medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2023-102-3-252-258medlit-2991Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHМолекулярно-генетические особенности фенотипов профессиональной бронхиальной астмыMolecular and genetic features in various phenotypes of occupational bronchial asthmahttps://orcid.org/0000-0002-1074-0841МелентьевАндрей ВладимировичMelentevAndrey V.

Канд. мед. наук, вед. науч. сотр., зав. научно-консультативным отделением ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, Мытищи.

e-mail: amedik@yandex.ru

MD, PhD, leading researcher, Associate Professor, Head of the Scientific Advisory Department of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man Wellbeing, Mytishchi, 141014, Russian Federation.

e-mail: amedik@yandex.ru

amedik@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1667-737XБабановСергей А.BabanovSergey A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3438-6602БайковаАнтонина Г.BaykovaAntonina G.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7571-0328ЛаврентьеваНаталья Е.LavrentyevaNatalia E.noemail@neicon.ruФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияFederal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man WellbeingRussian FederationФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России)РоссияSamara State Medical UniversityRussian Federation2023240420231023252258Copyright © Мелентьев А.В., Бабанов С.А., Байкова А.Г., Лаврентьева Н.Е., 20232023Мелентьев А.В., Бабанов С.А., Байкова А.Г., Лаврентьева Н.Е.Melentev A.V., Babanov S.A., Baykova A.G., Lavrentyeva N.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/2991Введение

Введение. Профессиональная бронхиальная астма (ПБА) в течение долгого времени рассматривалась как самостоятельное заболевание, но в исследованиях последних лет всё больше внимания уделяется её неоднородности. Молекулярное генотипирование открывает новые возможности в поиске более целенаправленного и персонализированного подхода к терапии ПБА, а также в разработке индивидуальной стратегии её профилактики.

Цель исследования – определение генетических маркёров риска развития ПБА в условиях воздействия сенсибилизирующих веществ при помощи оценки полиморфных вариантов rs2069812 гена IL-5 и полиморфных вариантов rs1837253 гена TSLP.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование были включены 170 больных с различными фенотипами ПБА и 50 человек группы контроля. Генотипирование выполняли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием праймеров и зондов, разработанных с помощью программы PrimerQuest (Intergrated DNA Technologies, Inc.).

Результаты

Результаты. Впервые выявлены генетические маркёры риска ПБА в условиях воздействия сенсибилизирующих веществ: полиморфные варианты rs2069812 гена IL-5 и полиморфные варианты rs1837253 гена TSLP. Это позволяет рекомендовать определение данных генетических маркёров при проведении углублённых периодических медицинских осмотров у лиц, работающих в условиях воздействия сенсибилизирующих и раздражающих веществ, при наличии клинико-функциональных, иммунологических изменений.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование имеет региональные (Самарская область) и профессиональные (по детализации условий труда в изучаемых группах сравнения) ограничения.

Заключение

Заключение. Выявленные маркёрные профили генотипов ПБА могут оптимизировать подход к диагностике, лечению и профилактике данной патологии, а также расширить спектр критериев для прогнозирования течения заболевания.

Соблюдение этических стандартов. Исследование выполнено в рамках комплексной темы кафедры профессиональных болезней и клинической фармакологии имени заслуженного деятеля науки Российской Федерации профессора В.В. Косарева Самарского государственного медицинского университета «Системный подход к ранней диагностике, профилактике и прогнозированию воздействия на состояние здоровья работающих производственных факторов малой интенсивности» (номер государственного учёта АААА-А18-118122190069-6, дата постановки на учёт 21.12.2018 г.). Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации 23.11.2021 г. 

Согласие пациентов

Согласие пациентов. Каждый участник исследования (или его законный представитель) дал информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании и публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале «Гигиена и санитария».

Участие авторов

Участие авторов: Мелентьев А.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Бабанов С.А. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста; Байкова А.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, редактирование, ответственность за целостность всех частей статьи; Лаврентьева Н.Е. — концепция и дизайн исследования, написание текста. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей.Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила

Поступила: 29.12.2022 / Принята к печати: 24.03.2023 / Опубликована: 20.04.2023

Introduction

Introduction. Occupational asthma has long been considered as a separate, independent disease, but in recent years, more and more attention is paid to its heterogeneity. Molecular genotyping opens up new possibilities in the search for a more targeted and personalized approach to the treatment of occupational asthma, and in the development of an individual strategy for its prevention.

The aim of the study was to determine genetic markers of the risk of developing occupational bronchial asthma under exposure to sensitizing substances by assessing polymorphic variants rs2069812 of the IL-5 gene and polymorphic variants rs1837253 of the TSLP gene.

Materials and methods

Materials and methods. The study was conducted in one hundred seventy patients with various phenotypes of occupational bronchial asthma and 50 people in the control group. Genotyping was performed by real-time polymerase chain reaction using primers and probes developed using the PrimerQuest program (Intergrated DNA Technologies, Inc.).

Results

Results. For the first time, genetic markers of the risk for occupational bronchial asthma under exposure to sensitizing substances were identified to include polymorphic variants rs2069812 of the IL-5 gene and polymorphic variants rs1837253 of the TSLP gene. It makes it possible to recommend the determination of these genetic markers during in-depth periodic medical examinations in people working under conditions of exposure to sensitizing and irritating substances in the presence of clinical and functional, immunological changes.

Limitations

Limitations. The study has regional (Samara region) and occupational (detailed working conditions in the studied comparison groups) limitations.

Conclusion

Conclusion. The identified marker profiles of occupational asthma genotypes can optimize the approach to diagnosis, treatment, and prevention of this pathology, and expand the range of criteria for predicting the course of the disease.

Compliance with ethical standards. The study was carried out within the framework of the complex topic of the Department of Occupational Diseases and Clinical Pharmacology named after Honored Scientist of the Russian Federation Professor V.V. Kosarev of Samara State Medical University “A systematic approach to early diagnosis, prevention and prediction of the impact of low-intensity production factors on the health of workers” (state registration number AAAA-A18-118122190069-6, date of statement registered on 21.12.2018). The study was approved by the local Ethics Committee of the Samara State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation on 23.11.2021. 

Patient consent

Patient consent. Each participant of the study (or his/her legal representative) gave informed voluntary written consent to participate in the study and publish personal medical information in an impersonal form in the journal "Gigiena i Sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal)". 

Contribution

Contribution: Melentev A.V. — concept and design of the study, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article; Babanov S.A. — concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, writing the text; Baykova A.G. — concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, editing, responsibility for the integrity of all parts of the article; Lavrentyeva N.E. — the concept and design of the study, writing the text. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received

Received: December 12, 2022 / Accepted: March 24, 2023 / Published: April 20, 2023

профессиональная бронхиальная астмамолекулярно-генетическое типированиеоценка полиморфных вариантов rs2069812 гена IL5 и полиморфных вариантов rs1837253 гена TSLPoccupational bronchial asthmamolecular genetic typingevaluation of polymorphic variants rs2069812 of the IL-5 gene and polymorphic variants rs1837253 of the TSLP geneReferencesФедеральные клинические рекомендации. Профессиональная бронхиальная астма. М.; 2017.Federal clinical guidelines. Professional bronchial asthma. Moscow; 2017. (in Russian)GINA Report. Global Strategy for Asthma Management and Prevention. Available at: http://www.ginasthma.orgGINA Report. Global Strategy for Asthma Management and Prevention. Available at: http://www.ginasthma.orgНенашева Н.М. Фенотипы бронхиальной астмы и выбор терапии. Практическая пульмонология. 2014; (2): 2–11.Nenasheva N.M. Phenotypes of bronchial asthma and the choice of therapy. Prakticheskaya pul’monologiya. 2014; (2): 2–11. (in Russian)Курбачёва О.М. Бронхиальная астма. Что можно сделать для достижения контроля заболевания. Российский аллергологический журнал. 2012; (2): 28–34.Kurbacheva O.M. Bronchial asthma. What can be done to achieve disease control. Rossiyskiy allergologicheskiy zhurnal. 2012; (2): 28–34. (in Russian)Tilles S.A., Jerath-Tatum A. Differential diagnosis of occupational asthma. Immunol. Allergy Clin. N. Am. 2003; 23(2): 167–76. https://doi.org/10.1016/s0889-8561(02)00089-9Tilles S.A., Jerath-Tatum A. Differential diagnosis of occupational asthma. Immunol. Allergy Clin. N. Am. 2003; 23(2): 167–76. https://doi.org/10.1016/s0889-8561(02)00089-9Sastre J., Vandesplas O., Park H.S. Pathogenesis of occupational asthma. Eur. Respir. J. 2003; 22: 364–7. https://doi.org/10.1183/09031936.03.00045103Sastre J., Vandesplas O., Park H.S. Pathogenesis of occupational asthma. Eur. Respir. J. 2003; 22: 364–7. https://doi.org/10.1183/09031936.03.00045103Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. СПб.: Фолиант; 2018.Simbirtsev A.S. Cytokines in the Pathogenesis and Treatment of Human Diseases [Tsitokiny v patogeneze i lechenii zabolevaniy cheloveka]. St. Petersburg: Foliant; 2018. (in Russian)Федорова Ю.Ю., Карунас А.С., Измайлова А.Р., Исламгулов Д.В., Хуснутдинова Э.К. Анализ ассоциации полиморфных вариантов генов биотрансформации ксенобиотиков (GSTM1, CYP1A1) с бронхиальной астмой в Республике Башкортостан. Аграрная Россия. 2009; (S1): 132–3.Fedorova Yu.Yu., Karunas A.S., Izmaylova A.R., Islamgulov D.V., Khusnutdinova E.K. Analysis of the association of polymorphic variants of xenobiotic biotransformation genes (GSTM1, CYP1A1) with bronchial asthma in the Republic of Bashkortostan. Agrarnaya Rossiya. 2009; (S1): 132–3. (in Russian)Ризванова Ф.Ф., Пикуза О.И., Файзуллина Р.А., Гайфуллина Р.Ф., Ризванов А.А., и др. Генетическая диагностика: полиморфизм генов цитокинов. Практическая медицина. 2010; (6): 41–3.Rizvanova F.F., Pikuza O.I., Fayzullina R.A., Gayfullina R.F., Rizvanov A.A., et al. Genetic diagnosis: polymorphism of cytokine genes. Prakticheskaya meditsina. 2010; (6): 41–3. (in Russian)Цыган В.Н., Иванов А.М., Камилова Т.А., Никитин В.Ю., Протасов О.В. Генетический полиморфизм цитокинов. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2010; (2): 211–9.Tsygan V.N., Ivanov A.M., Kamilova T.A., Nikitin V.Yu., Protasov O.V. Genetical polymorphism of cytokines. Vestnik Rossiyskoy voenno-meditsinskoy akademii. 2010; (2): 211–9. (in Russian)Wan H., Winton H.L., Soeller C., Tovey E.R., Gruenert D.C., Thompson P.J., et al. Der p 1 facilitates transepithelial allergen delivery by disruption of tight junctions. J. Clin. Invest. 1999; 104(1): 123–33. https://doi.org/10.1172/jci5844Wan H., Winton H.L., Soeller C., Tovey E.R., Gruenert D.C., Thompson P.J., et al. Der p 1 facilitates transepithelial allergen delivery by disruption of tight junctions. J. Clin. Invest. 1999; 104(1): 123–33. https://doi.org/10.1172/jci5844Agius R.M., Nee J., McGovern B., Robertson A. Structure activity hypotheses in occupational asthma caused by low molecular weight substances. Ann. Occup. Hyg. 1991; 35(2): 129–37. https://doi.org/10.1093/annhyg/35.2.129Agius R.M., Nee J., McGovern B., Robertson A. Structure activity hypotheses in occupational asthma caused by low molecular weight substances. Ann. Occup. Hyg. 1991; 35(2): 129–37. https://doi.org/10.1093/annhyg/35.2.129Cormier M., Lemière C. Occupational asthma. Int. J. Tuberc. Lung. Dis. 2020; 24(1): 8–21. https://doi.org/10.5588/ijtld.19.0301Cormier M., Lemière C. Occupational asthma. Int. J. Tuberc. Lung. Dis. 2020; 24(1): 8–21. https://doi.org/10.5588/ijtld.19.0301Vandenplas O., Suojalehto H., Cullinan P. Diagnosing occupational asthma. Clin. Exp. Allergy. 2017; 47(1): 6–18. https://doi.org/10.1111/cea.12858Vandenplas O., Suojalehto H., Cullinan P. Diagnosing occupational asthma. Clin. Exp. Allergy. 2017; 47(1): 6–18. https://doi.org/10.1111/cea.12858O’Rourke R.W., White A.E., Metcalf M.D., Olivas A.S., Mitra P., Larison W.G., et al. Hypoxia-induced inflammatory cytokine secretion in human adipose tissue stromovascular cells. Diabetologia. 2011; 54(6): 1480–90. https://doi.org/10.1007/s00125-011-2103-yO’Rourke R.W., White A.E., Metcalf M.D., Olivas A.S., Mitra P., Larison W.G., et al. Hypoxia-induced inflammatory cytokine secretion in human adipose tissue stromovascular cells. Diabetologia. 2011; 54(6): 1480–90. https://doi.org/10.1007/s00125-011-2103-yLee H.Y., Min K.H., Lee S.M., Lee J.E., Rhee C.K. Clinical significance of serum vascular endothelial growth factor in young male asthma patients. Korean J. Intern. Med. 2017; 32(2): 295–301. https://doi.org/10.3904/kjim.2014.242Lee H.Y., Min K.H., Lee S.M., Lee J.E., Rhee C.K. Clinical significance of serum vascular endothelial growth factor in young male asthma patients. Korean J. Intern. Med. 2017; 32(2): 295–301. https://doi.org/10.3904/kjim.2014.242Sorensen G., Barbeau E., Stoddard A.M., Hunt M.K., Kaphingst K., Wallace L. Promoting behavior change among working-class, multiethnic workers: results of the healthy directions–small business study. Am. J. Public Health. 2005; 95(8): 1389–95. https://doi.org/10.2105/ajph.2004.038745Sorensen G., Barbeau E., Stoddard A.M., Hunt M.K., Kaphingst K., Wallace L. Promoting behavior change among working-class, multiethnic workers: results of the healthy directions–small business study. Am. J. Public Health. 2005; 95(8): 1389–95. https://doi.org/10.2105/ajph.2004.038745Sorensen G., Barbeau E.M. Integrating occupational health, safety and worksite health promotion: opportunities for research and practice. Med. Lav. 2006; 97(2): 240–57.Sorensen G., Barbeau E.M. Integrating occupational health, safety and worksite health promotion: opportunities for research and practice. Med. Lav. 2006; 97(2): 240–57.Saint-Pierre P., Bourdin A., Chanez P., Daures J.P., Godard P. Are overweight asthmatics more difficult to control? Allergy. 2006; 61(1): 79–84. https://doi.org/10.1111/j.1398-9995.2005.00953.xSaint-Pierre P., Bourdin A., Chanez P., Daures J.P., Godard P. Are overweight asthmatics more difficult to control? Allergy. 2006; 61(1): 79–84. https://doi.org/10.1111/j.1398-9995.2005.00953.x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.