3 биохимических полиморфных систем из 4 изученных. Эндогенными факторами риска развития антракосиликоза у шахтёров-угольщиков юга Кузбасса является наличие маркёров HP 1-1, GC 2-2, EsD 1-2, ACP bb. Эндогенными факторами резистентности к развитию ан-тракосиликоза является наличие маркеров HP 22, GC 1-1. Es D 1-1, ACP aa, ACP bc. Вероятно, есть смысл изучать сочетания генотипов риска профессиональных заболеваний. Этот анализ будет проведён в дальнейшем. При условии интегрирования экзогенных и эндогенных факторов риска профессионального заболевания возможно создание системы оценки риска, которая будет максимально приближена к реальным условиям производства и обладать прогностической ценностью. Необходимы дальнейшие исследова-  8.

ния в этом чрезвычайно перспективном направлении, с использованием современных молекулярно-генетических технологий и анализа физиолого-биохимических показателей у здоровых и больных лиц.