Ассоциация полиморфных вариантов генов цитокинов и ферментов антиоксидантной системы с развитием асбестоза

Введение. В настоящее время хризотиловый асбест широко применяется в различных отраслях промышленности, что определяет актуальность исследований, направленных на профилактику асбестообусловленных заболеваний. Перспективным является выяснение роли конкретных генов, продукты которых потенциально вовлечены в развитие и регуляцию тех или иных звеньев патогенеза асбестоза, в формировании генетической предрасположенности к заболеванию.

Цель исследования - анализ наличия ассоциаций полиморфных вариантов генов цитокинов и ферментов антиоксидантной системы с развитием асбестоза.

Материалы и методы. Сформированы группы лиц для обследования среди работников ОАО «Ураласбест» с установленным диагнозом асбестоза и без бронхолегочной патологии. Для каждого включенного в исследование рассчитаны экспозиционные дозы пыли с учетом процента времени нахождения на рабочем месте в течение смены за все время работы. Проведено генотипирование однонуклеотидных полиморфизмов генов цитокинов IL1b (rs16944), IL4 (rs2243250), IL6 (rs1800795), TNFα (rs1800629) и ферментов антиоксидантной системы SOD2 (rs4880), GSTP1 (rs1695), CAT (rs1001179).

Результаты. Выявлены ассоциации полиморфных вариантов A511G гена IL1b (OR=2,457, 95% CI=1,232-4,899) и C47T гена SOD2 (OR=1,705, 95% CI=1,055-2,756) с развитием асбестоза. Показано повышение частоты встречаемости аллели Т гена IL4 (С589Т) у лиц с асбестозом при более низких значениях экспозиционных доз пыли (OR=2,185, 95% CI=1,057-4,514). Установлены ассоциации полиморфизма С589Т гена IL4 и С174G гена IL6 с более тяжелым течением асбестоза, полиморфизма A313G гена GSTP1 с поражением плевры при асбестозе.

Заключение. Установлено, что полиморфные варианты генов цитокинов и ферментов антиоксидантной системы, белковые продукты которых принимают непосредственное участие в патогенетических механизмах формирования асбестоза, вносят вклад в формирование генетической предрасположенности к развитию и тяжелому течению асбестоза. Использование выявленных молекулярно-генетических маркеров для выделения групп риска развития и тяжелого течения асбестообусловленной патологии позволит оптимизировать лечебно-профилактические мероприятия с учетом индивидуальных особенностей организма.

1. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2020. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-asbestos.pdf (Дата доступа 14.12.2020)

2. Измеров Н.Ф. Разработка национальной программы по элиминации асбестобусловленных заболеваний. Мед. труда и пром. экол. 2011; 5: 1-2.

3. Musk A.W., de Klerk N., Reid A., Hui J., Franklin P., Brims F. Asbestos-related diseases. Int J Tuberc Lung Dis. 2020; 24(6): 562-7. https://doi.org/10.5588/ijtld.19.0645 PMID: 32553000.

4. Пруткина Е.В., Цыбиков Н.Н. Роль особенностей метаболического статуса в формировании резистентсности организма и патологии. Сибирский медицинский журнал. 2007; 5: 5-7

5. Izmerov N.F., Kuzmina L.P., Tarasova L.A. Genetic biochemical criteria for individual sensitivity in development of occupational bronchopulmonary diseases. Cent. Eur. J. Public Health. 2002; 10 (1-2): 35-41.

6. Franko A., Dolžan V., Arnerić N., Dodič-Fikfak M. The influence of gene-gene and geneenvironment interactions on the risk of asbestosis. Biomed Res Int. 2013; 405743. PubMed PMID: 23984360; https://doi.org/10.1155/2013/405743

7. Akhmadishina. L., Mingazova S., Korytina G., Yanbaeva D., Bakirov A., Victorova T. Polymorphisms of the biotransformation genes in the development of occupation lung disease. Human Genome Meeting (HGM). 2006: 12 (5): 125.

8. Васильева О.С., Кузьмина Л.П., Кравченко Н.Ю. Роль молекулярно-генетических исследований в диагностике и профилактике развития профессиональных заболеваний органов дыхания. Пульмонология. 2017; 27(2): 198-205.

9. Kelada S.N., Eaton D.L., Wang S.S., Rothman N.R., Khoury M.J. The role of genetic polymorphisms in environmental health. Environmental Health Perspectives. 2003; 111 (81): 1055-64. PMID: 12826477 PMCID: PMC1241554 https://doi.org/10.1289/ehp.6065

10. Hall I.P. Candidate gene studies in respiratory disease: avoiding the pitfalls. Thorax. 2002; 57(5): 377-8.

11. Ризванова Ф.Ф., Пикуза О.И., Файзуллина Р.А., Гайфуллина Р.Ф., Ризванов А.А., Кравцова О.А. Генетическая диагностика: полиморфизм генов цитокинов. Практическая медицина. 2010; 6 (45): 41-3.

12. Kamp D.W., Graceffa P., Pryor W.A., Weitzman S.A. The role of free radicals in asbestos induced diseases. Free Radic Biol Med. 1992; 12: 293-315. PubMed MID: 1577332.

13. Соодаева С.К. Окислительный стресс и антиоксидантная терапия заболевания органов дыхания. Пульмонология. 2006; 5: 122-6.

14. Kinnula V.L. Oxidant and antioxidant mechanisms of lung disease caused by asbestos fibres. Eur. Respir. J. 1999; 14: 706-16. PubMed PMID: 10543297.

15. Weitzman S.A., Graceffa P. Asbestos catalyzes hydroxyl and superoxide radical generation from hydrogen peroxide. rch. Biochem Biophys. 1984; 228: 373-6. PubMed PMID: 6320737.

16. Безрукавникова Л.М., Кузьмина Л.П., Гладкова Е.В. Состояние процессов липопероксидации и монооксигеназной системы у рабочих, подвергающихся воздействию пыли асбеста. Гигиена труда и профзаболевания. 1992; 2: 18-20.

17. Величковский Б.Т. Основные патогенетические механизмы профессиональных заболеваний легких пылевой этиологии. Мед. труда и пром. экол. 1999; 8: 20-7.

18. Afaghi A., Oryan S., Rahzani K., Abdollahi M. Study on genotoxicity, oxidative stress biomarkers and clinical symptoms in workers of an asbestos-cement factory. EXCLI Journal. 2015; 14: 1067-77.

19. Hall S.K., Perregaux D.G., Gabel C.A., Woodworth T., Durham K.L., Huizinga T.W. et al. Correlation of polymorphic variation in the promoter region of the interleukin-1β gene with secretion of interleukin-1β protein. Arthritis & Rheumatism. 2004; 6: 1976-83.

20. Wang Y., Shumansky K., Sin D.D., Paul S.F., Akhabir L., Connett J.E. et al. Associations of interleukin-1 gene cluster polymorphisms with C-reactive protein concentration and lung function decline in smoking-induced chronic obstructive pulmonary disease. Int J ClinExp Pathol. 2015; 8(10): 13125-13135.

21. Bastaki M., Huen K., Manzanillo P., Chande N., Chen C., Balmes J.R. et al. Genotype-activity relationship for Mn-superoxide dismutase, glutathione peroxidase 1 and catalase in humans. Pharmacogenet Genomics. 2006; 16 (4): 279-86.

22. Gao F., Kinnula V.L., Myllärniemi M. Extracellular superoxide dismutase in pulmonary fibrosis. Antioxid Redox Signal. 2008; 10: 343-54. PubMed PMID: 17999630

23. Franko A., Dodič-Fikfak M., Arnerić N. Manganese and extracellular superoxide dismutase polymorphisms and risk for asbestosis. J Biomed Biotechnol. 2009; 49: 3083. PubMed PMID: 19636420; https://doi.org/10.1155/2009/493083

24. Hirvonen A., Tuimala J., Ollikainen T. Manganese superoxide dismutase genotypes and asbestos-associated pulmonary disorders. Cancer Lett. 2002; 78: 71-4. PubMed PMID: 11849743.

25. Chung K.F. Cytokines in chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir J Suppl. 2001; 34: 50-9.

26. Akkad D.A. Sex specifically associated promoter polymorphism in multiple sclerosis affects interleukin 4 expression levels. Genes and immunity. 2007; 8(8): 703-6.