CC BY
105
УДК 575.113.2, 575.167, 616-0.06.482, 616-0.06.484
Ассоциативное исследование генов детоксикации ксенобиотиков и репарации у детей со злокачественными новообразованиями мозга
Л. Е. Сальникова1, Н. И. Зелинская2, О. Б. Белопольская1, М. М. Асланян3, А. В. Рубанович1* 'Учреждение Российской академии наук Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, 119991, Москва, ул. Губкина, 3
2Федеральное государственное учреждение «Российский научный центр рентгенорадиологии Росмедтехнологий», 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 86
3Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ *E-mail: [email protected] Поступила в редакцию 31.08.2010 г.
РЕФЕРАТ Представлены результаты исследования ассоциации аллелей генов детоксикации ксенобиотиков -CYP1A1, GSTM1, GSTM3, GSTP1, GSTT1, генов репарации ДНК - XRCC1, XPD, OGG1, гена, ответственного за метилирование ДНК, - MTHFR и гена нейрональной синтазы азота - nNOS у детей со злокачественными заболеваниями мозга (больные - 172 человека, контроль - 183). Генотипирование осуществляли методом аллель-специфической тетрапраймерной реакции. Увеличение риска заболеваемости сопряжено с минорным вариантом гена CYP1A1 (606G, р = 0.009; OR = 1.50), делеционным вариантом GSTT1 (р = 0.013, OR = 1.96) и достигает максимума у носителей двойных делеций GSTT1-GSTM1 (р = 0.017, OR = 2.42). Полученные результаты обсуждаются в связи с опубликованными данными о предрасположенности к злокачественным новообразованиям головного мозга у детей и взрослых.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА полиморфизм генов, злокачественные новообразования мозга у детей, гены детоксикации ксенобиотиков, гены репарации.
ВВЕДЕНИЕ
Причины развития злокачественных новообразований центральной нервной системы (ЦНС) у детей, из которых 80% составляют опухоли головного мозга, неизвестны. В число факторов риска этой патологии входят наследственная предрасположенность и воздействие ионизирующего излучения. Известны некоторые генетические синдромы, при которых возникают опухоли ЦНС (синдромы Ли-Фраумени и Туркота, нейрофиброматоз, бугорчатый склероз), кроме того есть семьи с повышенной частотой именно опухолей мозга. Например, в популяционной когорте из штата Юта и созданного на ее базе ракового регистра установлена значимость наследственного фактора при наиболее распространенных злокачественных новообразованиях мозга у взрослых: астроцитомах и глиобластомах [1]. Выполненные на основе ракового
регистра Швеции работы показали, что у родственников первого порядка риск развития опухолей мозга с теми же гистопатологическими характеристиками, что и у пробандов, повышен в 2-3 раза [2]. У потомков больных, перенесших рак мозга в детском возрасте, вероятность возникновения этого заболевания увеличена в 2 раза [3], как и у сибсов больных, особенно в возрасте до 5 лет.
У родственников больных злокачественными новообразованиями мозга может быть повышен риск и других онкологических заболеваний. Среди родственников первого порядка больных глиомой увеличен стандартный показатель заболеваемости (SIR - отношение наблюдаемого числа случаев к ожидаемому) любой онкопатологией (SIR = 1.21), особенно в возрасте до 45 лет (SIR = 5.08). Наиболее часто у родственников больных глиомой регистриру-
ют опухоли мозга (SIR = 2.14), меланомы (SIR = 2.02) и саркомы (SIR = 3.83) [4].
Заболеваемость раком мозга, особенно среди детей в возрасте до 5 лет, выросла в большинстве развитых стран [5]. Вопрос о роли факторов среды в детском канцерогенезе вообще и в риске развития опухолей ЦНС в частности изучается очень активно. Установлена связь между экспозицией in utero ионизирующему излучению и риском лейкозов и других опухолей в детском возрасте [6], а также между приемом диэтилстильбэстрола женщинами во время беременности и чистоклеточной аденокарциномой вагины у их дочерей [7]. Показано также, что развитие опухолей мозга у детей ассоциировано с профессиональной вредностью родителей: пестицидами [8] или гербицидами [9]. Есть работы, в которых анализировали влияние материнской диеты на вероятность возникновения рака мозга у детей. Наиболее неблагоприятно в этом отношении высокое содержание нитро-заминов, широко используемых в консервировании мясных и колбасных изделий, а также повышенное содержание жиров [10, 11]. Трансплацентарные канцерогены алкилнитрозомочевины обладают высоким канцерогенным потенциалом в отношении рака мозга у крыс [12]. Риск рака мозга повышен у детей как с недостаточным [13], так и с избыточным весом при рождении [14], увеличенным размером головы (OR = 1.27 на каждый сантиметр прироста окружности головы после стратификации выборки на пол, вес, рост новорожденного) [15], а также у детей, чьи матери имели в анамнезе случаи невынашивания беременности [16]. Интенсивное курение (> 10 сигарет в день) во время беременности также относится к факторам риска онкозаболеваний ЦНС у потомства [13].
При отсутствии наследственных синдромов, связанных с развитием злокачественных новообразований нервной системы, роль генетических факторов риска отводится генам с низкой пенетрантностью [17]. Хотя структура нейроонкологической заболеваемости у взрослых и детей сильно различается [18, 19], изучение именно детей со спорадическими формами рака может позволить выявить генетическую предрасположенность с большей эффективностью, чем у взрослых. Чем выше наследственно обусловленная предрасположенность к раку, тем скорее средовое воздействие даже незначительной выраженности приведет к его развитию.
Несмотря на то что среди солидных опухолей у детей рак мозга встречается наиболее часто, составляя 20% всей онкопатологии, проведено всего несколько ассоциативных исследований опухолей мозга у детей в разных этнических популяциях. Так, в Таиланде в выборке из 73 детей с различными видами опухо-
лей ЦНС показано увеличение числа гомозиготных носителей минорного варианта гена фолатного обмена MTHFR (полиморфизм A1298C) [20]. В США изучали распределение аллелей генов детоксикации ксенобиотиков GSTM1 (инсерция/делеция), GSTT1 (инсерция/делеция) и GSTP1 (Ala114Val) среди 173 больных детей и зарегистрировали ассоциацию функционального аллеля GSTM1 и редкого генотипа GSTP1 (Val114/Val114) с педиатрическими астроцитомами [21]. В объединенной выборке взрослых (92) и детей (43) с раком мозга той же группой исследователей показано, что распределение частот генотипов Arg72Pro гена P53 достоверно отличалось у больных и в контрольной группе. Отмечено также увеличение числа гетерозигот по данному полиморфизму гена P53 среди больных с астроцитомами высокой степени злокачественности [22].
Взаимодействие среды и генотипа в связи с заболеваемостью раком мозга в детском возрасте изучали в двух работах [23, 24]. В условиях экспозиции с фосфорорганическими инсектицидами in utero или после рождения повышенный шанс развития злокачественных новообразований мозга достоверно ассоциирован с полиморфизмом гена детоксикации PON1 (С108Т), для которого данные соединения являются субстратом [23]. В продолженном на большей выборке (201 больной) исследовании эффекты PON1 были подтверждены, а также показана сопряженность еще двух генов детоксикации, участвующих в метаболизме инсектицидов, FMO1 (C9536A) и BCHE (А539Т) с риском опухолей мозга [24].
В настоящей работе представлены результаты ассоциативного исследования генетических факторов риска злокачественных новообразований мозга у детей. Выбор локусов для генотипирования основывался на литературных данных и собственных результатах исследования генов предрасположенности к повышенной соматической мутабильности [25]. В исследование были включены также гены, преимущественно экспрессирующиеся в мозге (GSTM3, другое название мозговая GSTM) и нервной ткани (NOS1, или nNOS - нейрональная) и продемонстрировавшие сопряженность с некоторыми онкологическими заболеваниями [26, 27]. Описание локусов приведено в табл. 1.
экспериментальная часть
Выборка детей со злокачественными опухолями ЦНС составила 172 человека (92 мальчика и 80 девочек) в возрасте от 2 до 16 лет, находившихся на лечении в лаборатории детской рентгенорадиологии ФГУ «РНЦРР Росмедтехнологий» в 2007-2010 годах. Средний возраст больных детей 8.96±0.38. Наиболее распространенные опухоли в изученной когор-
Таблица 1. Исследованные гены и полиморфизмы
Ген Название Полиморфизм Идентификатор в базе данных dbSNP Локус Функции
Ген цитохрома Р-450 1А1 CYP1A1 T606G rs2606345 15q24.1 1-я фаза детоксикации ксенобиотиков -метаболическая активация ароматических углеводородов
A4889G Ile462Val rs1048943
Ген глутатион^-трансферазы GSTM1 Инсерция- делеция - 1p13.3 2-я фаза детоксикации ксенобиотиков - собственно детоксикация путем присоединения восстановленного глутатиона к гидрофобным электрофильным соединениям
Ген глутатион^-трансферазы 91 GSTT1 Инсерция- делеция - 22q11.2
Ген глутатион^-трансферазы ^3 GSTM3 G670A Val224Ile rs7483 1p13.3
Ген глутатион-S-трансферазы п1 GSTP1 A313G Ile105Val rs1695 11q13
Ген репарации комплементарных повреждений ДНК в результате рентгеновского излучения у китайских хомячков-1 XRCC1 C589T Arg194Trp rs1799782 19q13.2 Эксцизионная репарация оснований
Ген эксцизионной репарации комплементарных повреждений ДНК у китайских хомячков-2 ERCC2 (XPD) T2251G Lys751Gln rs13181 19q13.3 Эксцизионная репарация нуклеотидов
G862A Asp312Asn rs1799793
Ген 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазы OGG1 C977G Ser326Cys rs1052133 3p26.2 Эксцизионная репарация оснований - удаление 8-оксо-7,8-дигидро-2'-дезоксигуанозина
Ген нейрональной ЫО-синтазы nNOS (NOS1) C276T rs2682826 12q24.2 Продукция оксида азота в нервных тканях
Ген метилентетрагидро-фолатредуктазы MTHFR C677T Ala222Val rs1801133 1p36.3 Превращение 5,10-метилентетра-гидрофолата в 5-метилтетрагидро-фолат - косубстрат при деметилировании метионина в гомоцистеин
те - это медуллобластома (Ы = 58) и опухоли ствола мозга (Ы = 26). Помимо этого были представлены анапластическая эпендимома (Ы = 19), глиобластома (Ы = 10), герминогенные опухоли (Ы = 6), астроцитома низкой степени злокачественности (Ы = 5), астроцитома высокой степени злокачественности (Ы = 5), примитивные нейроэктодермальные опухоли (Ы = 5), остальные (Ы = 38). Контрольная группа состояла из 183 человек (102 мужчин и 81 женщина) в возрасте от 17 до 21 года, средний возраст 19.90 ± 0.08 лет. Все больные дети и лица из контрольной выборки относятся к европеоидной расе. База данных для больных содержит информацию о месте рождения и проживания. От родителей больных детей получено информированное согласие на генотипирование. Десятилетняя разница в среднем возрасте у больных и здоровых не могла существенно сказаться на различиях в частотах аллельных вариантов ге-
нов в группах, так как уровень смертности в диапазоне данных возрастов не превышает 0.1% (табл. 2) [28]. Кроме того, в группе 15-24 года первые четыре места причин смерти занимают различные виды насильственной смерти: неумышленные повреждения, самоубийства, повреждения без уточнения и убийства [29]. Критерии для включения в контрольную группу - возраст, национальность, рождение в Центральных регионах Европейской территории России и наличие информированного согласия.
ДНК выделяли из лимфоцитов периферической крови с помощью наборов Diatom DNA Prep 200, основанных на использовании гуанидинтиоцианата и Nucleus-сорбента (Лаборатория Изоген, Россия). Генотипирование осуществляли с использованием аллель-специфической тетрапраймерной ПЦР [30]. Метод позволяет в одной пробирке амплифициро-вать фрагменты ДНК, соответствующие альтерна-
Таблица 2. Показатели смертности населения России в возрасте до 24 лет
Возраст, лет Умершие на 1000 человек населения
2006 год 2007 год 2008 год
0 10.2 9.4 8.5
1-4 0.7 0.6 0.6
5-9 0.4 0.3 0.3
10-14 0.4 0.4 0.3
15-19 1.1 1.1 1.1
20-24 2.2 2.1 1.9
тивным аллелям. Продукты амплификации разделяли при помощи электрофореза в агарозном геле с последующим окрашиванием бромистым этидием.
Статистический анализ проводили стандартными методами с помощью пакета WinSTAT 2003.1, интегрированного в Excel.
При оценке отношения шансов (OR) и значимости отличий частот по точному критерию Фишера использовали свободно распространяемый пакет программ WinPepi: http://www.brixtonhealth.com/ pepi4windows.html.
результаты
Определены генотипы обследованных индивидов по 12 полиморфным сайтам 10 генов. Частоты генотипов в контрольной группе и в группе больных соответствуют равновесному распределению по Харди-Вайнбергу.
В табл. 3 сопоставлены частоты встречаемости аллелей и генотипов (табл. 3) 12 полиморфных сайтов у детей с различными опухолями центральной нервной системы и в контрольной группе. В когорте больных детей были выделены две наиболее многочисленные группы: с медуллобластомами и опухолями ствола мозга.
В случае инсерционно-делеционного полиморфизма (гены GSTM1, GSTT1) сравнивали два варианта генотипа: «нулевой» - гомозиготная делеция (D/D) и «функциональный» - несущий функциональный аллель в гомо- или гетерозиготном состоянии (I/*). Здесь и далее * означает произвольный аллель.
Повышенная предрасположенность к развитию рака мозга обнаружена у носителей генотипа D/D гена GSTT1. По двустороннему критерию Фишера для всех разновидностей опухолей ЦНС p = 0.013, OR = 1.96, 95% доверительный интервал 1.16-3.32;
для больных медуллобластомой р = 0.009, ОБ = 2.57, 95% доверительный интервал 1.33-4.99; для детей с опухолями ствола мозга р = 0.026, ОБ = 2.93, 95% доверительный интервал 1.21-7.12. Среди всех проверенных комбинаций двулокусных сочетаний наиболее высокий шанс развития злокачественных опухолей мозга оказался у носителей двойных де-леций GSTM1-GSTT1 (27 человек - 15.7% больных; р = 0.017, ОБ = 2.42, 95% доверительный интервал 1.18-4.95) (рисунок).
Риск развития всех опухолей мозга и, в частности, медуллобластомы оказался выше у носителей минорного аллеля 606G гена СУР1Л1 (для всех опухолей р = 0.009 согласно двустороннему критерию Фишера, ОБ= 1.50, 95% доверительный интервал 1.11-2.03, для медуллобластомы р = 0.026, ОБ = 1.60, 95% доверительный интервал 1.06-2.41).
Среди больных с опухолями ствола мозга повышено количество носителей минорного аллеля NOS1*276T в гомо- или гетерозиготном состоянии, р = 0.035, ОБ = 2.56, 95% доверительный интервал 1.10-5.96. Во всей группе больных также увеличена частота встречаемости минорного варианта, но данные статистически незначимы р = 0.11, ОБ = 1.42, 95% доверительный интервал 0.93-2.16.
На уровне тенденции зафиксирована также ассоциация минорного аллеля 225Ю гена эксцизионной репарации нуклеотидов XPD в гомо- или гетерозиготном состоянии с увеличенным шансом развития опухолей мозга (р = 0.084, ОБ = 1.48, 95% доверительный интервал 0.97-2.27).
60
; : ' 50 .
|40 _ £ 30
Т
=::: -
D/D-D/D I/*-D/D D/D-I/* I/*-I/*
Генотипы GSTT1— GSTM1
Встречаемость сочетанных вариантов аллелей генов GSTT1—GSTM1 среди больных со злокачественными новообразованиями головного мозга и в контрольной выборке.
"¡Здоровые
^Больные
Таблица 3. Частоты генотипов в группе больных с опухолями ЦНС и в контрольной выборке
Число случаев, %
Локусы, аллели и генотипы Все опухоли мозга (^ = 172) Медуллоблас-тома (Ы* = 63) Опухоли ствола мозга N = 26) Контроль (Ы* = 183)
Т 187 (54.68) 67 (53.18) 30 (57.69) 236 (64.48)
СУР1А1 Т606G ге2606345 G 155 (45.32) 59 (46.83) 22 (42.31) 130 (35.52)
Т/Т 57 (33.33) 22 (34.92) 10 (38.46) 78 (42.62)
Т/G 73 (42.69) 23 (36.51) 10 (38.46) 80 (43.72)
G/G 41 (23.98) 18 (28.57) 6 (23.08) 25 (13.66)
А 329 (95.64) 120 (95.24) 49 (94.23) 352 (96.18)
СУР1А1 A4889G ге1048943 G 15 (4.36) 6 (4.76) 3 (5.77) 14 (3.83)
А/А 157 (91.28) 57 (90.48) 23 (88.46) 169 (92.35)
A/G 15 (8.72) 6 (9.52) 3 (11.54) 14 (7.65)
G/G 0 (0.00) 0 (0.00) 0 (0.00) 0 (0.00)
GSTM1 D/D 93 (54.07) 35 (55.56) 16 (61.54) 95 (51.91)
I/* 79 (45.93) 28 (44.44) 10 (38.46) 88 (48.09)
GSTT1 D/D 45 (26.16) 20 (31.75) 9 (34.62) 28 (15.30)
І/І* 127 (73.84) 43 (68.25) 17 (65.38) 155 (84.70)
А 242 (70.35) 87 (69.05) 31 (62.00) 247 (67.49)
GSTP1 G 102 (29.65) 39 (30.95) 19 (38.00) 119 (32.51)
А3^ А/А 80 (46.51) 29 (46.03) 8 (32.00) 79 (43.17)
rs1695 A/G 82 (47.67) 29 (46.03) 15 (60.00) 89 (48.63)
G/G 10 (5.81) 5 (7.94) 2 (8.00) 15 (8.20)
G 203 (59.01) 80 (63.49) 28 (53.85) 222 (60.66)
GSTM3 А 141 (40.99) 46 (36.51) 24 (46.15) 144 (39.34)
G670A G/G 63 (36.63) 26 (41.27) 8 (30.77) 73 (39.89)
rs7483 G/A 77 (44.77) 28 (44.44) 12 (46.15) 76 (41.53)
А/А 32 (18.60) 9 (14.29) 6 (23.08) 34 (18.58)
С 243 (70.64) 90 (71.43) 33 (63.46) 271 (75.70)
ЫOS1 Т 101 (29.36) 36 (28.57) 19 (36.54) 87 (24.30)
С276Т С/С 84 (48.84) 33 (52.38) 9 (34.62) 103 (57.54)
rs2682826 С/Т 75 (43.60) 24 (38.10) 15 (57.69) 65 (36.31)
Т/Т 13 (7.56) 6 (9.52) 2 (7.69) 11 (6.15)
С 228 (70.81) 76 (66.67) 36 (72.00) 221 (67.79)
MTHFR Т 94 (29.19) 38 (33.33) 14 (28.00) 105 (32.21)
С677Т С/С 80 (49.69) 25 (43.86) 13 (52.00) 70 (42.94)
ге1801133 С/Т 68 (42.24) 26 (45.61) 10 (40.00) 81 (49.69)
Т/Т 13 (8.07) 6 (10.53) 2 (8.00) 12 (7.36)
С 322 (93.61) 119 (94.44) 46 (88.46) 337 (94.13)
XRCC1 Т 22 (6.40) 7 (5.56) 6 (11.54) 21 (5.87)
С589Т С/С 150 (87.21) 56 (88.89) 20 (76.92) 160 (89.39)
ге1799782 С/Т 22 (12.79) 7 (11.11) 6 (23.08) 17 (9.50)
Т/Т 0 (0.00) 0 (0.00) 0 (0.00) 2 (1.12)
Т 212 (61.63) 82 (65.08) 32 (61.54) 248 (68.13)
XPD G 132 (38.37) 44 (34.92) 20 (38.46) 116 (31.87)
Т2251G Т/Т 63 (36.63) 25 (39.68) 9 (34.62) 84 (46.15)
rs13181 Т^ 86 (50.00) 32 (50.79) 14 (53.85) 80 (43.96)
G/G 23 (13.37) 6 (9.52) 3 (11.54) 18 (9.89)
G 211 (61.70) 82 (66.13) 32 (61.54) 242 (66.48)
XPD А 131 (38.30) 42 (33.87) 20 (38.46) 122 (33.52)
G862A G/G 64 (37.43) 26 (41.94) 9 (34.62) 80 (43.96)
rs1799793 G/A 83 (48.54) 30 (48.39) 13 (50.00) 82 (45.05)
А/А 24 (14.04) 6 (9.68) 4 (15.38) 20 (10.99)
С 274 (80.59) 92 (77.97) 40 (76.92) 270 (78.04)
осо1 G 66 (19.41) 26 (22.03) 12 (23.08) 76 (21.97)
С977G С/С 116 (68.24) 36 (61.02) 18 (69.23) 105 (60.69)
rs1052133 С/G 42 (24.71) 20 (33.90) 4 (15.38) 60 (34.68)
G/G 12 (7.06) 3 (5.08) 4 (15.38) 8 (4.62)
*Число лиц, генотипированных по отдельным локусам, может несколько отличаться. Примечание. Серая заливка - генотипы, ассоциированные с заболеваниями.
обсуждение
Система детоксикации ксенобиотиков состоит из двух основных стадий детоксикации и третьей стадии -выведения образовавшихся нетоксичных продуктов из клетки. На 1-й стадии происходит активация соединений посредством цитохромов P-450 и ряда других ферментов, на 2-й фазе - собственно детоксикация с участием глутатион^-трансфераз и других белков. Образующиеся на 1-й стадии промежуточные электрофильные метаболиты обладают токсическими свойствами. Для эффективной детоксикации необходим баланс в работе ферментов 1 и 2 стадий, который нарушается как при меньшей каталитической активности ряда полиморфных вариантов ферментов 2-й фазы детоксикации, так и при большей активности ферментов 1-й фазы [31]. Увеличенная активность ферментов первой фазы детоксикации и недостаточность ферментов второй стадии (GST) вызывает повышение содержания в организме промежуточных электрофильных метаболитов, усиливая, таким образом, неблагоприятное воздействие.
В настоящей работе выявлена ассоциация определенных аллелей генов детоксикации ксенобиотиков с развитием опухолей мозга у детей. Риск развития злокачественных новообразований мозга в детском возрасте повышен у носителей минорного варианта CYP1A1 (606G).
Роль полиморфизма гена CYP1A1 в детской нейроонкологии не изучалась. В ассоциативных исследованиях у взрослых показано отсутствие ассоциации полиморфизма CYP1A1 A4889G (Ile462Val) с риском глиомы и некоторых других злокачественных новообразований мозга [32-34]. Ген CYP1A1 располагается на участке 15q22-24, а при наследственной предрасположенности к глиоме показана сопряженность заболевания с низкопенетрантными маркерами участка 15q23-q26.3, перекрывающими указанный локус [35].
Данные о роли полиморфизма гена CYP1A1 в канцерогенезе противоречивы, и, по-видимому, эта роль в значительной степени определяется взаимодействием «генотип-среда» [36]. Сайт T606G находится в первом интроне локуса CYP1A1. Однонуклеотидные замены (SNP), которые локализуются в интронных областях, чаще всего никак не влияют на активность гена. Однако для полиморфизма T606G показаны ассоциации с раком легких [37], гормонально-зависимыми опухолями [38], с концентрацией метаболитов половых гормонов, служащих субстратами для CYP1A1 [39]. Про сайт T606G известно, что в отсутствие специфических субстратов активнее экспрессируется аллельный вариант 606T (SNP T606G) гена CYP1A1, а вариант 606G обладает большей индуцибельностью в присутствии специфи-
ческих субстратов (полициклические ароматические углеводороды как экзогенного, например пищевые продукты, промышленные загрязнения, табачный дым, так и эндогенного происхождения, например эстрогены). Разнонаправленность влияния аллельных вариантов 606G и 606T на регистрируемые эффекты в экологически неблагоприятных условиях (промышленное загрязнение воздуха, курение) и в их отсутствие показана в двух независимых исследованиях [40, 41]. Два сайта в локусе CYP1A1, изученные в настоящей работе, тесно сцеплены: D’ = 0.913, r=0.229, p=0, а минорные аллели (4889G, 606G) относятся к одной группе сцепления. Показатели неравновесия по сцеплению не отличаются в группе больных и в контроле. В представленной работе мы подтвердили полученные нами ранее на других выборках результаты по сцеплению полиморфных сайтов A4889G и T606G [25, 42]. По данным Hap-Map у европеоидов частота аллеля 606G составляет 0.36-0.45, а аллеля 4889G - 0.04-0.07. До недавнего времени в европейских популяциях изучали три основных полиморфных сайта гена CYP1A1: T3801C, A4889G и C4887A [43]. Кроме того что полиморфизм T606G имеет функциональный характер, частота аллеля 606G выше, чем встречаемость минорных вариантов других полиморфных сайтов. Таким образом, этот аллель представляется новым перспективным маркером для ассоциативных исследований многофакторных заболеваний.
В исследовании также зарегистрированы ассоциации со злокачественными новообразованиями мозга у носителей делеционных вариантов GSTT1 (D/D) (OR=1.96, p= 0.013). Сопряженность полиморфизма генов, кодирующих глутатион^-трансферазы, ферменты второй стадии детоксикации ксенобиотиков, с развитием опухолей мозга у детей анализировали в работе [21]. Достоверные результаты получены для функционального аллеля GSTM1 и минорного варианта GSTP1 313G. Ассоциацию между развитием злокачественных новообразований мозга у взрослых и полиморфизмом генов глутатион^-трансфераз анализировали значительно чаще, например, таким исследованиям в европейских странах посвящены 10 публикаций [32-34, 44-50]. Результаты семи из них и уже указанной работы, выполненной на выборке больных детей [21], объединены в мета-анализе
[51], проведенном для двух наиболее частых нозологических форм: глиом и менингиом. Согласно этому мета-анализу, у европеоидов делеционный вариант GSTT1 достоверно чаще встречался у больных ме-нингиомой (OR = 1.95). Для генов GSTM1 (Ins/Del) и GSTP1 A313G (Ile105Val) и соседнего с ним C341T (Ala114Val) различия по частотам аллелей между больными и здоровыми не выявлены. Еще в одном
масштабном исследовании получены данные об отсутствии сопряженности полиморфизма генов GSTM1 (Ins/Del), GSTM3 (А63С), GSTT1 (Ins/Del) с развитием глиом, глиобластом и менингиом. Показано, что гаплотип 105G-114C (Val-Ala) гена GSTP1 обладает слабым протективным эффектом относительно шанса заболевания глиомой [32].
По генам репарации значимые различия между частотами аллелей у больных и в контроле не выявлены (табл. 3), однако по локусу XPD на уровне тенденции зафиксирована сопряженность минорного аллеля 2251G с увеличенным шансом заболеваемости.
В ассоциативные исследования злокачественных новообразований любой локализации в связи с полиморфизмом генов репарации наиболее часто, среди всего многообразия этой группы генов, включают гены эксцизионной репарации нуклеотидов XPD и эксцизионной репарации оснований XRCC1
[52], которые находятся на одном участке хромосомы 19q13.2-3. Основные результаты ассоциативных исследований опухолей мозга собраны в обзоре [53]. Показано, что у взрослых наиболее распространенные злокачественные опухоли нейроэпителиальной ткани ассоциированы с полиморфизмом генов эксци-зионной репарации нуклеотидов XPD, ERCC1 и расположенного на том же участке хромосомы 19q13.2-3 гена GLTSCR1 (glioma tumor suppressor candidate of unknown function) [54]. В работе Caggana и соавт. [55] показано, что из семи полиморфных сайтов гена XPD максимальная сопряженность с риском развития глиомы получена для малоизученного синонимичного полиморфизма Arg156Arg, возможно, являющегося маркером другого неизвестного гена предрасположенности к данному заболеванию. Сайты T2251G (Lys751Gln) и G862A (Asp312Asn) гена XPD разделены 12340 п.н. и сцеплены друг с другом. В данной работе для них получены следующие показатели неравновесия по сцеплению: D’ = 0.674, r=0.662, p=0 (не отличаются у больных и здоровых), что коррелирует с опубликованными данными для европеоидов [56]. Несмотря на отсутствие в нашем исследовании значимых результатов по генам репарации, изучение полиморфизма локусов, расположенных на участке хромосомы 19q13.2-3, представляется нам перспективным направлением поиска генетических маркеров риска развития злокачественных новообразований мозга у детей.
В данной работе также показано, что минорный аллель гена нейрональной синтазы азота достоверно чаще встречался среди больных с опухолями ствола мозга (табл. 3); для всей группы больных различия не достигают значимого уровня.
Гены семейства синтаз азота, к которым относится нейрональная синтаза азота, чаще изучают в связи
с воспалительными процессами в организме. Однако полиморфизм nNOS сопряжен с предрасположенностью к меланоме [27]. Меланома относится к группе опухолей нервных окончаний. В семьях с наследственной предрасположенностью к опухолям мозга увеличен также риск развития меланомы [5]. Учитывая повышенную экспрессию nNOS именно в нервной ткани, а также предполагаемую перекрестную чувствительность к меланоме и глиомам, мы анализировали также сайт С276Т гена nNOS. Этот полиморфизм относится к функциональным, так как в связи с однонуклеотидной заменой в нетранслируемом участке увеличивается экспрессия мРНК у минорного варианта [57]. Достоверные результаты о сопряженности минорного аллеля с повышенным шансом заболевания злокачественными новообразованиями мозга получены только относительно немногочисленной группы больных с опухолями ствола мозга и, безусловно, требуют проверки.
В наших предыдущих ассоциативных исследованиях генов детоксикации ксенобиотиков показано, что у женщин с заболеваниями репродуктивной сферы, носительниц аллелей 606G, 4889G гена СУР1Л1 повышена частота соматических генных мутаций по локусу Т-клеточного рецептора (ТСБ) в лимфоцитах периферической крови (фенотип CD3-CD4+). Известно, что число таких ТСБ-мутантных лимфоцитов увеличено у раковых больных (рак гортани и гортаноглотки, рак щитовидной железы, рак шейки матки, лимфома Ходжкина) и у лиц с наследственной предрасположенностью к возникновению онкологических заболеваний (атаксия-телеангиэктазия) [58, 59]. Однонаправленность эффектов в двух различных исследованиях может отражать плейотропное действие генов детоксикации, приводящее к недостаточной устойчивости организма во взаимодействии генотип-среда. Кроме возможного увеличения риска заболевания в связи с изменением активности ферментов детоксикации, аллельные варианты генов, ассоциированных и с соматической мутабильностью, и с предрасположенностью к развитию злокачественных новообразований мозга у детей, могут служить маркерами блока сцепления, отражающими эффекты других, пока неизвестных, генов. Полученные результаты, при подтверждении их независимыми исследованиями, могут быть полезны для выявления генетических факторов риска развития злокачественных новообразований мозга у детей.
Работа финансирована в рамках Программы
фундаментальных исследований Президиума РАН «Биологическое разнообразие», подпрограмма «Генофонды и генетическое разнообразие».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Blumenthal D.T., Cannon-Albright L.A. // Neurology. 2008.
V. 71. P 1015-1020.
2. Malmer B., Henriksson R., Grönberg H. // Int. J. Cancer. 2003. V. 106. № 2. P. 260-263.
3. Sankila R., Olsen J.H., Anderson H., Garwicz S., Glattre E., Hertz H., Langmark F., Lanning M., M0ller T., Tulinius H. //
N. Engl. J. Med. 1998. V. 338. № 13. P. 1339-1344.
4. Scheurer M.E., Etzel C.J., Liu M., El-Zein R., Airewele G.E., Malmer B., Aldape K.D., Weinberg J.S., Yung W.K., Bondy M.L. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2007. V. 16. № 11.
P. 2491-2495.
5. Hemminki K., Li X., Vaittinen P., Dong C. // Br. J. Cancer.
2000. V. 83. № 3. P. 407-411.
6. Busby C.C. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2009. V. 6.
№ 12. P 3105-3114.
7. Herbst A.L., Ulfelder H., Poskanzer D.C. // N. Engl. J. Med. 1971. V. 284. P. 878-881.
8. Bassil K.L., Vakil C., Sanborn M., Cole D.C., Kaur J.S., Kerr K.J. // Can. Fam. Physician. 2007. V. 53. № 10. P. 1704-1711.
9. Shim Y.K., Mlynarek S.P., van Wijngaarden E. // Environ. Health Perspect. 2009. V. 117. № 6. P. 1002-1006.
10. Dietrich M., Block G., Pogoda J.M., Buffler P., Hecht S., Preston-Martin S. // Cancer Causes & Control. 2005. V. 16.
№ 6. P. 619-635.
11. Pogoda J.M., Preston-Martin S., Howe G., Lubin F., Mueller
B.A., Holly E.A., Filippini G., Peris-Bonet R., Mccredie M.R.E., Cordier S., Choi W. // Ann. Epidemiol. 2009. V. 19. № 3.
P. 148-160.
12. Idowu O.E., Idowu M.A. // Afr. Health Sci. 2008. V. 8. № 1.
P. 1-4.
13. Schüz J., Kaletsch U., Kaatsch P, Meinert R., Michaelis J. // Med. Pediatr. Oncol. 2001. V. 36. № 2. P 274-282.
14. Harder T., Plagemann A., Harder A. // Am. J. Epidemiol. 2008. V. 168. № 4. P. 366-373.
15. Samuelsen S.O., Bakketeig L.S., Tretli S., Johannesen T.B., Magnus P. // Lancet Oncol. 2006. V. 7. № 1. P 39-42.
16. Cantwell M.M., Forman M.R., Middleton R.J., Murray L.J. // Br. J. Cancer. 2008. V. 99. № 5. P. 796-799.
17. de Andrade M., Barnholtz J.S., Amos C.I., Adatto P, Spencer
C., Bondy M.L. // Genet. Epidemiol. 2001. V. 20. № 2. P. 258270.
18. Merchant T.E., Pollack I.F., Loeffler J.S. // Semin. Radiat. Oncol. 2010. V. 20. № 1. P. 58-66.
19. Arora R.S., Alston R.D., Eden T.O.B., Estlin E.J., Moran A., Birch J.M. // Neuro-Oncology. 2009. V. 11. № 4. P 403-413.
20. Sirachainan N., Wongruangsri S., Kajanachumpol S., Pakakasama S., Visudtibhan A., Nuchprayoon I., Lusawat A., Phudhicharoenrat S., Shuangshoti S., Hongeng S. // Cancer Detect. Prev. 2008. V. 32. № 1. P. 72-78.
21. Ezer R., Alonso M., Pereira E., Kim M., Allen J.C., Miller
D.C., Newcomb E.W. // J. Neurooncology. 2002. V. 59. № 2.
P 123-134.
22. Parhar P., Ezer R., Shao Y., Allen J.C., Miller D.C., Newcomb
E.W. // Brain Res. Mol. Brain Res. 2005. V. 137. № 1-2. P. 98-103.
23. Nielsen S.S., Mueller B.A., De Roos A.J., Viernes H.-M.A., Farin F.M., Checkoway H. // Environ. Health Perspect. 2005.
V. 113. № 7. P. 909-913.
24. Nielsen S.S., McKean-Cowdin R., Farin F.M., Holly E.A., Preston-Martin S., Mueller B.A. // Environ. Health Perspect. 2010. V. 118. № 1. P. 144-149.
25. Сальникова Л.Е., Замулаева И.А., Белопольская О.Б., Иванова Т.И., Кузнецова Г.И., Саенко А.С., Абилев С.К., Рубано-вич А.В. // Экологическая генетика. 2010. Т. 8. № 2. С. 18-23.
26. De Roos A.J., Rothman N., Brown M., Bell D.A., Pittman G.S., Shapiro W.R., Selker R.G., Fine H.A., Black P.M., Inskip P.D. // Neuro-Oncology. 2006. V. 8. № 2. P 145-155.
27. Li C., Hu Z., Liu Z., Wang L.-E., Gershenwald J.E., Lee J.E., Prieto V.G., Duvic M., Grimm E.A., Wei Q. // Cancer. 2007.
V. 109. № 8. P. 1570-1578.
28. Демографический ежегодник России. 2009. Статистический сборник. M.: Росстат, 2009. 557 с.
29. Демоскоп. Weekly. Электронная версия бюллетеня Население и общество. Смертность от внешних причин
и возраст. 2001. № 29-30. URL: http://www.demoscope.ru/ weekly/029/tema04.php
30. Hamajima N. // Exp. Rev. Mol. Diagnosis. 2001. V. 1. № 1.
P. 119-123.
31. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены предрасположенности. Введение
в предиктивную медицину. СПб.: Интермедика, 2000. 272 с.
32. Trizna Z., de Andrade M., Kyritsis A.P, Briggs K., Levin V.A., Bruner J.M., Wei Q., Bondy M.L. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 1998. V. 7. P. 553-555.
33. Schwartzbaum J.A., Ahlbom A., Lönn S., Warholm M., Rannug A., Auvinen A., Christensen H.C., Henriksson R., Christoffer Johansen C., Lindholm C., Malmer B., Salminen T., Schoemaker M.J., Swerdlow A.J., Feychting M. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2007. V. 16. № 3. P. 559-565.
34. De Roos A.J., Rothman N., Inskip P.D., Linet M.S., Shapiro W.R., Selker R.G., Fine H.A., Black PM., Pittman G.S., Bell D.A. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2003. V. 12. № 1.
P. 14-22.
35. Paunu N., Lahermo P., Onkamo P., Ollikainen V., Rantala I., Helen P., Simola K.O. J., Kere J., Haapasalo H. // Cancer Res. 2002. V. 62. P 3798-3802.
36. Androutsopoulos V.P., Tsatsakis A.M., Spandidos D.A. // BMC Cancer. 2009. 9:187. URL: http://www.biomedcentral. com/1471-2407/9/187
37. Rotunno M., Yu K., Lubin J.H., Consonni D., Pesatori A.C., Goldstein A.M., Goldin L.R., Wacholder S., Welch R., Burdette L., Chanock S.J., Bertazzi PA., Tucker M.A., Caporaso
N.E., Chatterjee N., Bergen A.W., Landi M.T. // PlOS. 2009.
V. 4. № 5. e5652. URL: http://www.pubmedcentral.nih.gov/ articlerender.fcgi?artid=2682568
38. Figueroa J.D., Sakoda L.C., Graubard B.I., Chanock S., Rubertone M.V., Erickson R.L., McGlynn K.A. // Cancer Causes & Control. 2008. V. 19. № 9. P 917-929.
39. Sowers M.R., Wilson A.L., Kardia S.R., Chu J.,
McConnell D.S. // Am. J. Med. 2006. V. 119. № 9. Suppl 1. S44-51. URL: http://www.amjmed.com/article/S0002-9343%2806%2900828-X/pdf
40. Wang S., Chanock S., Tang D., Zhigang L., Jedrychowski W., Perera F.P // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2008. V. 17. № 2. P. 405-413.
41. Lam T.K., Rotunno M., Lubin J.H., Wacholder S., Consonni
D., Pesatori A.C., Bertazzi PA., Chanock S.J., Burdette L., Goldstein A.M., Tucker M.A., Caporaso N.E., Subar A.F., Landi M.T. // Carcinogenesis. 2010. V. 31. № 4. P. 634-642.
42. Сальникова Л.Е., Смелая Т.В., Мороз В.В., Голубев А.М., Лаптева Н.Ш., Рубанович А.В. // Общая реаниматология. 2010. Т. 6. № 1. С. 5-10.
43. Georgiadis P., Topinka J., Vlachodimitropoulos D., Stoikidou M., Gioka M., Stephanou G., Autrup H., Demopoulos N.A., Katsouyanni K., Sram R., Kyrtopoulos S.A. // Carcinogenesis. 2005. V. 26. № 1. P. 93-101.
44. Pinarbasi H., Silig Y., Gurelik M. // Cancer Genet. Cytogen-et. 2005. V. 156. P. 144-149.
45. Wrensch M., Kelsey K.T., Liu M., Miike R., Moghadassi M., Aldape K., McMillan A., Wiencke J.K. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2004. V. 13. P. 461-467.
46. Butler M.A., Ruder A.M., Daly A.K., Waters M.A., Carreon T., Schulte P.A. // Proc. Am. Assoc. Cancer Res. 2003. V. 44. P. 128.
47. Кондратьева Т.В., Имянитов Е.Н., Того А.В., Зайцева О.А., Яцук О.С., Берснев В.П., Хансон К.П. // Вопросы онкологии. 1999. Т. 45. С. 523-527.
48. Elexpuru-Camiruaga J., Buxton N., Kandula V., Dias P.S., Campbell D., Mclntosh J., Broome J., Jones P., Inskip A., All-dersea J., Fryer A.A., Strange R.C. // Cancer Res. 1995. V. 55. № 19. P. 4237-4239.
49. Kelsey K.T., Wrensch M., Zuo Z.F., Miike R., Wiencke J.K. // Pharmacogenetics. 1997. V. 7. P. 463-468.
50. Wiencke J.K., Wrensch M.R., Miike R., Zuo Z., Kelsey K.T. // Carcinogenesis. 1997. V. 18. P. 1431-1433.
51. Lai R., Crevier L., Thabane L. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2005. V. 14. № 7. P. 1784-1790.
52. Vineis P., Manuguerra M., Kavvoura F.K., Guarrera S., Al-lione A., Rosa F., Di Gregorio A., Polidoro S., Saletta F., John P.A., Ioannidis J.P.A., Giuseppe Matullo G. // J. Natl. Cancer Inst. 2009. V. 101. № 1. P. 24-36.
53. Bethke L., Webb E., Murray A., Schoemaker M., Johansen
C., Christensen H.C., Muir K., McKinney P., Hepworth S., Dimitropoulou P., Lophatananon A., Feychting M., Lönn S., Ahlbom A., Malmer B., Henriksson R., Auvinen A., Kiuru A., Salminen T., Swerdlowand A., Houlston R. // Human Mol. Genet. 2008. V. 17. № 6. P. 800-805.
54. Yang P., Kollmeyer T.M., Buckner K., Bamlet W., Ballman K.V., Jenkins R.B. // Cancer. 2005. V. 103. № 11. P. 2363-2372.
55. Caggana M., Kilgallen J., Conroy J.M., Wiencke J.K., Kelsey K.T., Miike R., Chen P., Wrensch M.R. // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2001. V. 10. P. 355-360.
56. Butkiewicz D., Rusin M., Enewold L., Shields P.G., Chorazy M., Harris C.C. // Carcinogenesis. 2001. V. 22. № 4. P. 593-597.
57. Venturelli E., Villa A., Scarpini E., Fenoglio C., Guidi I., Lo-vati C., Marcone A., Cortini F., Scalabrini D., Clerici F., Bresolin N., Mariani C., Cappa S., Galimberti D. // Eur. J. Neurol. 2008. V. 15. № 1. P. 77-81.
58. Замулаева И.А., Саенко А.С., Орлова Н.В., Смирнова С.Г., Цыб А.Ф. Пособие для врачей. Обнинск, 2007. 19 с.
59. Kyoizumi S., Akiyama M., Hirai Y., Kusunoki Y., Tanabe K., Umeki S. // J. Exp. Med. 1990. V. 171. № 6. P. 1981-1999.
