Original article
Science & Healthcare, 2, 2016
96
2. Алынған деректердің
жүейелі талдауызі біріншілік кәсіптік аурулардың
жаңа генетикалық
концепциямен ғылыми негіздемесі болып табылады. Және олар клиникалық
жағдайларда
қолданылады.
Негізгі сөздер: Генетикалық маркерлер, фенотиптеу, өкпеніңшаңдыауруы.
Библиографическая ссылка:
Фишман Б.Б., Хайбуллин Т.Н., Мякишева С.Н. Особенности генетического полиморфизма генных
локусов и морфофизиологических признаков при пылевой болезни легких / / Наука и Здравоохранение.
2016. №2. С. 93-105.
Fishman B.B., Khaibullin T.N., Myakisheva S.N. The features genetic polymorphism of gene loci and morpho-
physiological traits in dust pulmonary disease. Nauka i Zdravookhranenie [Science & Healthcare]. 2016, 2, pp. 93-
105.
Фишман Б.Б., Хайбуллин Т.Н., Мякишева С.Н. Өкпенің шаңды ауыруы кезіндегі морфофизиологиялық
белгілері мен генді локустардың генетикалық полиморфизмінің ерекшеліктері / / Ғылым және Денсаулық
сақтау. 2016. №2. Б. 93-105.
Введение
Как известно, в основе наследственной
предрасположенности к болезням лежит
широкий генетический полиморфизм человека
по
биохимическим,
иммунологическим,
физиологическим признакам [7,6,16,5,8,9,19,
21, 23-24] . В настоящее время известны
десятки тысяч таких полиморфных систем [7,
31,
36].
Особенности
метаболизма
большинства
веществ
в
организме
определяются
сложной
системой
ферментативных реакций [22, 42]. Этот факт
сопряжен с существованием дискретного
биохимического полиморфизма и сводится к
наличию разных вариантов ферментных и
других белков [1-3, 10-15]. Такая изменчивость
в обычных естественных условиях относится к
нормальной генетической вариабельности,
определяющей индивидуальные особенности
протекания биохимических реакций у разных
людей [17-18, 20, 25-28]. Однако, при резко
изменившихся условиях окружающей среды
или
при
воздействии
вредных
производственных
факторов,
аллели
некоторых
локусов,
представляющие
нормальный балансированный полиморфизм
в естественных условиях среды, могут стать
“патологическими”
и
играть
роль
предрасполагающих
наследственных
факторов [29,32,30, 33-35,37-42].
Необходимость
изучения
генетико-
биохимического статуса в ответных реакциях
организма на воздействие вредных факторов
производственной и окружающей среды
очевидна [7,6,16]. Результаты исследований в
этой области позволяют обосновать критерии
индивидуального прогноза риска развития
профессиональных заболеваний и так
называемой
“экологически
или
производственно обусловленной патологии”,
более разносторонне и аргументировано вести
профилактику, медицинский контроль за
здоровьем работающих, решать вопросы
профессиональной
ориентации,
рационального трудоустройства лиц со
специфическими фено- и генотипическими
особенностями организма [6].
Цель исследования – проведение анализа
наследственного полиморфизма по комплексу
биохимических систем при одновременном
определении
активности
или
уровня
ферментных
и
других
белков
и
гликопротеидов, играющих непосредственную
роль
в
развитии
воспалительных
и
деструктивных процессов, а также оценка
нейро-эндокринной системы, как главного
фактора реализации генотипа и регуляции
основных жизненных функций у работающих в
условиях неблагоприятной производственной
среды.
Материалы и методы исследования
В настоящем клинико-иммунологическом
исследовании
нами
представлены
биохимические и генетические данные,
полученные от 415 человек с диагнозами
профессиональных заболеваний
бронхо-
легочной системы. В сравнительном плане
были
проведены
биохимические
и
генетические исследования у пациентов
бронхо-легочными
заболеваниями
Наука и Здравоохранение, 2, 2016
Оригинальные исследования
97
непрофессионального генеза (БЛЗнг). В эту
группу входили больные с острой пневмонией,
бронхиальной
астмой,
хроническим
бронхитом, саркоидозом легких, туберкулезом
легких,
бронхоэктатической
болезнью.
Информированное согласие рабочих на
обследование имеется.
При анализе полученных данных в
качестве контроля использовались результаты
генетико-биохимических исследований – 250
практически здоровых лиц, не имевших
профессионального
контакта,
а
также
хронических и острых заболеваний бронхо-
легочной системы. В комплекс показателей
были включены белковые системы, играющие
важную роль в патогенетических механизмах
развития
заболеваний
бронхо-легочной
системы (таблица 1).
Таблица 1.
Изученные генетико-биохимические полиморфные системы.
ЛОКУС
ФЕНОТИП
HP - гаптоглобин
1-1; 2-1; 2-2
TF - трансферрин
С
1
С
1
; С
1
С
2
; С
1
С
3
; С
1
D; С
3
D; С
2
С
2
; С
2
С
3
; С
3
С
3
GC - витамин-D-транспортирующий белок
1F1F; 1F1S; 1F2; 1S1S; 1S2;2-2; 1SR; 2SR; FR
C3- компонент комплемента
FF; FS; SS
PI - ингибитор протеиназ
M
1
M
1
;M
1
M
2
;M
1
M
3
;M
2
M
2
;M
2
M
3
;M
3
M
3
;ZZ
PGM1 - фосфоглюкомутаза
1+1+;1+1-;1+2+;1+2-;1-1-;1-2+;2+2+;2+2-;1-2-;2-2-
GLO1 - глиоксалаза
1-1; 2-1; 2-2
Результаты
исследования
и
их
обсуждение
Сравнительный анализ гематологического
фенотипа здоровых и больных ХЗЛ,
подвергающихся воздействию промышленной
пыли выявил разнонаправленные изменения
его различных усредненных показателей,
неравнозначные
для
отдельных
нозологических форм и, как правило, не
выходящие за пределы нормы. Это позволяет
расценивать
данные
изменения
как
проявление
адаптационно-
приспособительных процессов и затрудняет
использование
показателей
гематологического
фенотипа
для
индивидуального
прогнозирования
вероятности формирования ХЗЛ при действии
органической и силикатной пыли.
Функциональные исследования состояния
вегетативной
нервной
системы
путем
определения «вегетативного портрета» также
указывают на ее участие в формировании
ХЗЛ. Одним из эндогенных факторов риска
развития этих заболеваний (и прежде всего
БА) является парасимпатикотония (р<0,001).
Симпатикотония и амфотония, по-видимому,
способствуют формированию резистентности
к действию промышленной пыли. Полученные
результаты
позволяют
использовать
"вегетативный портрет", как один из
функциональных
маркеров
для
прогнозирования БА.
Результаты
исследования
клинико-
функциональных
показателей
состояния
здоровья
рабочих,
подвергающихся
воздействию
промышленной
пыли,
свидетельствуют о важнейшем значении
большинства из них для диагностики и
прогнозирования ХЗЛ. Особенно ценными в
этом отношении являются субъективно-
физикальные,
вентиляционные
и
рентгенологические
маркеры
ХЗЛ,
обладающие наибольшей информативностью.
Повышенный риск ХЗЛ может определяться
замедлением мукоцилиарного клиренса и
парасимпатикотонией.
Прогностическое
значение клинико-физиологических маркеров
неравнозначно как для каждого из них в
отдельности, так и в отношении различных
нозологических форм ХЗЛ. Это обусловливает
необходимость
дифференцированного
подхода к использованию данной группы
маркеров для прогнозирования ХЗЛ при
действии промышленной пыли.
Изучение
лабораторных
показателей
состояния основных систем иммунитета
показало, что при действии промышленной
пыли могут развиваться разнообразные
нарушения иммунологической реактивности
как у здоровых рабочих, так и у больных ХЗЛ.
Original article
Science & Healthcare, 2, 2016
98
Анализ нарушений в Т-системе иммунитета
позволил установить их неравнозначность, как
в отношении различных показателей, так и
применительно к отдельным формам ХЗЛ.
Наибольшее прогностической ценностью
обладают те нарушения в Т-системе
иммунитета,
которые
выражаются
в
изменении
относительного
содержания
активных и тотальных Т-лимфоцитов, а также
в дисбалансе субпопуляций (Тх/Тс) при
р<0,001.
Нарушения в В-системе иммунитета были
выражены в меньшей степени, чем в Т-
системе.
Наибольшей
прогностической
ценностью для ХЗЛ обладают абсолютное и
относительное количество В-лимфоцитов
периферической крови, а для ХБ и уровень
ЦИК (р<0,001). При этом информативность
показателей В-системы неравнозначна для
разных
форм
ХЗЛ,
что
требует
дифференцированного их использования при
прогнозировании.
Анализ нарушений в фагоцитарной системе
иммунитета позволил установить, что у
здоровых и больных ХЗЛ ее показатели
изменяются
неоднозначно
относительно
отдельных признаков. Их прогностическая
ценность
определяется
прежде
всего
абсолютном количеством нейтрофилов и
резервом фагоцитоза (р<0,001).
Результаты
экспериментально-
генетического
исследования
позволяют
заключить, что чувствительность организма к
действию промышленной пыли, а также
интенсивность и характер реакции на
воздействие
последней
зависит
от
индивидуальных генетических особенностей,
т.е. в значительной степени определяется
генотипом.
Это
указывало
на
целесообразность проведения генетического
скрининга факторов риска ХЗЛ при действии
промышленной
пыли
и
выявлении
генетических маркеров гиперчувствитель-
ности и резистентности к последней.
В основу генетического скрининга было
положено
явление
генетического
полиморфизма многих генных локусов и
морфофизиологических признаков. Продукты
полиморфных генных локусов условно были
разделены
на
иммуногенетические
и
генетикобиохимические маркеры.
Результаты
иммуногенетических
исследований свидетельствуют о том, что
иммуногенетические системы, определяющие
антигенную специфику тканей индивида, могут
принимать участие в формировании ХЗЛ при
действии промышленной пыли. Это указывает
на
определенную
роль
генетической
компоненты
в
формировании
данных
заболеваний.
Характер
и
степень
самостоятельного вклада отдельных генов и
их аллелей различны: одни из них оказывают
протективное действие и, следовательно,
повышают риск развития ХЗЛ, другие играют
превентивную роль, снижая вероятность
развития болезни. При этом имеет место
определенная «нозологическая специфика»
иммуногенетических маркеров, т.е. значение
последних для разных форм ХЗЛ может быть
различным. Специальная статистическая
обработка (сетевой анализ) и систематизация
полученных данных позволили выявить
информативные
иммуногенетические
маркеры, пригодные для прогнозирования
ХЗЛ при действии промышленной пыли
(таблица 1).
Так, для ХЗЛ в целом протективными
маркерами являются НLA-В16, НLA-В12, и
АВО-А(П) (р<0,05); превентивными - АВО-
АВ(IV) (р<0,01) и НLA-В18 (р<0,05). Для ХБ
протективными маркерами являются HLA-B12
и HLA-B16 (р<0,05); превентивными - АВО-
АВ(IV) (p<0,05) и HLA-B18 (р<0,01). В целом из
36 идентифицированных иммуногенетических
маркеров в патогенез ХЗЛ при действии
промышленной пыли включаются от 11,1% до
22,2%, в зависимости от "нозологической
специфики". Остальные 88,9% - 77,8%
аллелей непосредственного участия в
формировании болезни, по-видимому, не
принимают. Однако это не исключает их
косвенного
влияния
на
степень
чувствительности к промышленной пыли.
В
качестве
генетико-биохимических
маркеров
использовались
продукты
9
полиморфных генетических систем (всего 43
маркера). Результаты этих исследований
свидетельствуют о том, что в формировании
ХЗЛ при действии промышленной пыли
наряду
с
иммуногенетическими
могут
принимать участие и генетико-биохимические
системы.
Это
является
еще
одним
Наука и Здравоохранение, 2, 2016
Оригинальные исследования
99
доказательством важной роли генетической
компоненты в развитии данных заболеваний.
Характер и степени самостоятельного вклада
отдельных маркеров генетико-биохимических
систем различны: одни из них обладают
протективными свойствами и, следовательно,
повышают риск развития ХЗЛ, другие
оказывают превентивное влияние, снижая
вероятность формирования болезни. При этом
также
имеет
место
"нозологическая
спецификация"
генетико-биохимических
маркеров: роль последних для различных
форм ХЗЛ неоднозначна. Так для ХЗЛ в целом
протективными маркерами являются РGM-2А-
2В, -I-ИП-МЗ-З и ESD-I-I; превентивными –
С3- F, ЕSD-1-2 и
-I-ИП-МI-I. Для ХБ
проективными маркерами являются РGM -2А-
2В, -I-ИП-МI-3 и -I-ИП-МЗ-3; превентивными
- -I-ИП-МI-I и -I-ИП-М2-2.
Таблица 1.
Частота встречаемости достоверно информативных генетических маркеров у здоровых и
больных ХЗЛ.
Примечание: * - р<0,05,** - р<0,01,*** - р<0,001
Генетический маркер
Частота (%)
Здоровые
ХЗЛ
ХБ
HLA-B5
16,66
13,08
11,11
HLA-B12
3,43
9,34
*
12,50*
HLA-В13
5,88
1,86
1,38
HLA-BI4
11,76
8,41
8,33
HLA-BI6
1,96
7,47*
6,94*-
HLA-BI8
5,88
0,93
*
0,00**
HLA-B21
3,92
7,47
5,55
HLA-B22
3,92
3,73
4,16
HLA-B27
6,86
2,80
4,16
ABO-O(I)
50,00
43,69
47,62
ABO-O(II)
26,63
36,14*
29,76
ABO-O(IV)
7,95
1,69
*
*
2,39*
Rh (-)
12,74
8,41
9,53
Tf-2-З
1,41
1,80
1,34
H
P
-I-I
11,33
9,92
12,01
Нр-2-2
41,50
48,64
45,33
Gc-2-2
7,54
5,40
6,66
-I-ИП-MI-I
63,68
45,94*
40,00*
-I-ИП-M2-2
7,54
3,60
1,33*
-I-ИП-M3-З
0,95
4,50*
5,33*
-I-ИП-MI-2
18,39
27,83
29,33
-I-ИП-MI-3
8,49
14-13
20,00*
C3-F
8,02
1,80*
2,66
PGMI-IA
36,32
27,92
32,00
PGMI-IA-2B
7,08
5,44
5,33
PGMI-2A-2B
1,88
10,81*
9,33*
ACP-AA
9,47
9,00
8,00
ACP-BB
43,13
36,04
38,66
ESD-I-I
76,88
89,18*
85,33
ESD-1-2
20,29
9,92*
13,32
AK-I-2
7,58
6,36
5,33
Original article
Science & Healthcare, 2, 2016
100
В целом из 43 идентифицированных генетико-
биохимических маркеров непосредственное
участие в формировании ХЗЛ при действии
промышленной пыли принимают от 11,6% до
25,6% в зависимости от "нозологической
спецификации". Остальные 88,4% -74,4%,
фенотипов, видимо, непосредственного участия в
формировании ХЗЛ не принимают. Однако не
исключается возможность их косвенного влияния
на
индивидуальную
чувствительность
к
промышленной пыли.
При оценке отличий маркеров от группы
здоровых (рисунок 1) при ХЗЛ установлено, что
большую информативность имеют такие
маркеры, как ESD-I-I,O-O(II), a-I-ИП-MI-2,PGMI-
2A-2B, Нр-2-2,a-I-ИП-MI-3, HLA-B12, HLA-B16
(Р<0,001) и HLA-B21, a-I-ИП-M3-З при Р<0,01.
При ХБ отмечается несколько иные
отличия (рисунок 2). Так, наибольшие отличия
отмечаются по таким маркерам, как a-1-ИП-MI-
3 и a-1-ИП-MI-2 (при Р<0,001), HLA-BI2, ESD-I-I
и PGMI-2A-2B (при Р<0,01) и HLA-BI6, a-1-ИП-
M3-3, Hp-2-2, ABO-O(II), HLA-B21 (при Р<0,05).
По таким маркерам как Hp-1-1 и HLA-B22
отличия от контрольной группы отсутствовали
(Р>0,05).
Рисунок 1. Характеристика значимости отличий маркеров при ХЗЛ от группы здоровых
Рисунок 2. Характеристика значимости отличий маркеров при ХБ от группы здоровых.
0,39
3,55
3,55
5,51
5,91
6,01
7,14
8,93
9,44
9,51
12,3
0
2
4
6
8
10
12
14
%
Tf-2-З
HLA-B21
a-I-ИП-M3-З
HLA-BI6
HLA-B12
a-I-ИП-MI-3
Нр-2-2
PGMI-2A-2B
a-I-ИП-MI-2
ABO-O(II)
ESD-I-I
0,24
0,68
1,63
3,13
3,83
4,38
4,98
7,45
8,45
9,07
10,94
11,51
0
2
4
6
8
10
12
%
HLA-B22
Hp-I-I
HLA-B21
ABO-O(II)
Нр-2-2
a-I-ИП-M3-З
HLA-BI6
PGMI-2A-2B
ESD-I-I
HLA-B12
a-I-ИП-MI-2
a-I-ИП-MI-3
Наука и Здравоохранение, 2, 2016
Оригинальные исследования
101
Для ХБ в отличие от ХЗЛ характерны
следующие маркеры - HLA-B22, Hp-I-I, a-I-ИП-
MI-3.
Данные
маркеры
являются
специфическими только для ХБ и могут
служить маркеров при индивидуальном
профотборе рабочих для невозможности
работы в условиях запыленности.
Выявление
генетических
факторов,
определяющих индивидуальный риск развития
ХЗЛ при действии промышленной пыли может
осуществляться не только на биохимическом,
а и на более высоком фенотипическом уровне
путем идентификации морфофизиологических
признаков. Сравнительное изучение 14 таких
признаков у здоровых и больных ХЗЛ
подтвердило это положение. Прогностическая
ценность морфофизиологических маркеров
неоднозначна для разных форм ХЗЛ. Для
прогнозирования ХЗЛ в целом и ХБ наиболее
информативными являются диморфизм ушной
серы и тип дыхания. При этом маркерами
повышенного риска ХЗЛ могут служить сухой
тип ушной серы, оральный тип дыхания,
"свободная мочка" уха и карий цвет радужки.
Обобщая
результаты
генетического
скрининга важно подчеркнуть, что его
дальнейшее осуществление для выявления
маркеров индивидуальной чувствительности
позволит определить истинные "генетические
профили"
гиперсенситивности
и
резистентности к разнообразным патогенным
факторам производственной среды. Не
исключено, что при тщательной углубленной
разработке этих "генетических профилей"
будут выявлены главные гены, ответственные
за формирование профессиональных и
экологически обусловленных заболеваний
различных органов и систем организма. На
современном этапе можно говорить лишь об
аддитивно взаимодействующих полигенных
системах в конечном итоге и определяющих
наследственную предрасположенность к ХЗЛ
или
резистентность
к
действию
промышленной пыли.
Таким образом, результаты комплексных
гигиенических, экспериментальных, клинико-
физиологических
и
генетических
исследований позволяют с уверенностью
рассматривать
хронические
пылевые
заболевания
легких,
как
мультифакториальные,
в
формировании
которых принимают участие не только
промышленная пыль, но и разнообразные
эндогенные
и
генетические
факторы.
Системный анализ полученных данных
является научным обоснованием новой
генетической
концепции
первичной
профилактики
профессиональных
заболеваний и может использоваться при
различных клинических состояниях.
Все авторы заявляют об отсутствии
потенциального конфликта интересов,
требующего раскрытия в данной статье.
Литература:
1.
Аверьянов, А.В., Поливанова А.Э.
Нейтрофильная эластаза и болезни органов
дыхания // Пульмонология. 2006. №5. С.74-77.
2. Бабок, А.А. Изучение роли тканевых
протеиназ и их ингибиторов в патогенезе
патологии лёгких пылевой этиологии: Дис. …
канд. мед. наук. – Москва, 1990
3. Гайцхоки В.С. Молекулярно-генетическая
гетерогенность наследственных болезней //
Вопросы медицинской химии. 1997. Т. 43. № 5.
С. 290-299.
4. Дубровин С.М., Муромцев А.В., Новикова
Л.И.
α2-макроглобулин:
современное
состояние вопроса (обзор литературы) //
Клиническая лабораторная диагностика. 2000.
№6. С. 3-7.
5. Иващенко Т.Э., Сиделева О.Г., Петрова
М.А., Гембицкая Т.Е., Орлов А.В., Баранов В.С.
Генетические факторы предрасположенности к
бронхиальной астме // Генетика. 2000. Т.36. №
9. С. 1.
6. Измеров Н.Ф., Дуева Л.А., Милишникова
В.В. Иммунологические аспекты современных
форм пневмокониозов // Медицина труда и
промышленная экология. 2000. № 6. С. 1-5.
7. Измеров Н.Ф., Чучалин А.Г., Фишман Б.Б.
Профессиональные заболевания органов
дыхания. Национальное руководство. Под
редакцией акад. РАН Н.Ф. Измерова, акад.
РАН А.Г. Чучалина, научной редакции
профессора Фишмана Б.Б. – М.: ГЭОТАР-
МЕДИА, 2015. 792 с.
8.
Кадурина
Т.И.
Наследственные
коллагенопатии. – СПб.: Невский Диалект,
2000. – 271 с.
9. Коган Е.А., Корнев Б.М., Попова, Е.Н. и
др.
Межклеточные
взаимодействия
в
|