D IA GN OSZTIKAI PROBLÉMÁ K
A kromoszómaanalízis és a bleomycin-teszt hazai alkalmazhatóságának vizsgálata a fej–nyaki laphámrák prevenciójában 1
2
2
3
Székely Gábor , Remenár Éva dr. , Kásler Miklós dr. , Bodrog Andrea dr. és Gundy Sarolta dr. Országos Onkológiai Intézet, Budapest, Onkocitogenetikai Osztály (osztályvezető: Gundy Sarolta dr.) 2 Fej–Nyak Sebészeti Osztály (osztályvezető: Pólus Károly dr.) 3 Szent László Kórház, Budapest, III. Belgyógyászati Osztály (osztályvezető: Telegdy László dr.)
1
1
Magyarország kedvezõtlen rákhalálozási mutatói miatt a hazai prevenció egyik legfontosabb igénye a rákkockázat különbözõ biomarkereinek kutatása. A szerzõk tisztázni kívánták, hogy az itthoni elõnytelen környezeti és életviteli körülmények között a már rutinszerûen használt konvencionális kromoszómaanalízis mellett az USA-ban bevezetett bleomycin-teszt alkalmazható-e a fej–nyaki laphámrákos betegek egyéni mutagénérzékenységének és rákhajlamának monitorozására. Az eljárás a perifériás vér lymphocyták in vitro bleomycin-kezelése következtében kialakuló kromatidtörések egy sejtre esõ átlaga alapján (b/c) tükrözi a genetikai fogékonyság mértékét. Minthogy a daganatok kialakulását a környezeti mutagének befolyásolják, a módszert alkalmazó kutatócsoportoktól eltérõen a 111 fej–nyaki laphámrákos beteggel szemben nemcsak 230 egészséges kontrollt (106 nemdohányzó és 124 dohányzó) illesztettek, hanem a rákos betegekkel teljesen azonos életvitelû, 44 erõsen dohányzó és alkoholizáló, nem tumoros májbeteget is vizsgáltak. A konvencionális kromoszómaanalízis alapján a fej–nyak daganatos betegekben volt a legtöbb az aberrációt hordozó sejt (3,34%), míg az alkoholista májbetegek (2,73%) és az egészséges dohányzók (2,88%) értékei nem tértek el. Tehát a spontán kromoszóma-törékenységben megnyilvánuló genetikai instabilitást leginkább a tumoros állapot tükrözte. A bleomycin-teszttel mért mutagénérzékenység viszont mind a fej–nyak tumoros (1,16 b/c), mind az alkoholista májbetegek csoportjában (1,34 b/c) szignifikánsan magasabb volt, mint a kontrollban (1,0 b/c). A bleomycin-teszt tehát nemcsak a rákbetegségnek, hanem az azonos etiológiájú alkoholos májbetegségnek is biomarkere. A b/c értékeknek a kontrollal való nagyfokú átfedése miatt a módszer egyéni rákkockázat becslésére viszont nem alkalmas. Ezt támasztja alá az is, hogy a magyar kontrollcsoportok 63–67%-a mutagénérzékeny az amerikai 23%-kal szemben. Tehát ez a módszer – hazai körülmények között – a kontrollokkal szemben nem szelektív biomarker, vélhetõen a komplexebb expozíciós háttér miatt. A rákhajlam becslésére a konvencionális kromoszómaanalízis eredményei több információt nyújtanak.
Validity of chromosomal analysis and bleomycin sensitivity assay in the prevention of head and neck cancer in Hungary. Because of unfavourable cancer mortality statistics of Hungary, the search of different biomarkers is one of the most important demands of the national primary cancer prevention programme. The aim of this study was to clarify the usefulness of bleomycin sensitivity assay elaborated in the USA, and to find whether it serves under our environmental conditions as a biomarker of individual sensitivity and risk for head and neck cancer, beside chromosomal aberration analysis. The test reflecting mutagen sensitivity is based on the mean values of chromatid breaks induced by bleomycin in vitro in a single lymphocyte (break/cell = b/c). Since cancer formation is influenced by environmental mutagens, in contrast to others, their 111 head and neck cancer patients were matched not only with 230 healthy controls (106 nonsmokers and 124 smokers), but also with 44 strong alcoholic and smoking patients with liver diseases whose lifestyle did not differ from that of the cancer patients. According to the results of conventional chromosome analysis, the aberrant cell frequency was the highest in the cancer patients (3.34%), while in the alcoholics (2.73%) and healthy smokers (2.88%) the values were similar. Thus, the genetic instability occurring in the form of elevated rate of spontaneous chromosomal aberrations was mostly expressed in head and neck cancer patients. Mutagen sensitivity measured by the b/c values of bleomycin assay was significantly higher in both the cancer (1.16 b/c) and the alcoholic patients (1.34 b/c) compared with the controls (1.0 b/c). The bleomycin sensitivity assay, therefore, seems to be the biomarker not only of cancer, but also the disease of the same etiology such as alcohol-related liver disease. However the method is not suitable for the assessment of individual cancer risk because of the high variability of b/c values in each group, and their considerable overlapping with the controls. It can also be supported with extremly high mutagen sensitivity of Hungarian controls (63 and 67%), which is three-fold of US values (23%). The bleomycin sensitivity assay is not a selective biomarker if comparing to the controls, probably due to the action of more complex exposures under Hungarian environmental conditions. When estimating cancer risk, the results of conventional chromosome analysis offer more information than bleomycin sensitivity assay.
Kulcsszavak: prevenció, kromoszómaaberrációk, bleomycin-teszt, fej–nyaki laphámrák, alkohol
Key words: primary prevention, head and neck cancer, alcohol, chromosomal aberrations, bleomycin sensitivity assay
Orvosi Hetilap 2001, 142 (12), 611–616.
611
A Nemzetközi Rákügynökség adatai szerint (3) a középés kelet-európai régióban, de különösen hazánkban az utóbbi 5–10 évben drámaian emelkedett a dohányzásra és alkoholizálásra visszavezethető fej–nyaki laphámrákokból eredő daganathalálozás. Az előrejelzések szerint ez a kedvezőtlen tendencia várhatóan tovább romlik és a magyarországi fej–nyak eredetű rák mortalitása 2004-ben az 1994-esnek a duplájára nő. Hazánkban a KSH adatai szerint (20), az egy főre jutó alkoholfogyasztás abszolút alkoholban kifejezett mennyisége az 1960-ban mért 6,1 l/főről a 80–90-es években 11 l/fő fölé emelkedett, a dohányfogyasztás pedig 1,8 kg/főről 2 évtizedes növekedési periódus után, bár kissé csökkent, de még mindig 1,6 kg/fő. E kóroki tényezők mutagén és karcinogén hatását, amely leginkább talán a fej–nyaki laphámrákok kialakulásában jelenik meg, számos irodalmi adat támasztja alá (1, 7). Tény azonban, hogy az ilyen életvitelű embereknek nem mindegyikében alakul ki daganat. A külső környezeti expozíciók ugyanis lényeges, de nem kizárólagos okai a karcinogenezisnek. A karcinogének hatásának fokozódását és/vagy a rák kialakulását veleszületett tényezők, a genetikailag meghatározott egyéni fogékonyság is módosítja (22, 33). Bármilyen súlyú is legyen a környezeti és/vagy genetikai komponensek szerepe, a rákmegelőzés egyik alapvető feladata a prediktív tesztek kidolgozása, amelyek a rákhajlam fokozódását jó időben jelzik. Az erre szolgáló biomarkerek közül a legelterjedtebb a testi sejtek kromoszóma-sérüléseinek vizsgálata. A módszer a perifériás vér lymphocyták kromoszómáiban a DNS mutabilitására utaló aberrációk értékelésén alapul, és a géntoxikus anyagokkal kapcsolatba kerülő személyek szűrését teszi lehetővé (4, 9, 23, 24, 35, 36). Az eljárás biológiai alapja a kromoszómák és a DNS töréspontjainak egybeesése az onkogének vagy szuppresszor-gének lokalizációjával, ami a tumorgenezis egyik kiindulópontja lehet (39, 40). Minél több a sérült kromoszóma, annál nagyobb a rák kialakulásának valószínűsége (2, 13). A kromoszómaaberrációk vizsgálata egyéni szinten azonban csak jól behatárolt körülmények között alkalmas a rákkockázat becslésére (4, 13). Hsu és mtsai az USA-ban egy olyan módszert dolgoztak ki, amellyel kiszűrhetők a genetikai konstitúciójukból eredően rákbetegségre hajlamos egyének (15). A vizsgálandó személy lymphocytáiban a sejtciklus G2-fázisa végén a bleomycinnel in vitro kezelt sejtekben szinte kizárólag kromatidtípusú törések keletkeznek. A kromatidtörés/sejt (break/cell = b/c) átlagértékek alapján a vizsgált személyek hiperérzékeny (b/c > 1,00), intermedier érzékeny (b/c = 0,81–1,00) és rezisztens (b/c < 0,81) fenotípusú kategóriákba sorolhatók (16–18). A fej–nyaki daganatos páciensek közel háromnegyedét (73%), míg az egészségeseknek csak egynegyedét (23%) találták hiper- vagy intermedier érzékenynek, amit nyugat-európai munkacsoportok is megerősítettek (6, 18). A környezettel közvetlen kapcsolatban álló szervek daganatai esetében (például tüdőrák, vastagbélrák) a rákbetegek és kontrollok megoszlásában az előbbihez hasonló érzékenységi arányokat mutattak ki, miközben a hiperszenzitivitást a kor, a nem, a dohányzási vagy alkoholizálási szokások nem befolyásolták (6, 18, 25, 32, 33). Magyarország rákhalálozási világelsősége (21) és a fejnyaki laphámrákos (FNyLR) betegek számának drámai növekedése késztetett bennünket arra, hogy megelőzési stratégiánk egyik lehetőségeként először vizsgáljuk a bleomycin612
teszt alkalmazhatóságát hazai betegcsoportokon, a konvencionális kromoszómaanalízis mellett. A FNyLR betegek genetikai érzékenységének tanulmányozásakor nemcsak daganatmentes egészséges kontrollokat, hanem azok dohányzási szokásait is figyelembe vettük. A dohányzás és alkoholizálás fenotípusra gyakorolt együttes hatását – ugyanúgy, mint FNyLR esetében – pedig alkoholista, de nem daganatos májbetegek (ALC) viszonylatában teszteltük. Amennyiben a bleomycin-teszt a rákhajlam becslésére valóban alkalmas biomarker (18), akkor a fej–nyaki laphámrákos betegek között a hiperérzékeny fenotípusúaknak nagyobb arányban kell előfordulniuk, mint a két kontrollcsoportban.
Anyag és módszer 1. A vizsgált betegcsoportok Az Országos Onkológiai Intézet Fej–Nyak Sebészeti Osztályának beteganyagából 1996–2000 között kezelésben még nem részesült 111 beteget választottunk ki, akik szövettani vizsgálata ajak-, nyelv-, garat- és gégelaphámrákot állapított meg. Anamnézisükben legalább 5 év óta naponta több mint 10 szál cigarettát szívtak és több mint 3 IU alkoholt fogyasztottak (1 IU = 15 ml abszolút alkohol). A dohányzási és alkoholizálási szokásokra vonatkozóan azért nem végeztünk finomabb bontást, mert korábbi tapasztalataink szerint ezek a betegek az anamnézis felvételekor a valóságosnál kedvezőbb képet kívánnak magukról kialakítani, ezért kisebb mennyiségű élvezeticikk-fogyasztását vallják be (14). Átlagéletkoruk: 52,5 ± 9,1 év volt. A 44 alkoholista májbeteget részben a Szent László Kórház Hepatológiai Belgyógyászati Osztályának (vezető: Telegdy László dr.), részben az ORFI Gasztroenterológiai Osztályának (vezető: Nemesánszky Elemér dr.) betegei közül választottuk ki, akiknek diagnózisa az anamnézis, a klinikai adatok és a laboratóriumi leletek alapján alkoholos zsírmáj és cirrózis volt. Dohányzási és alkoholizálási szokásaik FNyLR-rel megegyeztek, átlagéletkoruk: 51,9 ± 9,7 év. A 230 egészséges kontrollszemély között 106 nem dohányzott (átlagéletkor: 49,6 ± 10,3 év), 124 pedig dohányzott (átlagéletkor: 50,3 ± 8,9 év), de egyáltalán nem ittak. A dohányzók esetében a kritériumok a betegekével megegyeztek. Valamennyi csoportban a speciális környezeti és foglalkozási expozíció, valamint a családokban előforduló rákhalmozódás kizáró okként szerepelt.
2. A sejtek tenyésztése, feltárása, a kromoszómák értékelése a) Konvencionális kromoszómaanalízis A vérminták tenyésztése és a kromoszómák értékelése a már korábban említett módon, a WHO előírások alapján első osztódásban lévő sejteken, kódolással történt (12). A kódok felnyitása csak az értékelést követően történt meg. Az aneuploid sejtek 46 ± 1 kromoszómát tartalmaztak, az egyéb kategóriában pedig a nagyon ritkán előforduló kromatid-kicserélődéseket és kromoszómatípusú transzlokációkat rögzítettük. b) Bleomycin-teszt A konvencionális módszerrel megegyezően, de a 2. osztódási ciklus bekövetkeztéig, 72 óráig tenyésztettük a lymphocytákat. Ennek lejárta előtt 5 órával 30 µg/ml végkoncentrációban bleomycinnel kezeltük a sejtkultúrákat, amit kolcemides blokkolás és a szokásos sejtfeltárás, illetve festés követett. A kódolt lemezeken mindkét módszerrel 100–100 metafázist számoltunk. Az aberrációk azonosítása néhány kétséges esetben 4 értékelő azonos véleményével történt. A kromatidtípusú aberrációk értékelésénél, amennyiben egy gap hosszúsága kisebb volt mint a kromoszóma-kar átmérője, akkor kromatid-gapként, amennyiben nagyobb, úgy kromatidtípusú törésként számoltuk (5). A ritkán előforduló kromatid-kicserélődéseket (exchange), mivel két törés következtében alakulnak ki, értelemszerűen 2 törésként értékeltük. Ha a sejtben nagymértékű roncsolódás következett be (pulverizáció), az egy sejtben előforduló törések számát 12 tö-
1. táblázat: A spontán kromoszómaaberrációk gyakorisága egészéges kontrollokban, fej-nyaki daganatos és alkoholista májbetegekben
Vizsgált csoportok (n)
Vizsgált sejtszám
Nem dohányzó kontrollok (106) Dohányzó kontrollok (124) Fej-nyaki daganatos betegek (111) Alkoholista májbetegek (44)
Kromoszómaaberrációk (%) átlag ± SE aneuploid sejt
kromatidtörés
10600
2,31 ± 0,21
1,56 ± 0,18
0,39 ± 0,07
12400
1,98 ± 0,13
2,45 ± 0,21* 0,46 ± 0,07
11100
3,05 ± 0,20* 2,50 ± 0,21* 0,77 ± 0,13* 0,36 ± 0,11* 0,30 ± 00,7* 3,34 ± 0,24* 3,96 ± 0,34*
4400
2,41 ± 0,24
2,05 ± 0,26
kromoszóma- dicentrikus+ fragment ring
egyéb
aberráns sejt
összes aberráció
0,12 ± 0,04
0,11 ± 0,04
2,35 ± 0,19
2,47 ± 0,21
0,16 ± 0,04
0,14 ± 0,04
2,88 ± 0,21* 3,20 ± 0,25*
0,82 ± 0,28* 0,09 ± 0,06
0,16 ± 0,05
2,73 ± 0,31
3,11 ± 0,42
* Szignifikancia: p<0,04 a nem dohányzó kontrollokhoz viszonyítva
résben maximalizáltuk (18). A mutagénnel szembeni hiperérzékenység küszöbét a Hsu által is használt 1 törés/sejt értéknél vontuk meg (18).
3. Statisztikai módszerek Konvencionális kromoszómaanalízisnél az eredmények összehasonlításához Wilcoxon- és χ2-tesztet használtunk (10, 24). A bleomycin-teszt b/c átlagértékeit Student-féle t-próbával, illetve Mann–Whitney U-teszttel, az életkor mutagénérzékenységre irányuló hatását pedig regressziós analízissel vizsgáltuk (6).
Eredmények a) Konvencionális kromoszómaanalízis A konvencionális kromoszómaanalízis eredményei alapján, ha az aberrációk fajtáit vesszük figyelembe (1. táblázat), a fej–nyak tumoros betegeknél észlelhető az aneuploid sejt (p < 0,03) és a dicentrikus+ring aberráció legmagasabb gyakorisága (p < 0,01). A kromoszómafragmentek pedig mind a tumoros, mind az alkoholos májbetegekben szignifikánsan gyakrabban fordulnak elő, mint az egészséges kontrollokban (p < 0,01). A spontán kromatidtörések a nem dohányzók csoportjában a legalacsonyabbak (p < 0,04). Az összes vizsgált csoporthoz képest szintén a tumoros betegekben található a spontán aberráns sejtek (egy vagy több aberrációt tartalmazó sejt) legmagasabb gyakorisága (p < 0,04). Az alkoholisták és az egészséges dohányzók genetikai sérülést hordozó sejtjeinek aránya nem tért el, a nem dohányzók és a dohányzók között viszont szignifikáns különbség volt (p = 0,01). A dohányzás és az alkoholizálás hatása mellett leginkább maga a tumoros állapot tükrözte a kromoszómák spontán törékenységében megnyilvánuló genetikai instabilitást. b) Bleomycin-érzékenység A vizsgált személyek individuális bleomycin-érzékenységét az egyes csoportokon belül nagyfokú egyéni variabilitás jellemzi (2. táblázat). A b/c értékek a betegcsoportokban sokkal szélesebb értékhatárok között találhatók és a felső határértékek is 0,9–1,1 b/c-vel magasabbak, mint az egészséges kontrollokban. A különböző beteg- és egészséges csoportok b/c átlagértékeit szintén a 2. táblázatban foglaltuk össze, amely alapján megállapítható, hogy a
bleomycin-teszt csoportszinten valóban alkalmas a daganatos betegek egészséges kontrollokkal szembeni nagyobb genetikai érzékenységének kimutatására (p < 0,01). Mindemellett a klinikailag nem daganatos, de a rákosokkal azonos életvitelű alkoholos májbetegeknél szintén magas b/c értéket észleltünk, ami a FNyLR átlagát ugyan meghaladta, de attól szignifikánsan nem tért el (p = 0,06). Az egészséges nem dohányzók és dohányzók értékei között nem volt szignifikáns különbség (p = 0,70) és a kor sem játszott szerepet a genetikai érzékenység megnyilvánulásában (p > 0,20). (Táblázatosan nem tüntettük fel az adatokat.) A b/c értékek tehát mindkét betegcsoportban magasabbak, mint a kontrollban, akár fej–nyaki daganat, akár nem daganatos májbetegség volt a diagnózis. A Hsu-szerinti (18) érzékenységi besorolás alapján (3. táblázat), ha csak a hiperszenzitív csoportokba tartozók százalékos arányát vesszük tekintetbe (b/c > 1,00), a tumoros és alkoholista páciensek szignifikánsan nagyobb számban jelennek meg, mint a kontrollokban (p < 0,01). Ha azonban a mutagénérzékenység szélesebb sávján belül (b/c > 0,8), az intermedier érzékenyekkel együttesen vizsgáljuk a páciensek besorolhatóságát, úgy arányuk a két betegcsoportban 77,5% és 72,7%, míg a kontrollokban 63,2% és 66,9%. A daganatos betegek ez alkalommal is szignifikánsan különböznek a kontrolloktól (p < 0,02), ellenben az alkoholisták már nem (p > 0,20). 2. táblázat: Bleomycin-teszttel mért mutagén érzékenység az egészségi állapot tükrében
Vizsgált csoportok (n)
Bleomycinnel indukált kromatidaberrációk törés/sejt (b/c) individuális csoportátlag értékek b/c ± SD (min.-max.)
Nem dohányzó kontrollok (106) 0,29-2,46 Dohányzó kontrollok (124) 0,27-2,20 Fej-nyaki daganatos betegek (111) 0,42-3,35 Alkoholista májbetegek (44) 0,23-3,31
1,00 ± 0,39 1,02 ± 0,40 1,16 ± 0,47* 1,34 ± 0,71*
*Szignifikancia: p<0,02 a nem dohányzó és dohányzó kontrollokhoz viszonyítva
613
3. táblázat: A spontán kromoszómaaberrációk és a mutagénérzékenységi kategóriák közötti összefüggés egészséges kontrollokban, valamint fej-nyaki daganatos és alkoholista májbetegekben
Vizsgált csoportok (n)
Nem dohányzó kontrollok (106) Dohányzó kontrollok (124) Fej-nyaki daganatos betegek (111) Alkoholos májbetegek (44)
Rezisztensek (<0,81 b/c)
Intermedier érzékenyek (0,81-1,00 b/c)
vizsgált személyek n %
spontán aberráns sejt n
%
n
%
n
%
n
%
n
%
39 41 25 12
98 108 58 19
2,51 2,63 2,32 1,58
22 26 15 4
20,8 21,0 13,5 9,1
49 78 35 4
2,23 3,00 2,33 1,00
45 57 71 28
42,5 46,0 64,0 63,6
102 171 270 97
2,27 3,00 3,80 3,46
36,8 33,1 22,5 27,3
c) A bleomycin-érzékenység és a spontán aberrációk közötti kapcsolat Ha egy adott csoporton belül keresünk összefüggést a genetikai érzékenység foka és a spontán aberráns sejt gyakorisága között (3. táblázat), úgy csak a fej–nyak tumoros és alkoholista májbetegek hiperszenzitív kategóriáját kíséri a kromoszómaaberrációk növekedése (p < 0,01). Mind a rezisztens, mind az érzékeny kontrollok tekintetében az aberráns sejtek gyakorisága azonos (p > 0,28). Amikor a csoportokat egymáshoz viszonyítjuk, a hiperérzékeny FNyLR betegekben találjuk a legtöbb aberráns sejtet (p < 0,04). Tehát az aberráns sejtek gyakorisága és a genetikai hiperszenzitivitás közötti korreláció a fej–nyak daganatos betegekben a legkifejezettebb.
Megbeszélés Minthogy a fej–nyaki laphámrák kialakulásában az alkohol és a dohányzás együttes kóroki tényezők, a csoportok kiválasztásakor szükségesnek láttuk, hogy az egészséges, nem dohányzó és dohányzó kontrollok mellé egy, a daganatosokkal azonos etiológiájú, de daganatos tünetet nem mutató kontrollt is állítsunk. A májbeteg alkoholisták, bár ugyanúgy alkoholizáltak és dohányoztak, mint a FNyLRbetegek, ám a klinikai tapasztalatok és az epidemiológiai felmérések alapján különböznek tőlük. A daganat kialakulásához egyéb hajlamosító tényezőnek is jelen kell lennie FNyLR-ben, amit előzetes reményeink szerint a bleomycin-teszttel kívántunk kiszűrni. A KSH 1998-as adatai szerint (19), az alkoholos májbetegségnek mintegy hétszer, az ajak- és szájüregi daganatoknak pedig kétszer több ember esik áldozatul, mint a májdaganatban meghaltak száma. Vagyis, alkoholos májbetegségben sokkal többen halnak meg anélkül, hogy fej–nyaki laphámrák alakulna ki náluk. Amikor a májbeteg alkoholista csoportot kiválasztottuk, a lehetséges expozíciók kóroki szerepének kívántunk szélesebb értelmezést nyújtani. Megközelítési szemléletünk azért különbözik más bleomycin-tesztet alkalmazó szerzőkétől (6, 16–18, 32, 33, 38), mert ők figyelmen kívül hagyták, hogy azonos genotoxikus expozíciók következtében nemcsak az egészséges vagy a daganatos állapot, hanem más környezeti etiológiájú betegség is kialakulhat az emberekben. Az erősen dohányzó és italozó FNyLR betegekben több spontán kromoszómaaberráció fordult elő, mint a velük azonos életmódot folytató ALC májbetegekben, ami a 614
vizsgált személyek
spontán aberráns sejt
Hiperérzékenyek (>1,00 b/c) vizsgált személyek
spontán aberráns sejt
daganatosok valóban nagyobb mértékű genetikai instabilitására utal. A kromoszómák törékenységében és számbeli eltéréseiben megjelenő genetikai instabilitás tehát valóban kockázati tényező a tumorgenezisben (2, 13), ami FNyLR-ben igen világosan látható. Ez a jelenség, mint köztudott, a csökkent reparációs készségnek, így a magasabb rákkockázatnak is velejárója (6, 13, 15, 32). A kromoszómaaberrációk további elemzésekor a dohányzás genotoxikus és klasztogén hatására is fény derült valamennyi dohányzó csoportban, hiszen ALC májbetegek és az egészséges dohányzók aberráns sejtjeinek aránya, bár egymástól nem tért el, de magasabb volt, mint a nem dohányzó kontrolloké, viszont alacsonyabb, mint a daganatosoké. Tehát a fej–nyaki laphámrákosok spontán kromoszóma-törékenységében szerepet játszó mechanizmusok minőségileg és mennyiségileg is eltérnek a többi csoportétól és ebben az alkoholnak valószínűleg nincs szerepe. Érdekes, hogy több epidemiológiai felmérésben (4, 27, 28), de saját korábbi munkáinkban is az egészséges dohányzók és nem dohányzók, vagy a mérsékelten italozók és absztinensek citogenetikai mutatói között, nem volt kimutatható különbség, sőt a kontrollok kromoszómaaberrációi 1–2 évtizeddel ezelőtt jóval alacsonyabbak voltak mint a mostani, hasonló összetételű kontrollcsoportjainkban (8, 9, 11). Hasonló eltérések más hazai munkacsoportnál is megfigyelhetők. Tompa, ill. Major és mtsai (24, 37) eredményei között az egészséges kontrollcsoportok vizsgálati értékeiben 5–10-szeres különbségek is kimutathatók. Ennek oka egyelőre nem ismert, de a külső expozíciók mértékének, vagy a többtényezős lokális expozíciók additív hatásának emelkedése nem zárható ki. Hsu és követői szerint a bleomycinnel indukált magas b/c érték az egyéni genetikai érzékenység és a rákhajlam biomarkere (18, 32, 33, 38). Ha a bleomycin-teszt valóban egyéni érzékenységet és rákhajlamot fejez ki, akkor azonos etiológiai faktorok hatása mellett jelentős különbségnek kellett volna lennie a már fej–nyak rákos, illetve a daganatmentes ALC májbeteg személyek érzékenysége között. Csoportszinten való igaz, hogy a FNyLR betegek b/c átlaggal mért genetikai érzékenysége nagyobb, mint a kontrollszemélyeké, azonban hasonló, ha nem magasabb érzékenységről tanúskodik az alkoholizáló májbetegek csoportja is. Minthogy a mienkhez hasonló azonos etiológiájú kontrollt mindezidáig nem vizsgáltak, így nem is állapíthatták meg, hogy azonos expozíciós körülmények, de más diagnózisok mellett a genetikai érzékenységek különböznek-e? Tehát a bleomycin-teszt a mi vizsgálataink szerint,
nem annyira a daganatokkal szembeni fogékonyságot, mint inkább a genotoxikus hatással szembeni érzékenységet fejezi ki. Ez pedig kevesebb információt tartalmaz, mint a spontán kromoszómatörékenység alapján megállapított genetikai instabilitás. Ezt tartjuk munkánk legfőbb megállapításának. A hazai beteganyag bleomycin-teszttel mért egyéni érzékenységének, illetve kockázatának megítélésében még különösebb képet kaptunk. A beteg- és kontrollcsoportokban sokkal szélesebb értékhatárok között mozogtak az egyéni értékek, mint azt más kutatócsoportok kimutatták. A kontrolloknál Michalska (25) az egyéni b/c értékek elemzésekor 0,21–1,48, Hsu pedig 0,08–2,00 közötti értékeket talált. Az amerikai fej–nyaki laphámrákosoknak csak 3,9%-ában volt b/c > 1,81, nálunk több mint kétszeresüknél. A nagyfokú variabilitás miatt hazai körülmények között még a nagy esetszám ellenére sem értékelhető az egyéni kockázat, ugyanis a b/c értékek igen széles értékhatárokon belül mutatnak átfedést mind a kontrollokkal, mind pedig az alkoholista májbetegekkel. Ha az egyéni érzékenységi küszöböt Wu (38) számításai szerint állapítjuk meg, akkor a magyar kontrollra jellemző harmadik kvartilis értéke, vagyis az érzékenység választóvonala 1,25 b/c lesz, ez esetben viszont a teszt elveszíti gyakorlati értelmét. Magunk bármilyen érzékenységi küszöböt, tehát bármilyen matematikai közelítést használunk, kiemelkedően nagy a hiper- és intermedier érzékenyek aránya, ami az amerikai és nyugat-európai adatokhoz képest csaknem 3-szor magasabb értékeket mutat (18). Ugyanakkor a hiper- és intermedier szenzitív fej–nyaki daganatos betegek 77,5%-os aránya a külföldi 72,8%-kal megegyezik (18). Tehát a különbség nem a daganatos betegek arányában, hanem a hazai populáció nagyfokú genetikai érzékenységében és fogékonyságában van. A jelenség oka egyelőre tisztázatlan, de úgy tűnik, hogy egybevág a daganat-halálozási statisztika trendjével. Metodikai hibával nem számolhatunk, mert teljes egészében a Hsu-féle módszert követtük. Ha a gapeket kromatidtörésként vagy fordítva értékelnénk, az érzékenyek és nem érzékenyek aránya konzekvensen alakulna valamennyi vizsgált csoportban. Más oldalról feltételezhető, hogy a magyarok extrém magas érzékenységének hátterében populációgenetikai sajátságok állnak. Számos olyan hazai citogenetikai és molekuláris genetikai adat is napvilágot látott, amelyek alapján valószínűsíthető, hogy egyes sporadikus vagy örökletes daganatok esetében a magyar népességcsoportok genetikai fogékonysága különbözhet más országokétól (10, 12, 29, 34). Ezt támasztja alá, hogy a kémiai karcinogének metabolikus aktivációjában közreműködő CYPA1 gén C alléljét hordozó és a karcinogének detoxikálásában szerepet játszó GSTM1 génre null-genotípusú emberekben nagyobb gyakorisággal fordulnak elő a szájüregi laphámrákok, mint a kontrollpopulációban. Náluk kisebb mennyiségű cigaretta fogyasztása mellett is nagyobb valószínűséggel alakul ki a daganat (30, 31, 33). A bleomycin-teszt önálló biomarkerként való alkalmazhatóságára egy cseh munkacsoport is más konklúzióra jutott: míg az amerikai munkacsoportok egyes dominánsan öröklődő rákszindrómákban és környezeti eredetű sporadikus daganatos betegeknél hiperszenzitivitást, ők normál bleomycin-érzékenységet találtak (26). Nem kizárt, hogy a reparációt és a detoxifikálást végző enzimrendszerek polimorfizmusa és a merőben eltérő környezeti viszonyok jelentősen módosítják a citogenetikai módszerekkel kimutatott mutagénérzékenységet.
Fentiek alapján tehát, hazai betegcsoportokban a bleomycin-tesztet csak nagyon óvatosan használhatjuk a környezeti etiológiájú fej–nyaki daganatok biomarkereként. Minthogy a nem daganatos májbetegekben és az egészséges kontrollokban egyaránt feltűnően magas a mutagénérzékenyek aránya, a teszt egyéni rákhajlam kockázatának becslésére FNyLR esetében nem alkalmas. Az adatok értelmezésénél nagyobb súlyt kell fektetnünk a konvencionális kromoszómaanalízis eredményeire és vélhetően a karcinogének aktiválásában és a detoxikálásban szerepet játszó enzimek polimorfizmusára, amelyek vizsgálata jelenleg folyamatban van.
Köszönetnyilvánítás: A szerzők hálás köszönetüket fejezik ki Vass Nagyezsdának és Kiss Krisztinának a kromoszómák preparálása és értékelése során végzett lelkiismeretes munkájukért. A kutatás az OTKA 024125 sz. és az ETT 044/1996. sz. témájának támogatásával készült. IRODALOM: 1. Blot, W. J., McLaughin, J. K., Winn, D. M. és mtsai: Smoking and drinking in relation to oral and pharyngeal cancer. Cancer Res., 1988, 48, 3282–3287. – 2. Bonassi, S., Hagmar, L., Strömberg, U. és mtsai: Chromosomal aberrations in lymphocytes predict human cancer independently of exposure to carcinogens. Cancer Res., 2000, 60, 1619–1625. – 3. Bray, I., Brennan, P., Boffetta, P.: Projections of alcohol- and tobacco-related cancer mortality in central Europe. Int. J. Cancer, 2000, 87, 122–128. – 4. Carrano, A. V., Natarajan, A. T.: Considerations for population monitoring using cytogenetic techniques. Mutat. Res., 1988, 204, 379–406. – 5. Chatham Bars Inn Workshop Conference: Karyological monitoring of normal cell populations. Int. Ass. Biol. Stand., 1971. – 6. Cloos, J., Spitz, M. R., Schantz, S. P. és mtsai: Genetic susceptibility to head and neck squamous cell carcinoma. J. Natl. Cancer Inst., 1996, 88, 530–535. – 7. Doll, R., Peto, R.: The causes of cancer: quantitative estimates of avoidable risk of cancer in the United States today. J. Natl. Cancer Inst., 1981, 66, 1191–1308.– 8. Gundy, S., Varga, P. L.: Chromosomal aberrations in healthy persons. Mutat. Res., 1983, 120, 187–191. – 9. Gundy, S.: Cytogenetical studies on a large population and on persons occupationally exposed to radiation and/or to chemicals. Ann. Inst. Super. Sanita, 1989, 25, 549–556. – 10. Gundy, S., Baki, M., Bodrogi, I. és mtsa: Persistence of chromosomal aberrations in blood lymphocytes of testicular cancer patients II. The effect of chemo- and/or radiotherapy. Oncol., 1992, 49, 376–380. – 11. Gundy, S., Susánszky, E., Major, J. és mtsa: Cytogenetic monitoring. In Chemical Safety. Szerk.: Richardson, M., VCH, Weinheim, 1994, 227–298. old. – 12. Gundy, S., Katz, N., Füzy, M. és mtsa: Cytogenetic study of radiation burden in thyroid disease patients treated with external irradiation or radioiodine. Mutat. Res., 1996, 360, 107–113. – 13. Hagmar, L., Bonassi, S., Strömberg, U. és mtsai: Chromosomal aberrations in lymphocytes predict human cancer: a report from the European Study Group on Cytogenetic Biomarkers and Health (ESCH). Cancer Res., 1998, 58, 4117–4121. – 14. Harris, D., Brunt, P.: Prognosis of alcoholic liver disease- 100 years on and the need for international standards and guidelines. Alcohol., 1995, 30, 591–600. – 15. Hsu, T. C.: Genetic instability in the human population: a working hypothesis. Hereditas, 1983, 98, 1–9. – 16. Hsu, T. C., Cherry, L., Samaan, N. A.: Differential mutagens susceptibility in cultured lymphocytes of normal individuals and cancer patients. Cancer Gen. Cytogenet., 1985, 17, 307–313. – 17. Hsu, T. C.: Genetic predisposition to cancer with special reference to mutagen sensitivity. In vitro Cell. Dev. Biol., 1987, 23, 591–603. – 18. Hsu, T. C., Johnston, D. A., Cherry, L. M. és mtsai: Sensitivity to genotoxic effects of bleomycin in humans: possible relationship to environmental carcinogenesis. Int. J. Cancer, 1989, 43, 403–409. – 19. Központi Statisztikai Hivatal: Demográfiai Évkönyv. KSH, Budapest, 1999. – 20. Központi Statisztikai Hivatal: Élelmiszermérlegek 1970–1998. KSH, Budapest, 2000. – 21. Landis, S. H., Murray, T., Bolden, S. és mtsa: Cancer statistics 1998. CA Cancer J. Clin., 1998, 48, 6–28. – 22. Li, F. P., Montesano, R.: Interactions of cancer susceptibility genes and environmental carcinogens. Cancer Res., 1994, 54, 4243–4247. – 23. Major, J., Jakab, M. G., Tompa, A.: Multiple end-point genotoxicology monitoring of Hungarian historical and industrial control subjects. Centr. Eur. J. Occup. Environ. Med., 1997, 3, 87–101. – 24. Major, J., Jakab, M. G., Tompa, A.: Genotoxical monitoring of 175 subjects living in the green belts, inner town or near chemical industrial estates in Greater Budapest agglomeration, Hungary. Mutat. Res., 1998, 412, 9–16. – 25. Michalska, J., Motykiewicz, G., Kalinowska, E. és mtsa: Bleomycin sensitivity test in the exposed and reference human populations. Mutat. Res., 1998, 418, 43–48. – 26. Musilová, J., Michalová, K., Folberová, L. és mtsai: Chromosome sensitivity to bleomycin in patients with dominantly inherited and sporadic tumors. Neoplasma, 1993, 40, 93–96. – 27. Nordic Study Group on the Risk of Chromosome Damage: A Nordic database on somatic chromosome damage in humans. Mutat. Res., 1990,
615
241, 325–337. – 28. Obe, G., Heller, W. D., Vogt, H. J.: Mutagenic activity in cigarette smoke. In Mutations in man. Szerk.: Obe, G. Springer, Berlin, 1984, 223–246. old. – 29. Oláh E.: Örökletes daganatos megbetegedések. Orv. Hetil., 1999, 140, 451–466. – 30. Olshan, A. F., Weissler, M. C., Watson, M. A. és mtsa: GSTM1, GSTT1, GSTP1, CYPA1, and NAT1 polymorphisms, tobacco use, and the risk of head and neck cancer. Cancer Epidemiol. Biomark. Prev., 2000, 9, 185–191. – 31. Sato, M., Sato, T., Izumo, T. és mtsa: Genetic polymorphism of drug-metabolizing enzymes and susceptibility to oral cancer. Carcinogen., 1999, 20, 1927–1931. – 32. Spitz, M. R., Hsu, T. C.: Mutagen sensitivity as a marker of cancer risk. Cancer Det. Prev., 1994, 18, 299–303. – 33. Spitz, M. R., Wu, X., Jiang, H. és mtsa: Mutagen sensitivity as a marker of cancer susceptibility. J. Cell. Biochem., 1996, 25S, 80–84. – 34. Tompa, A., Sápi, É.: Detection of 6-thioguanine resistance in human peripherial blood lymphocytes (PBL) of industrial workers and lung cancer patients. Mutat. Res., 1989, 210, 345–351. – 35. Tompa A., Farkas
I.: Új „morbus hungaricus”? A munkahelyi környezet szerepe a daganatos betegségek kialakulásában. Magyar Tudomány, 1992, 1310–1324. old. – 36. Tompa, A., Major, J., Jakab, M. G.: Monitoring of benzene-exposed workers for genotoxic effects of benzene: Improved-working-condition-related decrease in the frequencies of chromosomal aberrations in peripherial blood lymphocytes. Mutat. Res., 1994, 304, 159–165. – 37. Tompa, A., Major, J., Jakab, M. G.: Is breast cancer cluster influenced by environmental and occupational factors among hospital nurses in Hungary. Pathol. Oncol. Res., 1999, 5, 117–121. – 38. Wu, X., Gu, J., Hong, W. K. és mtsai: Benzo(a)pyrene diol epoxide and bleomycin sensitivity and susceptibility to cancer of upper aerodigestive tract. J. Natl. Cancer Inst., 1998, 90, 1393–1399. – 39. Yunis, J. J.: The chromosomal basis of human neoplasia. Sci., 1983, 221, 227–236. – 40. Yunis, J. J.: Constitutive fragile sites and cancer. Sci., 1984, 226, 1199–1204. (Gundy Sarolta dr., Budapest, Ráth Gy. u. 7–9. 1122)
Kórházak, egészségügyi intézmények, tudományos társaságok
szakmai programjait, valamint egészségüggyel, orvostudománnyal kapcsolatos pályázatok, ösztöndíjak felhívásait 15 sor terjedelmig térítésmentesen közöljük az Orvosi Hetilap előfizetői részére. A pályázati hirdetmények ugyancsak térítésmentesek, 10 sor terjedelemig.
616
