Генетические факторы развития токсических эффектов у ликвидаторов загрязнения территории бывшего цеха ртутного электролиза

Введение. Выраженность токсических эффектов ртути в известной степени детерминируется генетическими факторами. Последнее обосновывает проведение оценки генетического статуса экспонируемого контингента с целью выявления гиперчувствительных индивидов, у которых неблагоприятные эффекты на здоровье могут реализовываться при воздействии относительно невысоких уровней токсиканта.

Цель исследования — изучить распределение генотипов некоторых полиморфных вариантов генов системы биотрансформации ксенобиотиков, белков теплового шока и фактора некроза опухолей у контингента, привлечённого к ликвидационным мероприятиям, а также выявить индивидов с высоким прогностическим риском развития токсических эффектов, обусловленных воздействием ртути.

Материалы и методы. С использованием методов ПЦР в режиме реального времени и ПЦР-ПДРФ изучены полиморфные варианты генов CYP1A1 (rs1048943), GSTP1 (rs1695 и rs1138272), TNF-α (rs1800629) и HSPA1B (rs1061581) у 231 мужчин: 193 сотрудников МЧС России по Иркутской области и 38 сотрудников Федерального экологического оператора (ФЭО), привлеченных к ликвидации загрязнения ртутью окружающей среды на промплощадке цеха ртутного электролиза и прилегающих объектов на территории бывшего химического комбината в Восточной Сибири.

Результаты. Для полиморфизма гена GSTP1 (rs1695) выявлено повышение AG (p=0,043) и понижение GG (p=0,048) частот генотипов у сотрудников МЧС, по сравнению с таковыми из группы ФЭО. В обеих группах не обнаружено носителей TT генотипа для полиморфного локуса rs1138272 гена GSTP1, а носительство редкой GG-CYP1A1 гомозиготы идентифицировано только у одного сотрудника МЧС. Установлено, что 33 сотрудника МЧС и 3 обследованных из группы ФЭО, являющихся носителями GG-HSPA1B (+1267A/G) генотипа, имеют высокий прогностический риск развития токсических эффектов, обусловленных воздействием ртути. Полученные данные обсуждены с результатами генотипирования бывших рабочих цеха ртутного электролиза, подвергшихся хроническому воздействию паров металлической ртути.

Ограничения исследования. К ограничениям, прежде всего, следует отнести количество обследованных индивидов в группе ФЭО, как и отсутствие данных о делеционных полиморфизмах генов GSTT1 и GSTM1, потенциально имеющих значимую роль в токсикокинетике ртути.

Заключение. Проведённое исследование выявило среди привлечённых к ликвидационным работам сотрудников МЧС и ФЭО 36 носителей GG генотипа полиморфного локуса +1267A/G гена HSPA1B, ассоциированного с высоким прогностическим риском развития токсических эффектов, связанных с воздействием ртути. Принимая во внимание предстоящий масштаб и продолжительность работ, связанных с демеркуризацией территории бывшего цеха ртутного электролиза и прилегающей местности, целесообразно учитывать полученные результаты при мониторинге состояния здоровья ликвидаторов.

Этика. От каждого обследуемого было получено добровольное информированное согласие, одобренное локальным комитетом по биомедицинской этике (протокол № 6 от 10.03.2020 г.).

Участие авторов:
Черняк Ю.И. — концепция, дизайн исследования, окончательная обработка данных, написание текста и редактирование;
Меринова А.П. — сбор образцов, выполнение методик и обработка данных.

Благодарности. Авторы выражают благодарность сотрудникам клиники института за организацию обследования и формирование групп, а также проф. РАН, д-р мед. наук, проф. О.Л. Лахману за полезные комментарии при обсуждении рукописи.

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания по поисковым научным исследованиям ФГБНУ ВСИМЭИ (Рег. № АААА-А20-120100190008-8).

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 26.07.2022 / Дата принятия к печати: 15.09.2022 / Дата публикации: 28.09.2022

1. Chirico F., Scoditti E., Viora C., Magnavita N. How occupational mercury neurotoxicity is affected by genetic factors. A systematic review. Applied Sciences. 2020; 10(21): e7706. https://doi.org/10.3390/app10217706

2. O’Donoghuea J.L., Watsona G.E., Brewere R., Zarebaa G., Etof K., Takahashig H. et al. Neuropathology associated with exposure to different concentrations and species of mercury: A review of autopsy cases and the literature. Neuro Toxicology. 2020; 78: 88-98. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2020.02.011

3. Лахман О.Л., Салагай О.О., Катаманова Е.В., Кудаева И.В., Журба О.М., Кодинец И.Н., Бухтияров И.В. Опыт изучения состояния здоровья ликвидаторов по устранению загрязнения окружающей среды, связанного с производством химической продукции. Мед. труда и пром. экол. 2021; 61(12): 781-6. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-12-781-786

4. Li J.X., Tang B.P., Sun H.P., Feng M., Cheng Z.H., Niu W.Q.Interacting contribution of the five polymorphisms in three genes of Hsp70 family to essential hypertension in Uygur ethnicity. Cell Stress Chaperones. 2009; 14(4): 355-62. https://doi.org/10.1007/s12192-008-0089-2

5. Bińkowski J., Miks S. Gene-Calc [Computer software], 2018. https://gene-calc.pl/hardy-weinberg-page

6. Chernyak Yu.I. Association between HSPA1B, S100B, and TNF-α gene polymorphisms and risks of chronic mercury poisoning. Health Risk Analysis. 2021; 1: 126-32. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.1.13.eng

7. Черняк Ю.И. Полиморфные локусы CYPs и GSTs генов у лиц, подвергшихся хроническому воздействию паров металлической ртути. Гигиена и санитария. 2018; 97(10): 921-4. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-10-921-924

8. Gundacker C., Gencik M., Hengstschläger M. The relevance of the individual genetic background for the toxicokinetics of two significant neurodevelopmental toxicants: mercury and lead. Mutat. Res. 2010; 705(2): 130-40. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2010.06.003

9. Andreoli V., Sprovieri F. Genetic aspects of susceptibility to mercury toxicity: An overview.Int. J. Environ. Res. Public Health. 2017; 14(1): e93. https://doi.org/10.3390/ijerph14010093

10. Табиханова Л.Э., Осипова Л.П., Воронина Е.Н., Филипенко М.Л. Распределение полиморфных вариантов генов биотрансформации ксенобиотиков GSTM1, GSTТ1 и GSTP1, в популяциях коренных жителей и русских Восточной Сибири. Мед. генетика. 2019; 18(2): 24-34. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019.02.24-34

11. Laitinen J., Mäkelä M., Mikkola J., Huttu I. Firefighters' multiple exposure assessments in practice. Toxicol. Lett. 2012; 213(1): 129-33. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2012.06.005

12. Baxter C.S., Hoffman J.D., Knipp M.J., Reponen T., Haynes E.N. Exposure of firefighters to particulates and polycyclic aromatic hydrocarbons. J. Occup. Environ. Hyg. 2014; 11(7): 85-91. https://doi.org/10.1080/15459624.2014.890286

13. Engelsman M., Toms L.L., Banks A.P.W., Wang X., Mueller J.F. Biomonitoring in firefighters for volatile organic compounds, semivolatile organic compounds, persistent organic pollutants, and metals: A systematic review. Environ. Res. 2020; 188: e109562. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109562

14. Brinchmann B.C., Bugge M.D., Nordby K-C., Alfonso J.H. Firefighting and melanoma, epidemiological and toxicological associations: a case report. Occup. Med. 2022; 72(2): 142-4. https://doi.org/10.1093/occmed/kqab183

15. Denison M.S., Soshilov A.A., He G., DeGroot D.E., Zhao B. Exactly the same but different: promiscuity and diversity in the molecular mechanisms of action of the aryl hydrocarbon (dioxin) receptor. Toxicol. Sci. 2011; 124: 1-22. https://doi.org/10.1093/toxsci/kfr218

16. Табиханова Л.Э., Осипова Л.П., Чуркина Т.В., Воронина Е.Н., Филипенко М.Л. Полиморфизм генов CYP1A1 и CYP2D6 в популяциях бурят, телеутов и у русских Восточной Сибири. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018; 22(2): 205-11. https://doi.org/10.18699/VJ18.348

17. Chernyak Y.I., Merinova A.P. CYP3A Polymorphism and Chronic Mercury Intoxication. Bull. Exp. Biol. Med. 2020; 168(4): 492-5. https://doi.org/10.1007/s10517-020-04738-4