РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 6, с. 701-706
Государственный научный центр - Институт биофизики, Москва 2Южно-Уральский институт биофизики, Озерск
На основании материалов медико-дозиметрического регистра (ЮУрИБФ) получены предварительные результаты анализа заболеваемости лейкозами субкогорты персонала ПО "Маяк", подвергшегося облучению в высоких дозах (более 4 Гр за несколько лет). Для этой субкогорты установлена более ранняя динамика реализации заболеваемости лейкозами (2-5 лет после начала облучения) в отличие от динамики, выявленной на материалах когорты жертв атомной бомбардировки городов Японии (LSS). Эффект "ранних" лейкозов, связанный с массовой клеточной гибелью, имеет пороговый по дозе характер и может быть определен как квазидетерминированный. Если допустить, что интенсификация костномозгового кроветворения ограничивает потенциал репарационных процессов, то этот процесс способен привести к относительно ранней (в отличие от наблюдаемой в когорте LSS) реализации канцерогенного эффекта. С использованием положений, развитых для описания процесса возникновения последовательных специфических стабильных мутаций в клетках-мишенях предложен вариант многостадийной модели, позволяющей прогнозировать пострадиационную динамику интенсивности заболевания лейкозами. Для оценки параметров модели использованы данные когорты LSS(DS86) и регистра персонала ПО "Маяк". Показано удовлетворительное согласие наблюдаемой динамики заболевания лейкозами с модельными расчетами.
Лейкоз, хроническое облучение, доза, регистр, когорта, модель, мутация.
ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
УДК 616-006:614.7:539.1.04
ЭФФЕКТ "РАННИХ" ЛЕЙКОЗОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ОБЛУЧЕНИИ
В ВЫСОКИХ ДОЗАХ © 2007 г. В. Ю. Соловьев1*, |В. Г. Семенов!1, Н. А. Кошурникова2
Многочисленные исследования показывают, что основным показателем опасности радиационного воздействия в области доз облучения ниже порогов детерминированных проявлений являются кацерогенные эффекты. Однако получение количественных эпидемиологических оценок значимости радиационного фактора связано с принципиальными затруднениями. Основные из них - это отсроченная во времени реализация эффекта, неспецифичность радиационного воздействия при индукции процесса канцерогенеза, а также соизмеримый или преобладающий вклад спонтанных событий.
Наиболее значимым источником информации для оценки онкологических последствий облучения являются радиационно-эпидемиологические регистры. К настоящему времени основные представления о проявлении канцерогенных эффектов, обусловленных облучением, получены в результате многолетних исследований когорты жертв атомной бомбардировки японских городов {ЪЗБ). Однако условия облучения этой когорты радикально отличаются от условий профессионального облучения работников ядерной отрасли. С этой точки зрения, Россия располагает уни-
*Адресат для корреспонденции: 123182 Москва, ул. Живописная, 46, ГНЦ - Институт биофизики; тел.: (499) 728-57-13, факс: (495) 193-11-11; e-mail: soloviev@srcibph.ru.
кальной информацией, относящейся к начальному периоду создания отечественной атомной промышленности и отработки ядерных технологий. В этот период персонал основных производств предприятий ПО "Маяк" подвергался облучению в высоких дозах, значительно превосходящих современные нормативы. Подробная индивидуализированная информация об условиях облучения, онкологических заболеваниях и причинах смерти для этой когорты содержится в регистре персонала "Маяк" [1]. Настоящая работа ставит своей целью обратить внимание на исключительно интересный радиобиологический эффект, описанный нами ранее [2-5], а также представить на обсуждение возможную интерпретацию механизма этого явления.
Основные выводы относительно радиационной обусловленности проявления стохастических эффектов для когорты LSS сделаны прежде всего на основании анализа частоты случаев заболевания лейкозами, достоверно превышающей спонтанный уровень [6]. В итоге многолетних исследований были получены некоторые эмпирические зависимости для оценки коэффициентов радиационного риска, составившие основу регламентации радиационного воздействия [7-9]. Существенно, что эти оценки получены для практически мгновенного облучения, а их экстраполя-
Накоплена доза, Гр
12 -
10 ♦ ♦ 1
8 А 2
" ♦ ♦ о 3
6
4 А ♦ ♦
А
2 . Аее о А а о о А
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Время после начала облучения, лет
Рис. 1. Распределение случаев заболевания лейкозами: 1,2 - для субкогорты персонала ПО "Маяк" (мужчины), символом (1) отмечена группа ранних лейкозов; 3 - для субкогорты LSS(DS86), возрастная группа 20-39 лет (мужчины).
ция на условия хронического воздействия, характерные для профессионального облучения, содержит значительные неопределенности, поэтому обращение к детальному анализу информации регистра персонала ПО "Маяк" представляется естественным как с точки зрения дополнения имеющихся данных, так и для возможного совершенствования модельных представлений.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
В исследовании мы использовали субкогорту регистра персонала ПО "Маяк" (мужчины, нанятые на производство в 1948-1953 годы), которая была синхронизирована по году начала дозового мониторинга для каждого участника субкогорты. На рис. 1 представлено распределение случаев заболевания лейкозами у персонала субкогорты в координатах время наблюдения - накопленная
доза. Для сопоставления приведены данные субкогорты ЬББ [7] (мужчины в возрастной группе 20-39 лет).
На рис. 1 обращает на себя внимание выделяющаяся группа случаев так называемых "ранних" лейкозов со сроками реализации 2-5 лет после начала облучения, характерная для работников радиохимического производства ПО "Маяк", получившего за несколько лет высокие (более 4 Гр суммарно) дозы облучения. В таблице приведены некоторые индивидуальные характеристики этой группы, в частности, возраст на время начала работы на основном производстве и на момент заболевания лейкозом; период времени, прошедший от начала работы до заболевания, а также суммарная доза внешнего облучения и ее составляющие за первые 5 лет профессиональной деятельности. Значения индивидуальных доз облучения персонала ПО "Маяк" взяты из дозиметрической системы "Доза-2002" [10].
Из рис. 1 и таблицы следует, что динамический профиль радиационно-индуцированной заболеваемости в группе "ранних" лейкозов существенно отличается от предполагаемого на основании анализа данных когорты ЬББ. В отличие от максимальной частоты проявления "ранних" лейкозов через 7-8 лет в когорте ЬББ [7], максимум реализации радиационного эффекта в когорте "Маяка" сдвинут до 3-5 лет после начала облучения. Этот эффект наблюдается для накопленных доз более 4 Гр и характеризуется аномально высоким выходом заболеваний (около 10% от численности соответствующей дозовой группы). Рис. 2 иллюстрирует качественное сопоставление наблюдаемого динамического профиля "ранних" лейкозов и декларированного по данным исследований когорты ЬББ.
Хотя наблюдения за когортой ЬББ были начаты спустя 5 лет после радиационного воздей-
Индивидуальные характеристики группы персонала ПО "Маяк" с ранним проявлением заболеваний лейкозами
Возраст начала работы, лет
Возраст на момент заболевания, лет
Время от начала работы до заболевания, годы
Накопленная доза, мГр
Доза, мГр/год
1-й год
20 23 3 10500 1980 7820 680 20 -
25 28 3 6690 6310 380 - - -
29 34 5 5790 1780 2170 1450 390 -
30 36 6 7740 6890 850 - - -
24 29 5 4830 2710 1850 110 160 -
21 26 5 9640 600 1280 4820 2760 180
35 42 7 6220 580 2740 1850 1050 -
43 52 9 7520 170 2270 3710 1210 160
31 47 16 4520 570 2930 1020 - -
2-й год
3-й год
4-й год
5-й год
ствия, есть основания полагать, что подобный эффект вряд ли мог наблюдаться в этой когорте. В результате кратковременного облучения при атомном взрыве, а также в отсутствие специализированного лечения, облучение в дозах, превышающих 4 Гр, с большой вероятностью приводило к летальному исходу, в то время как при хроническом облучении в таких дозах не возникает даже острая лучевая болезнь.
Отметим, что аномально высокий выход ради-ационно-обусловленных лейкозов для этой группы персонала ПО "Маяк" наблюдался на фоне выраженной хронической лучевой болезни. Можно предположить, что эффект "ранних" лейкозов обусловлен интенсификацией костномозгового кроветворения для компенсации клеточного дефицита. Это обстоятельство ограничивает время протекания репарационных процессов и приводит к ранней (в отличие от наблюдаемой в когорте LSS) реализации канцерогенного эффекта и значительному увеличению его выхода.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Известно, что процесс канцерогенеза - от предканцерогенных изменений в клеточных системах до клинически диагностируемого онкозаболевания - для большинства онкологических но-зологий является многостадийным. Основное затруднение при моделировании динамических характеристик этого процесса - отсутствие сведений о механизмах клеточной трансформации на пути к малигнизации. Имеющиеся инструментальные возможности позволяют выделить лишь начальные (стабильные мутации на клеточном уровне) и конечные (диагностируемое онкозаболевание на уровне организма) эффекты, формальное описание которых может служить основой лишь для весьма упрощенных моделей.
Возвращаясь к феномену "ранних" лейкозов, рассмотрим возможную интерпретацию механизмов этого эффекта. При хроническом облучении в высоких дозах создается постоянный дефицит кроветворных клеток и, как следствие, дефицит важных для жизнеобеспечения организма клеток периферической крови. Для ликвидации этого дефицита в организме включаются тканевые компенсаторные механизмы, направленные на восстановление численности клеточных субпопуляций путем пролиферации. В результате сокращается время на репарацию поврежденной кроветворной клетки. При этом гены-регуляторы из-за повреждения излучением или другими факторами неизвестной этиологии, а также, возможно, вследствие хронического дефицита форменных элементов периферической крови переключают клетку по направлению дальнейшего деления с большей вероятностью, чем по направлению к ее апоп
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.