Полиморфные варианты генов ферментов системы детоксикации ксенобиотиков CYP2E1, GSTM1, GSTT1, EPHX1 как биомаркеры чувствительности к экспозиции побочными продуктами водоподготовки (на примере хлороформа)

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2023-1-15.pdf
УДК: 
614.777-047.36
DOI: 
10.21668/health.risk/2023.1.15
Авторы: 

Е.В. Дроздова1, Е.В. Колеснева1, В.Э. Сяхович2, Н.А. Долгина1

Организация: 

1Научно-практический центр гигиены, Республика Беларусь, 220012, г. Минск, ул. Академическая, 8
2Национальная антидопинговая лаборатория, Республика Беларусь, 223040, Минский район, аг. Лесной, 31

Аннотация: 

Установлено, что накопление хлороформа в организме и повышение его равновесных концентраций в крови экспонированного населения ассоциировано с наличием в генотипе полиморфизмов генов ферментов, участвующих в метаболизме побочных продуктов дезинфекции воды (A415G гена EPHX1, C1091T гена CYP2E1, нулевых мутаций генов глутатионтрансферазы GSTT1 и GSTM1) (р < 0,000001). Наличие в генотипе указанных полиморфизмов генов корреспондирует с более высоким уровнем содержания хлороформа в крови населения, использующего хлорированную воду: для полиморфизма гена GSTM1 на 43,8 % и выше, GSTT1 – на 68,2 % и выше, EPHX1 – на 80,4 % и выше (р < 0,01). Наличие полиморфизма гена EPHX1 существенно повышает вероятность накопления хлороформа (концентрации в крови ≥ Р75), что наиболее выражено в сочетании с полиморфизмом гена GSTТ1.

Полученные результаты позволяют рассматривать гетеро- и гомозиготные полиморфные генотипы AG/GG по гену EPHX1, CT/ТТ по гену CYP2E1, а также наличие нулевого аллеля в генах GSTT1 и GSTM1 как факторов генетической предрасположенности к накоплению хлороформа в организме, что способствует повышению вероятности реализации рисков здоровью, ассоциированных с хроническим воздействием данного побочного продукта дезинфекции. В качестве наиболее информативных биомаркеров чувствительности при оценке рисков, ассоциированных с воздействием тригалометанов (хлороформа) на уровнях, не превышающих ПДК в воде, предлагается использовать полиморфизм A415G гена EPHX1 и делецию гена GSTT1, их комбинации, в том числе в сочетании с делецией гена GSTM1 и / или полиморфизмом C1091T гена CYP2E1.

Ключевые слова: 
гены CYP2Е1, GSTM1, GSTT1, EPHX1, продукты дезинфекции воды, питьевая вода, полиморфизм генов, биомониторинг, оценка риска здоровью, биомаркеры чувствительности
Полиморфные варианты генов ферментов системы детоксикации ксенобиотиков CYP2Е1, GSTM1, GSTT1, EPHX1 как биомаркеры чувствительности к экспозиции побочными продуктами водоподготовки (на примере хлоро-форма) / Е.В. Дроздова, Е.В. Колеснева, В.Э. Сяхович, Н.А. Долгина // Анализ риска здоровью. – 2023. – № 1. – С. 157–170. DOI: 10.21668/health.risk/2023.1.15
Список литературы: 
  1. Guidelines for Drinking-water Quality, 4th ed. with adds. – Geneva: World Health Organization, 2017. – 564 р.
  2. Sharma V.K., Zboril R., McDonald T.J. Formation and toxicity of brominated disinfection byproducts during chlorination and chloramination of water: a review // J. Environ. Sci. Health B. – 2014. – Vol. 49, № 3. – P. 212–228. DOI: 10.1080/03601234.2014.858576
  3. Егорова Н.А., Букшук А.А., Красовский Г.Н. Гигиеническая оценка продуктов хлорирования питьевой воды с учетом множественности путей поступления в организм // Гигиена и санитария. – 2013. – Т. 92, № 2. – С. 18–24.
  4. EPA/600/R-06/087. Exposures and internal doses of trihalomethanes in humans: multi-route contributions from drinking water [Электронный ресурс]. – URL: http://nepis.epa.gov/Adobe/PDF/.pdf (дата обращения: 15.01.2018).
  5. Kujlu R., Mahdavianpour M., Ghanbari F. Multi-route human health risk assessment from trihalomethanes in drinking and non-drinking water in Abadan, Iran // Environmental Science and Pollution Research. – 2020. – Vol. 27. – P. 42621–42630.
  6. Health impacts of long-term exposure to disinfection by-products in drinking water in Europe: HIWATE / M.J. Nieu-wenhuijsen, R. Smith, S. Golfinopoulos, N. Best, J. Bennett, G. Aggazzotti, E. Righi, G. Fantuzzi [et al.] // J. Water Health. – 2009. – Vol. 7, № 2. – P. 185–207. DOI: 10.2166/wh.2009.073
  7. Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection byproducts in drinking water: a review and roadmap for research / S.D. Richardson, M.J. Plewa, E.D. Wagner, R. Schoeny, D.M. Demarini // Mutat. Res. – 2007. – Vol. 636, № 1–3. – P. 178–242. DOI: 10.1016/j.mrrev.2007.09.001
  8. К вопросу об образовании побочных продуктов дезинфекции питьевой воды (регламентируемых и эмерджентных), их генотоксических и канцерогенных свойствах: обзор проблемы и направления дальнейших исследований / Е.В. Дроздова, В.В. Бурая, В.В. Гирина, Т.З. Суровец, А.В. Фираго // Здоровье и окружающая среда. – 2016. – № 26. – С. 12–16.
  9. Tellez Tovar S.S., Rodriguez Susa M. Cancer risk assessment from exposure to trihalomethanes in showers by inhalation // Environ. Res. – 2021. – Vol. 196. – P. 110401. DOI: 10.1016/j.envres.2020.110401
  10. Trihalomethanes in Drinking Water and Bladder Cancer Burden in the European Union / I. Evlampidou, L. Font-Ribera, D. Rojas-Rueda, E. Gracia-Lavedan, N. Costet, N. Pearce, P. Vineis, J.J.K. Jaakkola [et al.] // Environ. Health Perspect. – 2020. – Vol. 128, № 1. – P. 17001. DOI: 10.1289/EHP4495
  11. Colorectal cancer and long-term exposure to trihalomethanes in drinking water: a multicenter case-control study in Spain and Italy / C.M. Villanueva, E. Gracia-Lavedan, C. Bosetti, E. Righi [et al.] // Environ. Health Perspect. – 2017. – Vol. 125, № 1. – Р. 56–65. DOI: 10.1289/EHP155
  12. Экспериментальные модели хронической патологии животных для оценки рисков здоровью чувствительных групп населения / Е.В. Дроздова, С.И. Сычик, В.А. Грынчак, С.Н. Рябцева // Анализ риска здоровью. – 2022. – № 2. – С. 185–195. DOI: 10.21668/health.risk/2022.2.17
  13. Household exposures to drinking water disinfection by-products: whole blood trihalomethane levels / L.C. Backer, D.L. Ashley, M.A. Bonin, F.L. Cardinali, S.M. Kieszak, J.V. Wooten // J. Expo. Anal. Environ. Epidemiol. – 2000. – Vol. 10, № 4. – P. 321–326. DOI: 10.1038/sj.jea.7500098
  14. Опыт установления и доказывания вреда здоровью населения вследствие потребления питьевой воды, содержащей продукты гиперхлорирования / Н.В. Зайцева, И.В. Май, С.В. Клейн, Э.В. Седусова // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2015. – Т. 273, № 12. – С. 16–18.
  15. Биохимические маркерные показатели негативных эффектов у детей при воздействии хлорорганических соединений с питьевой водой / М.А. Землянова, О.В. Пустовалова, Д.Л. Мазунина, А.С. Сбоев // Гигиена и санитария. – 2016. – Т. 95, № 1. – С. 97–101. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-97-101
  16. Четверкина К.В. К установлению реперного уровня содержания хлороформа в крови детского населения // Анализ риска здоровью. – 2018. – № 3. – С. 85–93. DOI: 10.21668/health.risk/2018.3.09
  17. Human exposure assessment for DBPs: factors influencing blood trihalomethane levels / B.C. Blount, L.L. Aylward, J. Lakind, L.S. Backer, S.M. Hays // Encyclopedia of Environmental Health. – 2011. – Vol. 3. – P. 100–107. DOI: 10.1016/B978-0-444-52272-6.00103-3
  18. Changes in blood trihalomethane concentrations resulting from differences in water quality and water use activities / D.L. Ashley, B.C. Blount, P.C. Singer, E. Depaz, C. Wilkes, S. Gordon, C. Lyu, J. Masters // Arch. Environ. Occup. Health. – 2005. – Vol. 60, № 1. – Р. 7–15. DOI: 10.3200/AEOH.60.1.7-15
  19. Influence of tap water quality and household water use activities on indoor air and internal dose levels of trihalome-thanes / J.R. Nuckols, D.L. Ashley, C. Lyu, S.M. Gordon, A.F. Hinckley, P. Singer // Environ. Health Perspect. – 2005. – Vol. 113, № 7. – Р. 863–870. DOI: 10.1289/ehp.7141
  20. Exogenous and Endogenous Determinants of Blood Trihalomethane Levels after Showering / L.C. Backer, Q. Lan, B.C. Blount, J.R. Nuckols [et al.] // Environ. Health Perpect. – 2008. – Vol. 116, № 1. – Р. 57–63. DOI: 10.1289/ehp.10049
  21. Predictors of blood trihalomethane concentrations in NHANES 1999–2006 / А.М. Riederer, R. Dhingra, B.C. Blount, K. Steenland // Environ. Health Perspect. – 2014. – Vol. 122, № 7. – P. 695–702. DOI: 10.1289/ehp.1306499
  22. Xenobiotic sensor- and metabolism-related gene variants in environmental sensitivity-related illnesses: a survey on the Italian population / D. Caccamo, E. Cesareo, S. Mariani, D. Raskovic [et al.] // Oxid. Med. Cell. Longev. – 2013. – Vol. 2013. – P. 831969. DOI: 10.1155/2013/831969
  23. FOXE1 polymorphisms and chronic exposure to nitrates in drinking water cause metabolic dysfunction, thyroid ab-normalities, and genotoxic damage in women / D.D. Gandarilla-Esparza, E.Y. Calleros-Rincón, H.M. Macias, M.F. González-Delgado [et al.] // Genet. Mol. Biol. – 2021. – Vol. 44, № 3. – P. e20210020. DOI: 10.1590/1678-4685-GMB-2021-0020
  24. Markers of genetic susceptibility in human environmental hygiene and toxicology: the role of selected CYP, NAT and GST genes / R. Thier, T. Brüning, P.H. Roos, H.-P. Rihs [et al.] // Int. J. Hyg. Environ. Health. – 2003. – Vol. 206, № 3. – Р. 149–171. DOI: 10.1078/1438-4639-00209
  25. Autrup H. Genetic polymorphysms in human xenobiotica metabolizing enzymes as suscectibility factors in toxic re-sponse // Mutat. Res. – 2000. – Vol. 464, № 1. – P. 65–76. DOI: 10.1016/s1383-5718(99)00167-9
  26. DNA methylation levels and long-term trihalomethane exposure in drinking water: an epigenome-wide association study / L.A. Salas, M. Bustamante, J.R. Gonzalez, E. Gracia-Lavedan [et al.] // Epigenetics. – 2015. – Vol. 10, № 7. – P. 650–661. DOI: 10.1080/15592294.2015.1057672
  27. Drinking Water Disinfection By-products, Genetic Polymorphisms, and Birth Outcomes in a European Mother-Child Cohort Study / M. Kogevinas, M. Bustamante, E. Gracia-Lavedán, F. Ballester [et al.] // Epidemiology. – 2016. – Vol. 27, № 6. – P. 903–911. DOI: 10.1097/EDE.0000000000000544
  28. Polymorphisms in GSTT1, GSTZ1, and CYP2E1, Disinfection By-products, and Risk of Bladder Cancer in Spain / K.P. Cantor, C.M. Villanueva, D.T. Silverman, J.D. Figueroa [et al.] // Environ. Health Perspect. – 2010. – Vol. 118, № 11. – P. 1545–1550. DOI: 10.1289/ehp.1002206
  29. Infante-Rivard C. Drinking water contaminants, gene polymorphisms, and fetal growth // Environ. Health Perspect. – 2004. – Vol. 112, № 11. – P. 1213–1216. DOI: 10.1289/ehp.7003
  30. Effect modification of CYP2E1 and GSTZ1 genetic polymorphisms on associations between prenatal disinfection by-products exposure and birth outcomes / B. Zhou, P. Yang, Y.-J. Gong, Q. Zeng, W.-Q. Lu, X.-P. Miao // Environ. Pollut. –2018. – Vol. 243, Pt B. – P. 1126–1133. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.09.083
  31. Prenatal exposure to drinking-water chlorination by-products, cytochrome P450 gene polymorphisms and small-for-gestational-age neonates / S.G. Bonou, P. Levallois, Y. Giguère, M. Rodriguez, A. Bureau // Reprod. Toxicol. – 2017. – Vol. 73. – P. 75–86. DOI: 10.1016/j.reprotox.2017.07.019
  32. Interactions between CYP2E1, GSTZ1 and GSTT1 polymorphisms and exposure to drinking water trihalomethanes and their association with semen quality / P. Yang, Q. Zeng, W.-C. Cao, Y.-X. Wang [et al.] // Environ. Res. – 2016. – Vol. 147. – P. 445–452. DOI: 10.1016/j.envres.2016.03.009
  33. Metabolic gene polymorphism frequencies in control populations / S. Garte, L. Gaspari, A.K. Alexandrie, C. Am-brosone [et al.] // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. – 2001. – Vol. 10, № 12. – Р. 1239–1248.
  34. Содержание хлороформа в крови населения как биомаркер экспозиции побочными продуктами дезинфекции питьевой воды / Е.В. Дроздова, С.И. Сычик, В.Э. Сяхович, Е.Н. Походня [и др.] // Медицинский журнал. – 2023. – Т. 83, № 1. – С. 23–32. DOI: 10.51922/1818-426X.2023.1.23
Получена: 
07.10.2022
Одобрена: 
13.03.2023
Принята к публикации: 
21.03.2023

Вы здесь

Главная