Генотоксические биомаркеры у сотрудников патологоанатомических лабораторий, работающих с формальдегидом (систематический обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Проведён систематический обзор и анализ литературы, посвящённый генотоксическим обследованиям лиц, контактирующих с парами формальдегида (ФА) при работе в патоморфологических лабораториях медицинских учреждений. ФА классифицирован Международным агентством ВОЗ по исследованию рака как канцероген I класса. Опубликован ряд исследований, свидетельствующих о генотоксическом повреждении персонала патологоанатомических лабораторий, работающего с ФА, выявленного с помощью различных цитогенетических методов, использующихся для мониторинга биологических эффектов у людей, в частности, метода по учёту микроядер в лимфоцитах периферической крови и клетках буккального эпителия, метода по учёту хромосомных аберраций и метода «ДНК-комет».

Материал и методы. Поиск литературы проводили до декабря 2019 г. с использованием базы данных научной литературы MedLine/PubMed (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed). Ключевые термины поиска включали «formaldehyde laboratory micronuclei», «formaldehyde laboratory chromosomal aberration» или «formaldehyde laboratory DNA comet». Рассматривали полнотекстовые статьи, опубликованные на английском языке в журналах с присвоенными DOI.

Результаты. Во всех исследованиях сообщалось о присутствии паров ФА на рабочем месте, при этом только в половине случаев уровень ФА находился не выше предельно допустимых значений. Средняя экспозиция формальдегидом за 8-часовой рабочий день составила 0,79 ± 0,43 мг/м3. Во всех исследованиях сообщалось о присутствии повышенного уровня исследуемых цитогенетических биомаркеров по сравнению с контролями. Суммарный анализ данных показал более чем 2,5-кратное превышение уровня микроядер в лимфоцитах периферической крови работников лабораторий по сравнению с контрольными группами (8,15 ± 2,57 vs. 3,56 ± 1,15‰; p < 0,05) и более чем 5-кратное превышение в случае уровня микроядер в буккальных эпителиоцитах (0,83 ± 0,09 vs. 0,16 ± 0,01‰; p < 0,05).

Заключение. Таким образом, персонал патоморфологических лабораторий, контактирующий с парами ФА, подвергается потенциальному риску для жизни и здоровья, связанному с отдалёнными последствиями генотоксических воздействий.

Об авторах

Наталья Вахитовна Еремина

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фармакологии имени В.В. Закусова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: neremina@panacelalabs.com
ORCID iD: 0000-0002-7226-5505

Кандидат биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. лекарственной токсикологии ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, Москва.

e-mail: neremina@panacelalabs.com

Россия

А. К. Жанатаев

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фармакологии имени В.В. Закусова»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7673-8672
Россия

А. Д. Дурнев

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фармакологии имени В.В. Закусова»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0218-8580
Россия

Список литературы

  1. d’Ettorre G., Criscuolo M., Mazzotta M. Managing Formaldehyde indoor pollution in anatomy pathology departments. Work. 2017; 56(3): 397-402. https://doi.org/10.3233/WOR-172505
  2. Fenech M., Nersesyan A., Knasmueller S. A systematic review of the association between occupational exposure to formaldehyde and effects on chromosomal DNA damage measured using the cytokinesis-block micronucleus assay in lymphocytes. Mutat. Res. 2016; 770(Pt. A): 46-57. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2016.04.005
  3. Swenberg J.A., Kerns W.D., Mitchell R.I., Gralla E.J., Pavkov K.L. Induction of squamous cell carcinomas of the rat nasal cavity by inhalation exposure to formaldehyde vapor. Cancer Res. 1980; 40(9): 3398-402.
  4. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air and Radiation. Report to Congress on Indoor Air Quality. Volume II. Assessment and Control of Indoor Air Pollution. EPA 400-1-89-001C. Washington: USEPAOAR; 1989.
  5. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Human. Volume 88: Formaldehyde, 2-Butoxyethanol and 1-tert-Butoxy-2-propanol. Lyon: WHO; 2006.
  6. IARC (International Agency for Research on Cancer). Formaldehyde. In: IARC, ed. A Review of Human Carcinogens, Chemical Agents and Related Occupations, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Part F of Vol. 100. Lyon: WHO; 2012: 401-35.
  7. NTP (National Toxicology Program). Report on Carcinogens. US Department of Health and Human Services, Public Health Service, National Toxicology Program, Formaldehyde. Research Triangle Park; 2011: 195-205.
  8. Zhang L., Steinmaus C., Eastmond D.A., Xin X.K., Smith M.T. Formaldehyde exposure and leukemia: a new meta-analysis and potential mechanisms. Mutat. Res. 2009; 681(2-3): 150-68. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2008.07.002
  9. Heck H.d., Casanova M. The implausibility of leukemia induction by formaldehyde: a critical review of the biological evidence on distant-site toxicity. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2004; 40(2): 92-106. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2004.05.001
  10. Pyatt D., Natelson E., Golden R. Is inhalation exposure to formaldehyde a biologically plausible cause of lymphohematopoietic malignancies? Regul. Toxicol. Pharmacol. 2008; 51(1): 119-33. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2008.03.003
  11. Franks S.J. A mathematical model for the absorption and metabolism of formaldehyde vapour by humans. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2005; 206(3): 309-20. https://doi.org/10.1016/j.taap.2004.11.012
  12. National Toxicology Program. Final report on carcinogens background document for formaldehyde. Rep. Carcinog. Backgr. Doc. 2010; (10-5981): i-512.
  13. Lu K., Ye W., Zhou L., Collins L.B., Chen X., Gold A. et al. Structural characterization of formaldehyde-induced cross-links between amino acids and deoxynucleosides and their oligomers. J. Am. Chem. Soc. 2010; 132(10): 3388-99. https://doi.org/10.1021/ja908282f
  14. Zhang L., Freeman L.E., Nakamura J., Hecht S.S., Vandenberg J.J., Smith M.T. et al. Formaldehyde and leukemia: epidemiology, potential mechanisms, and implications for risk assessment. Environ. Mol. Mutagen. 2010; 51(3): 181-91. https://doi.org/10.1002/em.20534
  15. Swenberg J.A., Moeller B.C., Lu K., Rager J.E., Fry R.C., Starr T.B. Formaldehyde carcinogenicity research: 30 years and counting for mode of action, epidemiology, and cancer risk assessment. Toxicol. Pathol. 2013; 41(2): 181-9. https://doi.org/10.1177/0192623312466459
  16. Ye X., Ji Z., Wei C., McHale C.M., Ding S., Thomas R. et al. Inhaled formaldehyde induces DNA-protein crosslinks and oxidative stress in bone marrow and other distant organs of exposed mice. Environ. Mol. Mutagen. 2013; 54(9): 705-18. https://doi.org/10.1002/em.21821
  17. Bonassi S., Norppa H., Ceppi M., Strömberg U., Vermeulen R., Znaor A. et al. Chromosomal aberration frequency in lymphocytes predicts the risk of cancer: results from a pooled cohort study of 22 358 subjects in 11 countries. Carcinogenesis. 2008; 29(6): 1178-83. https://doi.org/10.1093/carcin/bgn075
  18. Bonassi S., Znaor A., Ceppi M., Lando C., Chang W.P., Holland N. et al. An increased micronucleus frequency in peripheral blood lymphocytes predicts the risk of cancer in humans. Carcinogenesis. 2007; 28(3): 625-31. https://doi.org/10.1093/carcin/bgl177
  19. Vodicka P., Polivkova Z., Sytarova S., Demova H., Kucerova M., Vodickova L. et al. Chromosomal damage in peripheral blood lymphocytes of newly diagnosed cancer patients and healthy controls. Carcinogenesis. 2010; 31(7): 1238-41. https://doi.org/10.1093/carcin/bgq056
  20. Mateuca R., Lombaert N., Aka P.V., Decordier I., Kirsch-Volders M. Chromosomal changes: induction, detection methods and applicability in human biomonitoring. Biochimie. 2006; 88(11): 1515-31. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2006.07.004
  21. Albertini R.J., Anderson D., Douglas G.R., Hagmar L., Hemminki K., Merlo F. et al. IPCS guidelines for the monitoring of genotoxic effects of carcinogens in humans. International Programme on Chemical Safety. Mutat. Res. 2000; 463(2): 111-72. https://doi.org/10.1016/s1383-5742(00)00049-1
  22. Collins A.R. The comet assay for DNA damage and repair: principles, applications, and limitations. Mol. Biotechnol. 2004; 26(3): 249-61. https://doi.org/10.1385/MB:26:3:249
  23. Ying C.J., Yan W.S., Zhao M.Y., Ye X.L., Xie H., Yin S.Y. et al. Micronuclei in nasal mucosa, oral mucosa and lymphocytes in students exposed to formaldehyde vapor in anatomy class. Biomed. Environ. Sci. 1997; 10(4): 451-5.
  24. Vasudeva N., Anand C. Cytogenetic evaluation of medical students exposed to formaldehyde vapor in the gross anatomy dissection laboratory. J. Am. Coll. Health. 1996; 44(4): 177-9. https://doi.org/10.1080/07448481.1996.9937526
  25. Costa S., Costa C., Madureira J., Valdiglesias V., Teixeira-Gomes A., Guedes de Pinho P. et al. Occupational exposure to formaldehyde and early biomarkers of cancer risk, immunotoxicity and susceptibility. Environ. Res. 2019; 179(Pt. A): 108740. https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.108740
  26. Costa S., García-Lestón J., Coelho M., Coelho P., Costa C., Silva S. et al. Cytogenetic and immunological effects associated with occupational formaldehyde exposure. J. Toxicol. Environ. Health A. 2013; 76(4-5): 217-29. https://doi.org/10.1080/15287394.2013.757212
  27. Ladeira C., Viegas S., Carolino E., Gomes M.C., Brito M. The influence of genetic polymorphisms in XRCC3 and ADH5 genes on the frequency of genotoxicity biomarkers in workers exposed to formaldehyde. Environ. Mol. Mutagen. 2013; 54(3): 213-21. https://doi.org/10.1002/em.21755
  28. Bouraoui S., Mougou S., Brahem A., Tabka F., Ben Khelifa H., Harrabi I. et al. A combination of micronucleus assay and fluorescence in situ hybridization analysis to evaluate the genotoxicity of formaldehyde. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2013; 64(2): 337-44. https://doi.org/10.1007/s00244-012-9828-6
  29. Costa S., Pina C., Coelho P., Costa C., Silva S., Porto B. et al. Occupational exposure to formaldehyde: genotoxic risk evaluation by comet assay and micronucleus test using human peripheral lymphocytes. J. Toxicol. Environ. Health A. 2011; 74(15-16): 1040-51. https://doi.org/10.1080/15287394.2011.582293
  30. Ladeira C., Viegas S., Carolino E., Prista J., Gomes M.C., Brito M. Genotoxicity biomarkers in occupational exposure to formaldehyde – the case of histopathology laboratories. Mutat. Res. 2011; 721(1): 15-20. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2010.11.015
  31. Viegas S., Ladeira C., Nunes C., Malta-Vacas J., Gomes M., Brito M. et al. Genotoxic effects in occupational exposure to formaldehyde: A study in anatomy and pathology laboratories and formaldehyde-resins production. J. Occup. Med. Toxicol. 2010; 5(1): 25. https://doi.org/10.1186/1745-6673-5-25
  32. Costa S., Coelho P., Costa C., Silva S., Mayan O., Santos L.S. et al. Genotoxic damage in pathology anatomy laboratory workers exposed to formaldehyde. Toxicology. 2008; 252(1-3): 40-8. https://doi.org/10.1016/j.tox.2008.07.056
  33. Orsière T., Sari-Minodier I., Iarmarcovai G., Botta A. Genotoxic risk assessment of pathology and anatomy laboratory workers exposed to formaldehyde by use of personal air sampling and analysis of DNA damage in peripheral lymphocytes. Mutat. Res. 2006; 605(1-2): 30-41. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2006.01.006
  34. Costa S., Carvalho S., Costa C., Coelho P., Silva S., Santos L.S. et al. Increased levels of chromosomal aberrations and DNA damage in a group of workers exposed to formaldehyde. Mutagenesis. 2015; 30(4): 463-73. https://doi.org/10.1093/mutage/gev002
  35. Formaldehyde: Method 3500 (Issue 2). In: NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health), ed. NIOSH Manual of Analytical Method U.S. Department of Health and Human Services. Cincinnati, Ohio; 1994: 2-5.
  36. NIOSH Manual of Analytical Methods. 2541. Formaldehyde by GC. Available at: https://www.cdc.gov/niosh/docs/2003-154/pdfs/2541.pdf
  37. American Conference of Governmental Industrial Hygienists. TLV’s and BEI’s – Based on the Documentation of the Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposure Indices. ACGIH; 2017.
  38. Bonassi S., El-Zein R., Bolognesi C., Fenech M. Micronuclei frequency in peripheral blood lymphocytes and cancer risk: evidence from human studies. Mutagenesis. 2011; 26(1): 93-100. https://doi.org/10.1093/mutage/geq075
  39. Hopf N.B., Bolognesi C., Danuser B., Wild P. Biological monitoring of workers exposed to carcinogens using the buccal micronucleus approach: A systematic review and meta-analysis. Mutat. Res. 2019; 781: 11-29. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2019.02.006
  40. Suruda A., Schulte P., Boeniger M., Hayes R.B., Livingston G.K., Steenland K. et al. Cytogenetic effects of formaldehyde exposure in students of mortuary science. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 1993; 2(5): 453-60.
  41. Zeller J., Neuss S., Mueller J.U., Kühner S., Holzmann K., Högel J. et al. Assessment of genotoxic effects and changes in gene expression in humans exposed to formaldehyde by inhalation under controlled conditions. Mutagenesis. 2011; 26(4): 555-61. https://doi.org/10.1093/mutage/ger016
  42. Bolognesi C., Knasmueller S., Nersesyan A., Thomas P., Fenech M. The HUMNxl scoring criteria for different cell types and nuclear anomalies in the buccal micronucleus cytome assay – an update and expanded photogallery. Mutat. Res. 2013; 753(2): 100-13. https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2013.07.002
  43. Fenech M., Holland N., Zeiger E., Chang W.P., Burgaz S., Thomas P. et al. The HUMN and HUMNxL international collaboration projects on human micronucleus assays in lymphocytes and buccal cells–past, present and future. Mutagenesis. 2011; 26(1): 239-45. https://doi.org/10.1093/mutage/geq051
  44. He J.L., Jin L.F., Jin H.Y. Detection of cytogenetic effects in peripheral lymphocytes of students exposed to formaldehyde with cytokinesis-blocked micronucleus assay. Biomed. Environ. Sci. 1998; 11(1): 87-92.
  45. Shaham J., Gurvich R., Kaufman Z. Sister chromatid exchange in pathology staff occupationally exposed to formaldehyde. Mutat. Res. 2002; 514(1-2): 115-23. https://doi.org/10.1016/s1383-5718(01)00334-5
  46. Santovito A., Schilirò T., Castellano S., Cervella P., Bigatti M.P., Gilli G. et al. Combined analysis of chromosomal aberrations and glutathione S-transferase M1 and T1 polymorphisms in pathologists occupationally exposed to formaldehyde. Arch. Toxicol. 2011; 85(10): 1295-302. https://doi.org/10.1007/s00204-011-0668-3
  47. Jakab M.G., Klupp T., Besenyei K., Biró A., Major J., Tompa A. Formaldehyde-induced chromosomal aberrations and apoptosis in peripheral blood lymphocytes of personnel working in pathology departments. Mutat. Res. 2010; 698(1-2): 11-7. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2010.02.015
  48. Musak L., Smerhovsky Z., Halasova E., Osina O., Letkova L., Vodickova L. et al. Chromosomal damage among medical staff occupationally exposed to volatile anesthetics, antineoplastic drugs, and formaldehyde. Scand. J. Work Environ. Health. 2013; 39(6): 618-30. https://doi.org/10.5271/sjweh.3358
  49. Pala M., Ugolini D., Ceppi M., Rizzo F., Maiorana L., Bolognesi C. et al. Occupational exposure to formaldehyde and biological monitoring of Research Institute workers. Cancer Detect. Prev. 2008; 32(2): 121-6. https://doi.org/10.1016/j.cdp.2008.05.003
  50. Thomson E.J., Shackleton S., Harrington J.M. Chromosome aberrations and sister-chromatid exchange frequencies in pathology staff occupationally exposed to formaldehyde. Mutat. Res. 1984; 141(2): 89-93. https://doi.org/10.1016/0165-7992(84)90016-2
  51. Ogawa M., Kabe I., Terauchi Y., Tanaka S. A strategy for the reduction of formaldehyde concentration in a hospital pathology laboratory. J. Occup. Health. 2019; 61(1): 135-42. https://doi.org/10.1002/1348-9585.12018
  52. Keshava N., Ong T.M. Occupational exposure to genotoxic agents. Mutat. Res. 1999; 437(2): 175-94. https://doi.org/10.1016/s1383-5742(99)00083-6
  53. Ladeira C., Pádua M., Veiga L., Viegas S., Carolino E., Gomes M.C. et al. Influence of serum levels of vitamins A, D, and E as well as vitamin D receptor polymorphisms on micronucleus frequencies and other biomarkers of genotoxicity in workers exposed to formaldehyde. J. Nutrigenet. Nutrigenomics. 2015; 8(4-6): 205-14. https://doi.org/10.1159/000444486
  54. Mierauskiene J., Lekevicius R., Lazutka J.R. Anticlastogenic effects of Aevitum intake in a group of chemical industry workers. Hereditas. 1993; 118(3): 201-4. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1993.00201.x
  55. Дурнев А.Д., Жанатаев А.К., Шредер О.В., Середенина В.С. Генотоксические поражения и болезни. Молекулярная медицина. 2013; (3): 3-19.
  56. Дурнев А.Д. Антимутагенез и антимутагены. Физиология человека. 2018; 44(3): 116-37. https://doi.org/10.7868/S013116461803013X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Еремина Н.В., Жанатаев А.К., Дурнев А.Д., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.