Molekyylilääketieteen raportit

Tietoa

Torjunta-aineet ovat aineita tai aineseoksia, joita käytetään tuholaisten, kuten hyönteisten, jyrsijöiden, rikkaruohojen ja muiden ei-toivottujen organismien, ennaltaehkäisyyn, tuhoamiseen, karkottamiseen tai lieventämiseen (1,2). Torjunta-aineiden maailmanlaajuinen käyttö, erityisesti maataloudessa, on kasvanut viime vuosina maaseudulla. Laajamittaiseen maataloustuotantoon kuuluu torjunta-aineiden runsas käyttö; niiden jäämät saastuttavat ilmaa, maaperää, vettä, kasveja, sadonkorjuutuotteita, laitteita, vaatteita sekä ihmisten ja eläinten kudoksia. Käytetyt torjunta-aineet, jotka joutuvat ihmiskehoon hengityksen, nielemisen ja ihon kautta, voivat aiheuttaa myrkytyksen(2-4). Syntyneiden vaurioiden aste riippuu aineiden luontaisesta myrkyllisyydestä sekä yksilön terveydentilasta ja herkkyydestä (2,4-6).Torjunta-aineille altistuminen on potentiaalinen terveysriski koko väestölle ja erityisesti maataloustyöntekijöille(7-12).

Monissa tutkimuksissa on keskitytty torjunta-aineille altistumisen ja syövän, kuten sarkooman, multippelin myelooman, virtsarakkosyövän, haimasyövän ja leukemian, väliseen yhteyteen(13-21). Jotkut tutkijat havaitsivat, että työperäinen altistuminen torjunta-aineille on yhdistetty non-Hodgkinsin lymfooman (NHL) riskiin (22-24).NHL on heterogeeninen ryhmä lymfoproliferatiivisia pahanlaatuisia kasvaimia, jotka voivat syntyä B- tai T-lymfosyyteistä. B-solujen immunoglobuliini- tai T-solureseptorigeenien vastavuoroisia uudelleenjärjestelyjä tapahtuuonkogeenien kanssa epäkypsissä lymfaattisissa soluissa luuytimessä tai kypsemmissä soluissa perifeerisissä lymfaattisissa elimissä (25,26).(25,26) Nämä kromosomitranslokaatiot johtavat usein syöpää aiheuttavien geenien yli-ilmentymiseen ja aiheuttavat solujen muuttumisen pahanlaatuisiksi ja niiden kontrolloimattoman lisääntymisen (26).

Kromosomitranslokaatio t(14;18)(q32;q21) on yksi yleisimmistä kromosomipoikkeavuuksista NHL:ssä, ja sitä esiintyy 70-90 prosentissa follikulaarisen lymfooman (FL) tapauksista, 20-30 prosentissa diffuusista suurisoluisesta B-solulymfoomasta ja 5-10 prosentissa muista harvinaisemmista lymfooman alalajeista (27). Lisäksi kromosomitranslokaation t(14;18)(q32;q21) lisääntynyttä esiintyvyyttä on havaittu perifeerisen veren lymfosyyteissä henkilöillä, jotka ovat altistuneet työperäisesti torjunta-aineille (28,29).

Tämän tutkimuksen tavoitteena on havaita torjunta-aineiden vaikutukset t(14;18) kromosomitranslokaatioon maataloustyöntekijöillä lyhytaikaisen altistumisen jälkeen.

Aineisto ja menetelmät

Eettinen lausunto

Tutkimusprotokolla hyväksyttiin Catanian yliopistollisen sairaalan eettisessä toimikunnassa (Catania, Italia), ja kaikilta koehenkilöiltä hankittiin kirjallinen tietoinen suostumus ennen heidän osallistumistaan tutkimukseen.

Tutkimusasetelma ja altistuminen torjunta-aineille

Tämä oli tapaus-verrokkitutkimus, joka tehtiin Ragusan maakunnassa (Sisilia, Italia), jonka väestömäärä on ~ 320 000. Kyseessä on erittäin maatalousvaltainen alue, jossa suuri osa väestöstä työskentelee noin 25 000 maatilalla, jotka tuottavat hedelmiä ja vihanneksia kasvihuoneissa sekä kotieläintuotannon tuotteita. Kaikissa näissä toiminnoissa käytetään suuria määriä torjunta-aineita. Tärkeimmät viljelykasvit ovat porkkanat, perunat ja kesäkurpitsa avomaalla ja tomaatit, munakoisot, paprikat ja kesäkurpitsa kasvihuoneissa (30).

Työhön valittiin 52 työntekijää, jotka altistuivat torjunta-aineille, ja 52 työntekijää, jotka eivät altistuneet. Tutkimukseen osallistuneet altistuneet työntekijät työskentelevät työssään suojakäsineiden, naamarien, haalareiden ja suojalasien kanssa. Torjunta-aineita levitettiin 5-6 kertaa viikossa ja 6-7 työtunnin ajan. Työntekijät, jotka eivät altistuneet torjunta-aineille (kontrolliryhmä), eivät joutuneet kosketuksiin torjunta-aineiden kanssa. Altistuneet työntekijät rekrytoitiin kausiluonteisesti (huhtikuusta elokuuhun) kasvihuonetomaattien viljelyyn.Taulukossa I esitetään altistuneiden työntekijöiden käyttämät torjunta-aineet. Altistumisen biologisia merkkiaineita ei voitu havaita käytettyjen torjunta-aineiden osalta.

Taulukko I. Kasvihuoneessa käytetyt torjunta-aineet tomaattien viljelyssä.

Koulutetut haastattelijat antoivat strukturoidun kyselylomakkeen, jossa tutkittiin ympäristö- ja työperäisiä riskejä, tarkkojen tietojen keräämiseksi demografisista tiedoista, lääketieteellisestä historiasta, terveydenhuoltotottumuksista ja torjunta-aineille ja/tai muille kemikaaleille altistumisesta. Poissulkukriteerit olivat diabetes, verenpainetauti, kilpirauhasen, maksan, munuaisten, keuhkojen ja hematologiset sairaudet.

t(14;18)-(IgH;Bcl-2)translokaatio

Perifeeriset verinäytteet (10 ml/henkilö) kerättiin vacutainer EDTA (K2) -putkiin (BD Biosciences, FranklinLakes, NJ, USA). DNA uutettiin buffy coatin sisältämistä PBMC:istä valmistajan ohjeiden mukaisesti.

t(14;18)-(IgH;Bcl-2) translokaatio majorbreakpoint-alueella (MBR) ja minor cluster-alueella (mcr) arvioitiin polymeraasiketjureaktiolla (PCR), kuten aiemmin on raportoitu (31). PCR-analyysin spesifisyyden ja herkkyyden lisäämiseksi käytettiin AccuPrime™SuperMixiä (Invitrogen Life Technologies, Carlsbad, CA, USA). Määrityksemme herkkyys oli 10-5.

Kunkin näytteen DNA:n eheys varmistettiin PCR:llä kasvuhormoni(GH)-geenin 430 bp:n fragmentin monistamisella. GH:n monistamiseen käytetyt eteen- ja taaksepäin suuntautuvat alukesekvenssit olivat: 5-CACCATTACATCCCACCT-3 ja 5-GCTTCTTGCTTGAGTGA-3. GH:n monistamiseen käytetyt PCR-olosuhteet olivat samat kuin MBR:n osalta ilmoitetut olosuhteet(31).

PCR-tuotteet erotettiin toisistaan elektroforeesilla 2,5-prosenttisella agaroosigeelillä. Positiiviset ja negatiiviset kontrollinäytteet olivat mukana kaikissa koemenetelmien vaiheissa.MBR:n ja MCR:n amplifioinnissa verinäytteistä saadut yksittäiset bändit puhdistettiin geeliltä ja sekvensoitiinABI 310 Genetic Analyzer -laitteella (Perkin-Elmer, Foster City, CA, USA), kuten aiemmin on raportoitu (31).

Statistinen analyysi

Tiedot esitettiin yhteenvetona keskiarvoina ± SD:nä jatkuvien muuttujien kohdalla ja frekvensseinä kategoristen muuttujien kohdalla. Normaalius tarkistettiin Kolmogrov-Smirnovin testillä ja varianssin homogeenisuus Levenesin testillä. Logistista regressiota käytettiin arvioitaessa translokaation t(14;18) esiintymistä torjunta-aineille altistuneilla työntekijöillä, tupakoitsijoilla ja alkoholin kuluttajilla. Tietojen analysoinnissa käytettiin GraphPad Prism -ohjelmaa, versio 7.0 (GraphPad Software,Inc., La Jolla, CA, USA).

Tulokset

Ryhmässä, joka oli altistunut translokaatiolle, oli samankaltaisia ominaisuuksia kuin ryhmässä, joka ei ollut altistunut. Erityisesti kaikki koehenkilöt olivat miehiä, eikä tilastollisesti merkitseviä eroja ollut iän, BMI:n, tupakointitottumusten, alkoholinkäytön, työiän ja auringonvalolle altistumisen suhteen.

Peltotyöntekijät altistuivat torjunta-aineille keskimäärin ~3,7 tuntia päivässä viiden vuoden ajan. TaulukossaII ilmoitetaan otoksen tärkeimmät ominaisuudet; Kuva 1.

Taulukko II. Tutkimuspopulaation ominaisuudet ilmaistuna frekvenssinä tai keskiarvona ± SD.

BCL2-IGH t(14;18) -translokaation esiintyvyys torjunta-aineille ammatillisesti altistuneilla työntekijöillä oli 10 % (5 52:sta) vs. 8 %.% (4 52:sta) kontrolliryhmässä. Nämä tulokset osoittivat ei-merkitsevää yhteyttä työperäisen altistumisen torjunta-aineille ja kromosomitranslokaationBCL2-IGH t(14;18) lisääntyneen esiintymistiheyden välillä maanviljelijöillä (TaulukkoIII).

Taulukko III. Logistinen regressio kromosomitranslokaatioiden t(14;18) esiintymistiheys.

Ei myöskään ollut mahdollista arvioida t(14;18)-lokaation yleisyyttä suhteessa käytettyihin torjunta-ainetyyppeihin,koska kaikki tutkittavat olivat altistuneet hyönteis- ja sienitautien torjunta-aineille.

Keskustelua

Kromosomaalinen translokaatio t(14;18)(q32;q21) on yksi yleisimmistä NHL:n kromosomipoikkeavuuksista. Tähän translokaatioon liittyy kaksi spesifistä lokusta, kromosomissa 14q32 sijaitseva immunoglobuliinin raskaan ketjun (IgH) lokus ja kromosomissa 18q2l sijaitseva B-soluleukemia/lymfooma 2:n (BCL2) lokus (32).

Tyypillisen translokaatioprosessin aikana kromosomissa 18 sijaitseva BCL2-geeni asetetaan vierekkäin kromosomissa 14 sijaitsevan, transkriptionaalisesti aktiivisen IgH-geenin (IgH:n geenin) rinnalle, mikä johtaa edellisen geenin yli- ja yli-ilmentymiseen. Tämän seurauksena BCL2:n lisääntynyt antiapoptoottinen toiminta lisää solujen eloonjäämistä, mikä on NHL:n pahanlaatuisen prosessin varhaisvaihe (32-34).

NHL:n lisääntyneestä esiintyvyydestä on raportoitu maanviljelijöiden ja muiden torjunta-aineita käyttävien ammattiryhmien keskuudessa(35). Lisäksi kromosomitranslokaation t(14;18)(q32;q21) lisääntynyttä esiintyvyyttä on havaittu perifeerisen veren lymfosyyteissä, jotka ovat peräisin torjunta-aineille ammatillisesti altistuneilta henkilöiltä (29,36,37) (29,36,37).

Uudemmassa tutkimuksessa, jossa tutkittiin 96:aa maataloustyöntekijää, Qaqish ym. havaitsivat, että työperäinen altistuminen torjunta-aineille avointen peltojen viljelyssä ja eläimille käytetyille hyönteismyrkkyjen käyttö lisäsivät kromosomaalisen translationaalisen siirtymän (translokaatio) t(14:18) esiintyvyyttä. Torjunta-aineille ja hyönteismyrkyille ammatillisesti altistuneilla maanviljelijöillä oli 13,5 kertaa suurempi todennäköisyys saada t(14;18). Sen sijaan 63,5 prosentilla (61:llä 96:sta) maanviljelijöistä ja 11,5 prosentilla (11:llä 96:sta) kontrolliryhmästä oli translokaatio.

Tutkimuksessamme BCL2-IGH t(14;18)-translokaation esiintymistiheys oli 10 prosenttia (5:llä 52:sta) vs. 11,5 prosenttia (11:llä 96:sta) kontrolliryhmästä. 8 % (4 52:sta) kontrolliryhmässä, ilman merkitseviä tilastollisia eroja.

Tutkimuksemme ja Qaqishet al:n (1) tulosten välinen ero voi johtua siitä, että altistumisaika (50 %) oli vähäisempi kuin jälkimmäisessä tutkimuksessa (10,9±7,9 vs. 5,1±0,8 vuotta).

Lisäksi meidän otoksessamme kaikki työntekijät käyttivät tavanomaisia yhtenäisiä suojakäsineitä, kun taas Qaqish et al:n (1) tutkimuksessa vain 2,1 % maanviljelijöistä käytti suojamaskia ja 27,1 % käytti suojamaskia ja käsineitä.

Mikäli yhtenäisten suojakäsineiden käyttäminen voi auttaa ehkäisemään t(14;18) -tapauksia, mikä käy ilmi Qaqish et al:n (1) tutkimuksessa.T(14;18)-riski oli merkitsevästi yhteydessä altistumiseen erilaisille torjunta-aineille: hyönteismyrkkyille, rikkakasvien torjunta-aineille ja kasvinsuojeluaineille (28).

Chiu ym. (28) havaitsivat, että hyönteismyrkkyjenja rikkakasvien torjunta-aineiden käyttöön liittyi 2,6- tai 3-kertaisesti korkeampi usein(14;18)-positiivisen NHL:n riski. Nämä tulokset ovat yhdenmukaisia aiempien tutkimusten tulosten kanssa, joissa torjunta-aineet olivat erityisesti yhteydessä follikulaariseen NHL:ään (23,38-40), joka on yleensä t(14;18)-positiivinen.

Chiu ym. (28) ja Schroeder ym. (41) havaitsivat, että maanviljelyyn ja altistumiseen dieldriinille, lindaanille, atratsiinille tai sienitautien torjunta-aineille liittyvä NHL:n riski oli yhteydessä t(14;18):aan.

Italiassa torjunta-aineiden, kuten dieldriinin, lindaanin ja atratsiinin, käyttö kiellettiin jo kauan sitten. Lisäksi tutkimuksessamme altistuneet koehenkilöt altistuivat sekä sienitautien torjunta-aineille (propamokarbihydrokloridi, metalaksyyli-M, syprokonatsoli) että hyönteismyrkkyille (tiametoksaami, deltamatriini, akrinatriini ja abamektiini), joten kummankin vaikutusta ei voitu erottaa toisistaan.

Tutkimuksemme tulokset ovat samansuuntaisia kuin muiden havaitsemat (1,28), jotka havaitsivat lisääntyneen riskin, kun hyönteis- ja rikkakasvien torjunta-aineita käytetään pidempään, ja ne ovat yhteydessä SPD-lääkkeiden käyttöön.

Arvioimme mahdollisten sekoittavien tekijöiden vaikutusta BCL2-IGH t(14;18)-translokaation havaitsemistiheyteen. Ensinnäkin alkoholinkäyttö ei vaikuttanut havaitsemistiheyteen, mikä johtui mahdollisesti siitä, että alkoholinkäyttö oli vähäistä tutkimusryhmässämme (17,6 ± 8,5 vs. 18,7 ± 7,7 g/vrk altistuneissa ja ei-altistuneissa). Lisäksi emme havainneet yhteyttä näytteiden iän ja BCL2-IGH t(14;18)-translokaation havaitsemistiheyden välillä (1,29).

Tutkimuksessamme sekä Roullandin ym. tutkimuksessa (29) ja Qaqishin ym. tutkimuksessa (1) oli mukana tutkittavat, joiden mediaani-ikä oli <50 vuotta, ja yhteys iän kanssa havaittiin vain yli 60-vuotiaissa näytteissä (42) ja yli 70-vuotiaissa näytteissä (43). Tupakointi ei myöskään lisännyt BCL2-IGHt(14;18)-translokaation esiintymistiheyttä näytteessämme, mikä vastaa aiempaa tutkimusta (28). Auringolle altistuminen ei myöskään vaikuttanut t(14:18)-löydösfrekvenssiin, mikä on yhdenmukaista muiden tutkimusten kanssa (29).

Tutkimuksemme tuloksista voidaan siis päätellä, että laissa säädettyjen yhtenäisten ohjelma-asiakirjojen jatkuva käyttö ja altistumisaika voivat vaikuttaa translokaatiotiheyteen torjunta-aineille altistuneilla työntekijöillä.

Tutkimustamme on jatkettava näiden työntekijöiden seurannalla, jotta voidaan määrittää paremmin altistumisajan merkitys geenitranslokaatioon.

.