АНТИТЕЛА ПРОТИВ БЕНЗО[А]ПИРЕНА И ПОЛИМОРФИЗМ CYP1A1*2A, CYP1A2*1F, GSTT1, GSTM1 У ЗДОРОВЫХ МУЖЧИН И БОЛЬНЫХ РАКОМ ЛЕГКОГО

Известно, что генетический полиморфизм ферментов биотрансформации низкомолекулярных ксенобиотиков CYP, GST является одним из эндогенных факторов канцерогенеза. Вместе с тем взаимосвязи между активностью ферментов биотрансформации, количеством канцерогенных аддуктов и образованием антиканцерогенных антител у человека, в том числе при онкологических заболеваниях, до сих пор остаются мало изученными.

Цель исследования – выявить возможные ассоциации образования антител против бензо[а]пирена с генетическими полиморфизмами CYP1A1*2A, CYP1A2*1F, GSTT1, GSTM1 у здоровых мужчин и больных раком легкого.

Были обследованы 203 мужчины с немелкоклеточной формой рака легкого и 267 условно здоровых доноров без патологии органов дыхания. Иммуноанализ антител к бензо[a]пирену был выполнен с помощью твердофазного неконкурентного иммуноферментного анализа. Типирование полиморфных локусов CYP1A1 (rs4646903), CYP1A2 (rs762551), GSTP1 (rs1695, rs1138272) проводили методом Real-time ПЦР с использованием технологии конкурирующих TaqMan-зондов, генов GSTM1(del), GSTT1(del) методом мультиплексной ПЦР с флуоресцентной детекцией продуктов в режиме Real-time.

У больных раком легкого доля случаев с высоким уровнем IgG антител к бензо[a]пирену у носите- лей GSTT1«+» и GSTM1«+» в сочетании с аллелем С CYP1A2*1F была статистически значимо больше, чем у гомозигот АА CYP1A2*1F. У носителей аллеля С CYP1A2*1F в сочетании с GSTT1«+» и GSTM1«+» при высоких уровнях IgG антител к бензо[a]пирену риск рака легкого возрастал до 5.5. У здоровых мужчин – носителей отдельных генотипов CYP1A1*2А, CYP1A2*1F, GSTT1 и GSTM1 разницы в частоте встречаемости низких и высоких уровней IgG антител к бензо[a]пирену не выявлено.

Впервые обнаружены взаимосвязи специфической иммунной реакции на химические канцерогены окружающей среды с полиморфизмом генов ферментов биотрансформации низкомолекулярных ксенобиотиков у больных раком легкого. Показана высокая информативность иммуноанализа IgG антител к бензо[a]пирену в сочетании с молекулярно-генетическим анализом CYP1 и GST для определения риска рака легкого.

1. Аткарская В.И., Заварыкина Т.М., Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б. Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков и контроль клеточной пролиферации в ассоциации с риском развития рака дыхательных путей в Московском регионе // Молекулярная медицина, 2012. № 6. C. 52-56. [Atkarskaya M.V., Zavarykina T.M., Zhizhina G.P., Burlakova E.B. Polymorphysms of xenobiotics biotransformation and cell proliferation control genes and their association with risk of cancer of respiratory tract in population of Moscow region. Molekulyarnaya meditsina = Molecular Medicine, 2012, no. 6, pp. 52-56. (In Russ.)]

2. Белогубова Е.В., Того А.В., Суворова И.К., Карпова М.Б., Улыбина Ю.М., Зайцева О.А., Яцук О.С., Шуткин В.А., Рябоконь С.А., Соколенко А.П., Иевлева А.Г., Чекмарева Е.В., Лемехов В.Г., Колосков А.В., Кучинский А.П., Хансон К.П., Имянитов Е.Н. Распределение аллелей гена CYP1A1 у больных раком легкого, доноров среднего возраста и пожилых людей без онкологической патологии // Вопросы онкологии, 2004. Т. 50, № 2. С. 165-168. [Belogubova Ye.V., Togo A.V., Suvorova I.K., Karpova M.B., Ulybina Yu.M., Zaitseva O.A., Jatsook O.S., Shootkin V.A., Ryabokon S.A., Sokolenko A.P., Iyevleva A.G., Chekmareva E.V., Lemekhov V.G., Koloskov A.V., Kuchinsky A.P., Hanson K.P., Imyanitov E.H. CYP1A1 allele distribution in lung cancer patients, middle-aged donor and elderly tumor-free subjects. Voprosy onkologii = Questions of Oncology, 2004, Vol. 50, no. 2, pp. 165-168. (In Russ.)]

3. Глушков А.Н., Аносова Т.П., Небесная Н.Г., Железнова Л.Я. Изотипические особенности антител к полициклическим ароматическим углеводородам у больных раком молочной железы, желудка, толстой и прямой кишки // Экспериментальная онкология, 1996. Т. 18. С. 426-428. [Glushkov A.N., Anosova T.P., Nebesnaya N.G., Zheleznova L.Ya. Isotypic special features of antibodies to polycyclic aromatic hydrocarbons in patients with cancer of mammary gland, stomach, colon and rectum. Eksperimental`naya onkologiya = Experimental Oncology, Vol. 18, pp. 426-428. (In Russ.)]

4. Глушков А.Н., Поленок Е.Г., Аносова Т.П., Савченко Я.А., Баканова М.Л., Минина В.И., Мун С.А., Ларин С.А., Костянко М.В. Сывороточные антитела к бензо[a]пирену и хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови у рабочих углеперерабатывающего предприятия // Российский иммунологический журнал, 2011. Т. 5 (14), № 1. С. 39-44. [Glushkov A.N., Polenok E.G., Anosova T.P., Savchenko Ya.A., Bakanova M.L., Minina V.I., Mun S.A., Larin S.A., Kost’anko M.V. Serum antibodies to benzo[a]pyrene and chromosomal aberrations in lymphocytes peripheral blood at the workers of coal processing enterprise. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2011, Vol. 5 (14), no. 1, pp. 39-44. (In Russ.)]

5. Глушков А.Н., Поленок Е.Г., Мун С.А., Ларин С.А., Зинчук С.Ф. Антитела к бензо[a]пирену как маркер канцерогенной нагрузки у рабочих углеперерабатывающей промышленности // Гигиена и санитария, 2010. № 2. С.53-56. [Glushkov A.N., Polenok Ye.G., Mun S.A., Larin S.A., Zinchuk S.F. Benz(a)pyrene antibodies are a marker of carcinogenic load in coal-processing workers. Gigiena i sanitariya = Hygiene and Sanitation, 2010, no. 2, pp. 53-56. (In Russ.)]

6. Глушкова О.А.. Гордеева Л.А.. Шаталина И.В., Ермоленко Н.А., Попова О.С., Гареева Ю.В., Воронина Е.Н., Симонова Т.А. Сутулина И.М., Филипенко М.Л., Глушков А.Н. Ассоциации материнских полиморфизмов генов CYP1A2*1F и GST с врожденными пороками развития у плода и новорожденного // Молекулярная медицина, 2012. № 2. С. 39-46. [Glushkova O.A., Gordeeva L.A., Shatalina I.V., Ermolenko N.A., Popova O.S., Gareeva Yu.V., Voronina E.N., Simonova T.A., Sutulina I.M., Filipenko M.L., Glushkov A.N. Association of maternal polymorphisms of genes CYPIA2*1F and GST and their combination of congenital malformations in fetus and newborn. Molekulyarnaya meditsina = Molecular Medicine, 2012, no. 2, pp. 39-46. (In Russ.)]

7. Дианова Д.Г., Харахорина Р.А., Ланин Д.В. Показатели иммунного статуса женщин, работающих в условиях воздействия бензо[а]пирена // Российский иммунологический журнал, 2012. Т. 6 (14), № 2 (1). С. 47-48. [Dianova D.G., Kharakhorina R.A., Lanin D.V. Parameters of the immune status in female subjects exposed to benzo(a)pyrene at workplace. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2012, Vol. 6 (14), no. 2 (1), pp. 47-48. (In Russ.)]

8. Ковалев И.В., Шипулина Н.К. Иммунохимические механизмы адаптации организма к окружающей среде // Известия РАН, серия биологическая, 1992. Т. 1. С. 31-41. [Kovalev I.V., Shipulina N.K. Immunochemical mechanisms of adaptation to the environment. Izvestiya RAN, seriya biologicheskaya =Proceedings of Russian Academy of Sciences, Biological Series, 1992, Vol. 1, pp. 31-41. (In Russ.)]

9. Alexandrov K., Rojas M., Geneste O., Castegnaro M., Camus A., Petruzzelli S., Giuntini C., Bartsch H. An improved fluorometric assay for dosimetry of benzo(a)pyrene diol-epoxide – DNA adducts in smokers’ lung: comparisons with total bulky adducts and aryl hydrocarbon hydroxylase activity. Cancer Res., 1992, Vol. 52, no. 22, pp. 6248-6253.

10. Borska L., Andrys C., Krejsek J., Palicka V., Chmelarova M., Hamakova K., Kremlacek J., Borsky P., Fiala Z. Serum level of antibody against benzo[a]pyrene – 7,8-diol-9,10-epoxide-DNA adducts in people dermally exposed to PAHs.J. Immunol. Res., 2014, Vol. 2014, Article ID 834389, 6 pages.

11. Černohorská H., Klimesova S., Lepsa L., Jinoch P., Milcova A., Schmuczerova J., Topinca J., Labaj J. Influence of immunization with non-genotoxic PAH-KLH conjugates on the resistance of organisms exposed to benzo[a] pyrene. Mut. Res., 2012, Vol. 742, pp. 2-10.

12. Chagnaud J.L., Faiderbe S., Geffard M. Identification and immunochemical characterization of IgA in sera of patients with mammary tumors. Int. J. Cancer, 1992, Vol. 50, pp. 395-401.

13. Creech H.J., Oginsky E., Tryon M. Immunological studies of hydrocarbon-protein conjugates. Cancer Res., 1947, Vol. 7, pp. 301-304.

14. De Buck S.S., Augustijns P., Muller C.P. Specific antibody modulates absorptive transport and metabolic activation of benzo[a]pyrene across Caco-2 monolayers. J. Pharmacol. Experim. Therap., 2005, Vol. 313, no. 2, pp. 640-646.

15. De Buck S.S., Muller C.P. Immunopropylactic approaches against chemical carcinogenesis. Vaccine, 2005, Vol. 23, no. 17-18, pp. 2403-2406.

16. Galati R., Crebelli R., Zijno A., Conti L., Falasca G., Verdina A. The effect of humoral immunity against adducted benzo[a]pyrene on DNA damage elicited by acute carcinogen exposure in Swiss mice. In Vivo, 2000, Vol. 14, no. 6, pp. 747-751.

17. Galati R., Zijno A., Crebelli R., Falasca G., Tomei F., Iecher F., Carta R., Verdina A. Detection of antibodies to the benzo[a]pyrene diol epoxide-DNA adducts in sera from individuals exposed to low doses of polycyclic aromatic hydrocarbons. J. Exp. Clin. Cancer Res., 2001, Vol. 20, no. 3, pp. 359-364.

18. Glushkov A.N., Kostjanko M.V., Cherno S.V., Vasilchenko I.L. Synthesis of polycyclic aromatic hydrocarbonprotein conjugates for preparation and immunoassay of antibodies. Rus. J. Immunol., 2002, Vol. 7, pp. 42-46.

19. Grova N., Prodhomme E.J., Schellenberger M.T., Farinelle S., Muller C.P. Modulation of carcinogen bioavailability by immunization with benzo[a]pyrene – conjugate vaccines. Vaccine, 2009, Vol. 27, pp. 4142-4151.

20. Harris C.C., Vahakangas K., Newman M.J. Detection of benzo[a]pyrene diol epoxide – DNA adducts in peripheral blood lymphocytes and antibodies to these adducts in serum from cokeoven workers. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985, Vol. 82, pp. 6672-6676.

21. Hung R.J., Boffetta P., Brockmöller J., Butkiewicz D., Cascorbi I., Clapper M.L., Garte S., Haugen A., Hirvonen A., Anttila S., Kalina I., Le Marchand L., London S.J., Rannug A., Romkes M., Salagovic J., Schoket B., Gaspari L., Taioli E. CYP1A1 and GSTM1 genetic polymorphisms and lung cancer risk in Caucasian non-smokers: a pooled analysis. Carcinogenesis, 2003, Vol. 24, no. 5, pp. 875-882.

22. Käfferlein H.U., Marczynski B., Mensing T., Brüning T. Albumin and hemoglobin adducts of benzo[a] pyrene in humans-analytical methods, exposure assessment, and recommendations for future directions. Crit. Rev. Toxicol., 2010, Vol. 40, no. 2, pp. 126-150.

23. Lee B.M., Yin B.Y., Herbert R., Hemminki K., Perera F.P., Santella R.M. Immunologic measurement of polycyclic aromatic hydrocarbon-albumin adducts in foundry workers and roofers. Scand. J. Work Environ. Health, 1991, Vol. 17, no. 3, pp. 190-194.

24. Moolten F., Capparel N., Boger E. Reduction of respiratory tract binding of benzo(a)pyrene in mice by immunization. J. Natl. Cancer Inst., 1978, Vol. 61, no. 5, pp. 1347-1349.

25. Moolten F.L., Schreiber B., Rizzone A. Protection of mice against 7.12 – dimethilbenz(a)anthracene – induced skin tumors by immunization with fluorinated analog of carcinogen. Carcer Res., 1981, Vol. 41, pp. 452-459.

26. Mooney L.A., Madsen A.M, Tang D., Orjuela M.A., Tsai W.-Y., Garduno E.R., Perera F.P. Antioxidant vitamin supplementation reduces benzo(a)pyrene – DNA adducts and potential cancer risk in female smokers. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 2005, Vol. 14, no. 1, pp. 273-242.

27. Pauk N., Klimesova S., Kara J., Topinka J., Labaj J. The relevance of monitoring of antibodies against the Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) adducts in serum in relation to lung cancer and obstructive pulmonary disease (COPD). Neoplasma, 2013, Vol. 60, no. 2, pp. 182-187.

28. Pavannello S., Fedeli U., Mastangelo G., Rota F., Overvad K., Raaschou-Nielsen O., Tjønneland A., Vogel U. Role of CYP1A2 polymorphisms on lung cancer risk in a prospective study. Cancer Genet., 2012, Vol. 205, no. 6, pp. 278-284.

29. Peck R.M., Peck E.B. Inhibition of chemically induced neoplasia by immunization with an antigenic carcinogen- protein conjugate. Cancer Res., 1971, Vol. 31, pp. 1550-1554.

30. Perera F.P., Tang D., Brandt-Rauf P., Santella R.M., Mooney L.V., Tu Y.H., Bendkowska I., Bell D.A. Lack of associations among cancer and albumin adducts, ras p21 oncoprotein levels, and protein CYP1A1, CYP2D6, NAT1, and NAT2 in a nested case-control study of lung cancer within the physicians’ health study. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 2006, Vol. 15, no. 7, pp. 1417-1419.

31. Petruzzelli S., Celi A., Pulera N., Baliva F., Viegi G., Carrozzi L., Ciacchini G., Bottai M., Di Pede F., Paoletti P., Giuntini C. Serum antibodies to benzo(a) pyrene diol epoxide DNA adducts in the general population: effects of air pollution, tobacco smoking and family history of lung diseases. Cancer Res., 1998, Vol. 58, no. 8, pp. 4122-4126.

32. Santella R.M., Perera F.P., Young T.L., Zhang Y.J., Chiamprasert S., Tang D., Wang L.W., Beachman A., Lin J.H., DeLeo V.A. Polycyclic aromatic hydrocarbon – DNA and protein adducts in coaltar treated patients and controls and their relationship to glutathione S-transferase genotype. Mutat. Res., 1995, Vol. 334, no. 2, pp. 117-124.

33. Schellenberger M., Grova N., Willieme S., Farinelle S., Prodhomme E., Muller C. Modulation of benzo[а] pyrene induced immunotoxcity in mice actively immunized with B[a]P-diphtheria toxoid conjugate. Toxicol. Appl. Pharmacol., 2009, Vol. 240, no. 1, pp. 37-43.

34. Silbart L.K., Keren D.F. Reduction of intestinal carcinogen absorption by carcinogen-specific immunity. Science, 1989, Vol. 243, no. 4897, pp. 1462-1464.

35. Silbart L.K., McAller F., Rasmussen M.V., Goslinoski L., Keren D.F., Finley A., Van Kruiningen H.J., Winchell J.M. Selective induction of mucosal immune responses to 2-acetylaminofluorene. Anticancer Res., 1996, Vol. 16, no. 2, pp. 651-660.

36. Silbart L.K., Rasmussen M.V., Oliver A.R. Immunoprophylactic intervention in chemical toxicity and carcinogenicity. Vet. Hum. Toxicol., 1997, Vol. 39, no. 1, pp. 37-43.

37. Sobti R.C., Kaur P., Kaur S., Janmeja A.K., Jindal S.K., Kishan J., Raimondi S. Combined effect of GSTM1, GSTT1 and GSTP1 polymorphisms on histological subtypes of lung cancer. Biomarkers, 2008, Vol. 13, no. 3, pp. 282-295.

38. Sugimura H., Weston A., Caporaso N.E., Shields P.G., Bowman E.D., Metcalf R.A., Harris C.C. Biochemical and molecular epidemiology of cancer. Biomed. Environ. Sci., 1991, Vol. 4, no. 1-2, pp. 73-92.

39. Ustinov V.A., Matveeva V.A., Kostyanko M.V., Glushkov A.N. Antibodies against benzo[a]pyrene in immunized mouse and lung cancer patients. Experim. Oncol., 2013, Vol. 35, no. 3, pp. 207-210.

40. Verdina A. Carcinogen-modified DNA and specific humoral immunity toward carcinogen-DNA adducts. Ann. Ist. Super Sanita, 2006, Vol. 42, no. 2, pp. 189-194.

41. Vineis P., Veglia F., Anttila S., Benhamon S., Clapper M.L., Dolzan V., Ryberg D., Hirvonen A., Kremers P., Le Marchand L., Pastorelli R., Rannug A., Romkes M., Schoket B., Strange R.C., Garte S., Taioli E. CYP1A1, GSTM1 and GSTP1 polymorphisms and lung cancer: a pooled analysis of gene-gene interactions. Biomarkers, 2004, Vol. 9, no. 3, pp. 298-305.

42. Weiserbs K., Jacobson J., Begg M., Wang L., Wang Q., Agrawal M., Norkus E., Young Q., Santella R. A cross-sectional study of polycyclic aromatic hydrocarbon – DNA adducts and polymorphism of glutathione-Stransferases among heavy smokers by race/ethnicity. Biomarkers, 2003, Vol. 8, no. 2, pp. 142-155.

43. Weston A., Rowe M.L., Manchester D.K., Farmer P.B., Mann D.L., Harris C.C. Fluorescence and mass spectral evidence for the formation of benzo[a]pyrene anti-diol-epoxide-DNA and – hemoglobin adducts in humans. Carcinogenesis, 1989, Vol. 10, no. 2, pp. 251-257.

44. Zweig M.H., Campbell G. ROC plots: a fundamental evaluation in clinical medicine. Clinical Chemistry, 1993, Vol. 39, no. 4, pp. 561-577.