Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по медицине  

  На правах рукописи

КУЛЕМИНА

Елена Александровна

КЛИНИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО - ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ У ЛИЦ, РАБОТАЮЩИХ В КОНТАКТЕ С АЭРОЗОЛЯМИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

14.01.25 - пульмонология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва - 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России и на базе  Федерального государственного бюджетного учреждения Научно-исследовательский институт Медицины Труда РАМН

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Васильева Ольга Сергеевна (ФГУ НИИ пульмонологии ФМБА России, заведующая лабораторией экологозависимых и профессиональных легочных заболеваний)

Официальные оппоненты:

Осипова Галина Леонидовна, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клинической фармакологии ФГУ НИИ пульмонологии ФМБА России

Дидковский Николай Антонович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией клинической иммунологии НИИ физико-химической медицины ФМБА России

Ведущая организация:

ГБОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования Минздравсоцразвития России

Защита состоится  л_______ ___________________ 2012 года в ______ часов

на заседании диссертационного совета Д 208.053.01 на базе ФГУ НИИ пульмонологии ФМБА России (105077, г. Москва, ул. 11-я Парковая, д.32)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ НИИ пульмонологии ФМБА России

Автореферат разослан л_______ ___________________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук Анаев Эльдар Хусеевич

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Одной из причин роста первичных случаев бронхиальной астмы среди лиц трудоспособного возраста является профессиональный контакт с токсико-аллергенными аэрозолями. Особое место занимают фталаты - эфиры фталиевой кислоты, образующиеся из поливинилхлорида (ПВХ), изделия из которых широко распространены в бытовых и производственных условиях. Фталаты способны проникать в органы дыхания в виде паров и дыма в результате предварительного нагревания ПВХ - пленки до температуры плавления (от 760 до 1500С) для дальнейшего ее использования в качестве оберточного материала. Этот способ применяется повсеместно для упаковки пищевой продукции, в частности, мясной.

Нарезка ПВХ - пленки осуществляется с помощью специального оборудования, снабженного нагревательными электрическими ножами. В процессе упаковки и укладки мясных продуктов в зону дыхания работников выделяются высокие концентрации моно- и дифталатов в комбинации с формальдегидом, муравьиной кислотой, ацетальдегидом, уксусной кислотой и бензойной кислотой. Перечисленные вещества известны своими токсическими и аллергенными свойствами (Peterson, Breindehil, 2000; Wormuth et al., 2006). Попадая в дыхательные пути, они оказывают раздражающее  действие на слизистую оболочку с повреждением эпителия бронхиального дерева, развитием отека, воспаления и нарушением муко-циллиарного клиренса. Это приводит к заболеваниям верхних дыхательных путей, формированию бронхообструктивного синдрома и бронхиальной астмы (БА).

В доступной нам отечественной и зарубежной литературе найдено не более 20 источников за период с 1973г. по настоящее время, касающихся вопроса развития бронхиальной астмы среди упаковщиков мясной продукции, получившей название за рубежом meat wrapperТs asthma.(Sokol WN ,1973; Andrash RH, Bardana EJ; Brooks,1977; Pauli G,1980; Butter J 1981; Bornehag CG,2005).

Механизм развития и особенности клинического течения бронхиальной астмы, вызванной парами ПВХ, до сих пор не совсем ясны. Экспериментальные данные на животных свидетельствуют о способностях моно-и дифталатов вызывать развитие воспаления дыхательных путей иммунного и неиммунного характера (Larsen ST, 2004; Frederiksen H, 2007).  Углубленных исследований в данной области не проводилось.

Известно, что развитие профессиональной астмы (ПА) и характер ее течения зависят не только от свойств и дозы чужеродного агента, но и от индивидуальной восприимчивости организма к его воздействию, то есть генетической предрасположенности к заболеванию (Ожиганова В.Н. и соавт.,1984; Кузьмина Л.П. и соавт., 2001; Vandenplas O, J-L Malo, 2003).

Система глютатионтрансферазы (GST) является защитной антиоксидантной системой, которая препятствует образованию и накоплению в организме активных форм кислорода, приводящих к развитию патологического процесса. При анализе биомаркеров индивидуальной восприимчивости к воздействию производственных факторов заслуживают особого внимания гены детоксикации системы GST (Л.П.Кузьмина и соавт., 2003, 2007; Огородова Л.М. и соавт., 2004; Tujague J,Bastaki M et al. 2006; Holgate ST, Davies DE, 2007).

Оценкой индивидуального риска развития профессионального легочного заболевания и степени выраженности воспалительных процессов при контакте с парами ПВХ может служить также  исследование 1Цантитрипсина (ААТ) или ингибитора протеиназ (ИП) на молекулярно - генетическом уровне (Самильчук Е.И., 1997; Кузьмина Л.П., 2010).

Проведение клинико-функциональных, иммунологических и молекулярно-генетических  исследований позволит выявить особенности развития и течения БА у мясоупаковщиков. Определение биомаркеров предрасположенности к заболеванию, вызванному ПВХ-аэрозолями,  может быть использовано при оценке индивидуального риска развития БА и разработке профилактических мероприятий.

Цель исследования

Изучить клинические и молекулярно-генетические особенности формирования бронхиальной астмы в условиях производственного воздействия ПВХ - аэрозолей и обосновать диагностический алгоритм.

Задачи исследования

1. Провести анкетный скрининг и физикальное обследование работников мясокомбината с использованием специализированного опросника (SWORD) для выявления профессионального бронхолегочного заболевания.
2. Исследовать функцию внешнего дыхания (ФВД) в производственных условиях до начала и в конце рабочей смены с определением характера и степени обратимости выявленных нарушений. Дать сравнительную оценку полученным результатам в разных профессиональных группах.
3. Провести мониторинг PEF среди мясоупаковщиков в динамике экспозиции и элиминации ПВХ - аэрозолей. Выявить гиперреактивность и гиперчувствительность дыхательных путей к производственным факторам.
4. Выявить работников, больных БА, определить их иммунный статус с исследованием уровня сывороточного IgE и цитокинового профиля, изучить особенности клинического течения заболевания.
5. Определить роль наследственного дефицита -1- антитрипсина (ААТ) или ингибитора протеиназ (-1-ИП) и мутаций гена глютатион-S-трансферазы (GST) как факторов индивидуального риска развития БА и прогноза ее течения в условиях воздействия ПВХ - аэрозолей.
6. Разработать диагностический алгоритм астмы упаковщиков мясопродуктов, критерии профотбора и профпригодности  лиц, работающих в контакте с токсико-аллергенными аэрозолями для предупреждения развития заболевания и потери трудоспособности.

Научная новизна

Впервые в работе:

1. Проведены комплексные клинико-функциональные, иммунологические и молекулярно-генетические исследования работников мясокомбината, подвергающихся ингаляционному воздействию ПВХ - аэрозолей;
2. Изучены особенности формирования БА мясоупаковщиков, определены фенотипы заболевания и обоснована связь с условиями труда;
3. Дана оценка роли делеции генов GSTM1 и GSTT1 системы глютатион-S-трансферазы и гипосекреторных мутаций PiMZ гена 1 - ИП как факторов индивидуального риска развития БА под воздействием профессиональных аэрозолей;
4. Показана информативная значимость клинико-иммунологических и молекулярно-генетических методов исследования в изучении механизмов формирования аллерговоспалительного процесса и диагностике профессиональной астмы мясоупаковщиков;
5. Научно обоснованы критерии оценки состояния здоровья лиц для работы в условиях воздействия ПВХ-аэрозолей.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Упаковка мясопродуктов в поливинилхлоридную пленку, предварительно нагретую до температуры плавления, приводит к развитию профессиональной бронхиальной астмы, вызванной экспозицией аэрозолей, содержащих в своем составе фталаты и другие вещества токсико-аллергенного действия.
2. Профессиональная астма мясоупаковщиков имеет два основных фенотипа - иммунный и неиммунный, генез которых обусловлен  свойствами ПВХ-аэрозолей, степенью гиперчувствительности организма к ним и атопическим статусом.
3. Индивидуальными факторами риска развития астмы мясоупаковщиков являются: гипосекреторный вариант РiMZ гена -1-ААТ (ИП) и полиморфизм генов с протяженной делецией глютатион - S - трансферазы, что в комбинации с производственными поллютантами позволяет характеризовать заболевание как мультигенетическое.

Практическая значимость

Для практического здравоохранения разработан алгоритм диагностики профессиональной бронхиальной астмы мясоупаковщиков иммунного и неиммунного генеза, состоящий из информативных и доступных к выполнению методов обследования на любых этапах медицинского обслуживания; предложены критерии профотбора и оценки профпригодности лиц к работе в контакте с ПВХ-аэрозолями

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены на:

-19-м, 20-м и 21-м Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Москва, 2009, 2010 гг, Уфа, 2011 г.);

-Ежегодных Конгрессах Европейского Респираторного Общества (Барселона, 2010 г; Амстердам, 2011 г.);

-Постерной сессии молодых ученых ФГУ НИИ Пульмонологии ФМБА России (Москва, 2009, 2010 гг.) и ФГБУ "НИИ МТ" РАМН (Москва, 2010 г.)

-ХХ Конгрессе Человек и лекарство (Москва, 2012 г.)

- Заседаниях Ученого Совета ФГУ НИИ пульмонологии ФМБА России (Москва,  2010, 2011 гг, июль 2012г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из которых 3 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК МОН РФ.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 125 страницах машинописи. Состоит из введения, 4-х глав: обзора литературы, материала, методов и дизайна исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 14 рисунками и 13 таблицами. Библиографический указатель содержит 20 отечественных и 93  зарубежных источника. Диссертация изложена на русском языке.

2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании участвовали 113 работников мясокомбината разных профессий: упаковщики и укладчики мясной продукции (48 человек), формовщики, составители фарша и специй, обвальщики мяса,  рабочие холодильных установок (42 человека) и 23 работника административно-хозяйственной части.

Все работники были подразделены на 3 группы в зависимости от профессионально-производственной характеристики условий труда:

В первую группу (основная) было включено 48 упаковщиков мясопродуктов, имевших повседневный контакт с ПВХ - аэрозолями.

Вторую группу (сравнения) составили 42 работника мясокомбината других профессий, условия труда которых по санитарно-гигиенической характеристике отличались от основной группы.

В третью группу (контрольная) вошли 23 человека из состава административно-хозяйственной части мясокомбината, не имевшие контакта с неблагоприятными профессионально-производственными факторами.

Критерии включения в исследование:

1. Работники основных цехов и АХЧ мясокомбината, обоего пола, независимо от статуса курения;
2. Возраст от 20 до 60 лет;
3. Профессиональный стаж от 1 года до 35 лет;
4. Письменное согласие рабочих на проведение обследования.

Критерии исключения:

1. Возраст старше 60 лет;
2. Наличие ХОБЛ и других хронических воспалительных заболеваний легких;
3. Наличие онкологических заболеваний и болезней, сопровождающихся эндокринными и иммунными нарушениями;
4. Перенесенный туберкулез легких и другие  деструктивные процессов в легочной ткани;
5. Алкоголизм, наркомания, психические расстройства.

Возраст работников 1 и 2 групп (90 чел.) составил в среднем 40,13,6 года, профессиональный стаж работы - 11.71.9 года. Мужчин  в основной группе было 12 человек (25%), женщин - 36 (75%); в группе сравнения - 15 (35,6%) и 27 (64,4%) соответственно. Возраст лиц контрольной группы (23 чел.), пол и  стаж работы были сопоставимы с основной и сравниваемой группами. Среди мясоупаковщиков постоянно курили 22 чел. (45,8%), индекс курения (ИК) составил в среднем 184 пачка/лет. В группе сравнения курящих было - 21 чел. (50%), ИК = 198 пачка/лет; в контрольной группе курили 11 чел (47,8%), ИК = 178 пачка/лет.

Все работники находились на амбулаторном обследовании без отрыва от своей производственной деятельности. 

Дизайн исследования: обсервационное, когортное, проспективное исследование, состоящее из 4 этапов:

1 этап: Эпидемиологическое исследование (в условиях медико-санитарной части ЗАО Микояновский мясокомбинат)

В задачи входило: выявление лиц с респираторными симптомами, изучение их характера в сопоставлении  с условиями труда.

Методы исследования:

• анкетный скрининг;
• физикальное обследование работников основных цехов мясокомбината;
• анализ респираторных симптомов по балльной системе оценок;
• спирометрия;
• анализ данных санитарно-гигиенической характеристики рабочих мест, представленных региональным центром госсанэпиднадзора (ЦГСЭН).

Анализ респираторных симптомов осуществлялся по данным анкетного скрининга 113 работников мясокомбината по опроснику SWORD, содержащему 32 вопроса, направленных на выявление профессиональных легочных и аллергических заболеваний, а также по результатам физикального осмотра. Оценка степени выраженности респираторных  симптомов проводилась по 5-балльной шкале: 0 баллов - отсутствие симптомов; 1 балл - слабые симптомы; 2 балла - умеренные симптомы; 3 балла - выраженные симптомы; 4 балла - очень выраженные симптомы.

Определение причинно-следственных связей симптомов легочного заболевания с условиями труда проводилось на основе изучения санитарно-гигиенических условий труда, профанамнеза и профмаршрута работника.

Исследование функции внешнего дыхания (ФВД) проводилось  до начала работы и в конце рабочей смены с целью выявления неблагоприятного воздействия производственных факторов на респираторную систему. Были оценены следующие показатели спирометрии, выполненной с помощью вентилометра VM-1 (лClement Clarke International Ltd., Англия): объем форсированного выдоха за 1-ю сек (FEV1), форсированная жизненная емкость легких (FVC), модифицированный индекс Тиффно (FEV1/FVC), пиковая скорость на выдохе (PEF). Расчет данных проводился согласно приложенной инструкции.

       Знакомство с характером выполняемых работ мясоупаковщиков и анализ данных  санитарно-гигиенической характеристики рабочих мест, представленных ЦГСЭН, указывали на неблагоприятные условия труда  работников, а именно: присутствие в зоне дыхания токсических паров, содержащих моно- и дифталаты в комбинации с бензойной кислотой и дикарбонатами, образующихся в результате плавления ПВХ - пленки в процессе упаковки мясопродуктов. Наряду с этим, в воздухе рабочих мест зарегистрированы: частицы пыли растительного происхождения при использовании пищевых добавок, специй, пряностей; токсические сварочные аэрозоли, повышенное содержание аммиака от работы мощных холодильных установок, а также пыль органического происхождения  в результате  переработки костной муки.

2 этап (МСЧ ЗАО Микояновский мясокомбинат, НИИ пульмонологии).

Выявление гиперчувствительности и гиперреактивности дыхательных путей к производственным аэрозолям. Диагностика БА и определение ее фенотипов.

Методы исследования:

• спирометрия и спирография с применением тестов: бронходилатационного, бронхопровокационного и реэкспозиции токсических веществ;
• мониторинг PEF в разные периоды работы и выходные дни;
• анализ динамики респираторных симптомов  до начала и во время контакта с ПВХ - аэрозолями;
• определение НГРБ после максимальной экспозиции и продолжительной элиминации производственных аэрозолей;
• оценка иммунного статуса (определение сывороточного IgE, эозинофилии в периферической крови, цитокинового профиля)

Спирография с оценкой  кривой поток-объем проводилась на компьютерном  спироанализаторе (Pneumoscreen, фирмы л Jаeger, Германия).

       Оценка степени обратимости бронхиальной обструкции проводилась по результатам бронходилатационного ответа через 15-20 минут после ингаляции вентолина в дозе от 200 до 400 мкг. Тест считали положительным, если КБД был больше или равен 12%, а абсолютный прирост (АП) = 200 мл, что является маркером обратимости бронхиальной обструкции.

       НГРБ определяли путем ингаляции раствора метахолина (от 0,03 до 8 мкг/ мл)  в рабочий период и после продолжительного перерыва (отпуска). Бронхопровокационный тест считали положительным при КБК равном или больше 20%.  Гиперчувствительность дыхательных путей к производственным аэрозолям (Пикфлоуметр Пульмотест, ФГУП ПО Старт) оценивалась путем мониторирования пиковой скорости на выдохе (PEF) до начала рабочей смены, перед обеденным перерывом и в конце рабочего дня. Лицам, у которых были жалобы и физикальные изменения со стороны органов дыхания, дополнительно проводился 3-х - 4-х недельный мониторинг PEF в динамике экспозиции и элиминации ПВХ-аэрозолей. Тест оценивался как положительный при коэффициенте разброса показателей равном 15% и более.

Натурный эксперимент, или тест с реэкспозицией ПВХ-аэрозолей на рабочем месте  проводили лицам с клиническими признаками бронхиальной астмы, генез которой не был уточнен с помощью вышеперечисленных тестов. Работнику было предложено заниматься привычными операциями, а именно: упаковкой мясопродуктов, в процессе которой через определенные промежутки времени (каждые 45 минут до появления респираторных симптомов) измеряли PEF и сравнивали результаты с базовыми значениями. Разница показателей, равная 15% и более, свидетельствовала в пользу профессионального генеза первичной астмы или производственно обусловленного заболевания. 

Диагноз бронхиальной астмы и степень ее выраженности устанавливали на основании международных  критериев GINA, 2010. Определение фенотипов БА (иммунная или неиммунная) проводили с помощью иммунологического обследования при учете анамнеза и клиники заболевания.

Определение сывороточного IgE и подсчет количества эозинофилов в периферической крови производили по общепринятым методам  клинической практики.

Для определения уровней про- и противовоспалительных цитокинов (FNO-, IL-4, IL-6, IL-8) использовались наборы фирмы BIOSOURCE (США) для иммуноферментного анализа  с помощью метода парных сывороток -  двойного формата (лsandwich).

Наличие или отсутствие связи БА с профессией оценивали по результатам клинико-фукциональных и иммунологических тестов, руководствуясь методическими рекомендациями Европейского Респираторного Сообщества (Guidelines for management of work-related asthma, 2012).

3 этап (ФГУ НИИ пульмонологии, ФГБУ НИИ медицины труда РАМН): изучение генетических факторов риска развития БА и состояния  защитных функций организма.

Методы исследования:

• генотипирование -1 антитрипсина;
• генотипирование фермента детоксикации глютатионтрансферазы GSTM1 и GSTT1.

Определение генетического полиморфизма -1-ИП (ААТ) проводили методом, разработанным и запатентованным в ФГБУ НИИ медицины труда РАМН (Л.П.Кузьмина и соавторы). Анализ полиморфных локусов генов -1-ИП проводили методом  полимеразной цепной реакции на амплификаторе УТерцикФ фирмы УДНК-технологияФ (установка presice regulation, определяющая характеристику изменения температур) с использованием локусспецифических олигонуклеотидных праймеров, меченых флюорисцентными зондами. Идентификация продуктов ПЦР проводилась c помощью метода флюоресцентной детекции в модификации FLASH по конечной точке на детекторе флуоресценции Джин.

Анализ полиморфных систем генов GSTМ1 и GSTТ1 проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) на амплификаторе УТерцикФ фирмы УДНК-технологияФ (установка presice regulation, определяющая характеристику изменения температур) с использованием локусспецифических олигонуклеотидных праймеров (использованы реагенты производства ЦНИИ Эпидемиологии).

Идентификацию продуктов ПЦР-реакции проводили в 2% полиакриламидном геле с использованием стандартного буфера для электрофореза, содержащего бромистый эдитий с последующей визуализацией в проходящем УФ-свете. Гомозиготы или гетерозиготы по нормальному аллелю л+ определяли по наличию на электрофореграммах продукта амплификации размером 271 н.п. для GSTM и фрагмента 315 н.п. для GSTT. Отсутствие соответствующего фрагмента указывало на гомозиготность индивидуума по делеции гена (Л.П. Кузьмина, 2010).

4 этап (МСЧ Мясокомбината, НИИ пульмонологии): разработка алгоритма диагностики бронхиальной астмы, вызванной ПВХ Ц аэрозолями, и обоснование профилактических мероприятий.

В основу разработки алгоритма были положены использованные методы диагностики БА  и определения ее фенотипов с доказанной их информативностью в процессе исследования, а также методы определения связи заболевания с условиями труда. Обоснованием  профилактических мероприятий явились результаты динамического 3х-летнего наблюдения за больными БА и здоровыми мясоупаковщиками в процессе работы и  после отстранения от нее со сменой характера трудовых операций.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с определением средних значений полученных показателей (М) и стандартных отклонений (m и ). Все численные данные представлены как MeanSD. Достоверность различий количественных показателей между группами в случае непараметрического распределения определяли при помощи критерия Стьюдента и Mann-Whitney U-test. Корреляционную зависимость рассчитывали по методу Спирмена. Доверительный интервал >95% принимался как статистически значимый. Различия считались статистически достоверными при р<0,05.

При анализе сывороточных концентраций биомаркеров установлено их непараметрическое распределение, данные представлены как медиана, 25-75 процентиль.

Вся статистическая обработка результатов проведена при помощи пакета прикладных программ Statistica for Windows, Release 6.0 StatSoft, Inc.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Частота и характер респираторных симптомов у работников мясокомбината.

В результате анкетного скрининга у 52-х человек (46,0%) из 113 работников мясокомбината, включенных в обследование, были зарегистрированы жалобы со стороны органов дыхания. Среди них упаковщики составили 28.3%.

Сравнительная частота и характер основных респираторных жалоб в 3-х обследованных группах наглядно представлена на рисунке 1.

У работников других профессий респираторные симптомы встречались вдвое реже (13% против 26.2%), а в контрольной группе - лиц с респираторными симптомами было меньше с высокой статистической достоверностью р1-3<0,002).

Характер жалоб мясоупаковщиков отличался от респираторных симптомов других работников. Около 2/3 из них (66,7%) предъявляли жалобы на сухой раздражающий кашель до приступообразного в период экспозиции паров расплавленной ПВХ-пленки. Следующими по частоте были жалобы на першение и саднение в горле, осиплость голоса, ринорею, чихание, заложенность носа, жжение и покалывание в глазах, слезотечение. Появление затрудненного дыхания (преимущественно выдоха) во время работы отмечали 18 упаковщиков (37,5%). Приступы удушья, от однократных эпизодов  в течение смены до периодических - 2-3 раза - в течение недели, отмечали 15 чел. (31,2%). Около 1/3 упаковщиков беспокоили зудящие высыпания на открытых участках кожи рук (кистей и предплечий). У 11 работников (22,9%) из числа лиц, предъявлявших  жалобы, в анамнезе были указания на атопию.

Рисунок 1. Частота основных жалоб у лиц разных профессиональных групп (в % от числа обследованных).

Для выявления связи респираторных симптомов с условиями труда, мы распределили респондентов по профессиям, аллергоанамнезу и статусу курения. Появление и ухудшение респираторных симптомов на работе, в подавляющем большинстве случаев, отмечали мясоупаковщики, как видно на рисунке 2. Наряду с условиями труда, причиной появления респираторных симптомов были атопия и, в меньшей степени, курение.

В основной группе большинство лиц с жалобами и физикальными изменениями со стороны органов дыхания были  со стажем работы от 1 до 5 лет. Отмеченное нами сокращение числа работников с респираторными симптомами в стажевых группах 9-14 и 15-19 лет, по-видимому, обусловлено вынужденным уходом с работы лиц, заболевших БА. Среди работников других профессий респираторные симптомы отличались не только по характеру, но и по степени их тяжести,  выраженной в баллах. Так, в основной группе сумма баллов по жалобам и физикальным признакам заболевания органов дыхания составила в среднем  10,8 , а в группе сравнения - 6,1. Во 2-й группе  большинство лиц с респираторными симптомами были со стажем работы от 10 до 19лет (16.6%), что  характерно для формирования хронического бронхолегочного легочного заболевания в неблагоприятных условиях труда. В контрольной группе какой-либо связи выявленных респираторных симптомов с профессией не отмечено, а сумма баллов по жалобам и физикальным изменениям составила в среднем  3,3.

Рисунок 2. Число лиц, у которых отмечено ухудшение симптоматики со стороны дыхательных путей в процессе работы (в зависимости от наличия атопии и статуса курения, в %).

2. Состояние вентиляционной функции. Гиперчувствительность и гиперреактивность дыхательных путей к производственным аэрозолям.

До начала работы, средние данные базовых показателей спирометрии во всех 3-х группах существенно не отличались. Тем не менее, у 11 упаковщиков из 48 обследованных (22,9%) были выявлены обструктивные нарушения легкой и умеренной степени со снижением FEV1 (до 75-65%), FVC (до 75%). В конце смены обструкция дыхательных путей разной степени была зарегистрирована уже у 21 упаковщика (43,8%) и средние данные показателей вентиляции по основной группе оказались достоверно ниже таковых у других работников (табл. 1) со статистической достоверностью (р1-2<0,05; р1-3<0,001). Разница скоростных показателей вентиляционной функции (FEV1, FVC, PEF) среди мясоупаковщиков до и после экспозиции токсических аэрозолей также оказалась статистически достоверной (р<0,02). Это указывало на проявление ГЧ дыхательных путей, т.е. появление бронхиальной обструкции к ПВХ - аэрозолям.

Таблица 1. Показатели ФВД у работников мясокомбината  в динамике рабочей смены (средние данные по группам).

Показатели ФВД	1 группа (n=48)		2 группа (n=42)		3 группа (n=23)
	До работы	После работы	До работы	После работы	До работы	После работы
FVC	95.6	87.4*	99.7	97.8*	102.3	100.4**
FEV1	90.6	79.8*	98.0	91.7*	98.5	101.3**
FEV1/FVC	92.1	88.4	85.9	84.0	103.2	102.6
PEF	88.1	76.5**	81.6	80.2	94.8	91.6

*p1-2 <0.05; ** р1-3 < 0,001

С помощью бронходилатационного теста с вентолином (200 - 400 мкг) у 18 мясоупаковщиков была выявлена полная обратимость бронхиальной обструкции (КБД=15-27%) и у 3-х - частичная (КБД< 12%). Во 2-й группе бронходилатационный тест был у всех отрицательным (КБД 10%). Среди лиц контрольной группы реакций на вентолин не выявлено. Полученные результаты отражены на рисунке 3.

Рисунок 3. Бронходилатационный тест в сравниваемых группах (Mm).

Наличие НГРБ у 3-х мясоупаковщиков с симптомами БА было выявлено с помощью бронхоконстрикторного теста после экспозиции токсических аэрозолей (ингаляция метахолина в концентрациях  2 - 4 мг/мл). Падение FEV1 составляло от 24 до 37% от исходных значений. После продолжительного отпуска  у 2-х работников тест оказался отрицательным (КБК < 20).

Гиперчувствительность дыхательных путей к производственным аэрозолям в группе упаковщиков была подтверждена мониторингом PEF (рис. 4). В рабочие дни разброс PEF был значительно выше, чем в выходные дни, составив 28-32% против 7-12%. Разница показателей в период экспозиции и элиминации производственных аэрозолей оказалась статистически достоверной  с высокой степенью вероятности (p<0.001).

Рабочие дни Выходные Рабочие дни

Рисунок 4. Мониторинг пикфлоуметрии в динамике рабочих и выходных дней у обследованных  упаковщиков.

Наряду с функциональными пробами  у  работников основной группы была замечена отрицательная динамика клинической  симптоматики в конце трудовой недели, а именно: нарастание  признаков раздражения  верхних и нижних дыхательных путей, аллергических реакций в ответ на ингаляцию продуктов деградации оберточной пленки. По 5-балльной шкале респираторные симптомы в динамике рабочей недели (понедельник- пятница) у 30 мясоупаковщиков составляли в среднем 10,8 - 18,7 баллов соответственно. В группе сравнения разница  баллов оказалась не существенной - от 6,1  до 7,9 баллов. В контрольной группе динамики симптомов не отмечено.

4. Диагностика БА и определение ее фенотипов.

На основании проведенных исследований 18 мясоупаковщикам был установлен диагноз БА разной степени тяжести (согласно критериям GINA, 2010): у 7 чел. - интермиттирующая БА, у 8 чел. - легкая персистирующая,  у 3-х чел. - средней степени тяжести.

Клиника заболевания, наличие или отсутствие указаний на атопию в анамнезе, а также результаты иммунологического обследования позволили выявить два основных фенотипа БА мясоупаковщиков: астма иммунная - у 11 (22,9%) чел. и астма неиммунная -  7 (14,6%) чел. У больных иммунной астмой имел место так называемый латентный период сенсибилизации, охватывающий не менее 2-5 лет от начала контакта с ПВХ-аэрозолями, в процессе которого постепенно развивались характерные симптомы аллергии дыхательных путей и системные ГЧ реакции.  У лиц с неиммунной астмой признаки заболевания (преимущественно ирритативные реакции) были заметны уже в первый год работы, а  у 3-х человек - в течение 5-6 недель.

Определение эозинофилов в периферической крови (свыше 5) и среднего уровня сывороточного IgE у работников с иммунной астмой показало его значительное превышение условной нормы (130 МЕ / л), составив 581,721,9 МЕ/ л, что коррелировало  с полной обратимой обструкцией дыхательных путей (r = 0,86). У лиц с неиммунной астмой  эозинофилии не обнаружено и уровень IgE  в среднем  был равен 83,5 7,3 МЕ/л. Корреляционной связи с показателями FEV1 не выявлено.

Анализ цитокинового статуса показал заметную разницу экспрессии провоспалительных интерлейкинов: IL-6, IL-8, TNF- у больных с разными фенотипами астмы в сторону их превышения при иммунной БА. Следует отметить, что в целом у мясоупаковщиков прослежена умеренная корреляционная связь уровня провоспалительных цитокинов с обструктивными нарушениями дыхательных путей, то есть cо степенью снижения FEV1, как это представлено в таблице 2 (R1=-0,32; R2=-0,27; R3=-0,29).

Таблица 2. Корреляционные связи уровня цитокинов с FEV1

Показатель	ФНО- Ц FEV1	IL-6 - FEV1	IL-8 - FEV1
Коэффициент корреляции Ц r	-0,32	-0,27	-0,29
t	-2,041	-2,30	-2,01
p	0,049	0,028	0,095

Мы расценили экспрессию провоспалительных цитокинов у мясоупаковщиков, и в первую очередь у больных БА, как следствие мобилизации адаптационных и защитных сил организма, направленной на нейтрализацию патогенов, в частности токсинов ПВХ.  Мы проследили также динамику уровней цитокинов у больных БА с разной степенью тяжести заболевания (табл. 3).

Таблица 3. Уровни цитокинов в зависимости от степени тяжести БА (M)

Степень тяжести	N	ФНО-	IL-4	IL-6	IL-8
Интермиттирующая	7	12525,5	998,855,7	103,232,2	14,98,6
егкая персистирующая	8	7.61,5	429,727,2	372,478,6	19,51,5
Средней степени персистирующая	3	69.912,5	23031,2	118,814,6	19,70,01

Следует отметить, что максимальный уровень противовоспалительного IL-4 зарегистрирован у больных легкой БА в первые  годы работы. Учитывая  механизм  его действия, активация IL-4, по-видимому, была направлена на подавление острой фазы воспалительного процесса и повреждение дыхательных путей. Повышение уровня IL-4 происходило параллельно максимальному выбросу провоспалительных цитокинов (ФНО-, IL-6, IL-8). Как известно, баланс про- и противовоспалительных цитокинов является важным моментом в регуляции механизмов защиты, препятствующих развитию патологического процесса, что в конечном итоге определяет характер течения и прогноз заболевания. При сравнении уровней провоспалительных цитокинов в основной и контрольной группах выявлена статистически достоверная разница в сторону их повышения у мясоупаковщиков. Кроме того, у лиц без клинических симптомов БА, но проявивших ГЧ дыхательных путей к производственным аэрозолям (12 чел.- 25%) уровень цитокинов оказался выше, чем у других работников и со статистической достоверностью превысил таковой в контрольной группе (р<0,002) , как это представлено на рисунке 5. 

Рисунок 5. Уровни цитокинов в основной и контрольной группах

Руководствуясь Европейскими Рекомендациями (Guidelines for the management of work-related asthma, 2012) по установлению связи БА с условиями труда, с учетом проведенных нами исследований и  клинико-гигиенических параллелей,  мы попытались  обосновать профессиональный генез БА мясоупаковщиков. Схематически это представлено следующим образом (рис.6).

Рисунок 6. Профессиональный генез  и фенотипы астмы мясоупаковщиков

У 11 мясоупаковщиков, согласно международным критериям, генез астмы был расценен как профессиональный. Обоснованием служило постепенное, в течение 2-5 и более лет развитие заболевания  на чистом легочном фоне  (отсутствие в анамнезе БА и других заболеваний органов дыхания до начала работы на мясокомбинате) с наличием латентного периода сенсибилизации.  У всех больных был выражен синдром экспозиции и элиминации производственных аэрозолей, подтвержденный динамическими исследованиями ФВД, пикфлоуметрией, а также положительными результатами натурного эксперимента - теста с реэкспозицией ПВХ на рабочем месте. У 7 работников астма была агравирована условиями труда, т.е. симптомы заболевания, имевшегося ранее, нарастали при контакте с ПВХ-парами, что повышало степень тяжести БА.

В основе неиммунной астмы были положены следующие критерии: отсутствие латентного периода сенсибилизации; превалирование симптомов раздражения верхних дыхательных путей и слизистой глаз над  аллергическими реакциями -  приступы удушья проявлялись исключительно при экспозиции ПВХ-паров, были кратковременными и прекращались сразу после работы. Статистически незначимой была разница  показателей FEV1 и PEF  до работы и в конце рабочей смены (неполное соответствие клиническим симптомам экспозиции и элиминации ПВХ); отрицательный метахолиновый тест в период контакта с профвредностями; неполная обратимость бронхиальной обструкции в ответ на ингаляцию бронходилятатора (КБД < 12%); отсутствие сопутствующих внелегочных аллергических реакций.

На основании результатов проведенных исследований и отбора наиболее информативных критериев нами был построен алгоритм диагностики астмы упаковщиков (рис. 7).

                                                               

Положит.          Положит.  Отриц.

  Положит.  Отриц. Отриц.                 

 

Рисунок 7. Алгоритм диагностики БА, связанной с экспозицией ПВХ-аэрозолей.

4. Показатели системы генов глютатион-S-трансферазы и -1 ингибитора протеиназ. Генетические факторы риска развития астмы мясоупаковщиков.

Генотипирование генов глютатион-S-трансферазы.

При анализе результатов распределения частоты гомозигот по нулевому аллелю гена GSTM1 и гена GSTT1 среди рабочих мясокомбината в сравнении с популяционным контролем (табл.4) выявлено достоверное повышение частоты встречаемости нулевого варианта (GSTM1 0/0 и GSTT1 0/0) среди упаковщиков мясной продукции (p0,05).

Индивидуальный анализ показал достоверное повышение числа лиц с отсутствием фермента GSTM1 и GSTT1 среди работников с респираторными симптомами (65% и 60% соответственно) в сравнении с лицами, не имевшими признаков заболевания дыхательной системы (17,8% и 31,6% соответственно), у которых наблюдалась нормальная активность фермента (рис.6)

Таблица 4. Распределение частот генотипов генов GSTM1 и GSTТ1 у упаковщиков мясной продукции.

Группы (n)	Генотипы				Генотипы
	GSTM1 +/+		GSTM1 0/0		GSTT1+/+		GSTT1 0/0
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
1-я группа (n=48)	28	58.3%	20	41.7%	38	79.2%	10	20.8%
2-я группа (n=42)	28	66.7%	14	33.3%	37	88%	5	12%
Популяционный контроль (n=297)	158	53.2%	139	46.8%	238	80%	60	20%

Генотип +/+ - норма; Генотип 0/0 - полиморфизм данного участка гена (отсутствие активности белка глютатиона)

а

б

Рисунок 6. Варианты генотипов GSTM1 (а) и GSTТ1 (б) у мясоупаковщиков с БА.

У всех 18 больных выявлена делеция генов GST, причем у 4-х человек с легкой персистирующей и средней степени тяжести БА имела место двойная делеция, то есть одновременно по генам GSTM1 и GSTТ1. Таким образом, мы отметили, что формирование астмы мясоупаковщиков происходило на фоне повышенной восприимчивости к воздействию токсических аэрозолей, обусловленной нарушением системы детоксикации. Этот факт дает возможность прогнозировать развитие БА и у других мясоупаковщиков (8,3%) с респираторными симптомами и наличием мутаций генов глютатион-S-трансферазы.

Генотипирование 1 Ц ИП (ААТ)

При генотипировании 1 - ИП выявлены гипосекреторные мутации (PiMZ) у 5,3% из числа обследованных. Среди них упаковщики с БА составили 3,8%, что указывало на предрасполагающую роль врожденного дефицита 1 - ИП в основе развития легочного заболевания (рис. 7).

Рис. 7. Генотипы БА у мясоупаковщиков

Сопоставление результатов генетического полиморфизма с клиническими проявлениями БА и данными исследования генов GST, показало, что наличие гетерозиготного дефицитного варианта PiMZ характеризуется формированием астмы прогрессирующего течения даже при небольшом стаже работы (2-7 лет) в условиях воздействия токсических аэрозолей. Проведенные нами клинико-иммунологические исследования, а также генотипирование генов глютатионтрансферазы (GSTM1, GSTT1) и 1-ИП (ААТ) позволили убедиться в том, что БА упаковщиков мясной продукции представляет собой мультигенетическое заболевание, в развитии которого принимают участие как производственные факторы - токсические продукты пиролизиса ПВХ, так и унаследованные гены антиоксидантной и протеазно-ингибиторной системы в тесном взаимодействии с иммунокомпетентной системой, как  это представлено на рисунке 8.

       

Рис.8 Мультигенез БА мясоупаковщиков.

4. Основные принципы профилактики астмы мясоупаковщиков.

Самым эффективным методом профилактики развития профессиональной астмы и ее прогрессирования является, прежде всего,  отстранение заболевшего  работника и лиц, имеющих индивидуальные факторы риска, от  контакта с этиологическим агентом.

Основную роль в профилактике  БА должен выполнять предварительный медицинский осмотр, который ставит своей целью профотбор лиц для работы в должности упаковщика-укладчика мясопродуктов.

       Согласно результатам настоящего исследования нами обоснованы  противопоказания к допуску на работу с ПВХ Ц аэрозолями:

• Наличие атопии в анамнезе;
• Аллергические заболевания любой локализации (поллиноз, контактный дерматит, крапивница, экзема и т.д.);
• Хронические заболевания верхних и нижних дыхательных путей, а именно: синуситы, ларингофарингиты, трахеиты, бронхиты, бронхиальная астма, ХОБЛ, бронхоэктатическая болезнь;
• Туберкулез легких в анамнезе;
• Частые ОРВИ, в т.ч. острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей;
• Врожденные аномалии верхних дыхательных путей, бронхов и легких с нарушением вентиляционной функции;
• Перенесенные операции на органах грудной клетки, лучевая терапия по поводу онкологических заболеваний;

Бессимптомные нарушения ФВД 2 степени, выявленные при профосмотре, в том числе:

• Положительный тест с бронхолитиком - прирост FEV1 на 12% и более от базового значения;

• Положительный тест с реэкспозицией аэрозолей на рабочем месте (снижение FEV1 на 20% и более от исходного).

Критерии определения профпригодности лиц к работе в контакте с ПВХ-аэрозолями

Клинические симптомы	Пригоден	Условно пригоден (нуждается в дополнительном обследовании)	Не годен
КАШЕЛЬ	Отсутствует или беспокоит только по утрам	Раздражающий до приступообразного во время работы	-
МОКРОТА	Отсутствует	Слизистая, отходит после кашля. Ежедневно, трудноотделяемая, стекловидная (при ОРВИ и гриппе носит гнойный характер)	-
ЗАТРУДНЕНИЕ ДЫХАНИЯ	Отсутствует	Редкие эпизоды с неустановленной причиной	Часто во время работы и после ее окончания
ПРИСТУПЫ УДУШЬЯ	Отсутствуют	В анамнезе или отдельные эпизоды не чаще раза в год	Постоянные на работе или в другие часы
ОДЫШКА	Отсутствует	Только при тяжелой физической нагрузке	При выполнении трудовых операций, ходьбе
ФИЗИКАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ	Отсутствуют	Изменения перкуторного звука и характера дыхания, единичные хрипы, жесткий оттенок дыхания или ослабленное	Наличие свистящих и жужжащих по всем легочным полям
ФВД	Норма	Нарушения легкой и умеренно степени	Нарушения значительной степени или снижение FEV1 ниже 70% от нормы
НАТУРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ (РЕЭКСПОЗИЦИЯ ПВХ-АЭРОЗОЛЕЙ) НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ	Снижение FEV1 отсутствует	Снижение FEV1 на 10-15%	Снижение на 20% и более

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Выявление у работников мясокомбината гипосекреторных мутаций PiMZ 1- ингибитора протеиназ и делеции гена глютатион-S-трансферазы (GSTM1 и GSTT1) является фактором риска развития легочного заболевания.
2. Разработан диагностический алгоритм астмы упаковщиков с разным фенотипом, предложены критерии определения связи заболевания с условиями труда, принципы профотбора и оценка профпригодности лиц к работе в контакте с токсическими веществами, предложен комплекс профилактических мероприятий, позволяющих ограничить степень воздействия токсических аэрозолей на работников и предотвратить развитие БА.

ВЫВОДЫ

1. Среди обследованных работников мясокомбината (113 чел.), выявлены лица (46,0%) с жалобами, аллергическими реакциями и физикальными изменениями со стороны органов дыхания. Боле 2/3 из них составили мясоупаковщики (26,8%).
2. У 43,8% (из 48) мясоупаковщиков регистрировались ирритативные и аллергические реакции дыхательных путей и кожных покровов, сопровождающиеся в 26,2% случаев обструктивными обратимыми нарушениями ФВД со статистически достоверным снижением FEV1 и FVC в конце рабочего дня от базовых значений (р<0,01).
3. Гиперчувствительные реакции к ПВХ-аэрозолям встречались преимущественно у лиц с атопией  и зарегистрированы в период максимальной экспозиции токсических паров с обратной динамикой в период их элиминации.
4. Бронхиальная астма мясоупаковщиков (лmeat wrapperТs asthma) разной степени тяжести зарегистрирована у 18 из 48 обследованных (37,5%) с определением профессионального генеза у 11 человек и астмы, аргавированной условиями труда (7 чел.) на основании проведения клинико-гигиенических параллелей, сопоставления симптомов заболевания с профанамнезом и профмаршрутом, динамики PEF в рабочий период и после продолжительного отпуска, а также результатов натурного эксперимента (реэкспозиция ПВХ-аэрозолей).
5. Особенности развития БА (наличие или отсутствие латентного периода), атопический статус, эозинофилия, уровень сывороточного IgE и цитокиновый профиль позволили выделить разные фенотипы заболевания: иммунный - 11 чел. и неиммунный - 7 чел.
6. Индивидуальными факторами риска развития БА мясоупаковщиков являются: обнаружение гипосекреторного варианта PiMZ гена 1-ИП (3,8%) и делеция генов глютатион-S-трансферазы GSTM1 и GSTT1 (65% и 60% соответственно) у лиц с респираторными симптомами и аллергическими реакциями.
7. Профессиональная астма мясоупаковщиков является мультигенетическим заболеванием, в патогенезе которого принимают участие производственные факторы в тесном взаимодействии с  унаследованными генами антиоксидантной системы (гены GST), протеазно-ингибиторной (гены 1-ААТ) и иммунокомпетентной системами.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. О.С. Васильева, Е.С. Кравченко, Ю.С. Лебедин, Е.А. Кулемина. Условия труда и развитие бронхолегочной патологии у работников мясокомбината. // Пульмонология (4) 2008 - c.36-40.
2. О.С. Васильева, Е.А. Кулемина, Е.Е. Гущина, Н.Ю.Кравченко, Р.Х.Ахметов. Скрининговая диагностика бронхообструктивного синдрома на рабочем месте // Сборник трудов 19 Нац. Конгресса по болезням органов дыхания, Москва-2009 с.214.
3. O. Vasilyeva, E. Kulemina, E. Gushina, T. Pashkova. Cytokines and alpha-1proteinase inhibitor (A1 PI) levels in meat wrappers' asthma // Eur. Resp. J. vol.36. suppl.54 (2010) p. 1460.
4. O. Vasilyeva, E. Kulemina, M. Kolyaskina. Genetic risk factors for meat wrapperТs asthma // Eur. Resp. J. vol.38. suppl.55 (2011) p. 4189.
5. О.С. Васильева, Е.А. Кулемина. Бронхиальная астма упаковщиков мясных продуктов (лmeat wrapperТs asthma): особенности развития и клинического течения // Дыхание (1) 2011 - c.45-48.
6. О.С. Васильева, Л.П. Кузьмина, Е.А. Кулемина, М.М. Коляскина. Генетические и иммунные факторы риска развития бронхиальной астмы при контакте с парами поливинилхлорида // Сборник трудов 21 Нац. Конгресса по болезням органов дыхания, Уфа-2011, с.230.
7. О.С. Васильева, Е.А. Кулемина. Бронхиальная астма, вызванная ингаляцией токсико-аллергенных аэрозолей поливинилхлорида // Пульмонология (1) 2012 - c.112-116.
8. О.С. Васильева, Л.П. Кузьмина, Е.А. Кулемина, М.М. Коляскина. Клинические и молекулярно - генетические аспекты формирования профессиональной бронхиальной астмы мясоупаковщиков // Пульмонология (3) 2012 - c.39-45.

Автор выражает глубокую благодарность Кузьминой Людмиле Павловне, доктору биологических наук, профессору, заведующей клиническим отделом ФГБУ "НИИ медицины труда" РАМН за оказанную помощь в проведении молекулярно-генетических исследований.

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по медицине