Хромосомные аберрации и полиморфизм генов эксцизионной репарации у работников СХК с онкологическими заболеваниями

ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет Росздрава», г. Томск1 ФГУП «Северский биофизический научный центр» Федерального медико-биологического агентства России, г. Северск2

Актуальность. Известно, что ионизирующее излучение (ИИ) является мощным канцерогенным фактором, и предполагается, что работники предприятий атомной промышленности, подвергающиеся действию ИИ в процессе профессиональной деятельности, представляют группу высокого риска развития рака. Поэтому для них необходим усиленный медицинский контроль для раннего обнаружения предраковых состояний, и разработка панелей для генетического тестирования и предсказания риска возникновения злокачественных новообразований (ЗНО) является актуальной задачей. Одним из основных подходов к решению подобных задач является метод геномных ассоциаций, основанный на поиске генов-кандидатов, полиморфные варианты которых ассоциированы с риском заболевания. Кроме полиморфных вариантов генов-кандидатов, в возникновении ЗНО (особенно под действием ИИ) играют роль мутационные изменения отдельных генов (протоонкогены, гены-супрессоры), эпигенетические (гипер- и гипометилирование) и хромосомные аберрации.

Цель исследования. Изучить взаимосвязь риска возникновения ЗНО у работников СХК с полиморфизмом одной из группы генов индивидуальной радиочувствительности человека (ИРЧ) – генов эксцизионной репарации. В качестве маркера мутагенного воздействия ИИ использовали анализ цитогенетических аномалий в лимфоцитах периферической крови здоровых и больных ЗНО работников СХК.

Материал и методы. Исследовано 155 работников СХК, больных различными формами ЗНО и 148 здоровых лиц. Медиана кумулятивной дозы γ-облучения в группе здоровых составила 74,0 мЗв, размах – 0,11–1631,07 мЗв, средний возраст (M ± SD) 51,64 ± 8,64 года. В группе больных ЗНО медиана кумулятивной дозы составила 71,30, размах 2,28 – 1605,10 мЗв, средний возраст 66,00 ± 8,74 года. Для всех обследованных индивидов проведено типирование по полиморфизму четырех генов ферментов репарации: генов XRCC1 (Arg280His, Arg399Gln), hOGG (Ser326Cys), XPD (Lys751Gln) и XPG (Asp1104His). Генотипирование проводили с помощью рестрикционного анализа продуктов полимеразной цепной реакции. Для этого использовали ДНК банка биологического материала и ДНК СБН Центра. Для всех обследованных лиц проведен стандартный цитогенетический анализ лимфоцитов периферической крови. У каждого индивида было обследовано не менее 300 метафаз. При анализе регистрировали все аберрации хроматидного и хромосомного типов. Маркёрами радиационного воздействия считали хромосомные аберрации (ХА) обменного типа – дицентрические и кольцевые хромосомы. Все цитогенетические показатели пересчитывали на 100 клеток.

Для оценки связи генотипов по исследованным генам с ЗНО использовали расчёт отношения шансов с 95 % доверительным интервалом (ДИ). Проверку статистической значимости ассоциации проводили с помощью критерия χ2 Пирсона с поправкой Йетса на непрерывность. Статистическую значимость различий по цитогенетическим показателям между выборками оценивали с помощью критерия Стьюдента.

Результаты. Исследованные когорты протестировали на равновесие Харди–Вайнберга (РХВ). В группе работников СХК с ЗНО установлено РХВ по всем полиморфизмам изученных генов (p>0,05). В группе здоровых работников СХК установлено РХВ по гену XPD и XRCC1 (Arg280His) (p>0,05). Выявлено отклонение от РХВ для гена hОGG, обусловленное избытком гетерозигот. Для гена XPG отклонение от РХВ объясняется недостатком гетерозигот. Избыток гомозигот 399*АА обусловил отклонение от РХВ для полиморфизма Arg399Gln гена XRCC1. Сравнительный анализ ассоциации генотипов по исследуемым полиморфизмам с ЗНО показал эффект в отношении развития онкологических заболеваний для гомозиготного генотипа 326*СС по гену hOGG: величина ОШ составила 2,11 (95 % ДИ 1,09–4,08; p=0,02). Для гетерозиготного генотипа по гену hOGG показана протективная роль в отношении развития онкологических заболеваний: величина ОШ составила 0,41 (95 % ДИ 0,21–0,81; p=0,007). С функциональной точки зрения неясен смысл протективной значимости в отношении ЗНО гетерозиготности по исследованному полиморфизму гена hOGG. Возможно, это связано с эффектом сверхдоминирования, когда гетерозиготный генотип более благоприятен с точки зрения приспособленности или других адаптивных характеристик, чем любой гомозиготный генотип. Этот эффект до сих пор не был описан в отношении конкретных генов ферментов ре- парации у человека, поэтому такая возможность остаётся только гипотетически.

Как показал цитогенетический анализ, количество аберрантных клеток в группе больных ЗНО составило 5,31 ± 1,03 на 100 клеток, в группе здоровых – 1,79 ± 0,09 (р=0,000002); количество одиночных и парных разрывов хромосом в группе больных ЗНО – 4,62 ± 1,07, в группе здоровых – 1,44 ± 0,08 на 100 клеток (р=0,000022); количество дицентриков в лимфоцитах периферической крови больных ЗНО – 0,65 ± 0,34, здоровых 0,07 ± 0,02 на 100 клеток (р=0,014) .

Выводы. В группе больных ЗНО работников СХК по сравнению со здоровыми наблюдается достоверное увеличение количества всех аберраций хроматидного и хромосомного типов. Обращает на себя внимание значительное повышение частоты двухударных обменных хромосомных аберраций (маркеры радиационного воздействия), несмотря на то, что исследуемые группы не отличаются по медиане кумулятивной дозы γ-облучения. По-видимому, это связано с повышенной индивидуальной радиочувствительностью определенных людей, у которых, при длительном облучении в «малых» дозах, ИИ может явиться одним из основных факторов канцерогенеза.