DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI MAJOR JENŐ CITOGENETIKAI BIOMARKEREK ALKALMAZÁSA A FOGLALKOZÁSI EREDETŰ DAGANATOK KOCKÁZATÁNAK BECSLÉSÉBEN (CYTOGENETIC BIOMARKERS APPLIED FOR OCCUPATIONAL CANCER RISK ASSESSMENT) BUDAPEST 2000
BEVEZETÉS A környezeti expozíciók fokozhatják a testi sejtekben spontán kialakuló mutációk gyakoriságát. Tapasztalati tény, hogy a mutációk gyakorisága a különböző célsejtekben növeli a daganatok kialakulásának esélyeit. A daganatok kialakulása többlépcsős (iniciáció, promóció, progresszió) és időben sokszor évtizedekre elhúzódó folyamat, ami megteremti a beavatkozás lehetőségét. Különösen a promóció fázisa alkalmas arra, hogy beavatkozzunk, és az általunk kimutatott mutáns sejtek tumorrá alakulását megakadályozzuk. Ezért van különös jelentősége annak, hogy a környezeti, munkahelyi és életmódból adódó géntoxikológiai változásokat már az iniciáció fázisában kimutassuk. Ezen módszerek segítségével objektív eszközöket teremtünk a kockázati csoportok és a prevenció célcsoportjainak meghatározására. A mutagén daganatkeltő expozíciók géntoxikus hatásainak a megfelelő módszerekkel végzett, minél korábbi kimutatása abban a korai időszakban, amikor a rosszindulatú megbetegedés még nem manifesztálódott, illetve a daganat kockázat (rizikó) becslése az elsődleges megelőzés (primer prevenció) egyik alapeleme. Vizsgálatainkat a Fodor József Országos Közegészségügyi Központ, Országos Kémiai Biztonsági Intézetében a hazai, foglalkozásuk során daganatkeltő vegyület(ek)kel exponált csoportok (daganat) kockázatbecslésében felhasználható biomarkerek alkalmazására összpontosítottuk. A kapott adatok alapján a beavatkozás célja az expozíció minimalizálása volt, hogy ilyen módon lehetségessé váljon a károsodott sejtek eliminálása. Különös figyelmet fordítottunk azokra a citogenetikai biomarkerekre, amelyek a perifériás vér limfocitákban (PBL), még jóval a klinikai tünetek megjelenése előtt jelzik a mutációk megjelenését, illetve rögzülését. Az expozíció(k) hatásának biomarkereiként a szerkezeti és számbeli kromoszóma aberrációk (CA) és sister-chromatid exchange-k (SCE), korai centroméra szétválások (PCD), korai kromoszóma kondenzációk (PCC) és szatellita asszociációk (SA) gyakoriságának, illetve a sejtproliferáció (PRI) és a mitótikus késés (MD) mértékének meghatározását alkalmaztuk. A monitor alkalmazása során végzett számos vizsgálat közül a jelen disszertációban a krónikus foglalkozási monoexpozíció (benzol) hatásának, két vegyület (akrilnitril, ACN és dimetilformamid, DMF) additív, illetve munkahelyi kémiai (etilénoxid, ETO) és környezeti fizikai ( 222 Rn) genotoxikus ágensek szinergista hatásának elemzését mutatjuk be. Vizsgáltuk a legfontosabb biológiai (nem, genetikai háttér, kor) és életmódbeli (dohányzás, lakóhely) módosító tényezők hatását, és elemezzük a történeti és ipari kontroll csoportokat is. Elsőként mi alkalmaztuk a PCD, PCC és SA gyakoriságokat, mint új citogenetikai biomarkereket a kockázatbecslés céljára. Erre a célra a rutin kromoszóma készítményeket használtuk, és az elemzést a CA gyakoriságok meghatározásával párhuzamosan, ugyanabból a metafázisból végeztük. A Semmelweis Egyetem, I. Pathológiai és Kísérleti Rákkutató Intézetében elsőként végeztünk összehasonlító kísérleteket Down kóros betegek PBL, ill. fibroblaszt tenyészetein, melyek célja a genetikai prediszpozíció és az egyéni érzékenység modellezése volt. A kísérletek során a kétféle sejtben a kémiai mutagénnel indukált SCE gyakoriságokat és a mitótikus késést hasonlítottuk össze, illetve vetettük egybe az egészséges sejtek értékeivel. 2
CÉLKITŰZÉSEK 1. Strukturális és számbeli kromoszóma aberrációk (CA) és sister-chromatid exchange-k (SCE) gyakoriságának követéses vizsgálata hazai kontroll személyek és foglalkozásuk során daganatkeltőkkel exponált donorok csoportjaiból nyert perifériás vér limfocitákban (PBL): 1.1. Krónikus benzol expozíció dózistól és időtartamtól függő genotoxikus hatásának citogenetikai vizsgálata, 1.2. Akrilnitril és dimetilformamid párhuzamos expozíciójának additív genotoxikus hatására kialakuló változások citogenetikai vizsgálata, 1.3. Ionizáló sugárzás ( 222 Rn) és alkiláló vegyület (etilénoxid) hosszú időtartamú, kis dózisú expozíciója együttes genotoxikus hatásának citogenetikai vizsgálata. 2. Új citogenetikai végpontok alkalmazásának lehetősége a (hazai) kontroll és exponált populációk genotoxikológiai monitorozásában és (daganat) rizikóbecslésében: 2.1. Expozíció-indukált korai centroméra szétválás (PCD) gyakorisága, 2.2. Expozíció-indukált korai kromoszóma kondenzáció (PCC) gyakorisága, 2.3. Expozíció-indukált szatellit asszociáció (SA) gyakorisága. 3. A genetikai prediszpozíció és az egyéni érzékenység jelentőségének citogenetikai vizsgálata a genotoxikológiai monitorozásban és a rizikóbecslésben: 3.1. Alkiláló vegyület (metilkolantrén) által indukált SCE gyakoriságok, 3.2. és mitótikus késés (MD) vizsgálata egészséges és Down kóros donorok PBL és bőr fibroblaszt tenyészeteiben. 4. Módosító (confounding) tényezők foglalkozási genotoxikus expozíciókra gyakorolt hatásának citogenetikai vizsgálata hazai populációkban: 4.1. Életmódbeli (dohányzás és alkoholfogyasztás) illetve biológiai (nem, kor és genetikai háttér) módosító tényezők hatásának vizsgálata kontroll és foglalkozásuk körében exponált populációkban. 4.2. A lakókörnyezet citogenetikai végpontokra gyakorolt hatásának vizsgálata különböző kontroll csoportokban. 5. Az OKK Országos Kémiai Biztonsági Intézetében rutinszerűen alkalmazott genotoxikológiai monitor citogenetikai végpontjainak kritikai elemzése. 3
A GENOTOXIKOLÓGIAI VIZSGÁLATOK INDIKÁCIÓI 1. A benzol-exponált olajipari dolgozók kilenc éves követéses vizsgálatának indikációja, mindenek előtt, a benzol emberben igazolt daganatkeltő hatása volt (IARC, 1. kategória). A benzol legfontosabb bioaktív metabolitjai leukemogén hatásúak, ezért ebben a csoportban vérképzőszervi daganatok megjelenése volt várható. A 9 éves vizsgálati periódusban a monitoron követett személyek között egyetlen daganatos (non-hodgkin lymfóma) esetet regisztráltunk (a beteg az óta újból munkaképes). A vizsgálatok kezdetekor (1990-ben) a munkahelyen az átlagos benzol csúcskoncentráció 68,7 mg/m 3 volt (a hazai MK érték 0,5 mg/m 3 ). A csoportban a követéses vizsgálatok tovább folynak. 2. Az ACN és DMF együttes hatásának vizsgálatát egyrészt a munkahelyen bevezetett új technológia, másrészt a korábban is ugyanezen daganatkeltő anyagokkal dolgozó munkások között előfordult, az expozícióra visszavezethető többes megbetegedések indokolták. Mindkét vegyület genotoxikus hatású, az ACN, az IARC 2A (emberben valószínűleg daganatkeltő), a DMF, az IARC 2B (emberben feltehetőleg daganatkeltő) csoportba tartozik. A 20 hónapig tartó vizsgálatok kezdetekor az átlagos ACN, illetve DMF csúcskoncentrációk 17,6 mg/m 3, ill. 23,0 mg/m 3 voltak (a hazai MK értékek 0,5 mg/m 3, ill. 10 mg/m 3 ). 3. Az ETO-exponált kórházi nővérek ismételt vizsgálatát egy, az egri megyei kórház koraszülött osztályán kialakult szokatlan, cluster-szerű daganathalmozódás indokolta. A vizsgált osztályon az elmúlt 12 évben dolgozók között 14 daganatos megbetegedés, 8 emlőrák (eddig 4 haláleset, minimum és maximum életkor 45 és 51 év) és 8 egyéb malignus tumor, um. ovarium, uterus, tüdő, colon és agytumorok, ill. malignus melanoma (eddig 3 halálesettel, minimum és maximum életkor 49 és 54 év) fordult elő. A donorok több mint 12 éven át dolgoztak különböző mértékű ETO (5-150 mg/m 3 ) expozícióban. Az ETO, az IARC 1. kategóriába sorolt, emberben daganatkeltő hatású vegyület. A megválaszolandó kérdés az volt, hogy mennyiben lehetséges ok-okozati összefüggés az ETO expozíció és a kialakult emlőrákok között. Egy esetleges ok-okozati összefüggésnek nagy jelentősége van, tekintettel a korábban nagy létszámú, ETO-exponált egészségügyi dolgozóra. A genotoxikológiai monitor vizsgálatainak elvégeztetése a vonatkozó jogszabályok értelmében a következő esetekben indokolt: i.) valószínűsíthető akut genotoxikus expozíció radioaktív és/vagy vegyi balesetekben, vagy krónikus környezeti és/vagy foglalkozási expozíciókban; ii.) a genotoxikus expozíció valószínűsíthetően kóroki tényezője a vizsgált betegségnek; iii.) a késői toxikus következmények valószínűsíthető fokozódásával, vagy csökkenésével járó változások az expozícióban; és iv.) terápia indukált másodlagos daganatok várható kialakulásakor. A jelen disszertációban bemutatott csoportok indikációi az i.) iii.) pontoknak feleltek meg. 4
ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK 1. Donorok A követéses, illetve ismétléses genotoxikológiai monitor során 420 vizsgálatot végeztünk el, a donorok a kőolajiparban (49 benzol-exponált donor) és a poliakril textiliparban dolgoztak (58 akrilnitril és dimetilformamid-exponált donor), illetve 36 etilénoxid-exponált kórházi nővér, továbbá a fenti három exponált csoport különböző illesztett történeti és ipari kontrollja vett részt a vizsgálatokban. Összesen 400 donor (188 kontroll és 212 exponált) adatai szerepeltek a kockázatbecslésbe bevont, új végpontok (PCD, PCC és SA) alkalmazhatóságának vizsgálatában. A kapott eltéréseket, az önkontrollos összehasonlítás mellett, történeti és ipari kontroll csoportok vonatkozó adataival hasonlítottuk össze. A kontroll csoportokat további alcsoportokra bontva elemeztük biológiai státuszuknak, életmódjuknak, ill. a lakóhelyükön előforduló kisdózisú környezeti expozícióknak megfelelően. A kontroll vizsgálatokban összesen 188 foglalkozása során nem exponált donor vett részt. Ezek közül 101 fő volt un. történeti kontroll és 87 volt un. ipari kontroll. Valamennyi donor reproduktív életkorú volt, és a donorok fele dohányzott. A genetikai prediszpozíció vizsgálatában összesen 13 (6 egészséges és 7 Down kóros) gyermekkorú donor szerepelt, akikből a mintavételre orvosi vizsgálat során, és nem az itt bemutatott kísérletek miatt került sor. Valamennyi donor esetében, a rendszeres éves alkalmassági vizsgálat keretében, részletes anamnézis felvételére, fizikális és klinikai laboratóriumi vizsgálatra került sor, a donorokat a vizsgálatról részletesen tájékoztattuk, és azok önkéntes részvételüket aláírásukkal igazolták. A vérvételek minden esetben reggel, éhgyomorra, ülő testhelyzetben történtek a vena cubitusból. 2. A genotoxikus hatások vizsgálatára alkalmazott citogenetikai módszerek A foglalkozási expozíciók késői (genotoxikus) hatásainak citogenetikai vizsgálatára a perifériás vér limfocitákban kialakult szerkezeti és számbeli kromoszóma aberrációk (CA), illetve sister-chromatid exchangek (SCE) gyakoriságát használtuk. A limfocita tenyészetekből a metafázisokat a standard módszerrel preparáltuk. Röviden, 0,5-0,8 ml, alvadásában heparinnal gátolt teljes vért tenyésztettünk duplikátumban, 10 ml RPMI-1640 mediumban (Gibco), 20% fötális savóval (Flow, majd Sigma) és 0.5% Phytohaemagglutinin-P-vel (Difco) kiegészítve, antibiotikumok nélkül, 37 C-on, nedves, 7% CO 2 tartalmú légkörben, 50 h (CA), illetve 72 h hosszan (SCE). 1992. szeptemberétől, az első metafázisok jobb azonosítása végett, a CA tenyészeteknél is bevezettük az SCE-nél alkalmazott 5 µg/ml 5-bróm-2'-deoxiuridin (BrdU, Sigma) kezelést, a tenyésztés 22. órájától. A tenyészetek terminálására a 48. (CA), illetve a 70. órában (SCE) került sor, 2 órás, 0.4 µg/ml colchicin kezeléssel. A metafázisokat a standard módszerekkel preparáltuk és festettük. A CA, illetve SCE gyakoriságok meghatározásához donoronként minimum 100, illetve 50 metafázist (46±1 kromoszómával) értékeltünk dupla vak módszerrel. Az aberrációk tipizálását a nemzetközi standardoknak megfelelően végeztük. A csak gap-eket és/vagy csak aneuploidiát tartalmazó metafázisokat nem tekintettük aberránsnak. Azokat a metafázisokat, amelyekben a 5
kontroll eloszlás 95 percentiljénél magasabb SCE gyakoriságot találtunk, un. high frequency sejteknek (HFC) tekintettük. Az értékelést segítette a fejlesztés alatt álló, magyar, CNN Visual Mouse (MTA-SZTAKI) képelemző rendszer, melynek segítségével történik 1997 óta, a talált aberrációk képi dokumentálása is. 3. A korai centroméra szétválás (PCD), a korai kromoszóma kondenzáció (PCC) és a szatellta asszociáció (SA) vizsgálata Az új végpontok kontroll- és expozíció-indukált gyakoriságának vizsgálatát a CA gyakoriságok meghatározásával párhuzamosan, ugyanakkor, ugyanazon 100 metafázisból végeztük. Speciális festéseket nem alkalmaztunk. A PCD-t csak a testvér kromatidák egyértelmű elkülönülése esetén diagnosztizáltuk. PCC-nek a mitótikus fázisban levő sejtmag és egy másik, ettől eltérő fázisban levő sejtmag világos együttlétét tekintettük. SA-t csak a D és/vagy G osztályú kromoszómák egyértelmű asszociációja esetén írtunk le. A colchicine SA-induktor hatásánk vizsgálatához a limfocitákat 0, 2x10-7, 2x10-6 és 2x10-5 M colchicinnel kezeltük és a leírtak szerint értékeltük a CA és SA gyakoriságokat. 2x10-6 M colcemid kezelés volt a pozitív kontroll. Az alkiláló vegyületek in vitro PCD és PCC induktivitását 0, 2x10-7, 2x10-6 és 2x10-5 M melphalan (Sigma) kezeléssel vizsgáltuk a leírtak szerint. 4. A sejtciklus és a mitótikus késés tartamának mérése A sejtciklusok kinetikáját citogenetikai módszerekkel, az un. proliferációs ráta index (PRI) és a mitótikus késés index (MD 50 ) segítségével vizsgáltuk. Erre a célra SCE készítményeket (PRI), illetve limfocita és fibroblaszt primer kultúrákat alkalmaztunk (MD 50 ). A PRI értékét az alábbi egyenlőség alapján számítottuk: PRI = 1xM1% + 2xM2% + 3xM3% / 100, ahol M1%, M2% és M3% az első, második és harmadik ciklusban levő metafázisok gyakorisága. Az MD értékét a 2000 interfázisra eső limfocita, illetve fibroblaszt mitózisok arányából számítottuk a 0, 10-7, 10-6 és 10-5 M 3-metilkolantrén (Sigma) kezelést követő 0., 0,5., 1. és 2. órában, és ezután minden második órában, a 18. óráig. 5. A biológiai és életmódbeli módosító tényezők vizsgálata Megvizsgáltuk a legfontosabb biológiai és életmódbeli módosító tényezők, mint a kor, nem, fehérvérsejtszám, hematokrit szint, dohányzás, alkoholizálás, lakókörnyezet és évszakos változások hatását a CA és SCE gyakoriságokra. A klinikai laboratóriumi paramétereket a donorok vérvételkor végzett rutin kivizsgálása keretében határoztuk meg. A biológiai módosító tényezők közül a Down kórt, mint a genetikai prediszpozíció, illetve az egyéni érzékenység egyik esetét vizsgáltuk, in vitro genotoxikus ágenssel történt kezelés hatására kialakuló SCE gyakoriság és mitótikus késés, mint biomarker mérésével. Itt, az egyéni érzékenység mellett, limfociták és bőr fibroblasz- 6
tok összehasonlító vizsgálatával, a szöveti érzékenységet is modelleztük. A vérmintákat venipunkcióval, a bőrmintákat műtétekből, illetve abortumokból szereztük be. Közvetlenül a vizsgálatok céljára, mintavételre egyetlen esetben sem került sor. A limfocitákat a fentebb leírtak szerint, a fibroblasztokat a szokásos módon, egyrétegben tenyésztettük, TC-199 tápfolyadékban (Flow) 20 % fötális borjúsavóval (Flow) kiegészítve, 37 C-on, nedves, 5% CO 2 atmoszférában. A limfocitákat az 50. órában, a fibroblasztokat 24 órával az átoltás (passage) után, 0, 10-4, 10-5, 10-6, és 10-7 M metilkolantrénnel (Sigma) kezeltük, S9 máj homogenátum jelenlétében, 24 óra hosszan. Az SCE gyakoriságokat a fentebb leírtak szerint határoztuk meg. A mitótikus késést a 0., 0,5., 1. és 2. órával a kezelés után, majd a 18. óráig kétóránként, a mitótikus index meghatározásával mértük, és a kontroll százalékában fejeztük ki. Az életmódbeli módosító tényezők közül az alkoholfogyasztást szubjektíven, bemondás alapján, a dohányzás mértékét a szérum ferrirodanid szintek kolorimetriás meghatározásával is jellemeztük. A donort 130 µmol/l érték felett dohányzónak tekintettük. A lakókörnyezet hatását a citogenetikai végpontok alapértékére úgy vizsgáltuk, hogy a budapesti történeti kontroll csoportot lakóhely szerint három alcsoportra bontottuk, a zöldövezetben, a belvárosban és az ipari létesítmények közelében lakókra. Az expozíciókat az irodalmi légszennyezési adatok alapján jellemeztük. Az évszakos változások hatását szintén figyeltük ezekben a csoportokban. 6. Statisztikai elemzés A statisztikai elemzéseket az SCE és a sejtciklus kinetikai végpontok esetén a Student t-teszttel végeztük. A CA, PCD, PCC és SA esetében a nem paraméteres Wilcoxon tesztet alkalmaztuk. P<0.05 volt a szignifikancia határa. A módosító tényezők hatásának statisztikai elemzését variancia analízissel végeztük. EREDMÉNYEK Krónikus benzol expozícióban dolgozók között a leghatározottabb elváltozások a két évnél rövidebb expozíciók esetén alakultak ki. A 10 évnél hosszabb expozícióban dolgozók között un. healthy worker hatást észleltünk. A teljes követési periódust elemezve, a CA gyakoriságok dózis-hatás összefüggést mutattak az átlagos légtéri benzol csúcskoncentrációkkal. Az SCE gyakoriságok ugyanakkor nem mutattak dózishatás összefüggést. A PCD a CA-hoz hasonlóan emelkedett volt az exponált csoportban az IC-hez képest. A másik két vizsgált új végpont (PCC és SA) az adott körülmények között nem bizonyult alkalmazhatónak sem ebben, sem a másik két modellben. Az egyidejű, krónikus ACN és DMF expozícióban dolgozó szálképzők és karbantartók között a CA átlagok már az első vizsgálat során emelkedettek voltak az IChez képest, hasonlóképpen a szálképzőkben is a karbantartókhoz képest. Ez a különbség fennmaradt az egész vizsgálat során. Ebben a vizsgálati csoportban a HFC különösen használhatónak bizonyult. A PCD emelkedett volt az IC-hez képest mindkét expo- 7
nált csoportban. Ebben a két csoportban megállapítottuk, hogy a kromoszóma típusú aberrációk gyakorisága az expozíció időtartamával arányosan nőtt. Az ETO-exponált, nem tumoros kórházi nővérek egri csoportjában feltűnően magas CA, ezen belül magas exchange aberráció (dicentrikus és gyűrű) gyakoriságokat észleletünk, a budapesti ETO-exponált csoporthoz képest. Ugyancsak magas volt a CA (és az exchange) gyakoriság az egri kórházi és lakossági kontrollokban is. Mindez egy, az ETO-expozíciótól független, környezeti géntoxikus tényező jelenlétére utalt Egerben (esetleg 222 Rn a csapvízben?), és valószínűsítette, hogy a foglalkozási ETO expozíció csak az egyike volt a daganatos megbetegedésekhez vezető számos oknak. A PCD gyakoriságok a CA gyakoriságokhoz hasonlóan változtak az exponált csoportokban a kontroll értékekhez képest, in vivo és in vitro egyaránt. Ugyanakkor a gyakoriságok változása nem volt azonos a két végpontnál az egyes expozíciókban, ami a végpontok függetlenségére utalt. A kontroll és exponált, illetve alkilálóval kezelt PCC gyakoriságok, illetve különbségeik túl alacsonyak voltak ahhoz, hogy a végpontot alkalmazni lehessen a rizikóbecslés szempontjából. A SA gyakoriságok alakulása műtermékre utalt. In vitro kezeléssel igazoltuk a colchicin SA-indukáló hatását. Összegezve, a PCD alkalmazható, míg a PCC és a SA (a standard colchicin koncentrációk mellett) nem alkalmazható a rizikóbecslés végpontjaként. A PRI a sejtciklus időtartamának megrövidülését (perturbációját) mutatta, pl. benzol expozícióban, míg alkilálók, mint pl. a metilkolantrén, mitótikus kését okozott. A PRI azonban nem bizonyult minden esetben megbízható végpontnak. A genetikai prediszpozíció, az egyéni érzékenység és a szövetspecifikus hatások modellezését limfocita és bőr fibroblaszt tenyészetek segítségével, egészséges és Down kóros betegek sejtjein végeztük. Megállapítottuk, hogy alkiláló ágensek a Down kóros betegek limfocitáiban, a fibroblasztokhoz, illetve az egészséges sejtekhez képest fokozott SCE érzékenységet és megnyúlt időtartamú mitótikus kését okoztak, ami valószínűleg öszefüggésben van a 21 triszómiát mutató limfocitákban leírt csökkent DNS repair kapacitással. Vizsgáltuk a legfontosabbnak ítélt módosító tényezők (kor, nem, fehérvérsejtszám, hematokrit, dohányzás, alkoholizálás, lakókörnyezet és évszakos változások) hatását a CA és SCE gyakoriságokra. A nőkben és az idősebbekben emelkedett SCE gyakoriságokat találtunk. Az egri ETO-exponált csoportban a fehérvérsejtszám csökkenése korrelált a CA gyakoriság emelkedésével. A dohányzás több esetben szignifikánsan emelte az SCE gyakoriságokat, azonban, a várakozással ellentétben, csak nem szignifikáns mértékben emelte a CA gyakoriságokat. A budapesti lakókörnyezet szerepének vizsgálata a kontroll csoportban igazolta, hogy a belvárosban és az ipari övezetben élők között emelekedett a CA gyakoriság a zöldövezetben élőkéhez képest. A fűtési időszakban a CA gyakoriságok ugyancsak emelkedtek mindegyik vizsgált kontroll csoportban, azonban a legnagyobb mértékben, az ipari övezetben élők esetében. 8
LEGFONTOSABB ÚJ MEGÁLLAPÍTÁSOK 1. A vizsgált citogenetikai biomarkerek (CA, SCE, PRI, PCD, PCC, SA) közül, a kockázatbecslés szempontjából a szerkezeti kromoszóma aberrációk (CA) gyakoriságának mennyiségi és minőségi elemzése bizonyult a legmegbízhatóbbnak. Az un. high frequency SCE-t (HFC) tartalmazó sejtek gyakoriságának vizsgálata az expozíció érzékenyebb hatásmarkerének bizonyult a rizikóbecslés szempontjából, mint az SCE gyakoriság. 2. A benzol és ACN/DMF expozíciókban dolgozók követéses vizsgálata során valószínűsíthető, hogy a szerkezeti kromoszóma aberrációk (CA) gyakoriságának változása dózis-hatás függést mutat. Az egri ETO exponált csoportban kapott eredmények arra utalnak, hogy különböző hatásmechanizmusú genotoxikus ágensek egyidejű expozíciója esetén az exchange aberrációk gyakorisága a vártnál nagyobb. 3. Genotoxikus vegyületekkel történt foglalkozási expozíciók a CA gyakoriságokhoz hasonlóan képesek emelni a korai centroméra szétválás (premature centromere division, PCD), a korai kromoszóma kondenzáció (premature chromosome condensation, PCC) és az akrocentrikus kromoszómák szatellitái kapcsolódásának (satellite association, SA) gyakoriságát. 4. In vitro melphalan kezelés a perifériás limfocitákban dózisfüggően indukálja a PCD és SA kialakulását, ugyanakkor nem indukálja a PCC-t. 5. Az expozíció-indukált PCD gyakoriságok mérése, jóllehet még további vizsgálatokat igényel, valószínűleg alkalmazható a genotoxikológiai monitorozásban és a (daganat) rizikóbecslésben, mint független citogenetikai végpont. 6. Az expozíció-indukált PCC gyakoriságok vizsgálata nem alkalmazható a genotoxikológiai monitorozásban és a (daganat) rizikóbecslésben, mint független citogenetikai végpont, minthogy alkiláló ágenssel nem volt indukálható, a legtöbb környezeti/foglalkozási expozíció esetén a várható gyakoriságok alacsonyaknak bizonyultak, és az esetleges vírusos fertőzés, mint induktor kizárása nagyon nehéz. 7. Az expozíció-indukált SA gyakoriságok mérése valószínűleg felhasználható a (daganat) rizikóbecslésben, mint a genotoxikológiai monitor egyik lehetséges végpontja, mennyiben az alkalmazott colchicin, ill. colcemid koncentráció nem magasabb, mint 10-8 M. A jelenség alkalmazása azonban további vizsgálatokat igényel. 8. A Down kóros állapot, mint a genetikai prediszpozíció egyik esete, befolyásolja a genotoxikus expozíció által létrehozott SCE gyakoriságot és mitótikus késést, mint az egyéni érzékenység markereit. A Down kóros betegek különböző szöveteinek (PBL-eknek, ill. fibroblasztoknak) az érzékenysége a genotoxikus ártalomra különböző. A Down kóros betegek PBL-jeiben észlelt, genotoxikus expozíció által indukált, fokozott mitótikus késés megfelel az ilyen PBL-ekben leírt csökkent DNS repair kapacitásnak. 9
AZ ÉRTEKEZÉS ALAPJÁT KÉPEZŐ PUBLIKÁCIÓK I. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1997): Multiple end-point genotoxicology monitoring of Hungarian historical and industrial control subjects. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 3:87-101. II. Gundy S, Susánszky E, Major J, Czeizel AE. (1994): Cytogenetic Monitoring in Hungary. In: Chemical Safety (Ed: M. Richardson). Chapter 15. pp.227-240. VCH Publisher, Weinheim, New York, Basel, Cambridge, Tokyo. III. Tompa A, Major J, Jakab M. (1994): Monitoring of benzene-exposed workers for genotoxic effects of benzene: Improved-working-condition-related decrease in the frequencies of chromosomal aberrations in peripheral blood lymphocytes. Mutat. Res. 304:159-165. IV. Major J, Hudák A, Kiss G, Jakab M, Szaniszló J, Náray M, Tompa A. (1998): Follow-up biological and genotoxicological monitoring of acrylonitrile and dimethylformamide exposed viscose rayon plant workers. Envir. Mol. Mutagen. 31:301-310. V. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1996): Genotoxicological investigation of hospital nurses occupationally exposed to ethylene-oxide: I. Chromosome aberrations, sister-chromatid exchanges, cell cycle kinetics, and UV-induced DNA synthesis in peripheral blood lymphocytes. Envir. Mol. Mutagen. 27:84-92. VI. Tompa A, Major J, Jakab MG. (1999): Breast cancer cluster influenced by environmental and occupational factors among hospital nurses in Hungary. Pathol. Oncol. Res. 5:117-122. VII. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1999): The frequency of induced premature centromere division in human populations occupationally exposed to genotoxic chemicals. Mutat. Res. 445:241-249. VIII. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1998): The frequency of premature chromosome condensation in peripheral blood lymphocytes of 400 control and occupationally exposed human donors. Centr. Eur. J. Occup. Envir. Med. 4:146-152. IX. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1999): Premature chromosome condensation frequencies in human peripheral blood lymphocytes in vitro treated with melphalan. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 5:142-147. X. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1999): Chromosome satellite association frequencies in colchicine arrested peripheral blood lymphocyte metaphases of control and occupationally exposed human donors. Centr. Eur. J. Occup. Envir. Med. 5:26-34. 10
XI. Major J, Szende B, Lapis K, Thész Z. (1985): Increased SCE inducibility by low doses of methylcholanthrene in lymphocytes obtained from patients with Down's disease. Mutat. Res. 149:51-55. XII. Major J. (1994): Mitotic delay in peripheral blood lymphocytes and fibroblast cultures obtained from a donor with Down's syndrome and from a healthy person. Acta Med. Hung. 50:109-115. XIII. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1998): Genotoxicology monitoring of 175 subjects living in the green belts, inner town or near industrial estates in Budapest agglomeration, Hungary. Mutat. Res. 412:9-16. XIV. Major J, Jakab M, Kiss G, Tompa A. (1994): Chromosome aberration, sisterchromatid exchange, proliferative rate index and serum thiocyanate concentration in smokers exposed to low-dose benzene. Envir. Mol. Mutagen. 23:137-142. AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉBEN MEGJELENT PUBLIKÁCIÓK 1. Könyvfejezetek és dolgozatok 1. Major J, Szende B, Lapis K, Thész Zs. (1983): Fokozott sister-chromatid exchange (SCE) indukálhatóság Down-kóros betegek limfocitáiban kis dózisú metilkolantrén kezelés hatására. Magyar Onkológia, 27:264-269. 2. Major J, Szende B, Lapis K, Thész Z. (1985): Increased SCE inducibility by low doses of methylcholanthrene in lymphocytes obtained from patients with Down's disease. Mutat. Res. 149:51-55. 3. Major J, Kemény G, Tompa A. (1992): Genotoxic effects of occupational exposure in the peripheral blood lymphocytes of pesticide preparing workers in Hungary. Acta Med. Hung. 49:79-90. 4. Major J, Jakab M, Kiss G, Tompa A. (1992): A kromoszóma károsodások, a szérum rodanid szint és a kis koncentrációjú benzol expozíció közötti kapcsolat vizsgálata dohányosok perifériás limfocitáiban. Egészségtudomány, 36:284-290. 5. Tompa A, Major J, Gundy S. (1992): Mutagén és karcinogén anyagok hatásának monitorozása humán populációban. Egészségtudomány, 36:327-341. 6. Tompa A, Major J, Jakab M. (1993): A perifériás limfocita genotoxikológiai markereinek változása a vegyipari expozíciók kapcsán. (Genotoxikológiai monitor). Magyar Onkológia, 37:169-180. 11
7. Gundy S, Susánszky E, Major J, Czeizel AE. (1994): Cytogenetic Monitoring in Hungary. In: Chemical Safety (Ed: M. Richardson). Chapter 15. pp.227-240. VCH Publisher, Weinheim, New York, Basel, Cambridge, Tokyo. 8. Tompa A, Major J, Jakab M. (1994): Monitoring of benzene-exposed workers for genotoxic effects of benzene: Improved-working-condition-related decrease in the frequencies of chromosomal aberrations in peripheral blood lymphocytes. Mutat. Res. 304:159-165. 9. Major J, Jakab M, Kiss G, Tompa A. (1994): Chromosome aberration, sister-chromatid exchange, proliferative rate index and serum thiocyanate concentration in smokers exposed to low-dose benzene. Envir. Mol. Mutagen. 23:137-142. 10. Major J, Hudák A, Kiss G, Jakab M, Tompa A. (1994): Akrilnitril-, és dimetilformamidexponált textil-vegyipari dolgozók genotoxikológiai és klinikai laboratóriumi vizsgálata. Egészség-tudomány, 38:225-234. 11. Major J. (1994): Mitotic delay in peripheral blood lymphocytes and fibroblast cultures obtained from a donor with Down's syndrome and from a healthy person. Acta Med. Hung. 50:109-115. 12. Tompa A, Major J. (1995): Genotoxikológia. In: Klinikai Genetika (Ed: Papp Z.) 12. fejezet. pp.141-156. Golden Book, Budapest 13. Major J, Jakab M, Tompa A. (1995): A kromoszóma aberrációk, mint a környezeti genotoxikus hatások biomarkerei. Kórház és Orvostechnika, 33:118-127. 14. Jakab M, Major J, Tompa A. (1995): A különböző természetes sugárforrások jelentősége a daganatok halmozódásában. Kórház és Orvostechnika, 33:128-134. 15. Tompa A, Major J, Jakab M. (1995): Az egri kórházban az etilénoxid exponáltak körében végzett citogenetikai vizsgálatok tapasztalatai. Kórház és Orvostechnika, 33:23-28. 16. Jakab M, Major J, Tompa A. (1995): Follow up cytogenetic analysis of peripheral blood lymphocytes in workers occupationally exposed to polychlorinated biphenyls. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 1:206-216. 17. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1996): Genotoxicological investigation of hospital nurses occupationally exposed to ethylene-oxide: I. Chromosome aberrations, sister-chromatid exchanges, cell cycle kinetics, and UV-induced DNA synthesis in peripheral blood lymphocytes. Env. Mol. Mutagen. 27:84-92. 18. Jakab MG, Major J, Tompa A. (1996): HPRT mutation frequencies in control human populations in Hungary. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 2:317-328. 19. Jakab MG, Major J, Tompa A. (1996): Poliklórozott bifenilekkel exponált dolgozók követéses vizsgálata. Egészségtudomány, 40:139-148. 20. Jakab M, Major J, Tompa A. (1997): Többvégpontos genotoxikológiai monitorozás történeti és ipari kontrol populációkban. Magyar Onkológia, 41:142-147. 12
21. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1997): Multiple end-point genotoxicology monitoring of Hungarian historical and industrial control subjects. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 3:87-101. 22. Major J, Jakab MG, Hudák A, Náray M, Nagy I, Tompa A. (1997): Increased HPRT mutation frequencies in polyacryle fibre manufacturers occupationally exposed to acrylonitrile and/or dimethylformamide. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 3:102-113. 23. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1998): Genotoxicology monitoring of 175 subjects living in the green belts, inner town or near industrial estates in Budapest agglomeration, Hungary. Mutat. Res. 412:9-16. 24. Major J. (1998): A prevenció filozófiai és vallási megközelítése. Magyar Onkológia, 42: Suppl. 221-223. 25. Major J. (1998): Szomatikus genetika és rizikóbecslés. Magyar Onkológia, 42: Suppl. 226-229. 26. Major J, Hudák A, Kiss G, Jakab M, Szaniszló J, Náray M, Tompa A. (1998): Follow-up biological and genotoxicological monitoring of acrylonitrile and dimethylformamide exposed viscose rayon plant workers. Env. Mol. Mutagen. 31:301-310. 27. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1998): The frequency of premature chromosome condensation in peripheral blood lymphocytes of 400 control and occupationally exposed human donors. Centr Eur. J. Occup. Env. Med. 4:146-152. 28. Major J. (1998): A betegség-megelőzés (prevenció) filozófiai és vallásfilozófiai alapjai. Valóság, XLI(11):34-48. 29. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1999): Chromosome satellite association frequencies in colchicine arrested peripheral blood lymphocyte metaphases of control and occupationally exposed human donors. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 5: 26-34. 30. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1999): Premature chromosome condensation frequencies in human peripheral blood lymphocytes in vitro treated with melphalan. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 5: 142-147. 31. Tompa A, Major J, Jakab MG. (1999): Breast cancer cluster influenced by environmental and occupational factors among hospital nurses in Hungary. Pathol. Oncol. Res. 5:117-122. 32. Major J, Jakab M, Tompa A. (1999): Korai centroméraszétválás, szatellitasszociáció és korai kromoszómakondenzáció gyakorisága és alkalmazhatósága karcinogén vegyületekkel exponált dolgozók rizikóbecslésében. Magyar Onkológia, 43:197-203. 33. Major J, Jakab MG, Tompa A. (1999): The frequency of induced premature centromere division in human populations occupationally exposed to genotoxic chemicals. Mutat. Res. 445:241-249. 13
2. Periodikákban megjelent kongresszusi absztraktok 1. Tompa A, Major J, Jakab M. (1992): Occupational acrylonitrile (ACN) and dimethylformamide (DMF) exposure inhibits blastogenesis of peripheral blood lymphocytes. Cell Proliferat. 25:515. 2. Jakab M, Major J, Tompa A. (1995): Négyvégpontos genotoxikológiai monitorozás történeti és ipari kontroll populációban. Magyar Onkológia, 39:Suppl. 81. 3. Major J, Jakab M, Tompa A. (1995): Daganat-rizikóbecslés citosztatikummal exponált egészségügyi dolgozókban. Magyar Onkológia, 39:Suppl. 84. 4. Jakab M, Major J, Tompa A. (1995): Genotoxicological investigations in nurses preparing cytostatic infusions. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 1:365. 5. Major J, Jakab M, Megyesi Á, Tompa, A. (1996): Follow-up cytogenetic investigation of benzene-exposed workers: Dose-related changes in chromosome aberration yields. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 2:76. 6. Major J. (1997): A prevenciós szemlélet filozófiai háttere. Magyar Onkológia, 41:Suppl. 221. 7. Jakab M, Major J, Tompa A. (1997): Négyvégpontos genotoxikológiai vizsgálatok citosztatikum gyártók és citosztatikumokkal exponált nővérek körében. Magyar Onkológia, 41:Suppl. 226. 8. Major J, Jakab M, Tompa A: Genotoxic effects of air pollution in different areas of Budapest, Hungary. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 3:39. 9. Jakab M, Major J, Tompa A. (1997): Follow-up four end-point genotoxicological monitoring among Adriamycin producing workers. Centr. Eur. J. Occup. Env. Med. 3:340. 10.Major J., Jakab M., Tompa A. (1999): Járulékos citogenetikai végpontok alkalmazása a rizikóbecslésben. Magyar Onkológia, 43: 283. 11.Tompa A., Major J., Jakab M. (1999): Környezeti és munkahelyi expozíciók együtthatásának következményei az egri kórházi nővérekre. Magyar Onkológia, 43: 283-284. 14