CC BY
26
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(7)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-623-626
Original article
0 ЛОСКУТОВ Д.В., ХАМИТОВА Р.Я., 2016 УДК 613.62:616.24-036.12-092:612.6.05]:669.1
Лоскутов Д.В.1, Хамитова Р.Я.2
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ХРОНИЧЕСКИХ БОЛЕЗНЕЙ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ У РАБОТНИКОВ ЛИТЕЙНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
1 ФКУЗ Медико-санитарная часть №12 ФСИН России, 424006, Йошкар-Ола;
2 ФГАОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет, 420008, Казань
Обзор литературы показывает, что в настоящее время идет накопление данных по генетической детерминированности индивидуальной чувствительности к действию неблагоприятных промышленных факторов. Материалом исследования служили образцы высокомолекулярной ДНК, выделенные из эпителиальных соскобов ротовой полости 99 работников литейного производства. Исследование полиморфных вариантов генов интерлейкинов проводили путем анализа продуктов амплификации специфических участков генома. Установлено, что гомозиготный генотип TNF-a (-308A/G) повышает относительный риск формирования хронических болезней органов дыхания с аллелями AA в 6,4раза и аллелями GG в 2,4 раза, тогда как гетерозиготный генотип (AG) снижает в 1,9 раза. Полиморфизм гена IL-1b (+3953 Т/С) для развития респираторной патологии значимости не имел. Генотипирование интерлейкинов, участвующих в противовоспалительной реакции бронхолегочного тракта, может рассматриваться как элемент первичной профилактики на производствах с высоким риском формирования болезней органов дыхания.
Ключевые слова: работники литейного производства; болезни органов дыхания; гены интерлейкинов TNFa и IL-1b; производственно-обусловленные заболевания.
Для цитирования: Лоскутов Д.В., Хамитова Р.Я. Генетическая составляющая хронических болезней органов дыхания у работников литейных производств. Гигиена и санитария. 2016; 95(7): 623-626. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-623-626
Loskutov D.V.1, Khamitova R.Ya.2
THE GENETIC COMPONENT OF CHRONIC RESPIRATORY DISEASES IN WORKERS OF FOUNDRY PRODUCTIONS
Health Department No 12 of the Federal Penitentiary Service of Russia, Yoshkar-Ola, 424006, Russian Federation; 2Kazan Federal University, Kazan, 420008, Russian Federation
Review of the literature shows that currently there is an accumulation of data on the genetic determination of individual susceptibility to adverse industrial factors. Material of the research were high molecular DNA samples isolated from epithelial mouth scrapings in 99 foundry workers. Study of polymorphic variants of interleukin genes was performed by means of the analysis ofproducts of amplification of specific regions of the genome. Homozygous genotype TNF-a (-308A/G) was established to increase the relative risk of shaping of chronic respiratory diseases: with AA alleles - by 6.4 times and GG alleles - by 2.4 times, while the heterozygous genotype (AG) decreases - by 1.9 times. Polymorphism of gene IL-1fi (+3953 T / C) had no significance for the development of respiratory disease. Genotyping interleukins, involved in the inflammatory responses of the bronchopulmonary tract, can be considered as an element ofprimary prevention in industries with a high risk for shaping of respiratory diseases.
Keywords: foundry workers; respiratory diseases; gene of interleukin TNF-a and IL-1ft; occupationally related diseases.
For citation: Loskutov D.V., Khamitova R.Ya. The genetic component of chronic respiratory diseases in workers of foundry productions.
Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(7): 623-626. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-623-626
For correspondence: Denis V. Loskutov, MD, PhD, senior physician of the Center of the State Sanitary-Epidemiological Sanitary Surveillance, Health Department No 12 of the Federal Penitentiary Service of Russia, Yoshkar-Ola, 424006, Russian Federation. E-mail: [email protected] Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Funding. The study had no sponsorship. Received: 15 July 2015 Accepted: 17 November 2015
Введение
В «Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 г.» одной из главных угроз в области экономического роста названа «прогрессирующая трудонедостаточность» (2009). В настоящее время каждый 7-й житель страны -старше 65 лет. Вопросы охраны и укрепления здоровья работающего населения входят в перечень приоритетных задач здравоохранения и для раз-
Для корреспонденции: Лоскутов Денис Вадимович, канд. мед. наук, старший врач Центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора ФКУЗ ^Медико-са-нитарная часть № 12 ФСИН России, 424006, Йошкар-Ола. E-mail: [email protected]
работки научно обоснованных профилактических мер необходимо всестороннее изучение всех видов заболеваемости и факторов ее развития.
Специалисты считают, что 25-40% болезней у работающей части населения прямо или косвенно связаны с неудовлетворительными условиями труда [1]. На протяжении длительного времени в Российской Федерации ведущее место как среди профессиональных заболеваний, так и заболеваний с временной утратой трудоспособности занимают болезни органов дыхания (БОД): 27-38 и более 30% соответственно [2].
Воздействие производственных и внепроиз-водственных факторов запускает ряд локальных
хгиена и санитария. 2016; 95(7)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-623-626
Оригинальная статья %
100-, 9080706050403020100 —
Распределение генотипов интерлейкинов в группе лиц с БОД и лиц контрольной группы
Ав СЭ АА
Щ Больные ^ Контроль
Рис. 1. Распределение генотипов полиморфизма -308Л/О гена ЮТа.
неспецифических иммунологических реакций, которые активируют клетки, секретирующие противовоспалительные цитокины, в том числе Т№а и ГЬ-1р. Доказана роль генов медиаторов интерлейкинов 1, 6, 8, 10; генов, кодирующих Т№а и других, выступающих мощными факторами адгезии и хемотаксиса нейтрофилов [3-6].
Многочисленные исследования в области генетического скрининга маркеров полиморфных систем организма работающих, выполненные в последние годы, не вызывают сомнения в том, что индивидуальная чувствительность к действию промышленных факторов детерминирована генетически [7-10].
Для России характерна избыточная гетерогенность генома, возникающая в результате смешения популяционных генофондов. Она обусловлена как многонациональным составом населения, так и обширностью территории страны, способствующей возникновению региональных отличий генотипа даже внутри одной и той же этнической группы. Полагают, что у индивидов с гетерозиготным генотипом адаптационные возможности понижены, что определяет вероятность возникновения различных патологий, хотя в литературе приводят и противоположные доказательства [11, 12].
Задачей исследования стало определение значимости полиморфизма генов интерлейкинов (Т№а И ГЬ-1Р) в формировании болезней органов дыхания у работников пылеопасного производства.
Материал и методы
Исследования генов интерлейкинов проводили на базе кафедры биохимии ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» при участии автора. Для анализа ассоциации полиморфизма -308Л/0 гена Т№а и -3953 Т/С гена ГЬ-1Р с формированием производственно-обусловленных БОД обследовали 48 часто болеющих БОД рабочих литейного производства. Основная доля профессиональных заболеваний органов дыхания в Республике Татарстан приходится на пред-
Интер-лейкин Генотип Больные (п, %) Контроль (п,%) ЯЯ 95% С1 х2
ТОТа ЛО 22 (46) 44 (86) 1,88* 1,39-2,56 16,42
ОО 14 (29) 5 (10) 2,4 1,12-7,89 4,79
ЛЛ 12 (25) 2 (4) 6,38 1,8-37,1 7,4
ИД-1Р СТ 18 (38) 13 (25) 1,47 0,73-2,98 1,15
СС 25 (52) 26 (51) 1,02 0,65-1,62 0,1
ТТ 5 (10) 12 (24) 2,26 0,76-6,73 2,4
Примечание. * - обратная связь.
приятия машиностроительного профиля (80,5%), прежде всего литейные производства (19%). Контрольную группу составили 51 практически здоровый рабочий с того же производства. Условиями включения в контрольную группу являлось отсутствие кашлевого анамнеза, одышки, хронических заболеваний бронхолегочной системы, а также острых респираторных заболеваний в течение последних 3 мес. Средний возраст лиц группы больных составил 42,9 ± 1,8 года, группы сравнения -41,2 ± 1,7 года.
Материалом исследования служили образцы высокомолекулярной ДНК, выделенные из эпителиальных соскобов ротовой полости. Генотипиро-вание осуществляли на базе кафедры биохимии Казанского федерального университета путем анализа продуктов амплификации специфических участков генома. Локусы 308Л/0 гена Т№а и 3953 Т/С гена ГЬ анализировали методом локус-специ-фичной полимеразной цепной реакции с использованием олигонуклеотидных праймеров ООО НПФ «Литех» (Москва), смеси dNTP и термостабильной ДНК-полимеразы ^егтш aquaticus (Taq). Выделение ДНК проводили по стандартной методике коммерческим набором ДНК-ЭКСПРЕСС. В качестве внутреннего контроля использовали праймер НОБ, размер продукта 450 п.н. Аллель-ный тип определяли по длине получаемого продукта амплификации при электрофоретическом разделении.
Статистическую значимость различий в распределении полиморфных вариантов между контрольной группой и больными лицами оценивали по критерию х2. Об ассоциации разных генотипов с заболеванием судили по величине ЯЯ - относительному риску при расчетной величине х2 < 3,8. Вычисление проводили с помощью пакета программ Statistica 6.0, а также по оригинальным программам.
Результаты
В результате амплификации участка гена ТОТ а, содержащего полиморфный локус, образовался фрагмент, соответствующий аллелям Ли О, сочетание которых у человека образует 3 генотипа: ЛЛ, АО, Ов (рис. 1).
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(7)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-623-626
100-, 9080706050403020100-
СС ТТ СТ
Ш Больные ^ Контроль
Рис. 2. Распределение генотипов полиморфизма +3953 Т/С гена ГЬ-ф.
В основной группе по сравнению с контрольной преобладали лица с гомозиготным генотипом (АА и GG): АА - 25 и 4%; GG - 29,2 и 9,8% соответственно.
Как показал статистический анализ, частота встречаемости гомозиготных вариантов (АА и GG) гена Т№а была выше среди лиц с хроническими БОД, чем среди практически здоровых лиц. Для АА величина RR = 6,38 (ДИ 95%: 1,8,37,1); с2 = 7,4, тогда как для GG - RR = 2,4 (ДИ 95%: 1,12,7,89); с2 = 4,79 (см. таблицу).
Полученные данные позволяют считать, что генотип с аллелями АА повышает риск развития БОД у рабочих в 6,4 раза, с аллелями GG - в 2,4 раза с высокой степенью вероятности. Преобладание в контрольной группе условно здоровых лиц носителей гетерозиготного генотипа (AG), составлявших 86,2% против 45,8% среди часто болеющих респираторными заболеваниями, свидетельствует в пользу протекторных свойств данного набора аллелей: RR = 1,88 (ДИ 95%: 1,39,2,56); X2 = 16,42.
Среди здоровых лиц гетерозиготный генотип выявили в 1,9 раза чаще, чем в основной группе. Данный факт свидетельствует в пользу того, что наличие гетерозиготного AG-генотипа определяет устойчивость организма к факторам риска развития БОД, снижая вероятность развития заболеваний бронхолегочной систем профессионального и производственно-обусловленного генеза.
Наряду с изучением полиморфизма гена интер-лейкина Т№а аналогичным методом исследовали генотипы интерлейкина ГЬ-1Ь, полиморфный локус которого содержал фрагмент длиной 336 п.н., соответствующих аллелям С и Т. Сочетание данных аллелей образует 3 генотипа: СС, СТ и ТТ (рис. 2).
Анализ распределения изучаемых аллельных вариантов гена ГЬ-1Р не выявил статистически значимых различий между двумя группами - частота встречаемости гомозиготных и гетерозиготных носителей гена ГЬ-1Р оказалась практически
Оriginal article
одинаковой: CC - 52 и 51%; TT - 10 и 23%; CT - 38 и 25%, х2 < 3,8 (см. таблицу).
Обсуждение
Таким образом, в исследовании установлены статистически значимые различия в распределении частот аллельных вариантов гена TNFa между группами больных и субъектами контрольной выборки. Сочетание одинаковых аллелей в гене чаще приводит к развитию БОД, а наличие двух разных аллелей, наоборот, снижает вероятность заболевания. Полученные результаты свидетельствуют в пользу того, что полиморфизм гена интерлейкина TNFa играет значимую роль в формировании БОД у конкретного человека.
Принимая во внимание значимость вклада полиморфизма гена интерлейкина TNFa в формирование хронических БОД, при приеме на рабочие места, где присутствуют аэрозоли преимущественно фиброгенного действия, желательно проводить молекулярно-генетическое обследование, которое будет способствовать выявлению лиц с высоким риском развития респираторной патологии. Рекомендация работнику при поступлении на пылеопасное производство, основанная на геноти-пировании интерлейкинов, участвующих в противовоспалительной реакции бронхолегочного тракта на воздействие повреждающего фактора, может рассматриваться как элемент первичной профилактики. Данное направление профилактики на производствах с высоким риском формирования болезней органов дыхания является перспективным.
Внедрение генетических обследований работников при приеме на работу на производства с высоким риском формирования профессиональных и/или производственно-обусловленных заболеваний респираторной системы сдерживается не только отсутствием подзаконных актов, но достаточно высокой вариабельностью и сравнительно низкой воспроизводимостью результатов. Однако генетические методы и подходы при оценке риска здоровью людей от различных факторов производственной и внепроизводственной среды подкрепляют доказательную базу при обосновании перспективных направлений профилактической деятельности.
Выводы
1. Результаты предварительного исследования указывают на значимость вклада полиморфизма гена TNFa (-308A/G) и отсутствие роли многообразия гена IL-1P (+3953 Т/С) в формировании БОД у работников пылеопасного производства.
2. Присутствие в гене TNFa разных аллелей снижает вероятность развития заболеваний брон-холегочной системы, а одинаковых - повышает индивидуальную чувствительность к воздействию патогенных агентов развития БОД.
гиена и санитария. 2016; 95(7)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-623-626_
Оригинальная статья
3. Генетические методы при оценке риска развития БОД позволяют выделить новые перспективные направления в профилактической деятельности.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература (п.п. 5, 7 см. References)
1. Денисов Э.И., Чесалин П.В. Профессионально обусловленная заболеваемость и ее доказательность. Медицина труда и промышленная экология. 2007; (10): 1-9.
2. Хамитова Р.Я., Лоскутов Д.В. Профессиональный риск развития болезней органов дыхания у работников литейных цехов машиностроительных предприятий. Гигиена и санитария. 2012; (1): 23-6.
3. Гафаров Н.И., Захаренков В.В., Панев Н.И., Кучер А.Н., Фрейдин М.Б., Рудко А.А. Роль генетических факторов в развитии хронического пылевого бронхита у работников угледобывающих предприятий Кузбасса. Гигиена и санитария. 2013; (4): 44-7.
4. Ризванова Ф.Ф., Пикуза О.И., Файзуллина Р.А., Гай-фуллина Р.Ф., Ризванов А.А., Кравцова О.А. Генетическая диагностика: полиморфизм генов цитокинов. Практическая медицина. 2010; (6): 41-3.
6. Захаренков В.В., Гафаров Н.И., Панев Н.И. Распределение биохимических и молекулярно-генетических маркеров генов у работников угледобывающих предприятий Кузбасса, больных хроническим пылевым бронхитом. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. 2012; (1): 93-7.
8. Корытина Г.Ф., Бурдюк Ю.В., Ахмадишина Л.З., Коче-това О.В., Викторова Т.В., Загидуллин Ш.З. Ассоциация полиморфных локусов генов молекул иммунного ответа с развитием и прогрессированием хронической обструктивной болезни легких. Практическая медицина. 2013; (5): 61-7.
9. Савченко Я.А., Минина В.И., Баканова М.Л. Хромосомные аберрации и полиморфизм генов ферментов детоксикации ксенобиотиков и репарации ДНК у работников теплоэнергетики. Гигиена и санитария. 2012; (6): 73-5.
10. Валеева Э.Т., Каримова Л.К., Бакиров А.Б., Маврина Л.Н. Условия труда и особенности формирования профессиональных заболеваний у работников нефтехимических производств. Здравоохранение Российской Федерации. 2013; (5): 23-5.
11. Величковский Б.Т. О путях «сбережения народа» и роли болезней органов дыхания в решении этой проблемы. Пульмонология. 2007; (3): 5-9.
12. Рахманин Ю.А. Генетические исследования в гигиене окружающей среды. Гигиена и санитария. 2011; (5): 4-9.
Reference s
1. Denisov E.I., Chesalin P.V. Professionally caused morbidity and its conclusiveness. Meditsina truda i promyshlen-naya ekologiya. 2007; (10): 1-9. (in Russian)
2. Khamitova R.Ya., Loskutov D.V Professional risk of respiratory diseases in workers foundry engineering enterprises. Gigiena i sanitariya. 2012; (1): 23-6. (in Russian)
3. Gafarov N.I., Zakharenkov V.V, Panev N.I., Kucher A.N., Freydin M.B., Rudko A.A. The role of genetic factors in the development of chronic dust bronchitis in workers of coal mining enterprises of Kuzbass. Gigiena i sanitariya. 2013; (4): 44-7. (in Russian)
4. Rizvanova F.F., Pikuza O.I., Fayzullina R.A., Gayfullina R.F., Rizvanov A.A., Kravtsova O.A. Genetic diagnosis: cytokine gene polymorphism. Prakticheskaya meditsina. 2010; (6): 41-3. (in Russian)
5. Calder@6n-Garcidue@nas L., Franco-Lira M., Torres-Jard@on R., Henriquez-Rold@an C., Barrag@an-Mej@ ia G., Valencia-Salazar G. et al. Pediatric respiratory and systemic effects of chronic air pollution exposure: nose, lung, heart and brain pathology. Toxicol. Pathol. 2007; 35(1): 154-62.
6. Zakharenkov V.V, Gafarov N.I., Panev N.I. Distribution of biochemical and molecular genetic markers of workers Kuzbass coal mining enterprises with chronic dust bronchitis. Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya RAMN. 2012; (1): 93-7. (in Russian)
7. Dolgikh O., Zaitseva N., Dianova D. et al. Molecular markers of apoptosis in industrial workers. In vivo. 2011; 25(3): 523-4.
8. Korytina G.F., Burdyuk Yu.V., Akhmadishina L.Z., Ko-chetova O.V, Viktorova T.V., Zagidullin Sh.Z. Association of polymorphisms of genes of the molecules of the immune response to the development and progression of chronic obstructive pulmonary disease. Prakticheskaya meditsina. 2013; (5): 61-7. (in Russian)
9. Savchenko Ya.A., Minina V.I., Bakanova M.L. Chromosomal aberrations and gene polymorphism xenobiotic detoxification enzymes and dNa repair workers power system. Gigiena i sanitariya. 2012; (6): 73-5. (in Russian)
10. Valeeva E.T., Karimova L.K., Bakirov A.B., Mavrina L.N. Working conditions and peculiarities of occupational diseases among workers of petrochemical plants. Zdra-vookhranenie Rossiyskoy Federatsii. 2013; (5): 23-5. (in Russian)
11. Velichkovskiy B.T. Ways to «save people» and the role of respiratory diseases in solving this problem. Pul'monologiya. 2007; (3): 5-9. (in Russian)
12. Rakhmanin Yu.A. Genetic research in environmental health. Gigiena i sanitariya. 2011; (5): 4-9. (in Russian)
Поступила 15.07.15 Принята к печати 17.11.15
