1 Шиманська Є.І. 1
1 Академія біології та біотехнології ім. Д.І. Іванівського Південного Федерального Університету
Проведено дослідження широкого спектра онкомаркерів до раку легкого, кишечника, яєчника, молочної та передміхурової залоз, розроблених на основі специфічних антитіл. Проведено порівняльний аналіз частот активності і реєстрації онкомаркерів в залежності від статі і віку практично здорових донорів, які проживають в 30 км. зони Ростовської АЕС з контрольною групою (жителі Ростовської області). Матеріалом для досліджень служила кров 2415 практично здорових донорів, надана районними станціями переливання крові. Зміст онкомаркерів в сироватці крові визначали методом конкурентного твердофазного імуноферментного аналізу (ELISA) на автоматичному иммуноферментном аналізаторі «ALISEI QS», з використанням реагент-наборів виробництва «Алкор-Біо» і «Вектор-Бест». Достовірне збільшення числа жителів (донорів) з підвищеним вмістом досліджуваних онкомаркерів - РЕА, СА-15-3, .СА-125, ПСА, АФП, спостерігалося тільки для двох біомаркерів - РЕА та АФП. Підвищений рівень РЕА визначено для 3% жителів 30 км зони Ростовської АЕС, у 6% жителів Ремонтненском району, у 12% мешканців м Сальська і у 13% жителів Мясниковський району. Підвищений рівень АФП був зареєстрований тільки у жителів 30-км зони Волгодонської АЕС та м Сальська і склав 2, 5% і 4% відповідно.
сироватка крові
простат-специфічний антиген
карбогідратний антиген
альфафетопротеин
раковий ембріональний антиген
імуноферментний аналіз
онкомаркери
1. Бураєва Е.А. Комплексна оцінка джерел р Ростова-на-дону / Бураєва Е.А., Вардуні Т.В., Шиманська Є.І., Шерстнев А.К., Тріболіна А.Н. // Вода: хімія і екологія. - 2014. - № 3 (69). - С. 19-25.
2. Бураєва Е.А., Малишевський В.С., Нефедов В.С., Тимченко А.А., Горлач І.А., Сьомін Л.В., Шиманська Є.І., Тріболіна А.Н., Кубрін С.П., гугл К.А., Толпигін І.Є., Мартиненко С.В. Потужність еквівалентної дози гамма-випромінювання природних і урбанізованих територій Північного Кавказу // Фундаментальні дослідження. - 2013. - № 10 (частина 5). - С. 1073-1077.
3. Омельченко Г.В., Вардуні ТВ., Шиманська Є.І., Чохелі В.А., Вьюхіна А.А. Біомоніторинг генотоксичности навколишнього середовища м Ростова-на-дону з використанням pylaisia polyantha // Інженерний вісник Дона. - 2013. - Т. 26. - № 3 (26). - С. 77.
4. Тарасов Є.К. Здоров'я жителів Азово-Чорноморського басейну / Тарасов Е.К., Шиманська Є.І., Симонович Є.І., Шиманський А.Є. // Міжнародний журнал прикладних і фундаментальних досліджень. - 2014. - № 8. - С. 142-143.
5. Шиманська Є.І. Біологічний моніторинг генотоксичних сполук природних вод урбанізованих територій / Шиманська Є.І., Бураєва Е.А., Вардуні Т.В., Шерстнева І.Я., Димченко Н.П., Тріболіна А.Н., Прокоф'єв В.М. , Гуськов Г.Є., Шиманський А.Є. // Міжнародний журнал прикладних і фундаментальних досліджень. - 2013. - № 10-3. - С. 496-498.
6. Шиманська Є.І. До питання про екологічні проблеми нафтогазових промислів Півдня Росії / Шиманська Є.І., Вардуні Т.В., Бураєва Е.А., Симонович Є.І., В'юхіна А.А., Чохелі В.А. // Міжнародний журнал прикладних і фундаментальних досліджень. - 2013. - № 10. - С. 95-97.
7. Шиманська Є.І. Результати екогенетіческого моніторингу 30-ти кілометрової зони Ростовської АЕС / Шиманська Є.І., Бураєва Е.А., Вардуні Т.В., Чохелі В.А., Шерстнева І.Я., Шерстнев А.К., Прокоф'єв В. Н., Шіманскай А.Є. // Міжнародний журнал прикладних і фундаментальних досліджень. - 2013. - № 10-3. - С. 449-450.
8. Kim J., Coetzee GA Prostate specific antigen regulation by androgen receptor // Journal of cellular Biochemistry.- 2004 Oct 1; 93 (2): 233-241.
9. Laderoute MP Carcinogenesis. 1994 10, 125-133.
10. Varduni TV Accumulation of radionuclides by pylaisiella moss (pylaisia polyantha) under urboecosystem conditions / Varduni TV, Minkina TM, Buraeva EA, Mandzhieva SS, Omel'chenko GV, Shimanskaya EI, V'yukhina AA, Sushkova SN // American Journal of Applied Sciences. - 2014. - № 11. - С. 1735-1742.
У науковій літературі накопичений великий матеріал по впливу радіації на біологічні системи [1-7]. Спочатку інтерес до цієї проблеми був обумовлений розгорталася гонкою ядерних озброєнь, згодом - розвитком ядерної енергетики. Останнім часом велика увага дослідників привертає проблема ефектів малих доз радіації на біологічні об'єкти в зв'язку зі зростаючою радіоактивним забрудненням навколишнього середовища [8-10]. Експериментальні роботи, присвячені дослідженню ефектів в області малих доз радіації, з якими стикаються люди в повсякденному житті, заповнені даними, отриманими шляхом екстраполяції з області великих доз. Досить сказати, що не визначено поняття "малі дози" радіації. З цієї причини в радіобіології існує спектр гіпотез про ступінь небезпеки малих доз радіації: від лінійно-безпорогової, коли небезпечними вважаються будь-які як завгодно малі дози радіації, до гіпотези радіаційного гормезису, коли малі дози радіації вважаються корисними для живих організмів.
У зв'язку з вищевикладеним, дуже важливим аспектом наших дослідження була оцінка канцерогенних ризиків для здоров'я осіб, що проживають в 30 км. зоні Ростовської АЕС.
Генетичними причинами, що призводять до розвитку раку, є мутації в генах які беруть участь у репарації ДНК, в регуляції клітинного циклу, в генах супрессірует пухлина і в протоонкогенах. В цілому в організмі людини має відбутися кілька десятків мутацій для прояву пухлини. Тому, звичайно ракові захворювання реєструються в літньому віці, за довгі роки відбувається їх поступове накопичення, за рахунок спонтанних причин. Підвищений рівень радіації істотно прискорює процес утворення мутацій і відповідно розвиток пухлинних захворювань [9]. Метою даної роботи було виявлення онкологічних захворювань на ранніх стадіях у жителів 30-км зони Ростовської АЕС, використовуючи широкий спектр онкомаркерів до раку легкого, кишечника, яєчника, молочної та передміхурової залоз, розроблених на основі специфічних антитіл і проведення порівняльного аналізу частот активності і реєстрації онкомаркерів з жителями різних районів Ростовської області. Дане дослідження може дати відповідь на постійно хвилююче питання населення, що проживає в 30 км зоні - збільшується чи у них ризик розвитку онкологічних захворювань від діяльності АЕС?
матеріали та методи
Матеріалом для дослідження слугувала кров 2415 донорів у віці 18-45 років, співвідношення статей - 1: 1, що проживають в 30-км зоні Ростовської АЕС (n = 500), а також жителів м Ростові-на-Дону (n = 1115) і Ростовської області - Чортківський район (n = 200), Мясниковський р-н (n = 100), Ремонтненскій р-н (n = 200), м Сальск (n = 100), м Пролетарск (n = 100) ( рис.2.1). Райони Ростовської області для скринінгових досліджень вибиралися за наступними показниками: віддаленість від Волгодонської АЕС, структура промислового виробництва, проходження найбільших авто- і залізничних магістралей, кількість жителів.
Матеріалом дослідження була сироватка крові, отримана з венозної крові в необхідній для дослідження кількості. Забір крові здійснювався натще з 8 до 11 ранку із застосуванням системи Vacutainer (Bioline, USA). Сироватку крові отримували, відстоюючи венозну кров при температурі 15-20оС протягом 30 хвилин, потім центрифугували при 1000 об / хв протягом 10 хвилин.
Зміст онкомаркерів в сироватці крові визначали методом конкурентного твердофазного імуноферментного аналізу (ELISA) на автоматичному иммуноферментном аналізаторі «ALISEI QS», з використанням реагент-наборів виробництва «Алкор-Біо» і «Вектор-Бест». Метод визначення заснований на твердофазном одностадійному «sandwich» варіанті імуноферментного аналізу із застосуванням моноклональних антитіл. Статистична обробка результатів проводилася з використанням програми Statistica 6.0. Достовірність відмінностей визначали з використанням критерію Стьюдента.
Результати досліджень
Підвищені концентрації онкомаркерів не можуть служити абсолютним доказом наявності пухлини, оскільки вони нерідко відзначаються при захворюваннях неракові природи з інтенсивною проліферацією тканини. При комплексному визначенні концентрації онкомаркерів збільшуються можливості диференціальної діагностики захворювань. Результати визначення концентрації онкомаркерів можуть бути використані для виявлення недіагностіруемих пухлин різної локалізації та органної специфічності, а також для прогнозу розвитку пухлини.
Раковий ембріональний антиген (РЕА) є універсальним маркером для всіх типів ракових пухлин. У літературі описується використання РЕА в діагностиці та моніторингу раку молочної залози, шлунково-кишкового тракту, легенів, простати і іншої локалізації, а так само в разі наявності метастазів невідомого походження. [7,8,9]. У зв'язку з цим початковим етапом скринінгового дослідження було визначення концентрації ракового ембріонального антигену в сироватці крові жителів 30-км зони Ростовської АЕС.
Результати досліджень показали, що найбільша частота виявлення підвищеної концентрації ракового ембріонального антигену в сироватці крові спостерігається у чоловіків у віковій групі старше 30 років і становить 4,3% від усіх обстежених чоловіків. У віковій групі до 30 років серед чоловіків частота підвищення концентрації РЕА склала 1,3%. Серед жінок найбільша частота виявлення підвищеної концентрації ракового ембріонального антигену в сироватці крові спостерігається у віковій групі 18-30 років і становить 3,84%. У віковій групі старше 30 років цей показник дорівнює 2,5%. Концентрація РЕА варіювала від 0 до 23 нг / мл. На малюнку 1. представлена гістограма розподілу частот виявлення підвищеної концентрації ракового ембріонального антигену районами Ростовської області. Найбільша частота (13,5% жінок і 9% чоловіків) зареєстрована в Мясниковський районі. Найменша частота (2,3% чоловіків і не зареєстрована у жінок) спостерігається в Чертково.
Мал. 1. Частота (у%) виявлення підвищеного вмісту РЕА в 30-км зоні Ростовської АЕС і в районах контрольної групи
Злоякісні пухлини яєчників складають близько 20% всіх новоутворень жіночої статевої сфери. За останнє десятиліття відзначений неухильне зростання показників смертності від них у всьому світі. Більш того, в деяких цивілізованих країнах смертність від раку яєчників випереджає в своєму зростанні смертність від раку молочної залози. Основними причинами цього є пізня діагностика, низька ефективність лікування, поява нетипових форм.
Якщо анатомічні особливості цілого ряду органів, з впровадженням ендоскопічних, цитологічних, гістологічних методів, дають можливість детально вивчити передракові процеси і ранні форми раку, то складність розпізнавання початкових етапів бластогенеза в яєчниках, убогість клінічної симптоматики, пізня Виявлення пухлинного ураження призводять до того, що близько 80% хворих поступають в спеціалізовані стаціонари вже в III і IV стадіях захворювання. Тому, виявлення ризику виникнення епітеліального раку яєчників у жителів 30 км. зони Ростовської АЕС із застосуванням біомаркерів, стало наступним етапом нашої роботи.
Карбогідратний антиген 125 (СА -125) виявляється в сироватці крові, що використовується при діагностиці злоякісних пухлин. У нормі концентрація СА 125 в сироватці крові становить від 0 до 30 Од / мл. Збільшення концентрації цього пухлинного маркера в сироватці крові найбільш часто пов'язано з епітеліальних раком яєчників. У різних дослідженнях показано, що рівень СА 125 підвищено в 50% випадків у пацієнтів на 1 стадії розвитку захворювання, і у 90% пацієнтів на наступних стадіях [9]. Також реєструються випадки підвищення рівня вмісту СА 125 при раку легенів, грудей, ендометрія і шлунково-кишкового тракту.
Результати дослідження концентрації карбогідратного антигену 125 в сироватці крові жителів 30-км зони РАЕС показали, що підвищення рівня вмісту СА 125 в сироватці крові спостерігалося тільки у віковій групі молодше 30 років в 5,26% випадків. Показник варіював від 0 до 101,9 Од / мл. У віковій групі старше 30 років підвищення рівня вмісту СА-125 в сироватці крові не зареєстровано.
На графіку (рис.2) показано розподіл частот виявлення підвищеної концентрації карбогідратного антигену 125 районами Ростовської області. Найбільша частота (3%) зареєстрована в 30-км зоні ПАЕС. У містах Чертково і Сальск частота склала 2%. У Мясниковський і Ремонтненском районах підвищення концентрації СА 15-3 не виявлено.
Мал. 2. Частота (у%) виявлення підвищеного вмісту СА -125 в 30-км зоні Волгодонської АЕС і в районах контрольної групи
АФП є важливим онкологічним маркером. Підвищені рівні АФП можуть спостерігатися у хворих з різними формами раку, однак найбільш характерні вони при гепатоцеллю-лярной карциноме і гепатобластома печінки, ембріонально-клітинних пухлинах яєчка і яєчників, а також при плоскоклітинному раку стравоходу і при метастазуванні деяких раків в печінку. Оскільки період напіввиведення АФП в організмі становить близько 5 діб, спостереження концентрації АФП в сироватці крові протягом декількох тижнів після видалення пухлини, променевої терапії або хіміотерапії дозволяє контролювати їх ефективність. Постійно збільшується рівень корелює з поганим прогнозом, повільно знижується або завмерлий - із залишковою пухлиною або її метастазами.
Надійність постановки діагнозу в онкології за допомогою визначення АФП залежить не тільки від виду раку, але і від стадії його розвитку, диференційованості, інтенсивності метастазування, активності імунної системи і т.д. Наприклад, надійність тесту на АФП при первинній карциномі печінки (при дискримінує рівні АФП - 50 нг / мл) в цілому по всіх стадіях становить 70-72%, тоді як при першій і другій стадіях - тільки 15-40%, а при 3 їй і 4-ої - до 90%. Ймовірно, при високій активності імунної системи може напрацьовуватиметься велику кількість антитіл до «раковим» з-формам АФП, які, пов'язуючи його в імунні комплекси, підвищують відсоток помилково негативні результати.
Інший аспект демонструє велика група пухлин (рак грудей, легенів, шлунка, товстого кишечника, підшлункової залози і ін.), При наявності яких збільшення рівня АФП в крові відзначається лише періодично і в концентраціях лише в 1,5-4 рази перевищують норму (10 -12 нг / мл). Мабуть, істотну частину загального пулу АФП цих мало- і среднепродуцірующіх АФП пухлин становить не раковий, а фізіологічний АФП, що синтезується в результаті роботи гомеостатического механізму. Крім того, багато ракові клітини мають рецептори до АФП і здатні поглинати його, знижуючи концентрацію АФП в кровотоці.
Не слід забувати, що помірно підвищені рівні АФП (20-400 нг / мл) можуть бути зафіксовані при захворюваннях печінки неракові природи з інтенсивною регенерацією її тканин (гепатити В і С, цироз). Зазвичай незначне і нетривале збільшення концентрації АФП в крові іноді може бути зафіксовано і при репаративних процесах в інших тканинах організму.
Проведені нами дослідження вмісту альфа-фетопротеїну в сироватці крові жителів 30-км зони РАЕС показали, що найбільша частота виявлення підвищеної концентрації АФП в сироватці крові спостерігається у жінок у віковій групі старше 30 років і становить 5,5% від усіх обстежених жінок. У віковій групі 18-30 років серед жінок частота підвищення концентрації АФП склала 2,22%. Серед чоловіків найбільша частота виявлення підвищеної концентрації ракового ембріонального антигену в сироватці крові спостерігається у віковій групі старше 30 років і становить 2,85%. У віковій групі 18-30 років підвищення рівня вмісту АФП не виявлено. Концентрація АФП варіювала від 0 до 19,48 нг / мл. На малюнку 3 представлена гістограма розподілу частот виявлення підвищеної концентрації Альфафетопротеїн районами Ростовської області. Найбільша частота (6% жінок і 1,9% чоловіків) зареєстрована в м Сальське. Чи не зареєстровано підвищення концентрації АФП в сироватці крові жителів м Чертково.
Мал. 3. Частота (у%) виявлення підвищеного вмісту АФП в 30-км зоні Ростовської АЕС і в районах контрольної групи
Рак передміхурової залоза (РПЖ) в Сейчас годину займає перше-друге місце среди онкологічніх захворювань у чоловіків. Простат-спеціфічній антиген (ПСА) в Сейчас годину є найбільш надійнім, чутлівім и спеціфічнім методом ранньої діагностики и моніторингу доброякісної гіперплазії и РПЖ. ПСА, что відносіться до глікопротеїнів, віробляється почти Виключно секреторну епітелієм простати, и, потрапляючі з насінну рідіну, Забезпечує розрідження еякуляту и Збільшення рухлівості сперми. Незначні кількості ПСА секретируются епітелієм проток молочних залоза лактуючих жінок, епітелієм ендометрія и слінніх залоза, однак Це не має клінічного значення ПСА здатно «віявляті» РПЖ Вже на I стадії. З 80-х років в Західній Европе и США визначення ПСА стало обов'язковим клінічнім аналізом в онкоурологічної практике. Щорічне визначення ПСА в сироватці крові доцільно проводити у всіх практично здорових чоловіків старше 50 років, у хворих з урологічними скаргами, а також у більш молодих чоловіків, що відносяться до групи високого ризику по розвитку РПЖ (у яких батько або брат хворіли РПЖ, особливо у віці до 60 років).
У здорових чоловіків молодше 45 років рівень ПСА в сироватці не перевищує 4,0 нг / мл. З віком концентрація ПСА дещо збільшується, що пов'язано з гіперпластичними процесами в передміхуровій залозі. Тому встановлені віково-специфічні нормативи: до 49 років - 2,5 нг / мл, 50-59 років - 3,5 нг / мл, 60-69 років - 4,5 нг / мл, старше 70 років - 6,0 нг / мл. Кордон щорічного фізіологічного збільшення загального ПСА не повинна перевищувати 0,75-1,36 нг / мл на рік. При рівні ПСА нижче 4,0 нг / мл РПЖ виявляється тільки в 0,5% випадків. При концентрації ПСА від 4,0 до 20 нг / мл частота виявлення РПЖ досягає 27-37%, 20-30 нг / мл - 74%, а при концентрації більше 30 нг / мл практично у всіх обстежуваних підтверджується діагноз РПЖ. Збільшення ПСА вище 50 нг / мл вказує на екстракапсулярно зростання пухлини з імовірністю 80%, а рівень більше 100 нг / мл - ознака регіонарних або віддалених метастазів.
Результати дослідження концентрації простатспецифического антигену в сироватці крові жителів 30-км зони РАЕС показали підвищення рівня вмісту ПСА в сироватці крові тільки у віковій групі старше 30 років в 2,17% випадків. Показник варіював від 0 до 10 Од / мл. У віковій групі 18-30 років підвищення рівня вмісту ПСА в сироватці крові не зареєстровано. На діаграмі (рис.4) представлено розподіл частот реєстрації підвищеного вмісту ПСА в сироватці крові жителів 30-км зони Ростовської АЕС і районів Ростовської області. З малюнка видно, що у всіх розглянутих районах частоти зберігаються на низькому (<1,5%) рівні.
Мал. 4. Частота (у%) виявлення підвищеного вмісту ПСА в 30-км зоні Ростовської АЕС і в районах контрольної групи
У таблиці 1 розглядається відношення середнього відсотка обстежених жителів з підвищеним вмістом онкомаркерів в сироватці крові по районам до середнім відсотком по Ростовській області. Підвищення частоти реєстрації високого рівня онкомаркерів з сироватці крові обстежених жителів у порівнянні із середньою частотою по області виявлено в м Сальське (в 3 рази вище за онкомаркерів АФП і СА15-3). Низька в порівнянні із середнім по області частота реєстрації підвищення концентрації онкомаркерів в сироватці крові спостерігається в м Чертково і Ремонтне. На одному рівні або помірно підвищені (коефіцієнт від 1 до 2) частоти в Мясниковський районі і у жителів 30-км зони Ростовської АЕС.
Таблиця 1
Коефіцієнт перевищення регіональної норми рівня онкомаркерів
у жителів РВ
райони РВ
РЕА
АФП
СА15-3
СА125
ПСА
М
ж
м
ж
ж
ж
М
30-км зона ПАЕС
0,33
0,53
0,83
2
1,92
2,15
0,2
Чертково
0,37
0
0
0
0
1,42
0
Мясниковський
1,45
2,12
1,75
0
0
0
0
сальск
1,08
1,95
1,04
3,28
3,08
1,42
0
ремонтне
0,45
1,71
0
1,09
0
0
0
Висновки:
Резюмуючи підсумки обстеження змістів онкомаркерів у жителів 30 км. зони Ростовської АЕС і в осіб Ростовської області, які проживають у віддалених районах від АЕС слід зазначити основні зони ризику - це Мясниковський район (селище Чалтирь) та м Сальск. Достовірне збільшення числа жителів з підвищеним вмістом досліджуваних онкомаркерів - РЕА, СА-15-3, .СА-125, ПСА, АФП, спостерігалося тільки для двох біомаркерів - РЕА та АФП. Підвищений рівень РЕА спостерігався у 3% жителів 30 км зони Ростовської АЕС, у 6% жителів Ремонтненском району, у 12% мешканців м Сальська і у 13% жителів Мясниковський району. Підвищений рівень АФП був зареєстрований тільки у жителів 30-км зони Ростовської АЕС і г Сальська і склав 2, 5% і 4% відповідно. Таким чином, проведений порівняльний аналіз частот активності і реєстрації онкомаркерів у жителів різних районів Ростовської області достовірно показує, що ризик розвитку онкологічних захворювань, в даний час, не залежить від діяльності Ростовської АЕС.
Дослідження виконані в рамках базової частини внутрішнього гранту ПФУ за проектом 213.01-2015 / 003ВГ «Вивчення ДНК-елементів не кодують білок в структурі різних геномів».
Рецензенти:
Денисова Т.В., д.б.н., професор Академії біології та біотехнології федерального державного автономного освітнього закладу вищої освіти «Південний федеральний університет», м Ростов-на-Дону;
Чистяков В.А., д.б.н., головний науковий співробітник Академії біології та біотехнології федерального державного автономного освітнього закладу вищої освіти «Південний федеральний університет», м Ростов-на-Дону.
бібліографічна ПОСИЛАННЯ
Шиманська Є.І. Порівняльний аналіз РІВНЯ онкомаркерів У ЖИТЕЛІВ РОСТОВСЬКІЙ ОБЛАСТІ ТА 30-КМ ЗОНИ РОСТОВСЬКІЙ АЕС // Сучасні проблеми науки та освіти. - 2015. - № 5 .;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=22563 (дата звернення: 08.06.2019).
Пропонуємо вашій увазі журнали, что видають у видавництві «Академія природознавства»
(Високий імпакт-фактор РИНЦ, тематика журналів охоплює всі наукові напрямки)
Дане дослідження може дати відповідь на постійно хвилююче питання населення, що проживає в 30 км зоні - збільшується чи у них ризик розвитку онкологічних захворювань від діяльності АЕС?Ru/ru/article/view?
