Ассоциация полиморфизмов генов MnSOD и GPX1 с риском развития хронического пылевого бронхита

Цель. Оценить связь полиморфных локусов генов MnSOD (rs4880) и GPX1 (rs1050450) с риском развития хронического пылевого бронхита у работников основных профессий угледобывающей отрасли.

Материалы и методы. В исследование включены 182 работника угольных шахт с длительным воздействием высоких концентраций угольно-породной пыли, среди которых 116 человек с ранее установленным диагнозом «хронический пылевой бронхит» (ХПБ), 66 – лица без патологии бронхолегочной системы, работающие в тех же санитарно-гигиенических условиях. Полиморфизмы генов MnSOD (rs4880) и GPX1 (rs1050450) изучали с помощью полимеразной цепной реакции.

Результаты. Впервые для полиморфизмов генов ферментов антиоксидантной защиты – MnSOD (rs4880) и GPX1 (rs1050450) установлена статистически значимая ассоциация с ХПБ. Так, шанс обнаружить гомозиготный генотип А/А (Val/Val) MnSOD у шахтеров с ХПБ в 2 раза выше, чем в группе сравнения (χ² – 5,42; р = 0,02; отношение шансов (ОШ) 2,21; 95%-й доверительный интервал (95%-й ДИ) 1,13–4,33), тогда как шанс обнаружить гомозиготный генотип G/G (Pro/Pro) GPX1 у шахтеров с ХПБ почти в 6 раз выше, чем в группе сравнения (χ² – 21,47; р = 0,001; ОШ 5,89; 95%-й ДИ 2,65–13,08). Выявлено, что сочетание генотипов АА/GG генов MnSOD/GPX1 статистически значимо связано с полуторакратным риском развития ХПБ (χ² – 11,49; р ˂ 0,001; относительный риск 1,59; 95%-й ДИ 1,36–1,84), тогда как шанс обнаружить это сочетание генотипов у шахтеров с патологией бронхолегочной системы в 15 раз выше, чем в группе сравнения (ОШ 15,09; 95%-й ДИ 1,99–114,64).

Заключение. Показано, что маркером генетической предрасположенности к развитию ХПБ является носительство гомозиготных генотипов А/А в локусе rs4880 MnSOD и G/G в локусе rs1050450 GPX1. Сочетание гомозиготных генотипов изученных генов AA/GG MnSOD/GPX1 свидетельствует о полуторакратном риске развития ХПБ. Носительство одного из трех сочетаний генотипов генов MnSOD и GPX1: GG/AA, AA/AA и AG/AA свидетельствует о резистентности к формированию ХПБ.

1. Perret J.L., Plush B., Lachapelle P., Hinks T.S., Walter C., Clarke P. et al. Coal mine dust lung disease in the modern era. Respirology. 2017;22(4):662–670. DOI: 10.1111/resp.13034.

2. Mu M., Li B., Zou Y., Wang W., Cao H., Zhang Y. et al. Coal dust exposure triggers heterogeneity of transcriptional profiles in mouse pneumoconiosis and vitamin D remedies. Part Fibre Toxicol. 2022;19(1):7. DOI: 10.1186/s12989-022-00449-y.

3. Kaur S., Gill M.S., Gupta K., Manchanda K. Effect of occupation on lipid peroxidation and antioxidant status in coalfired thermal plant workers. Int. J. Appl. Basic Med. Res. 2013;3(2):93–97. DOI: 10.4103/2229-516X.117065.

4. Ulker Oc., Yucesoy B., Demir O., Tekin Io., Karakaya A. Serum and BAL cytokine and antioxidant enzyme levels at different stages of pneumoconiosis in coal workers. Hum. Exp. Toxicol. 2008;27(12):871–877. DOI: 10.1177/0960327108098332.

5. Павловская Н.А., Рушкевич О.П. Биомаркеры для ранней диагностики последствий воздействия угольной пыли на организм шахтеров. Медицина труда и промышленная экология. 2012;(9):36–42.

6. Alhobeira H.A., Mandal R.K., Khan S., Dar S.A., Mahto H., Saeed M. et al. Link between MnSOD Ala16Val (rs4880) polymorphism and asthma risk is insignificant from sequential meta-analysis. Bioinformation. 2020;16(11):789–800. DOI: 10.6026/97320630016789.

7. Ekoue D.N., He C., Diamond A.M., Bonini M.G. Manganese superoxide dismutase and glutathione peroxidase-1 contribute to the rise and fall of mitochondrial reactive oxygen species which drive oncogenesis. Biochim. Biophys. Acta Bioenerg. 2017;1858(8):628–632. DOI: 10.1016/j.bbabio.2017.01.006.

8. Hernando B., Gil-Barrachina M., Tomás-Bort E., Martinez-Navarro I., Collado-Boira E., Hernando C. The effect of longterm ultra-endurance exercise and SOD2 genotype on telomere shortening with age. J. Appl. Physiol. 2020;129(4):873–879. DOI: 10.1152/japplphysiol.00570.2020.

9. Jablonska E., Gromadzinska J., Peplonska B., Fendler W., Reszka E., Krol M.B. et al. Lipid peroxidation and glutathione peroxidase activity relationship in breast cancer depends on functional polymorphism of GPX1. BMC Cancer. 2015;15:657. DOI: 10.1186/s12885-015-1680-4.

10. Zhukova A.G., Mikhailova N.N., Sazontova T.G., Zhdanova N.N., Kazitskaya A.S., Bugaeva M.S. et al. Participation of free-radical processes in structural and metabolic disturbances in the lung tissues caused by exposure to coal-rock dust and their adaptogenic correction. Bull. Exp. Biol. Med. 2020;168(4):439–443. DOI: 10.1007/s10517-020-04727-7.

11. Гафаров Н.И., Захаренков В.В., Панев Н.И., Бурдейн А.В., Пузырёв В.П., Рудко А.А. Хронический профессиональный бронхит у работников угледобывающих предприятий Кузбасса: роль эндогенных факторов. Медицина труда и промышленная экология. 2010;(3):37–40.

12. 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;92(4):44–47.

13. Sambrook J., Russell D.W. Purification of nucleic acids by extraction with phenol: chloroform. Cold Spring Harb. Protoc. 2006;1:pdb.prot4455. DOI: 10.1101/pdb.prot4455.

14. Xitong Y., Sulian Y., Hongyang X., Dan L., Yuanyuan Z., Guangming W. Superoxide dismutase gene polymorphism is associated with ischemic stroke risk in the china Dali region han population. Neurologist. 2021;26(2):27–31. DOI: 10.1097/NRL.0000000000000301.

15. Flekac M., Skrha J., Hilgertova J., Lacinova Z., Jarolimkova M. Gene polymorphisms of superoxide dismutases and catalase in diabetes mellitus. BMC Med. Genet. 2008;9:30. DOI: 10.1186/1471-2350-9-30.

16. Bastaki M., Huen K., Manzanillo P., Chande N., Chen C., Balmes J.R. et al. Genotype-activity relationship for Mn-superoxide dismutase, glutathione peroxidase 1 and catalase in humans. Pharmacogenet. Genomics. 2006;16(4):279–286. DOI: 10.1097/01.fpc.0000199498.08725.9c.