Роль генов биотрансформации ксенобиотиков семейства глутатион-S-трансфераз (GSTS) в формировании предрасположенности к заболеваниям бронхолегочной системы (обзор литературы)

Введение. В современной пульмонологии хронические неспецифические заболевания легких рассматриваются как мультифакториальные заболевания, в основе которых лежит повышенная чувствительность организма к воздействию факторов внешней среды, в манифестации которых существенную роль играет генетическая компонента и, в частности, гены ферментов биотрансформации ксенобиотиков семейства глутатион-S-трансфераз (GSTS). Глутатион-S-трансферазы (GST) представляют собой семейство ферментов, участвующих в детоксикации. Гены, кодирующие белки GSTA1, GSTM1, GSTP1 и GSTT1 являются полиморфными, что может привести к полной или частичной потере активности фермента и являться предрасполагающим фактором к развитию у чувствительных людей различных патологических изменений.

Цель. Обзор литературы, содержащей данные об исследовании ассоциации риска развития бронхолегочной патологии у носителей полиморфных генов, кодирующих ферменты второй фазы системы детоксикации ксенобиотиков семейства глютатион-трансфераз для представления современного состояния вопроса, понимания направления исследований и нерешенных проблем.

Материалы и методы. Осуществлен анализ публикаций, содержащих результаты исследования ассоциации риска развития бронхолегочной патологии у носителей полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков семейства GSTS.

Результаты. Данные анализа свидетельствует об ассоциации и неблагоприятном влиянии функционально неполноценных аллелей генов семейства глутатион-s-трансфераз (GSTM1(0), GSTP1(s) и GSTT1(0)) на течение бронхиальной астмы. Однако результаты работ, посвященных изучению ассоциации различных вариантов генетического полиморфизма с риском развития астмы, оставляют много не до конца решенных и спорных вопросов, в связи с наблюдаемой дифференциальной чувствительностью людей к разным средовым факторам, наличием этнических различий, сочетания функционально неполноценных вариантов нескольких генов.

Заключение. Оценка вклада полиморфизма генов биотрансформации ксенобиотиков в формирование фенотипов бронхолегочной патологии у детей способствует совершенствованию и оптимизации диагностических и лечебнопрофилактических мероприятий.

1. Евсеева Г.П., Холодок Г.Н., Морозова Н.В., Супрун Е.Н., Козлов В.К., Лазарь К.Г.. Эпидемиология бронхолегочных заболеваний детей и подростков Хабаровского края // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016. Вып.61. С.31-35. https://doi:10.12737/21436

2. Мизерницкий Ю.Л. Клинические аспекты эволюции хронической бронхолегочной патологии: реалии и перспективы // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2018. Т.63, №4. С.248-250. https://doi:10.21508/1027-4065-congress-2018

3. Генетический паспорт - основа индивидуальной и предиктивной медицины / под ред. В.С.Баранова. СПб.: Изд-во Н-Л, 2009. 528 с.

4. Спицын В.А., Макаров С.В., Пай Г.В., Бычковская Л.С. Полиморфизм в генах человека, ассоциирующихся с биотрансформацией ксенобиотиков // Информационный вестник ВОГиС. 2006. Т.10, №1. С.97-105.

5. Леонов Д.В., Устинов Е.М., Деревянная В.О., Кислицкий В.М., Самсонова С.К., Алаторцева М.Е., Маркелова А.Н., Высоцкая В.В., Чурикова Т.С., Трофимкина Ю.В., Майорова А.О., Лейкам С.Е., Антипенко Д.В., Михайловский А.И., Григорьев Д.А., Бородин П.Е., Бородин Е.А.. Генетический полиморфизм. Значение. Методы исследования // Амурский медицинский журнал. 2017. №2(18). С.62-67. https://doi:10.22448/AMJ.2017.2.62-67

6. Табиханова Л.Э., Осипова Л.П., Воронина Е.Н., Филипенко М.Л. Распределение полиморфных вариантов генов биотрансформации ксенобиотиков GSTM1, GSTT1 и GSTP1, в популяциях коренных жителей и русских Восточной Сибири // Медицинская генетика. 2019. Т.18, №2. С.24-34. https://doi:10.25557/2073-7998.2019.02.24-34.

7. Бочков Н.П. Экологическая генетика человека // Экологическая генетика. 2003. Т.1, №1. С. 16-21. https://doi.org/10.17816/ecogen1016-21

8. Board P.G., Menon D. Glutathione transferases, regulators of cellular metabolism and physiology // Biochim. Bio-phys. Acta. 2013; Vol.1830, Iss.5. Р.3267-3288. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2012.11.019

9. Беляева Е.В., Ершова О.А. Полиморфизм гена глутатион-S-трансферазы класса Пи у подростков из этнической группы бурят, проживающих в Иркутской области // Acta Biomedica Scientifica. 2016. Т.1, №5. С.165-169. https://doi.org/10.12737/23418

10. Feero W.G., Guttmacher A.E. Genomics, Personalized Medicine, and Pediatrics // Acad. Pediatr. 2014. Vol.14, №1. Р.14-22. doi:10.1016/j.acap.2013.06.008

11. Lu S.C. Glutathione synthesis // Biochim. Biophys. Acta. 2013. Vol.1830, Iss.5. P.3143-3153. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2012.09.008

12. Mannervik B., Awasthit Y. C., Boardt Ph. G., Hayes J.D., Di Ilio C., Ketterer B., Listowsky I., Morgenstern R., Muramatsu M., Pearson W.R., Pickett C. B., Sato K., Widersten M., Wolf C.R. Nomenclature for human glutathione transferases // Biochem. J. 1992. Vol.282, Pt 1. P.305-308. https://doi:10.1042/bj2820305

13. Kenneth D.T., Danyelle M.T. Regulatory functions of glutathione S-transferase P1-1 unrelated to detoxification. Drug Metab. Rev. 2011. Vol.43, №2. Р. 179-193. https://doi:10.3109/03602532.2011.552912

14. Tew K.D., Manevich Y., Grek C., Xiong Y., Uys J., Townsend D.M. The role of glutathione S-transferase P in signaling pathways and S-glutathionylation in cancer // Free Radic. Biol. Med. 2011. Vol.51, №2. Р.299-313. https://doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.04.013

15. Сетко Н.П., Булычева Е.В. Современные аспекты поиска маркёров чувствительности при действии факторов среды обитания на организм человека (обзор) // Оренбургский медицинский вестник. 2017. XV, №4(20). С.4-16.

16. Фетисова И.Н., Межинский С.С, Чаша Т.В, Ратникова С.Ю., Фетисов Н.С. Полиморфизм генов системы детоксикации // Вестник Ивановской медицинской академии. 2014. Т.19, №4. С.50-58.

17. Garcia-Gimenez J.L., Markovic J., Dasib F., Queval G., Schnaubelt D., Foyer C.H., Pallardó F.V. Nuclear glutathione // Biochim. Biophys. Acta. 2013. Vol.1830, Iss.5. P.3304-3316. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2012.10.005

18. Даурова Л.В., Биттуева М.М., Боготова З.И., Джамбетова П.М., Паритов А.Ю., Гидова Э.М., Хандохов Т.Х., Ситников М.Н. Изменчивость в ге^ GSTP1 у больных раком молочной железы в Кабардино-Балкарии // Современные проблемы науки и образования. 2016. №6. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=25831

19. Корчагина Р.П., Осипова Л.П., Вавилова Н.А., Ермоленко Н.А., Воронина Е.Н., Филипенко М.Л. 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.

20. Лузина Ф.А., Дорошилова А.В., Смирнов В.Ю. Казицкая А.С., Гуляева О.Н., Ядыкина Т.К., Колбаско А.В. Анализ полиморфизма генов II фазы биотрансформации ксенобиотиков (GSTM1 и GSTT1) у шорского и пришлого населения Кемеровской области: к проблеме различий в показателях смертности от злокачественных новообразований // Медицина в Кузбассе. 2017. Т. 16, №4. С.18-23.

21. Казьмина Н.В. Закономерности изменения метаболизма лимфоцитов, легочной ткани и полиморфизм генов у больных раком легкого: автореф. дис. ... кандидат биологических наук. Иркутск, 2010. 30 с.

22. Carlsten C., Sagoo G.S., Frodsham A.J., Burke W., Higgins J.P. Glutathione S-Transferase M1 (GSTM1) Polymorphisms and Lung Cancer: A Literature-based Systematic HuGE Review and Meta-Analysis // Am. J. Epidemiol. 2008. Vol.167, №7. P.759-774. https://doi:10.1093/aje/kwm383

23. Николаев В.М., Иванова Ф.Г., Чирикова Н.К., Александрова Е.Н., Григорьева Л.В., Хуснутдинова Э.К., Федорова С.А. Изучение полиморфизма генов GSTT1 и GSTM1 у больных раком легкого в Республике Саха (Якутия) / Фундаментальные исследования. 2014. №11-9. С.1949-1953. URL: http://fundamentalresearch.ru/ru/article/view?id=35875

24. Wenzlaff A.S., Cote M.L., Bock C.H., Land S.J., Schwartz A.G. GSTM1, GSTT1 and GSTP1 polymorphisms, environmental tobacco smoke exposure and risk of lung cancer among never smokers: a population-based study // Carcinogenesis. 2005. Vol.26, №2. P.395-401. doi: 10.1093/carcin/bgh326.

25. Русинова Г.Г., Азизова Т.В., Вязовская Н.С., Глазкова И.В. Гурьянов М.Ю., Осовец С.В. Роль полиморфизмов генов фазы II биотрансформации ксенобиотиков семейства глютатион^-трансфераз и семейства N-ацетилтран-сфераз в предрасположенности к раку легкого у работников ПО “Маяк” // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т.54, №4). С.350-359. doi: 10.7868/S0869803114040109

26. Алимова Ю.Б., Желенина Л.А., Галустян А.Н., Коростовцев Д.С., Иващенко Т.Э. Генетическая гетерогенность и фенотипы бронхиальной астмы у детей // Вопросы практической педиатрии. 2012. Т.7. №6. С.14-18.

27. Ishii T., Matsuse T., Igarashi H., Masuda M., Teramoto S, Ouchi Y. Tobacco smoke reduces viability in human lung fibroblasts: protective effect of glutathione S-transferase P1 // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2001. Vol.280, №6. Р. 1189—1195. https://doi:10.1152/ajplung.2001.280.6.L1189

28. Autrup H. Genetic polymorphisms in human xenobiotica metabolizing enzymes as susceptibility factors in toxic response // Mutat. Res. 2000. Vol.464, №1. P.65-76. doi: 10.1016/s1383-5718(99)00167-9

29. Дедков А.А., Богомазов А.Д., Иванов В.П., Полоников А.В., Булгакова И.В., Куприянова Я.С. Исследование связи полиморфизма Ile105Val гена GSTP1 с развитием атопической бронхиальной астмы у детей в Курской области // Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". 2011. №1. С.31-35.

30. Книжникова Е.В., Евсеева Г.П., Кузнецова М.С., Наговицына Е.Б. Ассоциации полиморфизмов Ile105Val и Ala114Val гена GSTP1 у детей с хроническими бронхолегочными заболеваниями // XVII Международный конгресс «Доказательная медицина - основа современного здравоохранения»: сб. науч. трудов. Хабаровск: Ред.-изд. центр ИПКСЗ, 2018. C.71-72.

31. Maclntyre E.A., Brauer M., Melen E., Bauer C.P., Bauer M., Berdel D., Bergstrom A., Brunekreef B., Chan-Yeung M., Kltimper C., Fuertes E., Gehring U., Gref A., Heinrich J., Herbarth O., Kerkhof M., Koppelman G.H., Kozyrskyj A.L., Pershagen G., Postma D.S., Thiering E., Tiesler C.M., Carlsten C. GSTP1 and TNF Gene variants and associations between air pollution and incident childhood asthma: the traffic, asthma and genetics (TAG) study // Environ. Health Perspect. 2014. Vol.122 №4. P.418-424. https://doi:10.1289/ehp.1307459

32. Мухаммадиева Г.Ф., Каримов Д.О., Бакиров А.Б., Кутлина Т.Г., Валова Я.В., Кудояров Э.Р., Идиятуллина Э.Ф. Анализ ассоциации полиморфного локуса rs1138272 гена GSTP1 с бронхиальной астмой и особенностями ее течения // Кубанский Научный Медицинский Вестник. 2017. Т.24, №3. С.71-75. https://doi:10.25207/1608-6228-2017-24-3-71-75

33. Шагалина А.У, Селезнева Л.И., Хамидуллина С.Г., Мухаммадиева Г.Ф., Бакиров А.Б. Исследование ассоциаций полиморфных вариантов генов глутатион-s-трансфераз (GSTM1, GSTT1 и GSTP1) с бронхиальной астмой в республике Башкортостан // Медицинский вестник Башкортостана. 2012. Т.7, №1. С.98-102.

34. Василос Л.В., Кырстя О.Н., Иващенко Т.Э., Кожокару А.Н., Асеев М.В., Арамэ М.Г., Хородиштяну-банух А.И., Савоскина Д.В. Риск развития бронхиальной астмы и полиморфизм генов глутатион-S-трансфераз М1 и Т1 (GSTM1 и GSTT1) у представителей молдавской и других этнических групп: мета-анализ // Российский Аллергологический Журнал. 2014. №1. С.39-44.

35. Баранов B.C., Иващенко Т.Э., Лаврова О.В., Федосеев Г.Б. Некоторые молекулярно-генетические аспекты этиопатогенеза атопической бронхиальной астмы // Медицинская генетика. 2008. Т.7, №10(76). С.3-13.

36. Куропатенко М.В., Иващенко Т.Э., Галустян А.Н., Желенина Л.А. Вклад полиморфизма генов системы детоксикации ксенобиотиков в формирование фенотипов бронхиальной астмы в детском возрасте// Медицинский академический журнал. 2016. Т.16, №2. С.72-81.

37. Останкова Ю.В., Иващенко Т.Э., Баранов В.С., Лаврова О.В. Сравнительный анализ комплекса генов, принимающих участие в развитии бронхиальной астмы // Медицинская Иммунология. 2015. Т.17, №3S. С.71-72.

38. Castro M., Ferreira J., Sarmento D., Carvalho C., Matos A., Bicho M. GSTT1 and GSTM1 null polymorphisms in bronchial asthma // ERJ Open Research. 2019. Vol.5 (Suppl.2). PP230. https://doi: 10.1183/23120541.lungscienceconfer-ence-2019.PP230

39. Безруков Л.А., Колоскова Е.К., Галущинская А.В. Гиперчувствительность бронхов у детей с нейтрофильным фенотипом бронхиальной астмы при полиморфизме генов GSTM1 и GSTT1 // Клиническая медицина. 2014. Т.92, №9. С.51-53.

40. Галущинская А.В. Риск развития нейтрофильного воспаления бронхов у детей, болеющих бронхиальной астмой, при делеционном полиморфизме генов GSTT1 и GSTM1 // Современные проблемы науки и образования. 2014. №2. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=12298 (дата обращения: 11.09.2019).

41. Фрейдин М.Б., Брагина Е.Ю., Огородова Л.М., Пузырев В.П. Генетика атопии: современное состояние // Информационный вестник ВОГиС. 2006. Т.10, №3. С.492-503.

42. Корытина Г. Ф., Ахмадишина Л. З., Кочетова О. В., Бурдюк О.В., Загидуллин Ш.З., Викторова Т.В. Ассоциация полиморфных локусов генов метаболизма токсических соединений и свободных радикалов с развитием и прогрессированием хронической обструктивной болезни легких // Медицинская генетика. 2013. Т.12, №8. С.32-42.

43. Невзорова В.А., Вахрушева С.Е., Тилик Т.В., Исаева М.П. Полиморфизм генов глютатионтрансферазы GSTP1 и микросомальной эпоксидгидролазы EPHX1 у курильщиков и при ранних стадиях хронической обструктивной болезни легких // Пульмонология. 2013. № 1. С. 32-37. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2013-0-1-32-37

44. Faramawy M.M., Mohammed T.O., Hossaini A.M., Kashem R.A., Abu Rahma R.M. Genetic polymorphism of GSTT1 and GSTM1 and susceptibility to chronic obstructive pulmonary disease (COPD) // J. Crit. Care. 2009. Vol.24, №3. Р.7-10. https://doi:10.1016/j.jcrc.2009.06.004

45. Hu G., Zhou Y., Hu J., Shi Z., Ran P., Yao W., Li B. Meta- and pooled analyses of the effect of glutathione S-trans-ferase M1 and T1 deficiency on chronic obstructive pulmonary disease // Int. J. Tuberc. Lung. Dis. 2008. Vol.12, №12. Р. 1474-1481.

46. Mehrotra S., Sharma A., Sharma J.K., Kumar S., Kar P., Sardana S. Polymorphism of Glutathione S-Transferase M1 and T1 gene LOCI in COPD // Int. J. Immunogenet. 2010. Vol.37, №4. P.263-267. https://doi:10.1111/j.1744-313X.2010.00918.x

47. Lakhdar R., Denden S., Knani J., Leban N., Daimi H., Hassine M., Lefranc G., Ben Chibani J., Haj Khelil A. Association of GSTM1 and GSTT1 polymorphisms with chronic obstructive pulmonary disease in a Tunisian population // Biochem. Genet. 2010. Vol.48, №7-8. Р.647-657. https://doi:10.1007/s10528-010-9346-z

48. Корытина Г.Ф., Ахмадишина Л.З., Целоусова О.В., Загидуллин Ш.З., Викторова Т.В. Анализ полиморфных вариантов генов ферментов антиоксидантной защиты и их связь с развитием хронической обструктивной болезни легких у жителей Республики Башкортостан // Генетика. 2009. Т.45. №5. С.850-858.

49. Ахмадишина Л.З., Корытина Г.Ф., Кочетова О.В., Викторова Т.В. Анализ ген (CYP1A2, CYP2F1, NQO1, UGT2B7, CAT, GSTP1)-средовых взаимодействий при профессиональном хроническом бронхите // Экологическая генетика. 2014. Т.12, №2. С.47-59.

50. Захаренков В.В., Гафаров Н.И., Панев Н.И., Кучер А.Н., Фрейдин М.Б., Рудко А.А., Ядыкина Т.К., Казицкая А.С. Распределение биохимических и молекулярно-генетических маркёров генов у работников угледобывающих предприятий Кузбасса, больных хроническим пылевым бронхитом // Acta Biomedica Scientifica. 2012. №1(83). С.93-97.

51. Mukhammadiyeva G.F., Karimov D.O., Kutlina T.G., Valova Y.V., Kudoyarov E.R., Karimov D.D. Evaluation of the role of polymorphic locus of RS1138272 GSTP1 gene in the development of complications in patients with chronic bronchitis // European Journal of Medicine. 2018. Vol.5, №1. Р.50-55. https://doi:10.13187/ejm.s.b.2018.1.50

52. Корытина Г.Ф., Янбаева Д.Г., Викторова Т.В. Полиморфизм генов глутатион0s-трансфераз Ml и Р1 у больных с муковисцидозом и хроническими заболеваниями дыхательной системы // Генетика. 2004. Т.40, №3. С.401-408.

53. Marson F.A.D.L., Ribeiro A.F., Ribeiro J.D., Bertuzzo C.S. Polymorphisms in the glutathione pathway modulate cystic fibrosis severity: a cross-sectional study // BMC Medical Genetics. 2014; Vol.15. P.27. doi: 10.1186/1471-2350-15-27

54. Lima C.S.P., Ortega M.M., Marson F.A.L., Zulli R., Ribeiro A.F., Bertuzzo C.S. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene mutations and glutathione S-transferase null genotypes in cystic fibrosis patients in Brazil // J. Bras. Pneumol. 2012. Vol.38, №1. Р.50-56. doi: 10.1590/S1806-37132012000100008

55. Беляшова М.А., Овсянников Д.Ю., Огородова Л.М. Молекулярно-генетические механизмы развития бронхолегочной дисплазии // Неонатология: новости, мнения, обучения. 2015. №3. С.50-68.

56. Межинский С.С., Шилова Н.А., Чаша Т.В., Фетисова И.Н., Харламова Н.В., Ратникова С.Ю., Фетисов Н.С. Полиморфизм генов системы детоксикации у глубоконедоношенных детей с бронхолёгочной дисплазией // Клиническая лабораторная диагностика. 2018. Т.63, №10. С.658-660. http://doi:10.18821/0869-2084-2018-63-10-658-660

57. Karagianni P., Rallis D., Fidani L, Porpodi M., Kalinderi K., Tsakalidis C., Nikolaidis N. Glutathion-S-Transferase P1 polymorphisms association with broncopulmonary dysplasia in preterm infants // Hippokratia. 2013. Vol.17, №4. Р.363-367.

58. Wang X., Li W., Liu W., Cai B., Cheng T., Gao C., Mo L., Yang H., Chang L. GSTM1 and GSTT1 Gene polymorphisms as major risk factors for bronchopulmonary dysplasia in a Chinese Han population // Gene. 2014; Vol.533, №1. Р.48-51. https://doi:10.1016/j.gene.2013.10.004

59. Manar M.H., Brown M.R., Gauthier T.W., Brown L.A. Association of glutathione-S-transferase-P1 (GST-P1) polymorphisms with bronchopulmonary dysplasia // J. Perinatol. 2004. Vol.24. P.30-35. https://doi:10.1038/sj.jp.7211020

60. Weiss S.T., Raby B.A., Rogers A. Asthma genetics and genomics // Curr. Opin. Genet. Dev. 2009. Vol.19. P.279-282. https://doi.org/10.1016/j.gde.2009.05.001