И.Н. Лебедев, Л.П. Назаренко, В.П. Пузырёв

1. ЦМСЧ-81 Исследования параметров генетического здоровья работников Сибирского химического комбината, жителей г. Северска и прилегающих территорий И.Н. Лебедев, Л.П. Назаренко, В.П. Пузырёв ГУ НИИ медицинской генетики Томского научного центра СО РАМН, г. Томск

2. Биологические последствия влияния ионизирующего излучения на человека Соматические поражение соматических клеток Генетические поражение половых клеток Ранние (Острые) Ранние (Острые) Отдаленные Отдаленные Гибель потомства, ВПР Лучевой канцерогенез Лучевая болезнь Канцерогенез Местныелучевыепоражения Лучевое старение Нарушение фертильности Физиологическая неполноценность потомства

3. Исследования ГУ НИИ медицинской генетики ТНЦ СО РАМН по проблемам генетического здоровья работников Сибирского химического комбината и населения прилегающих территорий 1) 1996-2000 гг. «Сравнительный анализ параметров генетического здоровья жителей г. Северска и прилегающих территорий Томской области». 2) 2002-2004 гг. «Генетическое здоровье работников СХК, профессионально контактирующих с плутонием-239, и членов их семей». 3) 2006-2009 гг. «Комплексный анализ структурно-функциональных изменений генома при комбинированном воздействии факторов радиационной и химической природы у работников СХК». Назаренко С.А., Попова Н.А., Назаренко Л.П., Пузырёв В.П. Ядерно-химическое производство и генетическое здоровье // Томск: Печатная мануфактура, 2004. – 272 с.

4. Уровни исследований генетических эффектов ионизирующего облучения 1. Популяционный. Исследование частоты врожденных пороков развития и груза наследственной патологии у жителей г. Северска, по сравнению с жителями г. Томска, населением ряда городов России и европейских стран. 2.Клеточный. Анализ спектра и частоты хромосомных нарушений в клетках работников СХК, жителей г. Северска и прилегающих территорий. 3.Молекулярный. Оценка частоты мутаций отдельных последовательностей ДНК в половых клетках работников СХК, контактирующих в ходе своей профессиональной деятельности с факторами ядерно-химического производства.

5. Популяционный уровень: Анализ частоты врожденных пороков развития Три способа регистрации ВПР: 1. Регистрация у новорожденных 9 «легко» диагностируемых форм ВПР, однозначно выявляемых врачами всех специальностей (анэнцефалия, спиномозговая грыжа, расщелины губы и неба, полидактилия, редукционные пороки конечностей, атрезия пищевода, атрезия ануса, синдром Дауна и МВПР). 2. Стандартизованная система регистрации у детей в возрасте до 1 года 19форм ВПР по правилам Европейского международного регистра EUROCAT. 3. Выявление у детей в возрасте до 1 года всех форм ВПР. За период с 1972 по 1998 гг. в г. Северске было проанализировано 37.394 истории родов и развития новорожденных, а также 2.700 протоколов анатомических вскрытий.

6. Частота 9 форм ВПР у новорожденных детей в городских популяциях Европы и Азии Примечание : 1 – Назаренко С.А. с соавт., 2004; 2 - Назаренко Л.П., 1998; 3 - Иванов с соавт., 1997; 4 - Лурье, 1984; 5 - Каюпова, Куандыков, 1990.

7. Динамика частот 9 форм ВПР (1:1000) у новорожденных г. Северска за три периода наблюдений * 2 случая 1 сл. * P = 0,01

8. Средняя частота 19 форм ВПР (1:1000) у детей в возрасте до 1 года в России и по данным европейского регистра EUROCAT

9. Частота всех форм ВПР у новорожденных в г. Северска, Томска в сравнении с некоторыми городскими популяциями России (1:1000 новорожденных)

10. Динамикачастот ВПР у новорожденных г. Северска с 1972 по 1998 гг. 1. Частота 9 форм ВПР, в этиологии которых наибольший удельный вес занимает мутационнаякомпонента, в течение 27-летнего периода наблюдения, т.е. на протяжении жизни одного поколения, не изменилась. 2. При регистрации 19 форм ВПР в г. Северске до 1993 г и после обнаружено достоверное повышение их сумарной частоты с 11,96‰ до 18,65‰ (p<0,001), преимущественноза счет пороков сердца. Однако, рост частоты 19 форм ВПР в период с 1994 по 1998 годы проходил на фоне значительного уменьшения числа родов.Кроме того, рост отмечен по тем формам ВПР, диагностика которых прогрессивно улучшается, в том числе и в дородовый период.

11. Популяционный уровень: Оценка груза наследственной патологии За период обследования в г. Северске было выявлено 114 семей со 138 больными с моногенными наследственными заболеваниями Вывод: Уровень генетического груза в популяциях г. Северска и Томска сопоставим с другими популяциями России, проживающими на не загрязненных радионуклидами территориях.

12. Клеточный уровень: Исследование частоты и спектра хромосомных нарушений Повреждение веретена клеточного деления РазрывывДНК Структурные хромосомные аберрации, генные мутации Числовые хромосомные нарушения: анеуплоидия, полиплоидия

13. Структура и объем исследованного цитогенетического материала в отношении эффектов γ-облучения • * - Реконструированная доза по ЭПР-спектрометрии эмали зубов (Федосеев, Смиренная, 1996); Материалсобранв период1996-1999 гг.

14. Процент аберрантных метафаз у работников СХК с внешним -облучением, жителей г. Северска и прилегающих территорий Томской области * % * * *- p < 0,05 - по сравнению с контролем (критерий Манна-Уитни)

15. Двухударные хромосомные аберрации - дицентрические и кольцевые хромосомы (маркеры радиационного воздействия)

16. Спонтанная частота Частота дицентрических и кольцевых хромосом (маркеров радиационного воздействия) у работников СХК, жителей г.Северска и прилегающих территорий Томской области * % *- p < 0,05

17. А Б В Г А - одиночныйразрыв Б - парныйразрыв В, Г - хроматидныеобмены (маркеры химического мутагенеза) Структурныехромосомныенарушенияу жителей г. Северска

18. Частота хроматидных обменов (маркеров химического мутагенеза) у работников СХК, жителей г.Северска и прилегающих территорий Томской области * Вывод: Общая частота хромосомных аберраций у работников СХК и жителей г.Северска повышена за счет аберраций хроматидного типа, что свидетельствуют о воздействии мутагенов нерадиационной природы. * * *- p < 0,05

19. Сестринские хроматидные обмены (СХО) Тест на СХО более специфичен для выявления эффектов химического мутагенеза, чем эффектов радиактивного облучения, и особенно пригоден для выявления химических мутагенов, индуцирующих аберрации хроматидного типа. Поэтому он позволяет проверить предположение о наличии в пределах г. Северска мутагенных агентов нерадиационной природы, сделанный на основании анализа частоты и типов хромосомных нарушений у обследованных лиц.

20. Среднее число СХО на клетку у работников СХК, жителей г.Северска и прилегающих территорий * - р<0,05 Вывод:Полученные данные свидетельствуют о преобладающем действии на персонал СХК и население г. Северска мутагенов химической природы.

21. Принцип флюоресцентной гибридизации in situ

22. Нормальные клетки с дисомией11и 16 Трисомия 12 Моносомия 7 Дисомия Y Нуллисомия Х Тетраплоидия Интерфазная цитогенетика

23. Суммарная частота анеуплоидии по 6 исследованным хромосомам у контрольных лиц и работников ядерно-химического производства внекультивированных и культивированных клетках 3 52% р=0,01 2,5 23% р=0,25 2 1,5 1 0,5 0 Работники ядерно-химического производства Контроль -Некультивированные лейкоциты - Культивированные лейкоциты (1 цикл репликации ДНК) Назаренко, Тимошевский, 2005

24. Тест-система определения мутагенного влияния Обнаруженные закономерности могут быть положены в основу нового способа оценки мутагенного потенциала различных физических, химических и биологических факторов на основе технологии интерфазного цитогенетического анализа. Тимошевский В.А., Лебедев И.Н., Назаренко С.А.Биологическая индикация мутагенных воздействий: анализ числовых хромосомных нарушений в интерфазных клетках человека // Томск. 2006 г. 40 с.

25. Тест-система определения мутагенного влияния Отсутствие вредного воздействия Мутагенное влияние Некультивированные и культивированные клетки Значимое повышение Незначимоеповышение Разность в частоте числовых хромосомных нарушений Преимущество тест-системы: индивидуализация оценки мутагенного воздействия.

26. МежиндивидуальнаявариабельностьработниковМежиндивидуальнаявариабельностьработников СХК по частоте хромосомных нарушений 1. У работников СХК, подвергающихся в процессе производственной деятельности облучению сходными дозами ионизирующей радиации, обнаружена выская межиндивидуальная вариабельность частоты хромосомных аберраций. 2. К категории лиц высокого генетического риска (частота хромосомных нарушений в 4 и более раз превышает спонтанный уровень) отнесено около 25% обследованных индивидов. 3. К категории лиц сверхвысокого генетического риска (превышение частоты спонтанного уровня в 10 и более раз) отнесено 8,5% работников. Вывод: Необходим постоянный цитогенетический мониторинг за состоянием хромосомного аппарата работников ядерно-химического производства с целью своевременного выявления групп повышенного генетического риска и дальнейшей профилактики заболеваний, особенно онкологической патологии.

27. Молекулярный уровень: Анализ частоты гаметических мутаций повторяющихся последовательностей ДНК а б М М 217 256 213 252 248 209 205 236 201 232 197 228 224 Гаметические мутации микросателлитных локусов D11S1304 (а – материнского происхождения) и D11S1983 (б – отцовского происхождения), М – маркер молекулярного веса.

28. Частота гаметических мутацийповторяющихся последовательностей ДНК в семьях работников СХК и в контрольной группе • Проведена оценка частоты мутаций повторяющихся последовательностей ДНК у детей из 60 семей работников СХК, получивших на момент рождения ребенка интеграль-ную дозу внешнего гамма-облучения от 1,5 до 137 бэр. Контрольная выборка состояла из 31 семьи, проживающей в поселке Каргала. • В семьях работников СХК средняя частота мутаций составила 0,035 на локус на гамету на поколение, а в контрольных - 0,025. Достоверных различий между группами не обнаружено.

29. Выводы: • Установлено, что суммарные частоты ВПР в г. Северске, полученные с помощью 3 разных систем регистрации, являются величиной, сопоставимой с частотами ВПР, регистрируемыми в популяциях России и странах Европы. • Распространенность 9 форм ВПР, в этиологии которых лежит наибольшая мутационная компонента, в течение обследуемых периодов не изменилась. • Общий уровень генетического груза популяции г. Северска (2,07 × 10-3) сопоставим с другими славянскими популяциями, проживающими на не загрязненных радионуклидами территориях.

30. Выводы: • Частота двухударных хромосомных аберраций (маркеров радиационного воздействия) у работников СХК и населения прилегающих территорий статистически значимо не отличается от спонтанного уровня, характерного для большинства популяций стран мира. • У работников СХК и жителей г. Северска выявляется повышенный уровень аберраций хроматидного типа и СХО – маркеров химического мутагенеза. • Работники ядерно-химического производства имеют высокую межиндивидуальную вариабельность по частоте хромосомных нарушений. Разработан алгоритм цитогенетического мониторинга работников предприятия, а также предложена новая тест-система для индивидуальной оценки мутагенной нагрузки через анализ уровня числовых хромосомных нарушений. • Отличий в частоте гаметических мутаций повторяющихся последовательностей ДНК между группами работников СХК и жителями пос. Каргала, обследованными в качестве контрольной группы, не обнаружено.