medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2026-105-5-507-513wynodumedlit-5670Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHЭкспозиция редкоземельными элементами и однонуклеотидные замены как факторы риска, формирующие раннее сосудистое старение у работников титано-магниевого производстваExposure to rare earth elements and single nucleotide substitutions as risk factors for early vascular aging in workers employed at titanium-magnesium productionhttps://orcid.org/0000-0003-2356-1145ЗайцеваНина ВладимировнаZaitsevaNina V.

Доктор мед. наук, профессор, академик РАН, научный руководитель ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: znv@fcrisk.ru

DSc (Medicine), professor, academician of the RAS, scientific director, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: znv@fcrisk.ru

znv@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9421-6536ЧелаковаЮлия АлександровнаChelakovaYulia A.

Науч. сотр. отд. иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: chelakovayu@yandex.ru

Researcher, Department of immunobiological diagnostic methods Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: chelakovayu@yandex.ru

chelakovayu@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег ВладимировичDolgikhOleg V.

Доктор мед. наук, доцент, зав. отд. иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: oleg@fcrisk.ru

DSc (Medicine), associate professor, head, Department of immunobiological diagnostic methods Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: oleg@fcrisk.ru

oleg@fcrisk.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения»Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies2026180620261055507513Copyright © Зайцева Н.В., Челакова Ю.А., Долгих О.В., 20262026Зайцева Н.В., Челакова Ю.А., Долгих О.В.Zaitseva N.V., Chelakova Y.A., Dolgikh O.V.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/5670Введение

Введение. Актуальность исследования обусловлена важностью и недостаточной изученностью риска для здоровья экспозиции редкоземельными элементами (РЗЭ) и вероятностью запуска РЗЭ иммуногенетических механизмов сосудистого старения.

Цель исследования – оценка иммуногенетических особенностей сосудистого старения у работников (на примере титано-магниевого производства) в условиях экспозиции РЗЭ.

Материалы и методы

Материалы и методы. В группу наблюдения вошли 53 работника основного производства, подверженные воздействию РЗЭ. В воздухе рабочей зоны установлено присутствие лантана (0,00028–0,0039 мг/м³), празеодима (0,000044–0,0007 мг/м³), тербия (< 0,000007 мг/м³), иттрия (< 0,00001 мг/м³). Группу сравнения составили 64 административных работника, не контактирующих с РЗЭ. Использованы методы аллергосорбентного теста, проточной цитометрии, ИФА и ПЦР. Статистическую обработку выполняли в Statistica 10.0. При обработке данных использовали t-критерий Стьюдента, R², RR, OR и 95% CI; значимость различий учитывали при p ≤ 0,05.

Результаты

Результаты. У лиц группы наблюдения выявлено избыточное содержание РЗЭ в крови (в 1,46–1,87 раза; p ≤ 0,05), ассоциированное с повышением экспрессии CD277+-лимфоцитов (R² = 0,53–0,89; p ≤ 0,05) и возрастанием шансов гиперпродукции IgG к лантаноидам и ФНО-α (OR = 2,38–7,71). Установлены достоверные различия в полиморфизме генов AGT Thr174Met (CT; OR = 2,96; CI = 1,33–6,59) и ApoE Cys130Arg (TC; OR = 9,07; CI = 1,93–42,67).

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Ограниченность выборки основной группы работников и числа современных публикаций, посвящённых оценке иммунных механизмов сосудистого старения, ассоциированных с экспозицией РЗЭ.

Заключение

Заключение. Экспозиция РЗЭ у работников основного производства сопровождается повышением уровня бутирофилина, IgG к лантаноидам и повышенным относительным риском развития нарушений, ассоциированных с однонуклеотидным полиморфизмом генов сосудистого старения ангиотензиногена и аполипопротеина (RR = 2,07–7,25). Идентифицированные иммунологические и генетические показатели могут быть рекомендованы как индикаторные для задач ранней диагностики и профилактики производственно обусловленных болезней, сопряжённых с реализацией иммунологических механизмов раннего сосудистого старения в условиях экспозиции РЗЭ.

Соблюдение этических стандартов. Работа выполнена в соответствии с принципами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (ред. 2024 г.). Протокол и дизайн исследования одобрены локальным комитетом ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (13.03.2024 г., протокол № 2).

Вклад авторов

Вклад авторов: Зайцева Н.В. – концепция и дизайн исследования; Челакова Ю.А. – сбор и обработка данных, написание текста, редактирование; Долгих O.В. – концепция и дизайн исследования, редактирование. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила

Поступила: 25.02.2026 / Поступила после доработки: 16.04.2026 / Принята к печати: 20.05.2026 / Опубликована: 18.06.2026

Introduction

Introduction. The relevance of the study is due to the importance and insufficient study of the health risks of exposure to rare earth elements (REE) and the likelihood of REE triggering immunogenetic mechanisms of vascular aging.

Materials and methods

Materials and methods. The observation group included fifty three employees of the main production who were exposed to REE. Workplace air was found to contain lanthanum, 0.00028–0.0039 mg/m³; praseodymium, 0.000044–0.00070 mg/m³, terbium, <0.000007 mg/m³; yttrium, <0.00001 mg/m³. The reference group consisted of 64 administrative workers who did not come into contact with REE. The study involved using the allergosorbent test, flow cytometry, ELISA, and PCR. Statistical data analysis was performed with Statistica 10.0. Data analysis included the Student’s t-test, R², RR, OR, and 95% CI; the significance of intergroup differences was taken at p<0.05.

Results

Results. In the observation group, elevated REE levels detected in the workers’ blood (1.46–1.87 times; p<0.05), was associated with an increase in CD277+-lymphocyte expression (R²=0.53–0.89; p<0.05) and higher OR of IgG hyperproduction to lanthanides and TNF-α (OR=2.38–7.71). Significant differences were found in the polymorphism of the AGT Thr174Met (CT; OR=2.96, CI=1.33–6.59) and ApoE Cys130Arg (TC; OR=9.07, CI=1.93–42.67) genes.

Limitations

Limitations. Limited sampling of the main group of workers; limited number of modern reports concerning the assessment of immune mechanisms of vascular aging associated with exposure to REE.

Conclusion

Conclusion. Exposure to REE in main production workers is accompanied by increased levels of butyrophilin, lanthanide IgG, and an increased relative risk of developing disorders associated with single-nucleotide polymorphism of angiotensinogen and apolipoprotein vascular aging genes (RR=2.07–7.25). The identified immunological and genetic indicators can be recommended for early diagnosis and prevention of work-related diseases involving implementation of immunological pathways of early vascular aging under exposure to REE.

Compliance with ethical standards. The study was conducted in accordance with the principles stated in the Declaration of Helsinki. The study protocol and design were approved by the Local Ethics Committee of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies on March 13, 2024 (Protocol No. 2).

Contribution

Contribution: Zaitseva N.V. – study concept and design; Chelakova Yu.A. – data collection and analysis, writing and editing the text; study concept and design; Dolgikh O.V. – editing 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.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: February 25, 2026 / Revised: April 16, 2026 / Accepted: May 20, 2026 / Published: June 18, 2026

работникититано-магниевое производствоиммунный дисбалансполиморфизм геновРЗЭэкспозицияотносительный рискworkerstitanium-magnesium productionimmune imbalancegene polymorphismrare earth elementsexposurerelative riskReferencesHaxel G.B., Hedrick J.B., Orris G.J. Rare earth elements – critical resources for high technology. USGS Fact Sheet 087-02; 2002. Available at: https://pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02/Haxel G.B., Hedrick J.B., Orris G.J. Rare earth elements – critical resources for high technology. USGS Fact Sheet 087-02; 2002. Available at: https://pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02/Brouziotis A.A., Giarra A., Libralato G., Pagano G., Guida M., Trifuoggi M. Toxicity of rare earth elements: An overview on human health impact. Front. Environ. Sci. 2022; 10: 948041. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.948041Brouziotis A.A., Giarra A., Libralato G., Pagano G., Guida M., Trifuoggi M. Toxicity of rare earth elements: An overview on human health impact. Front. Environ. Sci. 2022; 10: 948041. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.948041Wang X., Wang F., Yan L., Gao Z., Yang S., Su Z., et al. Adverse effects and underlying mechanism of rare earth elements. Environ. Health. 2025; 24(1): 31. https://doi.org/10.1186/s12940-025-01178-3Wang X., Wang F., Yan L., Gao Z., Yang S., Su Z., et al. Adverse effects and underlying mechanism of rare earth elements. Environ. Health. 2025; 24(1): 31. https://doi.org/10.1186/s12940-025-01178-3Воробьева А.А., Власова Е.М., Лешкова И.В., Горбушина О.Ю., Устинова О.Ю. Влияние производственной среды на здоровье работников титаномагниевого производства. Санитарный врач. 2022; (11): 840–53. https://doi.org/10.33920/med-08-2211-05 https://elibrary.ru/nynrfpVorobieva A.A., Vlasova E.M., Leshkova I.V., Gorbushina O.Yu., Ustinova O.Yu. Impact of the industrial environment on the health of workers in titanium and magnesium production. Sanitarnyi vrach. 2022; (11): 840–53. https://doi.org/10.33920/med-08-2211-05 https://elibrary.ru/nynrfp (in Russian)Blomqvist L., Nordberg G.F., Nurchi V.M., Aaseth J.O. Gadolinium in medical imaging-usefulness, toxic reactions and possible countermeasures – a review. Biomolecules. 2022; 12(6): 742. https://doi.org/10.3390/biom12060742Blomqvist L., Nordberg G.F., Nurchi V.M., Aaseth J.O. Gadolinium in medical imaging-usefulness, toxic reactions and possible countermeasures – a review. Biomolecules. 2022; 12(6): 742. https://doi.org/10.3390/biom12060742Wang W., Yang Y., Wang D., Huang L. Toxic effects of rare earth elements on human health: a review. Toxics. 2024; 12(5): 317. https://doi.org/10.3390/toxics12050317Wang W., Yang Y., Wang D., Huang L. Toxic effects of rare earth elements on human health: a review. Toxics. 2024; 12(5): 317. https://doi.org/10.3390/toxics12050317Зайцева Н.В., Долгих О.В., Костарев В.Г., Ширинкина А.С. Геномные и постгеномные технологии ранней диагностики нарушений здоровья работников, связанных с вредными условиями труда. Пермь; 2022. https://elibrary.ru/bkqnzzZaitseva N.V., Dolgikh O.V., Kostarev V.G., Shirinkina A.S. Genomic and Postgenomic Technologies for Early Diagnosis of Workers’ Health Disorders Related to Harmful Working Conditions [Genomnye i postgenomnye tekhnologii rannei diagnostiki narushenii zdorov’ya rabotnikov, svyazannykh s vrednymi usloviyami truda]. Perm’; 2022. https://elibrary.ru/bkqnzz (in Russian)Christiani D.C., Mehta A.J., Yu C.L. Genetic susceptibility to occupational exposures. Occup. Environ. Med. 2008; 65(6): 430–6. https://doi.org/10.1136/oem.2007.033977Christiani D.C., Mehta A.J., Yu C.L. Genetic susceptibility to occupational exposures. Occup. Environ. Med. 2008; 65(6): 430–6. https://doi.org/10.1136/oem.2007.033977Dai L., Ge J., Wang L., Wan X., Guo G., Liang T., et al. Hair-biomonitoring assessment of rare-earth-element exposure in residents of the largest rare-earth mining and smelting area of China. Environ. Int. 2023; 179: 108177. https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108177Dai L., Ge J., Wang L., Wan X., Guo G., Liang T., et al. Hair-biomonitoring assessment of rare-earth-element exposure in residents of the largest rare-earth mining and smelting area of China. Environ. Int. 2023; 179: 108177. https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108177Gonzalez A.L., Dungan M.M., Smart C.D., Madhur M.S., Doran A.C. Inflammation resolution in the cardiovascular system: arterial hypertension, atherosclerosis, and ischemic heart disease. Antioxid. Redox. Signal. 2024; 40(4–6): 292–316. https://doi.org/10.1089/ars.2023.0284Gonzalez A.L., Dungan M.M., Smart C.D., Madhur M.S., Doran A.C. Inflammation resolution in the cardiovascular system: arterial hypertension, atherosclerosis, and ischemic heart disease. Antioxid. Redox. Signal. 2024; 40(4–6): 292–316. https://doi.org/10.1089/ars.2023.0284Ahmed I., Gupta S.K., Ramakrishnan L., Singh P., Das P. NT-proBNP and other blood biomarkers in patients after Fontan Surgery: Prognostic, diagnostic, and management implications. Int. J. Cardiol. Congenit. Heart Dis. 2026; 24: 100670. https://doi.org/10.1016/j.ijcchd.2026.100670Ahmed I., Gupta S.K., Ramakrishnan L., Singh P., Das P. NT-proBNP and other blood biomarkers in patients after Fontan Surgery: Prognostic, diagnostic, and management implications. Int. J. Cardiol. Congenit. Heart Dis. 2026; 24: 100670. https://doi.org/10.1016/j.ijcchd.2026.100670Uršić D., Kolobarić N., Drenjančević I., Mihaljević Z., Šušnjara P., Stupin A., et al. Carnosine-enriched chicken meat improves microvascular function and anti-inflammatory phenotype in patients with chronic coronary syndrome. Nutrients. 2026; 18(6): 928. https://doi.org/10.3390/nu18060928Uršić D., Kolobarić N., Drenjančević I., Mihaljević Z., Šušnjara P., Stupin A., et al. Carnosine-enriched chicken meat improves microvascular function and anti-inflammatory phenotype in patients with chronic coronary syndrome. Nutrients. 2026; 18(6): 928. https://doi.org/10.3390/nu18060928Shahid M., Rehman K., Akash M.S.H., Suhail S., Kamal S., Imran M., et al. Genetic polymorphism in angiotensinogen and its association with cardiometabolic diseases. Metabolites. 2022; 12(12): 1291. https://doi.org/10.3390/metabo12121291Shahid M., Rehman K., Akash M.S.H., Suhail S., Kamal S., Imran M., et al. Genetic polymorphism in angiotensinogen and its association with cardiometabolic diseases. Metabolites. 2022; 12(12): 1291. https://doi.org/10.3390/metabo12121291Mastana S., Halai K.C., Akam L., Hunter D.J., Singh P. Genetic polymorphisms and genetic risk scores contribute to the risk of coronary artery disease (CAD) in a North Indian population. Int. J. Mol. Sci. 2024; 25(15): 8552. https://doi.org/10.3390/ijms25158552Mastana S., Halai K.C., Akam L., Hunter D.J., Singh P. Genetic polymorphisms and genetic risk scores contribute to the risk of coronary artery disease (CAD) in a North Indian population. Int. J. Mol. Sci. 2024; 25(15): 8552. https://doi.org/10.3390/ijms25158552Chen T.H., Huang J.J., Kung W.S., Lee S.S., Sun H.Y., Chuang H.Y. The association of serum TNF-α levels and blood multi-elements modified by TNF-α gene polymorphisms in metal industrial workers. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019; 16(21): 4079. https://doi.org/10.3390/ijerph16214079Chen T.H., Huang J.J., Kung W.S., Lee S.S., Sun H.Y., Chuang H.Y. The association of serum TNF-α levels and blood multi-elements modified by TNF-α gene polymorphisms in metal industrial workers. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019; 16(21): 4079. https://doi.org/10.3390/ijerph16214079Harly C., Guillaume Y., Nedellec S., Peigné C.M., Mönkkönen H., Mönkkönen J., et al. Key implication of CD277/butyrophilin-3 (BTN3A) in cellular stress sensing by a major human γδ T-cell subset. Blood. 2012; 120(11): 2269–79. https://doi.org/10.1182/blood-2012-05-430470Harly C., Guillaume Y., Nedellec S., Peigné C.M., Mönkkönen H., Mönkkönen J., et al. Key implication of CD277/butyrophilin-3 (BTN3A) in cellular stress sensing by a major human γδ T-cell subset. Blood. 2012; 120(11): 2269–79. https://doi.org/10.1182/blood-2012-05-430470Wo J., Zhang F., Li Z., Sun Ch., Zhang W., Sun G. The role of gamma-delta T cells in diseases of the central nervous system. Front. Immunol. 2020; 11: 580304. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.580304Wo J., Zhang F., Li Z., Sun Ch., Zhang W., Sun G. The role of gamma-delta T cells in diseases of the central nervous system. Front. Immunol. 2020; 11: 580304. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.580304Фадеев Г.А., Фатыхов Р.Г., Цибулькин Н.А., Михопарова О.Ю., Ощепкова О.Б., Абдрахманова А.И. Воспалительные механизмы в генезе атеросклероза. Вестник современной клинической медицины. 2020; 13(6): 62–7. https://doi.org/10.20969/VSKM.2020.13(6).62-67 https://elibrary.ru/xpljtiFadeev G.A., Fatykhov R.G., Tsibulkin N.A., Mikhoparova O.Yu., Oshchepkova O.B., Abdrakhmanova A.I. Inflammatory mechanisms in genesis of atherosclerosis. Vestnik sovremennoi klinicheskoi meditsiny. 2020; 13(6): 62–7. https://doi.org/10.20969/VSKM.2020.13(6).62-67 https://elibrary.ru/xpljti (in Russian)Суханов А.В., Денисова Д.В., Максимов В.Н., Гафаров В.В. Влияние полиморфизма гена APOE на состояние когнитивных функций у лиц 14–17 и 25–44 лет. Атеросклероз. 2023; 19(3): 316–8. https://doi.org/10.52727/2078-256X-2023-19-3-316-318 https://elibrary.ru/yypvimSukhanov A.V., Denisova D.V., Maksimov V.N., Gafarov V.V. The effect of APOE gene polymorphism on cognitive functions in people aged 14–17 and 25–44 years. Ateroskleroz. 2023; 19(3): 316–8. https://doi.org/10.52727/2078-256X-2023-19-3-316-318 https://elibrary.ru/yypvim (in Russian)Кудаева И.В., Лахман О.Л., Лысенко А.А., Белик В.П., Прохорова П.Г., Старкова А.С., и др. Роль полиморфизма генов в развитии нарушений липидного профиля у лиц, экспонированных химическими веществами. Гигиена и санитария. 2024; 103(9): 980–6. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-9-980-986 https://elibrary.ru/nuomhjKudaeva I.V., Lakhman O.L., Lysenko A.A., Belik V.P., Prokhorova P.G., Starkova A.S., et al. Role of gene polymorphism in the development of disorders of the lipid profile in individuals exposed to chemicals. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2024; 103(9): 980–6. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-9-980-986 https://elibrary.ru/nuomhj (in Russian)Долгих О.В., Зайцева Н.В., Летюшев А.Н., Челакова Ю.А. Особенности полиморфизма гена VEGFa G634C и экспрессии рецептора васкулоэндотелиального фактора роста (CD304+) как факторов риска нарушений ангиогенеза у работающих в условиях воздействия редкоземельных элементов. Медицина труда и промышленная экология. 2024; 64(7): 447–52. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2024-64-7-447-452Dolgikh O.V., Zaitseva N.V., Letyushev A.N., Chelakova Yu.A. Features of the polymorphism of the VEGFa G634C gene and the expression of the vasculodothelial growth receptor (cd304+) as risk factors for angiogenesis disorders in conditions of rare earth elements. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2024; 64(7): 447–52. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2024-64-7-447-452 (in Russian)Zhao Y., Liang J., Meng H., Yin Y., Zhen H., Zheng X., et al. Rare earth elements lanthanum and praseodymium adversely affect neural and cardiovascular development in zebrafish (Danio rerio). Environ. Sci. Technol. 2021; 55(2): 1155–66. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c06632Zhao Y., Liang J., Meng H., Yin Y., Zhen H., Zheng X., et al. Rare earth elements lanthanum and praseodymium adversely affect neural and cardiovascular development in zebrafish (Danio rerio). Environ. Sci. Technol. 2021; 55(2): 1155–66. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c06632Gao J., Wang S., Tang G., Wang Z., Wang Y., Wu Q., et al. Inflammation and accompanied disrupted hematopoiesis in adult mouse induced by rare earth element nanoparticles. Sci. Total. Environ. 2022; 831: 155416. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155416Gao J., Wang S., Tang G., Wang Z., Wang Y., Wu Q., et al. Inflammation and accompanied disrupted hematopoiesis in adult mouse induced by rare earth element nanoparticles. Sci. Total. Environ. 2022; 831: 155416. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155416Pang Y., Jiang J., Li K., Yan L., Feng Y., Wang J., et al. Effects of rare earth elements on blood pressure and their exposure biomarkers: evidence from animal experiments. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021; 18(18): 9836. https://doi.org/10.3390/ijerph18189836Pang Y., Jiang J., Li K., Yan L., Feng Y., Wang J., et al. Effects of rare earth elements on blood pressure and their exposure biomarkers: evidence from animal experiments. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021; 18(18): 9836. https://doi.org/10.3390/ijerph18189836

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