Анализ распространенности генов системы детоксикации (GSTM1, GSTT1) с учетом этнической принадлежности и экологических особенностей региона проживания

Гены суперсемейства глутатион-S-трансфераз (GSTT1, GSTM1) кодируют ферменты системы 2 фазы детоксикации, их мутации повышают чувствительность организма к воздействию повреждающих факторов и развитию различных заболеваний. Цель работы: представить эколого-этнические особенности распределения полиморфных вариантов данных генов на основе анализа отечественной и зарубежной литературы. В статье описаны функциональные эффекты генетических полиморфизмов, показана различная частота встречаемости полиморфных вариантов генов GSTM1 и GSTT1 в зависимости от расовой принадлежности в России и мире. Особое внимание уделено особенностям распространенности полиморфизмов генов детоксикации у коренного и пришлого населения Приамурья. На основании проведенного анализа данных литературы сделан вывод о важности учета этнической принадлежности, условий проживания и состояния генов «предрасположенности» для разработки персонифицированного подхода к прогнозированию, профилактике и лечению.

1. Баранов В.С. Экологическая генетика и предиктивная медицина // Экологическая генетика. 2003. Т.1, №1. С.22–29. https://doi.org/10.17816/ecogen1022-29

2. Корчагина Р.П., Осипова Л.П., Вавилова Н.А., Ермоленко Н.А., Воронина Е.Н., Филипенко Л.М. Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков GSTM1, GSTT1, CYP2D6, вероятных маркеров риска онкологических заболеваний, в популяциях коренных этносов и русских Северной Сибири // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. Т.15, №3. С.448–461. EDN: OJNLEX.

3. Gross-Davis C.A. Heavner K., Frank A.L., Newschaffer C., Klotz J., Santella R.M., Burstyn I. The role of genotypes that modify the toxicity of chemical mutagens in the risk for myeloproliferative neoplasms // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2015. Vol.12, Iss.3. P.2465–2485. https://doi.org/10.3390/ijerph120302465

4. Matejcic M., Parker M.I. Gene – environment interactions in esophageal cancer // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 2015. Vol.52, Iss.5. P.211–231. http://doi.org/10.3109/10408363.2015.1020358

5. Ortega V.R.C., López L.D.B., Salgado A.V., Sanchez F.M., Cadena J.C. Polymorphisms in glutathione S-transferase M1, T1, and P1 in patients with chronic periodontitis: a pilot study // Int. Sch. Res. Notices. 2014. Vol.2014. Article number:135368. http://doi.org/10.1155/2014/135368

6. Беляева Е.В., Ершова О.А., Астахова Т.А., Бугун О.В. Полиморфизм генов глутатион-S-трансфераз в этнических группах, проживающих на территории Восточной Сибири // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т.21, №5. С.576–580. https://doi.org/10.18699/vj17.274

7. Сосна Л.С., Сахарова А.Д. Роль генов детоксикации ксенобиотиков в формировании эндоэкологического статуса человека // Вестник Международного государственного экологического университета им. А.Д. Сахарова. 2014. №2. С.1–5.

8. Al-Achkar W., Ghassan A., Faten M., Abdulsamad W. Influence of CYP1A1, GST polymorphisms and susceptibility risk of chronic myeloid leukemia in Syrian population // Med. Oncol. 2014. Vol.31, Iss.5. Article number:889. https://doi.org/:10.1007/s12032-014-0889-4

9. Emeville E., Cédric B., Laurent B., Séverine F., Pascal B., Luc M. Copy number variation of GSTT1 and GSTM1 and the risk of prostate cancer in a Caribbean population of African descent // PLoS One. 2014. Vol.9, Iss.9. Article number:e107275. https://doi.org/:10.1371/journal.pone.0107275

10. Krüger M., Pabst A.M., Mahmoodi B., Becker B., Kämmerer P.W., Koch F.P. The impact of GSTM1/GSTT1 polymorphism for the risk of oral cancer // Clin. Oral Investig. 2015. Vol.19, Iss.8. P.1791–1797. https://doi.org/:10.1007/s00784-015-1400-0

11. Peng J., Liu H.-Z., Zhu Y.-J. Null glutathione S-transferase T1 and M1 genotypes and oral cancer susceptibility in China and India – a metaanalysis // Asian Pac. J. Cancer Prev. 2014. Vol.15, Iss.1. P.287–290. https://doi.org/:10.7314/apjcp.2014.15.1.287

12. Singh R.D., Haridas N., Shah F.D., Patel J.B., Shukla S.N., Patel P.S. Gene polymorphisms, tobacco exposure and oral cancer susceptibility: a study from Gujarat, West India // Oral Dis. 2014. Vol.20, Iss.1. P.84–93. https://doi.org/:10.1111/odi.12079

13. Grubisa I., Otasevic P., Vucinic N., Milicic B., Jozic T., Krstic S., Milasin J. Combined GSTM1 and GSTT1 null genotypes are strong risk factors for atherogenesis in a Serbian population // Genet. Mol. Biol. 2018. Vol.41, Iss.1. P.35– 40. https://doi.org/:10.1590/1678-4685-GMB-2017-0034

14. Živković A., Djurdjević V., Davidović L., Alavantić D. Effects of glutathione S-transferase T1 and M1deletions on advanced carotid atherosclerosis, oxidative, lipid and inflammatory parameters // Mol. Biol. Rep. 2014. Vol.41, Iss.2. P.1157–1164. https://doi.org/:10.1007/s11033-013-2962-z

15. Guan L., Fan P., Liu X., Liu R., Chen Y., Ye L., Chen J., Zhu Y., Liu Y., Bai H. Association study between GSTT1 and GSTM1 polymorphisms and risk of preeclampsia in Chinese population // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2016. Vol.204. P.31–35. https://doi.org/:10.1016/j.ejogrb.2016.07.491

16. Sandoval-Carrillo A., Aguilar-Duran M., Vázquez-Alaniz F., Castellanos-Juárez F.X., Barraza-Salas M., SierraCampos E., Téllez-Valencia A., La Llave-León O., Salas-Pacheco J.M. Polymorphisms in the GSTT1 and GSTM1 genes are associated with increased risk of preeclampsia in the Mexican mestizo population // Genet. Mol. Res. 2014. Vol.13, Iss.1. P.2160–2165. https://doi.org/:10.4238/2014.January.17.3

17. Minina V.I., Soboleva O.A., Glushkov A.N., Voronina E.N., Sokolova E.A., Bakanova M.L., Savchenko Y.A., Ryzhkova A.V., Titov R.A., Druzhinin V.G., Sinitsky M.Yu., Asanov M.A. Polymorphisms of GSTM1, GSTT1, GSTP1 genes and chromosomal aberrations in lung cancer patients // J. Cancer Res. Clin. Oncol. 2017. Vol.143, Iss.11. P.2235– 2243. https://doi.org/10.1007/s00432-017-2486-3

18. Mazari A.M.A., Zhang L., Ye Z.W., Zhang J., Tew K.D., Townsend D.M. The multifaceted role of glutathione stransferases in health and disease // Biomolecules. 2023. Vol.13, Iss.4. Article number:688. https://doi:10.3390/biom13040688

19. Jakovljevic T.S., Jacimovic J., Nikolic N., Milasin J. Lack of association between glutathione s-transferase m1 and t1 gene polymorphisms and susceptibility to preeclampsia: an updated systematic review and meta-analysis // Am. J. Reprod. Immunol. 2020. Vol.84, Iss.6. Article number:e.13303. https://doi:10.1111/aji.13303

20. Sata F., Yamada H., Kondo T., Gong Y., Tozaki S., Kobashi G., Kato E.H., Fujimoto S., Kishi R. Glutathione Stransferase M1 and T1 polymorphisms and the risk of recurrent pregnancy loss // Mol. Hum. Reprod. 2003. Vol.9, Iss.3. P.165–169. https://doi.org/10.1093/molehr/gag021

21. Hur J., Kim H., Ha E.H., Park H., Ha M., Kim Y., Hong Y.C., Chang N. Birth weight of Korean infants is affected by the interaction of maternal iron intake and GSTM1 polymorphism // J. Nutr. 2013. Vol.143, Iss.1. P.67–73. https://doi.org/10.3945/jn.112.161638

22. Saadat M. GSTM1 null genotype associated with age-standardized cancer mortality rate in 45 countries from five continents: an ecologic study // Int. J. Cancer Res. 2007. Vol.3, Iss.2. P.74–91. https://doi.org/:10.3923/ijcr.2007.74.91

23. Николаев В.М., Румянцев Е.К., Софронова С.И., Григорьева А.А., Федорова С.А. Поиск ассоциаций делеционных полиморфизмов генов фермента глутатион-S-трансферазы GSTM1 и GSTT1 с риском развития рака легких в популяции якутов // Якутский медицинский журнал. 2021. №3(75). С.25–29. https://doi.org/10.25789/YMJ.2021.75.06

24. Беляева Е.В., Баирова Т.А., Ершова О.А., Самбялова А.Ю., Парамонов А.И., Курашова Н.А., Дашиев Б.Г., Колесников С.И., Колесникова Л.И. Полиморфизм генов системы детоксикации ксенобиотиков в популяциях русских и бурят // Медицинская генетика. 2023. Т.22, №4. С.17–31. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2023.04.17-31

25. Owens L., Laing I.A., Murdzoska J., Zhang G., Turner S.W., Le Souëf P.N. Glutathione S-transferase genotype protects against in utero tobacco-linked lung function deficits // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019. Vol.200, Iss.4. P.462– 470. https://doi:10.1164/rccm.201807-1332OC

26. Ахматьянова В.Р., Остапцева А.В., Шабалдин А.В., Глушков А.Н., Дружинин В.Г., Минина В.И., Савченко Я.А., Глушкова О.А., Ульянова М.В., Хрипко Ю.И., Филипенко М.Л. Полиморфизм генов глютатион-S-трансфераз М1 и Т1 (GSTM1 и GSTT1) у коренного и пришлого населения Кемеровской области // Генетика. 2008. Т.44, №4. С.539–542. EDN: JVILCN.

27. Gattas J.G., Kato M., Soares-Vieira J.A., Siraque M.S., Kohler P., Gomes L., Rego M.A.V., Bydlowski S.P. Ethnicity and glutathione S-transferase (GSTM1/GSTT1) polymorphisms in a Brazilian population // Braz. J. Med. Biol. Res. 2004. Vol.37, Iss.4. P.451–458. https://doi.org/10.1590/s0100-879x2004000400002

28. Abdel H.S., Yaqoob A., Ali M., Handu S., Fadel R., Hijleh M.A., Almawi W. Genetic polymorphism of the glutathione S-ransferase M1 and T1 genes in three distinct Arab populations // Dis. Markers. 2011. Vol.31, Iss.5. P.311–316. https://doi.org/10.1155/2011/796520

29. Табиханова Л.Э., Осипова Л.П., Воронина Е.Н., Филипенко М.Л. Распределение полиморфных вариантов генов биотрансформации ксенобиотиков GSTM1, GSTТ1 И GSTP1, в популяциях коренных жителей и русских Восточной Сибири // Медицинская генетика. 2019. Т.18, №2. С.24–34. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019.02.24-34

30. Saadat M., Farhud D.D., Saadat I. Frequency of glutathione-S-transferase M1 (GSTM1) and GSTT1 null genotypes in Fars population (South of Iran) // Iranian J. Publ. Health. 2001. Vol.30, Iss.1-2. P.83–86.

31. Vettriselvi V., Vijayalakshmi K., Solomon F.D., Paul V.P. Genetic variation of GSTM1, GSTT1 and GSTP1 genes in a South Indian population // Asian Pac. J. Cancer Prev. 2006. Vol.7, Iss.2. P.325-328.

32. Ступко Е.Е., Цыренов Т.Б., Лабыгина А.В., Сутурина Л.В., Колесникова Л.И. Частотные характеристики генов второй фазы детоксикации ксенобиотиков у здоровых женщин русской и бурятской этнических групп // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2012. Т.85, №3. С.79–82. EDN: PCJOXL.

33. Уянга Г., Зандраа Ж., Ганболд С., Онорсайхан С., Алтанчимэг О., Сувд Д. Особенности частоты распределения полиморфных вариантов генов GSTM1 и GSTT1 среди жителей Монголии // Российский онкологический журнал. 2015. Т.20, №2. С.38–42. EDN: TSKRYL.

34. Кочетова О.В., Корытина Г.Ф, Ахмадишина Л.З., Викторова Т.В., Мустафина О.Е. Анализ полиморфных локусов генов ферментов антиоксидантной защиты в этнических группах республики Башкортостан // Научные результаты биомедицинских исследований. 2019. Т.5, №2. С.22–33. https://doi.org/10.18413/2658-6533-2019-5-2-0- 3

35. Болегенова Н.К., Джансугурова Л.Б., Бекманов Б.О., Ау У.У., Берсимбаев Р.И. Ассоциации генетического полиморфизма генов репарации ДНК и генов детоксикации ксенобиотиков с частотой минисателлитных мутаций в популяциях, проживающих вблизи Семипалатинского полигона // Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан. 2009. №4. С.40–45.

36. Setiawan V.W., Zhang Z.F., Yu G.P., Li Y.L., Lu M.L., Tsai C.J., Cordova D., Wang M.R., Guo C.H., Yu S.Z., Kurtz R.C. GSTT1 and GSTM1 null genotypes and the risk of gastric cancer: a case-control study in a Chinese population // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2000. Vol.9, Iss.1. P.73–80.

37. Han J.H., Lee H.J., Kim T.S., Kang M.H. The effect of glutathione S-transferase M1 and T1 polymorphisms on blood pressure, blood glucose, and lipid profiles following the supplementation of kale (Brassica oleracea acephala) juice in South Korean subclinical hypertensive patients // Nutr. Res. Pract. 2015. Vol.9, Iss.1. P.49–56. https://doi.org/10.4162/nrp.2015.9.1.49

38. Grubisa I., Otasevic P., Vucinic N., Milicic B., Jozic T., Krstic S., Milasin J. Combined GSTM1 and GSTT1 null genotypes are strong risk factors for atherogenesis in a Serbian population // Genet. Mol. Biol. 2018. Vol.41, Iss.1. P.35– 40. https://doi.org/10.1590/1678-4685-gmb-2017-0034

39. García-González M.A., Quintero E., Bujanda L., Nicolás D., Benito R., Strunk M., Santolaria S., Sopeña F., Badía M., Hijona E., Pérez-Aísa M.A., Méndez-Sánchez I.M., Thomson C., Carrera P., Piazuelo E., Jiménez P., Espinel J., Campo R., Manzano M., Geijo F., Pellisé M., González-Huix F., Espinós J., Titó L., Zaballa M., Pazo R., Lanas A. Relevance of GSTM1, GSTT1, and GSTP1 gene polymorphisms to gastric cancer susceptibility and phenotype // Mutagenesis. 2012. Vol.27, Iss.6. P.771–777. https://doi.org/10.1093/mutage/ges049

40. Березенко В.С., Ткалик Е.Н., Россоха З.И., Диба М.Б. Оценка распространенности полиморфизмов генов системы детоксикации у детей с воспалительными заболеваниями кишечника // Перинатология и педиатрия. 2016. T.3, №67. С.118–122. EDN: XAKIAX.

41. Dai X. Bowatte G., Lowe A.J., Matheson M.C., Gurrin L.C., Burgess J.A., Dharmage Sh.C., Lodge C.J. Do glutathione s-transferase genes modify the link between indoor air pollution and asthma, allergies, and lung function? A systematic review // Curr. Allergy Asthma Rep. 2018. Vol.18, Iss.3. Article number:20. https://doi.org/10.1007/s11882-018-0771-0

42. Liang S., Wei X., Gong Ch., Wei J., Chen Zh., Chen X., Wang Zh., Deng J. Significant association between asthma risk and the GSTM1 and GSTT1 deletion polymorphisms: An updated meta-analysis of case-control studies // Respirology. 2013. Vol.18, Iss.5. P.774–783. https://doi.org/10.1111/resp.12097

43. Sawers L., Ferguson M.J., Ihrig B.R., Young H.C., Chakravarty P., Wolf C.R, Smith G. Glutathione S-transferase P1 (GSTP1) directly influences platinum drug chemosensitivity in ovarian tumour cell lines // Br. J. Cancer. 2014. Vol.111, Iss.6. P.1150–1158. https://doi.org/10.1038/bjc.2014.386

44. Kuleape J.A., Tagoe E.A., Puplampu P., Bonney E.Y., Quaye O. Homozygous deletion of both GSTM1 and GSTT1 genes is associated with higher CD4+ T cell counts in Ghanaian HIV patients // PLoS ONE. 2018. Vol.13, Iss.5: Article number:e0195954. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0195954

45. Agrawal S., Tripathi G., Khan F. Relationship between GSTs gene polymorphism and susceptibility to end stage renal disease among North Indians // Ren. Fail. 2009. Vol.29, Iss.8. P.947–953. https://doi.org/10.1080/08860220701641314

46. Polimanti R., Piacentini S., Lazzarin N., Vaquero E., Antonietta M., Manfellotto D., Fuciarelli M. Glutathione Stransferase genes and the risk of recurrent miscarriage in Italian women // Fertil Steril. 2012. Vol.98, Iss.2. P.396–400. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2012.05.003

47. Orhan O., Atalay M.A., Orhan F., Karkucak M., Centinkaya D.B., Yakut T., Cengiz C. Glutathione S-transferase M1 and T1 gene polymorphisms are not associated with increased risk of gestational diabetes mellitus development // West Indian Med. J. 2014. Vol.63, Iss.4. P.300–306. https://doi.org/10.7727/wimj.2013.128

48. Lee M., Ha M., Hong Y., Park H., Kim Y., Kim E.-J., Kim Y., Ha E. Exposure to prenatal secondhand smoke and early neurodevelopment: mothers and children’s environmental health (MOCEH) study // Environ Health. 2019. Vol.18, Iss.22. Article number:9. https://doi.org/10.1186/s12940-019-0463-9

49. Akther L., Rahman M., Bhuiyan E.S., Hosen B., Nesa A., Kabir Y. Association of glutathione S-transferase theta 1 and glutathione S-transferase mu 1 gene polymorphism with the risk of pre-eclampsia during pregnancy in Bangladesh // J. Obstet. Gynaecol. Res. 2019. Vol.45, Iss.1. P.113–118. https://doi.org/10.1111/jog.13791

50. Senhaji N., Kassogue Y., Fahimi M., Serbati N., Badre W., Nadifi S. Genetic polymorphisms of multidrug resistance gene-1(MDR1/ABCB1) and glutathione-s-transferase gene and the risk of inflammatory bowel disease among Moroccan patients // Mediators Inflamm. 2015. Vol.2015. Article number:248060. https://doi:10.1155/2015/248060

51. Kozovyi R.V., Podolska S.V., Gorovenko N.G. The frequency of alleles in the GSTT1 and GSTM1 genes involved in phase II of xenobiotic transformation in long-lived people of subcarpathia // Adv. Gerontol. 2014. Vol.4. P.123–127. https://doi.org/10.1134/S207905701402009X

52. Marko B., Silvija C.-C., Nada B., Ravic K.G., Markos P., Ladic A., Cota M., Krznaric Z., Vucelic B. MDR1 polymorphisms are associated with inflammatory bowel disease in a cohort of Croatian IBD patients // BMC Gastroenterol. 2013. Vol. 27, Iss.13. Article number:57. https://doi.org/10.1186/1471-230X-13-57

53. Mukhamedova A.M., Aukenov N.Ye., Masabaeva M.R. Chayzhunusova N.Zh. Detoxication genes polymorphism and human endoecological status (literature review) // Vestnik KazNMU. 2019. Iss.1. P.428–432. EDN: GZGCIK

54. Лузина Ф.А., Дорошилова А.В., Гуляева О.Н., Ядыкина Т.К., Казицкая А.С., Панев Н.И., Мальцева Н.В. Полиморфизм генов глутатион-S-трансфераз M1 и Т1 у коренного и пришлого населения Горной Шории // Медицина в Кузбассе. 2020. Т.19, №1. С.46–51. https://doi.org/10.24411/2687-0053-2020-10008

55. Мусаев Б.С., Мурадова Г.Р., Черкесова Д.У. Антропология. М.: Радуга-1, 2011. 272 с.

56. Хрисанфова Е.Н., Перевозчиков И.В. Антропология: М.: Наука, 2005. 400 с. ISBN 5-02-010348-9.

57. Левин М.Г. Антропологические типы Сибири и Дальнего Востока // Советская этнография. 1950. Вып. 2. С. 53–64.

58. Баринова Е.Б. Этнические контакты народов Сибири и Китая в древнейшее время // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: История России. 2013. №1. С.96–110. EDN: PWVVUP.

59. Обедков А.П. Проблемы сбережения и устойчивого развития коренных малочисленных народов Севера России // Россия: тенденции и перспективы развития. 2017. №12-3. С.955–963. EDN: YOISHP.

60. Супрун С.В., Кудряшова О.С., Наговицына Е.Б., Лебедько О.А. Геномные особенности системы детоксикации у пришлого и коренного населения Приамурья // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2018. Вып.70. С.42–48. https://doi.org/10.12737/article_5c1265c7b7b8c4.42557839

61. Bigatti M.P., Santovito A. Glutathione S-transferase T1 (GSTT1) and M1 (GSTM1) polymorphisms in a sample of the population in Northern Italy // Genetika. 2007. Vol.43, Iss.6. P.827–830.

62. Kumar A., Yadav A., Kumar S.G., Dev K., Gulati S., Kumar S.G., Gupta R., Aggarwal N. Allelic variation of GSTM1 and GSTT1genes in Haryana population // Genomic Medicine, Biomarkers, and Health Sciences. 2012. Vol.4, Iss.3. P.98–102. https://doi.org/10.1016/j.gmbhs.2012.10.001

63. Sharma A., Pandey A., Sardana S., Sehgal A., Sharma J.K. Genetic Polymorphisms of GSTM1 and GSTT1 Genes in Delhi and Comparison with other Indian and Global Populations // Asian Pac. J. Cancer Prev. 2012. Vol. 13, Iss.11. P.5647–5652. https://doi.org/10.7314/apjcp.2012.13.11.5647

64. Su T., Li R.F., Qi H., Liu Z.J. GSTT1 and gastric cancer susceptibility in the Chinese population: an updated metaanalysis and review // Int. J. Clin. Exp. Med. 2016. Vol.9, Iss.2. P.2993–3000.

65. Gara S., Abessi M., Bendjemena K., Abdennebi M., Guemira F. Deletion polymorphism of glutathione S-transferases M1 and T1 in the Tunisian population // Tunis Med. 2010. Vol.88, Iss.10. P.700–702.

66. Аверин А.Н., Перова М.В., Курбатов П.Ю., Стригуненко Ю.В. Коренные малочисленные народы Севера, Сибири и Дальнего Востока // Гуманитарные, социально-экономические и общественные науки. 2023. №11. С.20– 26. https://doi.org/10.23672/SAE.2023.11.11.037

67. Аксянова Г.А. Итоги расогенетических исследований обских угров // Вестник Томского государственного университета. 2008. Т.4, №3(4). С.20–26. EDN: KDMXKL.

68. Харьков В.Н., Хамина К.В., Медведева О.Ф., Симонова К.В., Еремина Е.Р., Степанов В.А. Генофонд бурят: клинальная изменчивость и территориальная подразделенность по маркерам Y-хромосомы // Генетика. 2014. Т.50, №2. С.203–213. https://doi.org/10.7868/S0016675813110088