Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

AN ANALYSIS OF THE SPONTANEOUS MUTAGENESIS LEVEL AT THE DIFFERENT STAGES OF MALIGNANT LYMPHOMAS

Ivanov V.P. 1 Ivanov V.P. 2 Trubnikova E.V. 2 Boldinova E.O. 1 Bobyntseva O.V. 2
1 Kursk State Medical University
2 SRL «Genetics» Kursk State University
We have done the analysis of the frequency of chromosomal aberrations in peripheral blood lymphocytes of Kursk region residents having different stages of malignant lymphomas. Considered parameters were the level of the spontaneous mutagenesis and the structure of the types of chromosomal abnormalities specific to each particular stage of lymphoma. Findings show that all of the stages except the first one have a quite high frequency of the spontaneous mutations: stage I – 2,00±2,83 %, II – 6,00±6,04 %, III – 4,40±2,77 %, IV – 4,00±3,00 % (normal value is 2,13±0,09 %). Prevailing types of abnormalities differ among the stages of malignant lymphomas: chromatid-type aberrations are most common at the stage I, chromosome-type aberrations – at the stage II and both types are equally represented at the stages III and IV. Moreover the stage II values of these parameters exceed the values of the last stages.
spontaneous mutagenesis
chromosomal aberrations
malignant lymphomas

Злокачественные лимфомы (ЗЛ) на сегодняшний день являются как одними из самых курабельных онкологических заболеваний, так и одними из самых быстро распространяющихся. За 20 лет темпы роста заболеваемости ЗЛ увеличились на 50 % [3]. Согласно последним статистическим данным в России ЗЛ в структуре онкологической заболеваемости занимают 1-е место у мужчин и 4-е у женщин 15-40 лет, а среди детского населения лимфомы стоят на 3-м и 4-м месте у мальчиков и девочек, соответственно [4].

Выживаемость больных во многом зависит от диагностируемой стадии лимфомы, например, достоверно известно, что пациенты с I и II стадиями имеют большую продолжительность жизни, чем больные с III и IV стадиями [3]. С цитогенетической точки зрения, возникает вопрос, есть ли связь между таким распределением и частотой хромосомных нарушений лимфоцитов на разных стадиях лимфом. Известно, что ЗЛ вызывают перестройки IG и TCR генов В и Т-лимфоцитов, что приводит к появлению хромосомных аберраций [6]. Данные показывают, что во многих случаях при ЗЛ возникают хромосомные транслокации, влияние которых на развитие опухоли еще не до конца изучено [7,8]. Не смотря на то, что некоторые конкретные траслокации исследователи соотносят с определенным типом лимфом, в целом, считается, что появление хромосомных нестабильностей при ЗЛ носит стохастический характер [5].Однако не известно, зависит ли частота возникновения хромосомных мутаций от стадии заболевания.

Целью данного исследования явилось изучение уровня спонтанного мутагенеза на разных стадиях развития злокачественных лимфом у жителей Курской области.

Материалы и методы исследования

Материалом для данного исследования послужила выборка из 37 больных ЗЛ жителей Курской области, при этом у двоих наблюдалась I стадия заболевания, II стадия – у 13 человек, III – у 15 и IV – у 7 больных.

Приготовление цитогенетических препаратов осуществлялось с помощью полумикрометода [2]. Для получения культуры лимфоцитов из периферической крови проводили стимуляцию клеток ФГА и инкубировали в течение 72 часов. Обработка колхицином проводилась в течение 1, 5 часов, затем материал гипотонизировали и фиксировали. Готовые препараты окрашивали рутинным методом красителем Романовского-Гимза. Статистическую обработку полученных результатов проводили в программе Microsoft Excel 2010.

Результаты исследования
и их обсуждение

Результаты анализа частоты возникновения спонтанных хромосомных мутаций в зависимости от различных стадий ЗЛ представлены в табл. 1.

Таблица 1

Уровень спонтанного мутагенеза у больных с разными стадиями ЗЛ

Показатель/ Стадия ЗЛ

M±Std.Dev.

I стадия

II стадия

III стадия

IV стадия

Кол-во аберрантных кл.

2,00±2,83

3,46±1,61

4,00±2,56

3,57±2,63

Кол-во аберраций

2,00±2,83

6,00±6,04

4,40±2,77

4,00±3,00

Число поврежденных хромосом

1,5±2,12

6,15±6,32

5,06±3,47

4,57±3,95

Кол-во аберраций хроматидного типа

1,5±2,12

2,07±1,32

2,13±1,50

1,71±1,71

Кол-во аберраций хромосомного типа

0,00

4,00±5,72

2,27±1,87

2,29±2,29

Количество одиночных фрагментов

0,50±0,70

1,92±1,26

2,13±1,5

1,57±1,81

Количество парных фрагментов

0,00

2,46±3,30

1,27±1,16

1,14±1,06

Количество хроматидных обменов

1,50±2,12

0,07±0,27

0,00

0,14±0,37

Количество хромосомных обменов

0,00

1,53±3,18

1,00±1,70

1,14±1,86

Из таблицы видно, что при первой стадии ЗЛ количество аберрантных клеток составляет 2,00±2,83, частота хромосомных аберраций при этом так же равна 2,00±2,83 %. Число поврежденных хромосом равно 1,5±2,12, причем присутствуют аберрации только хроматидного типа. В структуре нарушений преобладают хроматидные обмены – 75 %, а ацентрические одиночные фрагменты составляют только 25 %.

Вторая стадия ЗЛ характеризуется большим количеством аберрантных клеток, количество которых равно 3,46±1,61. Уровень спонтанного мутагенеза оказался значительно выше, чем при I стадии – 6,00±6,04 %, а число поврежденных хромосом составило 6,15±6,32. В данном случае обнаруживаются аберрации хромосомного типа, причем они преобладают – 65 %, а на аберрации хроматидного типа приходится уже только 35 %.. Количество ацентрический парных и одиночных фрагментов оказалось равно, соответственно, 41 и 30 %. Далее по количеству идут хромосомные обмены 26 % и хроматидные обмены 3 %.

У больных с III стадией ЗЛ количество аберрантных клеток оказалось равно 4,00±2,56, а количество аберраций составило 4,40±2,77 %, причем число поврежденных хромосом было равно 5,06±3,47. Соотношение количества аберраций хроматидного и хромосомного типов примерно одинаковое – 49 и 51 %. Из первых, в данном случае, встречаются только одиночные фрагменты, а хроматидных обменов не наблюдается. Количество парных фрагментов и хромосомных обменов составило 28 и 23 %, соответственно.

На последней стадии ЗЛ количество аберрантных клеток составляет 3,57±2,63. Уровень спонтанного мутагенеза равен 4,00±3,00 %, а среднее число поврежденных хромосом – 4,57±3,95. На IV стадии соотношение типов аберраций таково: хроматидный тип нарушений – 42 %, хромосомный тип нарушений – 58 %. В структуре хромосомных аберраций преобладают ацентрические одиночные фрагменты 39 %, затем идут парные фрагменты и хромосомные обмены по 28 % и на хроматидные обмены приходится 5 %.

Проведенная далее обработка полученных данных с помощью критерия Фишера позволила выявить статистически значимые различия в распределении кариотипических нарушений у больных ЗЛ на разных стадиях.

Сравнение показало, что I стадия существенно отличается по количеству хроматидных обменов от II (F= 58,5) и IV (F=31,5) стадий, на III стадии данный показатель совсем отсутствует.

Важно отметить, что вторая стадия ЗЛ статистически отличается от других практически по всем показателям. В целях наглядности структура отличий II стадии с указанием значений F-критерия представлена в табл. 2.

Таблица 2 

Значения F-критерия для показателей, различающихся при II стадии ЗЛ и других стадиях

Показатель/Стадия

I стадия

III стадия

IV стадия

Кол-во аберраций

 

4,75 (0,01)

 

Кол-во поврежденных хромосом

 

3,31 (0,03)

 

Кол-во аберраций хромосомного типа

 

9,34 (0,01)

6,23 (0,03)

Кол-во парных фрагментов

 

8,09 (0,01)

9,57 (0,01)

Кол-во хроматидных обменов

58,5 (0,01)

   

Кол-во хромосомных обменов

 

3,37 (0,03)

 

Из таблицы видно, что наибольшее расхождение показателей наблюдается при сравнении II стадии с III стадией. Основным отличным показателем II стадии от остальных является количество аберраций хромосомного типа (F=9,34; F=6,23), которое складывается из большего числа ацентрических парных фрагментов (F=8,09; F=9,57) и хромосомных обменов (F=3,37).При сравнении III и IV стадий статистически значимых различий не было выявлено.

Заключение

Таким образом, в результате исследования были установлены значения уровня спонтанного мутагенеза для разных стадий ЗЛ, которые составили для I стадии – 2,00±2,83 %, для II стадии – 6,00±6,04 %, для III стадии – 4,40±2,77 %, для IV стадии – 4,00±3,00 %. За контрольное значение, мы приняли уровень спонтанного мутагенеза у жителей Европейской части России и стран СНГ равный 2,13±0,09 % [1].

Так же была выявлена специфическая для каждой стадии структура кариотипических нарушений, отражающая количественное соотношение хромосомных и хроматидных типов аберраций: при I стадии оно равно 0:100 %, соответственно, при II стадии – 65:35 %, при III – 51:49 %, при IV – 58:42 %.

Сравнение уровня спонтанного мутагенеза показало, что на первой стадии ЗЛ он не превышает нормальных значений для жителей данной территории, и что нарушения возникают в уже сформированных хромосомах при делении лимфоцитов.

Вторая стадия ЗЛ отличается наиболее выраженными аберрационными процессами, причем преобладание хромосомных типов нарушений над хроматидными свидетельствует о том, что большинство повреждений возникают еще до начала удвоения хромосом в период интерфазы.

Третья и четвертая стадия демонстрируют однородные высокие значения уровня спонтанного мутагенеза и сходную картину структуры аберраций. Подобные результаты можно объяснить тем, что данные стадии имеют сходный характер повреждения лимфатических органов.