РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 4, с. 439-444
ОТДАЛЕННЫЕ ^^^^^^^^^^^^^^ ПОСЛЕДСТВИЯ
УДК [614.7:539.1.04]:575+616.006
ОЦЕНКА СВЯЗИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ЭКСЦИЗИОННОЙ РЕПАРАЦИИ С РИСКОМ РАЗВИТИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ У РАБОТНИКОВ СИБИРСКОГО ХИМИЧЕСКОГО КОМБИНАТА
© 2008 г. М. Б. Фрейдин1*, П. В. Иванина1' 2, Р. М. Тахауов1' 2, И. А. Гончарова1,
М. В. Дворниченко1' 2, А. Б. Карпов1, 2
1 ФГУП "Северский биофизический научный центр" ФМБА России, Северск 2 Проблемная научно-исследовательская лаборатория "Радиационная медицина и радиобиология"
ТНЦ СО РАМН, Северск
Проанализирован полиморфизм по однонуклеотидным заменам генов ферментов эксцизионной репарации ДНК (hOGG, XPD, XPG, XRCC1) у 98 работников Сибирского химического комбината, больных различными формами злокачественных новообразований, и у 148 здоровых человек. Не установлена связь исследованных полиморфизмов со злокачественными новообразованиями как в общей группе, так и в подгруппе лиц, подвергавшихся в процессе профессиональной деятельности воздействию ионизирующего излучения. Исключение составили гены hOGG и XPD, гетерозигот-ность по которым является протективным фактором в отношении злокачественных новообразований у облученных лиц: величина отношения шансов составила 0.42 (95%-ный ДИ 0.18-0.98; p = = 0.044) для генотипа 326Ser/Cys гена hOGG и 0.48 (95%-ный ДИ 0.23-0.99; p = 0.047) для генотипа 751Lys/Gln по гену XPD. Полученные данные свидетельствуют о возможной модифицирующей роли полиморфизма генов hOGG и XPD в отношении риска злокачественных новообразований у лиц, подвергающихся действию ионизирующего излучения.
Злокачественные новообразования, ионизирующее излучение, репарация ДНК, полиморфизм генов.
Злокачественные новообразования (ЗНО), как и прежде, остаются одной из главных причин смертности населения. Современные представления об этих заболеваниях основаны на идее о формировании патологии, имеющей наследственную предрасположенность, под действием внешнесредовых провоцирующих факторов, хотя в семейных случаях ЗНО лидирующая роль принадлежит мутациям в зародышевой линии. В связи с этим представляется важным и актуальным выяснение роли конкретных генов в развитии заболеваний этой группы. Исследования такого рода, с точки зрения медицины, важны прежде всего потому, что на их основе возможна разработка алгоритмов генотип-специфической диагностики распространенных заболеваний на ранних стадиях. Это особенно актуально для онкологических заболеваний, риск которых существенно возрастает во второй половине жизни. При наличии четких алгоритмов генотип-специфичной диагностики онкологических патологий, их использование в молодом возрасте позволило бы проводить
* Адресат для корреспонденции: 636013 Томская область, ЗАТО Северск, Северск-13, а/я < 130, Северский биофизический научный центр; тел.: (382-3) 99-40-01; факс: (3823) 99-40-02, 99-40-03; e-mail: mail@sbrc.ru.
целенаправленные профилактические мероприятия и делать рекомендации о возможном ограничении контакта с некоторыми веществами и физическими факторами.
Работники ядерно- и радиационно-опасных производств, подвергающиеся в ходе профессиональной деятельности воздействию ионизирующего излучения (ИИ), представляют собой особую группу "риска" в отношении ЗНО, поскольку ИИ является известным канцерогеном. Тем не менее эффект ИИ в отношении развития ЗНО стохастический в том смысле, что оно, с определенной вероятностью, повышает риск онкологической патологии, но не детерминирует его однозначно. Одна из причин этого - разная степень радиочувствительности у людей, определяющаяся, в частности, дифференциальной способностью к репарации повреждений наследственного аппарата, возникающих вследствие действия ИИ. В свою очередь, репарационный потенциал каждого индивида в большой степени связан с полиморфизмом генов, кодирующих ферменты репарации ДНК. Известен целый ряд мутаций, инактивирую-щих гены репарации. Эти дефекты приводят к ранней эмбриональной смертности или серьезным наследственным заболеваниям. В то же вре-
Таблица 1. Характеристика обследованных групп работников Сибирского химического комбината
Показатели Группа Р
больные со злокачественными новообразованиями (п = 98) здоровые (п = 148)
Соотношение полов (мужчины/женщины) 65/33 103/45 0.675*
Средний возраст (± 5О), лет 64.41 ± 7.94 51.64 ± 8.64 <0.0001**
Средний стаж работы на предприятии (± 5О), лет 30.69 ± 10.53 26.44 ± 9.42 0.0008**
Доза внешнего у-излу- медиана 0.00 16.16 0.0002**
чения, мЗв размах 0.000-760.0 0.000-1631.071
Доля лиц, подвергшихся воздействию внешнего 44 (44.9%) 108 (73.0%) <0.0001*
у-излучения
Доля лиц, подвергшихся воздействию внутреннего 34 (34.7%) 123 (83.1%) <0.0001*
облучения за счет инкорпорированного плутония
* Точный критерий Фишера. ** Критерий Манна-Уитни.
мя описаны распространенные полиморфизмы этих генов, возможно, влияющих на функцию их белковых продуктов, модулируя, но не устраняя полностью способность к репарации ДНК [1].
Нами проведено исследование по оценке связи полиморфизма четырех генов эксцизионной репарации НООО, ХЯСС1, ХРО1 и ХРО с риском развития ЗНО у работников Сибирского химического комбината (СХК), подвергавшихся и не подвергавшихся в ходе профессиональной деятельности воздействию внешнего или внутреннего облучения в диапазоне "малых" доз.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Проанализирован полиморфизм по однонук-леотидным заменам генов ферментов эксцизионной репарации ДНК (НООО, ХРО, ХРО, ХЯСС1) у 98 работников СХК, больных различными формами ЗНО, и у 148 здоровых человек (табл. 1).
Соотношение полов в исследованных группах было одинаковым, однако у больных был выше возраст и стаж работы на СХК и ниже доза внешнего у-излучения. Среди здоровых работников СХК было больше лиц, получивших облучение как за счет внешних, так и за счет внутренних источников (инкорпорированный плутоний).
Среди обследованных работников СХК с ЗНО был 21 человек с раком простаты, 20 - с раком желудка, 12 - с раком легкого, 12 - с раком почки, 14 - с раком молочной железы (все - женщины), 16 - с раком кишечника (в том числе 4 - с раком толстой кишки, 4 - с раком сигмовидной кишки, 8 - с раком прямой кишки) и 3 - с раком печени.
Для всех обследованных индивидов проведено типирование по полиморфизму четырех генов ферментов репарации: генов ХЯСС1 (Аг§399в1п),
НООО (Бег326Су8), ХРО (Ьуз75Ш1п) и ХРО (Азр1104Н1$). Для генотипирования использовали ДНК, хранящуюся в банке ДНК и биологического материала Северского биофизического научного центра ФМБА России. Генотипирование проводили с помощью рестрикционного анализа продуктов полимеразной цепной реакции по методикам, описанным в литературе [2-4].
Для оценки связи генотипов по исследованным генам с ЗНО использовали расчет отношения шансов (ОШ) с 95%-ным доверительным интервалом (ДИ). Проверку статистической значимости ассоциации проводили с помощью критерия %2 Пирсона с поправкой Йетса на непрерывность [5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Репарация ДНК является одной из наиболее важных систем защиты клеток от злокачественной трансформации. В настоящее время известно более 100 ферментов, ответственных за репарацию нуклеотидов, азотистых оснований, двухце-почечных разрывов и мисматч-репарацию ДНК. Недостаточность ферментативной системы репарации из-за дефектов генов, включенных в этот процесс, повышает нестабильность генома и может привести к канцерогенезу. Установлено, что индивиды с низким репарационным потенциалом имеют повышенный риск разных типов ЗНО. Особенности функционирования системы восстановления целостности ДНК могут определяться полиморфизмом генов, который модулирует уровень экспрессии, или приводят к структурным вариациям белков системы репарации [1]. Таким образом, поиск функционально значимых полиморфизмов генов системы репарации - важная задача.
Таблица 2. Частоты полиморфных аллелей и генотипов по генам ХЯСС1, НООО, ХРО и ХРО у здоровых и больных со злокачественными новообразованиями работников Сибирского химического комбината
Группа
Генотипы
Аллели
XRCC1 Arg399Gln
Arg/Arg Arg/Gln Gln/Gln Arg Gln
Больные Здоровые ОШ (95%-ный ДИ) 19 (20.0) 25 (17.6) 1.17 (0.57-2.38) 36 (37.9) 54 (38.03) 0.99 (0.56-1.76) 40 (42.11) 63 (44.37) 0.91 (0.52-1.59) 0.389 ± 0.035 0.375 ± 0.028 1.10 (0.7 0.611 ± 0.035 0.625 ± 0.028 4-1.64)
hOGG Ser326Cys
Ser/Ser Ser/Cys Cys/Cys Ser Cys
Больные Здоровые ОШ (95%-ный ДИ) 59 (69.4) 87 (59.2) 1.56 (0.86-2.87) 24 (28.2) 57 (38.8) 0.62 (0.33-1.15) 2 (2.4) 3 (2.0) 1.16 (0.13-8.72) 0.835 ± 0.028 0.786 ± 0.024 1.38 (0.8 0.165 ± 0.028 0.214 ± 0.024 S2-2.33)
XPD Lys751Gln
Lys/Lys Lys/Gln Gln/Gln Lys Gln
Больные Здоровые ОШ (95%-ный ДИ) 46 (48.4) 52 (35.4) 1.72 (0.98-3.00) 35 (36.8) 68 (46.3) 0.68 (0.39-1.19) 14 (14.7) 27 (18.4) 0.77 (0.36-1.64) 0.668 ± 0.034 0.585 ± 0.029 1.43 (0.9 0.332 ± 0.034 0.415 ± 0.029 )6-2.13)
XPG Asp1104His
Asp/Asp Asp/His His/His Asp His
Больные Здоровые ОШ (95%-ный ДИ) 67 (70.5) 96 (64.9) 1.30 (0.72-2.35) 25 (26.3) 40 (27.0) 0.96 (0.52-1.80) 3 (3.2) 12 (8.1) 0.37 (0.08-1.46) 0.837 ± 0.027 0.784 ± 0.024 1.41 (0.8 0.163 ± 0.027 0.216 ± 0.024 S6-2.34)
Ген hOGG кодирует 8-оксогуанидингликозила-зу I, участвующую в репарации высокомутагенных ДНК-аддуктов 7,8-дигидро-8-оксогуанидин. Эти повреждения возникают вследствие действия на ДНК реактивных метаболитов кислорода и могут провоцировать развитие ЗНО. У курильщиков и пациентов с раком легкого в лимфоцитах периферической крови и ткани легкого обнаруживается повышенный уровень таких аддуктов [6, 7]. Описан полиморфизм гена hOGG Ser326Cys, ассоциированный со сниженной активностью кодируемого им фермента [8]. Показано, что риск карциномы легкого у носителей генотипа Cys/Cys в 2 раза выше по сравнению с носителями Ser/Ser [2]. По-видимому, снижение ферментативной активности вследствие замены Ser на Cys в позиции 326 белкового продукта гена hOGG является фактором, благоприятным для сохранения и накопления нерепарированных повреждений ДНК.
Фермент, кодируемый геном XRCC1, включен в эксцизионную репара
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.