Полиморфные локусы генов-кандидатов у пациентов с профессиональными болезнями

Введение. Особенности формирования и течения вибрационной болезни (ВБ) и нейросенсорной тугоухости (НСТ) в известной степени детерминируются генетическими факторами. Последние определяют актуальность поиска персонализированных подходов к профилактике и медицинскому сопровождению пациентов с названными профессиональными болезнями.

Цель работы — изучение распределения генотипов полиморфных локусов генов-кандидатов у пациентов с профессиональными болезнями, обусловленными воздействием вибрации и шума.

Материалы и методы. С использованием методов ПЦР-ПДРФ и ПЦР в режиме реального времени изучены полиморфные варианты генов HSPA1B (rs1061581), IL17A (rs2275913), IL10 (rs1800872) и TNF-α (rs1800629) генов у 398 мужчин. Обследованы 268 пациентов с ВБ, распределённые в две группы: ВБлок (n = 117) и ВБкомб (n = 151), в которых ВБ была обусловлена воздействием локальной вибрации либо комбинированным воздействием локальной и общей вибрации соответственно. К исследованию также были привлечены 96 пациентов с установленным диагнозом профессиональной НСТ и 34 индивида группы сравнения без производственного контакта с физическими факторами.

Результаты. Выявлена повышенная частота GG-HSPA1B (1267A/G) генотипа (p = 0,058) у пациентов с ВБкомб по сравнению с таковыми из группы ВБлок. Установлено значимое различие носителей С/С-генотипа полиморфного локуса IL10 (rs1800872) в группе пациентов с НСТ относительно группы сравнения (р = 0,036). Результаты регрессионного анализа свидетельствуют о том, что носительство А-аллеля снижает риск формирования НСТ.

Ограничения исследования. К ограничениям следует отнести количество обследованных во всех группах, особенно в группе сравнения, а также отсутствие групп работников, не имеющих в условиях воздействия физического фактора профессиональной патологии.

Заключение. Полученные результаты расширяют наши представления о генетических особенностях, которые могут детерминировать чувствительность индивидов к воздействию физических факторов, обусловливающих формирование профессиональной патологии, и определяют направления следующих этапов исследований.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом по биомедицинской этике ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований» (заключение № 6 от 15.11.2012 г. и № 5 от 20.03.2023 г.). От каждого участника исследования получено письменное информированное согласие.

Участие авторов:
Черняк Ю.И. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста, редактирование;
Меринова А.П. — сбор материала и обработка данных.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Благодарность. Авторы выражают благодарность сотрудникам клиники ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований» за организацию обследования, руководителю НИР проф. РАН, д.м.н. О.Л. Лахману за консультативную помощь в процессе подготовки рукописи.

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

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБНУ ВСИМЭИ (№№ 0534-2016-0006 и 123032000007-8).

Поступила: 23.03.2023 / Принята к печати: 07.06.2023 / Опубликована: 30.08.2023

1. Рукавишников В.С., Панков В.А., Лахман О.Л., Бодиенкова Г.М., Дружинина П.Н., Колычева И.В. и др. Общие закономерности формирования неспецифических патогенетических механизмов при воздействии на организм физических факторов производственной среды. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2001; (2): 79–85. https://elibrary.ru/qcgxyn

2. Рукавишников В.С., Панков В.А., Кулешова М.В., Катаманова Е.В., Картапольцева Н.В., Русанова Д.В. и др. К теории сенсорного конфликта при воздействии физических факторов: основные положения и закономерности формирования. Медицина труда и промышленная экология. 2015; (4): 1–6. https://elibrary.ru/trllor

3. Krajnak K. Health effects associated with occupational exposure to hand-arm or whole body vibration. J. Toxicol. Environ. Health B Crit. Rev. 2018; 21(5): 320–34. https://doi.org/10.1080/10937404.2018.1557576

4. Shen H., Huo X., Liu K., Li X., Gong W., Zhang H., et al. Genetic variation in GSTM1 is associated with susceptibility to noise-induced hearing loss in a Chinese population. J. Occup. Environ. Med. 2012; 54(9): 1157–62. https://doi.org/10.1097/JOM.0b013e31825902ce

5. Потеряева Е.Л., Смирнова Е.Л., Никифорова Н.Г. Прогнозирование формирования и течения вибрационной болезни на основе изучения генно-метаболических маркёров. Медицина труда и промышленная экология. 2015; (6): 19–23. https://elibrary.ru/ubemit

6. Chirico F., Scoditti E., Viora C., Magnavita N. How occupational mercury neurotoxicity is affected by genetic factors. A systematic review. Appl. Sci. 2020; 10(21): e7706. https://doi.org/10.3390/app10217706

7. Vos M.J., Hageman J., Carra S., Kampinga H.H. Structural and functional diversities between members of the human HSPB, HSPH, HSPA, and DNAJ chaperone families. Biochemistry. 2008; 47(27): 7001–11. https://doi.org/10.1021/bi800639z

8. Turturici G., Sconzo G., Geraci F. Hsp70 and its molecular role in nervous system diseases. Biochem. Res. Int. 2011; 2011: 618127. https://doi.org/10.1155/2011/618127

9. Maugeri N., Radhakrishnan J., Knight J.C. Genetic determinants of HSP70 gene expression following heat shock. Hum. Mol. Genet. 2010; 19(24): 4939–47. https://doi.org/10.1093/hmg/ddq418

10. Giacconi R., Costarelli L., Malavolta M., Piacenza F., Galeazzi R., Gasparini N., et al. Association among 1267 A/G HSP70-2, -308 G/A TNF-α polymorphisms and pro-inflammatory plasma mediators in old ZincAge population. Biogerontology. 2014; 15(1): 65–79. https://doi.org/10.1007/s10522-013-9480-1

11. Chen Y.L., Zheng Y.J., Shen Y.L., Guo Q.W., Chen X., Lin J., et al. Male adolescents with Interleukin 10 rs1800872 AA genotype had higher prevalence and slower recoveries of post-traumatic stress disorder at late stage of a follow-up. Neurosci. Lett. 2022; 771: 136411. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2021.136411

12. Pappu R., Ramirez-Carrozzi V., Sambandam A. The interleukin-17 cytokine family: critical players in host defence and inflammatory diseases. Immunology. 2011; 134(1): 8–6. https://doi.org/10.1111/j.1365-2567.2011.03465.x

13. Kostareva O.S., Gabdulkhakov A.G., Kolyadenko I.A., Garber M.B., Tishchenko S.V. Interleukin-17: functional and structural features, application as a therapeutic target. Biochemistry (Mosc.). 2019: 84(Suppl. 1): 193–205. https://doi.org/10.1134/S0006297919140116

14. Ge J., Yu Y.Z., Li T., Guo Z.Y., Wu H., Tang S.C., et al. IL-17A G197A gene polymorphism contributes to susceptibility for liver cirrhosis development from patients with chronic hepatitis B infection in Chinese population. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8(6): 9793–8.

15. Samiei G., Yip W.K., Leong P.P., Jabar M.F., Dusa N.M., Mohtarrudin N., et al. Association between polymorphisms of interleukin-17A G197A and interleukin-17F A7488G and risk of colorectal cancer. J. Cancer Res. Ther. 2018; 14(Suppl.): 299–305. https://doi.org/10.4103/0973-1482.235345

16. Chernyak Y.I., Kudaeva I.V. Analysis of HSPA1B (+1267A>G) genetic polymorphism in patients with vibration disease in combination with metabolic syndrome. Bull. Exp. Biol. Med. 2021; 171(3): 375–8. https://doi.org/10.1007/s10517-021-05231-2

17. Курчевенко С.И., Бодиенкова Г.М., Лахман О.Л. Сравнительная характеристика субпопуляционного состава лимфоцитов и белка теплового шока у пациентов с вибрационной болезнью. Российский иммунологический журнал. 2019; 13(2–2): 846–8. https://doi.org/10.31857/S102872210006677-9 https://elibrary.ru/propnf

18. Бабанов С.А., Бараева Р.А., Будаш Д.С., Байкова А.Г. Состояние иммунного профиля и цитокины при вибрационной болезни. РМЖ. Медицинское обозрение. 2018; 2(1–2): 108–12. https://elibrary.ru/xnslbb

19. Sliwinska-Kowalska M., Pawelczyk M. Contribution of genetic factors to noise-induced hearing loss: a human studies review. Mutat. Res. 2013; 752(1): 61–5. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2012.11.001

20. Miao L., Ji J., Wan L., Zhang J., Yin L., Pu Y. An overview of research trends and genetic polymorphisms for noise-induced hearing loss from 2009 to 2018. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2019; 26(34): 34754–74. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06470-7

21. Zong S., Zeng X., Liu T., Wan F., Luo P., Xiao H. Association of polymorphisms in heat shock protein 70 genes with the susceptibility to noise-induced hearing loss: A meta-analysis. PLoS One. 2017; 12(11): e0188195. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188195

22. Gratton M.A., Eleftheriadou A., Garcia J., Verduzco E. Noise-induced changes in gene expression in the cochleae of mice differing in their susceptibility to noise damage. Hear. Res. 2011; 277(1–2): 211–26. https://doi.org/10.1016/j.heares.2010.12.014

23. Li J.X., Tang B.P., Sun H.P., Feng M., Cheng Z.H., Niu W.Q. Interacting contribution of the five polymorphisms in three genes of Hsp70 family to essential hypertension in Uygur ethnicity. Cell Stress Chaperones. 2009; 14(4): 355–62. https://doi.org/10.1007/s12192-008-0089-2

24. Solé X., Guinó E., Valls J., Iniesta R., Moreno V. SNPStats: a web tool for the analysis of association studies. Bioinformatics. 2006; 22(15): 1928–9. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btl268

25. Chernyak Yu.I. Association between HSPA1B, S100B, and TNF-α gene polymorphisms and risks of chronic mercury poisoning. Health Risk Analysis. 2021; (1): 126–32. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.1.13.eng

26. National Library of Medicine. dbSNP Short Genetic Variations. rs2275913. IL17A: 2KB Upstream Variant. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs2275913#frequency_tab

27. National Library of Medicine. dbSNP Short Genetic Variations. rs1800872. IL19: Intron Variant. IL10: 2KB Upstream Variant. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs1800872#frequency_tab

28. Yang M., Tan H., Yang Q., Wang F., Yao H., Wei Q., et al. Association of hsp70 polymorphisms with risk of noise-induced hearing loss in Chinese automobile workers. Cell Stress Chaperones. 2006; 11(3): 233–9. https://doi.org/10.1379/csc-192r.1

29. Konings A., Van Laer L., Michel S., Pawelczyk M., Carlsson P.I., Bondeson M.L., et al. Variations in HSP70 genes associated with noise-induced hearing loss in two independent populations. Eur. J. Hum. Genet. 2009; 17(3): 329–35. https://doi.org/10.1038/ejhg.2008.172