РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 1, с. 74-79
^ РАДИАЦИОННАЯ ^^^^^^^^^^^^^^
ЦИТОГЕНЕТИКА
УДК 575.224.23:616:599:539.1.047
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ В ОТДАЛЕННЫЕ СРОКИ
ПОСЛЕ ОСТРОГО ОБЛУЧЕНИЯ ЛЮДЕЙ. КОМПЬЮТЕРНЫЙ МЕТОД РЕТРОСПЕКТИВНОЙ ОЦЕНКИ ДОЗЫ
© 2007 г. В. Ю. Нугис*, Н. Е. Дудочкина
Государственный научный центр - Институт биофизики, Москва
Способ ретроспективной оценки дозы, основанный на компьютерном анализе с помощью специальной программы распределений клеток по числу содержащихся в них дицентриков и нестабильных аберраций хромосом используется для восстановления дозы у лиц, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС, по результатам повторных цитогенетических исследований в отдаленный период после радиационного воздействия. Полученные данные свидетельствуют о том, что для более точного восстановления первоначально полученной дозы необходимо дополнительно вносить поправки для учета времени, прошедшего после облучения, или частоты атипичных хромосом при подсчете аберраций хромосом в отдаленные сроки.
Острое аварийное облучение, культуры лимфоцитов, аберрации хромосом, компьютерный метод, ретроспективная оценка дозы.
Анализ имеющихся к настоящему моменту методов ретроспективной оценки дозы радиационного воздействия дан в методических рекомендациях МАГАТЭ [1] и подробных обзорах [2, 3]. Поэтому мы позволим себе только перечислить их и дать некоторые свои комментарии. Прежде всего надо упомянуть, что выделяются две основные группы способов оценки дозы в отдаленный период после радиационного воздействия - это подходы, основанные на анализе 1 - нестабильных и 2 - стабильных аберраций хромосом. В первую группу входят следующие методики: 1) использование средней частоты дицентриков и времени их "полужизни"; 2) метод усеченного пуассоновского распределения клеток по числу содержащихся в них дицентриков; 3) Qdr-метод; во вторую - метод полного кариотипирования G-дифференциально окрашенных хромосом и флуоресцентная in situ гибридизация (FISH-ме-тод). В нашей предыдущей статье [4], посвященной изучению закономерностей изменения цитогенетических показателей с течением времени после облучения было, в частности, показано, что время "полужизни" аберраций не универсальное понятие, пригодное к использованию при всех уровнях поглощенных доз и во все сроки после радиационного поражения. Все остальные методы исходят из предположения о постоянстве используемых параметров. Однако, как оказалось, величина показателя Qdr в среднем уменьшается
*Адресат для корреспонденции: 123182 Москва, ул. Живописная, 46, ГНЦ - Институт биофизики; тел.: (499) 190-94-14, (499) 190-94-16; e-mail: nugisvju@list.ru.
с течением времени после облучения. То же, хотя и в меньшей степени, отмечается и для распределения клеток с дицентриками по числу содержащихся в них дицентриков, так как частота дицентриков на 1 клетку с этими хромосомными перестройками (т.е. среднее для усеченного распределения) имеет тенденцию к уменьшению. Имеются сложности и при использовании методов, учитывающих стабильные аберрации хромосом.
Ранее нами (в соавторстве с д-ром биол. наук И.В. Филюшкиным и А.С. Чистопольским) [5] был опубликован оригинальный компьютерный способ ретроспективной оценки дозы на основе версии компьютерной программы, разработанной И.В. Филюшкиным и использующей для анализа распределения клеток по числу дицентриков в культурах лимфоцитов периферической крови, взятой у пациентов в отдаленные сроки после облучения. Данная компьютерная программа - модификация (двуканальный вариант) основной программы (многоканальный вариант), первоначально предложенной для восстановления распределения лимфоцитов по дозе из распределений клеток по числу содержащихся в них дицентриков при неравномерном облучении [6, 7]. Упомянем только, что двуканальный вариант исходит из уподобления элиминации аберраций хромосом появлению с течением времени в пуле лимфоцитов периферической крови некоторой необлученной фракции, даже если исходное радиационное воздействие и было равномерным. При этом здесь, так же, как и в методе усеченного пуассоновского распределения, предполагается
неизменность распределения клеток с дицентри-ками по числу этих аберраций в отдаленные сроки после облучения. Кроме того, статья [5] содержала лишь предварительные результаты, и в ней были представлены результаты исследования только 21 чернобыльского пациента. В настоящее время проведено цитогенетическое обследование в отдаленные сроки (с различной частотой) в общей сложности 71 человека [4]. Поэтому возникла необходимость обобщить полученные результаты по использованию нового способа ретроспективной оценки дозы.
Также следует отметить, что отсутствие клеток с двумя и более дицентриками, которое может быть как изначальным, так и возникающим в отдаленные сроки после облучения, по-видимому, вследствие элиминации приводит к тому, что анализируемая компьютерная программа оценивает дозу просто по регистрируемой частоте ди-центриков на 100 клеток с использованием имеющейся кривой доза-эффект. Соответственно из-за общей тенденции к снижению уровней дицен-триков ретроспективная оценка дозы окажется заниженной. Распределение клеток по общему числу нестабильных аберраций хромосом по сравнению с распределениями клеток по числу дицентриков чаще образуют классы клеток с двумя и более аберрациями. Поэтому для ретроспективной оценки дозы с помощью двуканального варианта компьютерной программы И.В. Фи-люшкина можно попытаться использовать и все нестабильные аберрации хромосом.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Материалом для данного исследования послужили распределения клеток по числу содержащихся в них дицентриков и всех нестабильных аберраций хромосом, полученные в результате цитогенетического анализа культур лимфоцитов периферической крови в общей сложности 71 чернобыльского пациентов (226 культур) в отдаленные сроки (до 6 лет) после облучения [4]. У всех этих пациентов в ближайшие сроки после радиационного воздействия была проведена цитоге-нетическая (по средней частоте дицентриков в культурах лимфоцитов периферической крови) оценка средних поглощенных доз, которые варьировали от 0.2 до 9.8 Гр.
Математическая идеология и обоснование используемой в данной работе компьютерной программы изложены ранее [5].
Регрессионный анализ осуществлялся с помощью компьютерной программы "Statistica".
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты компьютерного восстановления дозы двумя способами - из распределения клеток
Первоначальная оценка дозы, Гр 10
° сйеЖ^о
о
очр ° °°
о 1
°° о
9 О О
1 ° I 1 1 1
1 2 3 4
7
9 10
Восстановленная оценка дозы, Гр
Рис. 1. Зависимость первоначальной оценки дозы от ее оценки, восстановленной по результатам цитогенетического анализа с помощью компьютерной программы в отдаленные сроки после облучения у лиц, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС.
по числу дицентриков и распределения клеток по общему числу нестабильных аберраций - показали, что в целом нельзя однозначно отдать предпочтение восстановлению дозы с использованием какого-либо одного из этих цитогенетических показателей. По-видимому, правильнее дать усредненную оценку дозы, восстановленной на основании обоих цитогенетических показателей, что и было сделано ниже. При этом связь первоначальной оценки дозы с восстановленной с помощью компьютерной программы описывалась следующим уравнением:
Д0 = (0.456 ± 0.083) + (1.040 ± 0.025)Д
(1)
г = 0.942, р < 0.0001,
где Д0 - первоначальная оценка дозы, Гр; Д - восстановленная (в отдаленный период после облучения) оценка дозы; г - коэффициент корреляции; р - уровень значимости. Соответствующий график представлен на рис. 1, который демонстрирует определенное смещение восстановленных оценок по сравнению с первоначальными оценками в сторону меньших значений величин доз.
Последующий регрессионный анализ также показал, что отношение (в процентах) восстановленной оценки (Д, Гр) к первоначальной оценке дозы (Д0, Гр) несмотря на значительную индивидуальную вариабельность зависело (корреля-
Отношение восстановленной оценки дозы к первоначальной оценке дозы, % 180
160 140 120 100 80 60 40 20
0
400 800 1200 1600 2000 Сроки после облучения, сут
Рис. 2. Зависимость от времени отношения восстановленной с помощью компьютерной программы в отдаленные сроки после облучения оценки дозы к ее первоначальной оценке у лиц, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС.
тивная связь средней силы) от времени (Т, сут), прошедшего после облучения, что выражалось следующим уравнением (график приведен на рис. 2):
А/А = (95.77 ± 1.83) - (0.014 ± 0.002)Т, г = 0.386, р < 0.0001.
(2)
Такая статистически достоверная зависимость побудила нас принять решение получить уравнение множественной регрессии, в которое в качестве переменной была бы включена не только восстановленная оценка дозы, но и время после радиационного воздействия. Эта зависимость первоначальной оценки дозы (А, Гр) от ее восстановленной оценки (А, Гр) и срока (Т, сут), прошедшего после облучения, описывалась уравнением
А = (0.224 ± 0.113) + (1.042 ± 0.024)А + + (0.000239 ± 0.000081)Т, г = 0.945, р < 0.0001.
(3)
Рис. 3. Зависимость первоначальной оценки дозы от ее ретроспективной оценки, рассчитанной по уравнению множественной регрессии, включающей в качестве независимых параметров оценку дозы, восстановленную из распределений клеток по числу дицентри-ков и нестабильных аберраций, и время, прошедшее после облучения, у лиц, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС.
Рис. 4. Зависимость первоначальной оценки дозы от ее ретроспективной оценки, рассчитанной по уравнению множественной регрессии, включающей в качестве независимых параметров оценку дозы, восстановленную из распределений клеток по числу дицентри-ков и нестабильных аберраций, и частоту стабильных аберраций, наблюдаемую в отдаленный период, у лиц пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС.
Данное уравнение можно использовать для ретроспективной оценки дозы (А заменяется на Д.йг) и тогда
Агйг = (0.224 ± 0.113) + (1.042 ± 0.024)А + + (0.000239 ± 0.000081)Т.
(3а)
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.