= РАДИАЦИОННАЯ ЦИТОГЕНЕТИКА =
УДК [57+61]::539.1.04:612.112.94:575.224.23
ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ДОЗИМЕТРИИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ХРОМОСОМНЫХ АБЕРРАЦИЙ В ЛИМФОЦИТАХ КРОВИ БОЛЬНЫХ РАКОМ ЛЕГКОГО ПРИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОМ ФРАКЦИОНИРОВАННОМ у-ОБЛУЧЕНИИ
© 2012 г. И. К. Хвостунов*, Л. В. Курсова, Н. Н. Шепель, Ю. А. Рагулин, А. В. Севанькаев,
И. А. Гулидов, Д. А. Глазырин, И. Н. Иванова
Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России, Обнинск
Работа посвящена исследованию in vivo дозовой зависимости частоты радиационно-индуцирован-ных хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови больных раком легкого после курса дистанционной лучевой терапии (ДЛТ) с одновременной полихимиотерапией (ПХТ). Приводятся результаты цитогенетического обследования 13 больных с клиническими стадиями распространенности процесса II—IV и центральной локализацией опухоли после курса ДЛТ с использованием у-излучения 60Co в суммарной очаговой дозе (СОД) от 47.5 до 70 Гр. Нестабильные хромосомные аберрации (дицентрики, центрические кольца и ацентрики) анализировались до начала ДЛТ, после первых суток и по завершению курса ДЛТ. По совокупности цитогенетических данных трех пациентов биодозиметрическая оценка средней локальной дозы через сутки после облучения в суммарной дозе 2.5 Гр (1 Гр + 1.5 Гр) варьировала от 2.1 до 3.0 Гр. Анализ цитогенетических данных всех 13 пациентов показал, что отношение индивидуальной дозы, оцененной по частоте аберраций, к физической СОД, варьирует в пределах от 50 до 154%, составляя, в среднем, величину 93 ± 9%. Для решения поставленных задач метод Qdr (quotient of dicentrics and rings) оказался непригодным из-за существенного занижения оценки СОД. Полученные результаты позволяют усовершенствовать метод биологической дозиметрии при терапевтическом облучении онкологических пациентов.
Биологическая дозиметрия, культура лимфоцитов, хромосомные аберрации, химиолучевое лечение, дистанционная лучевая терапия, рак легкого.
Характерные свойства лимфоцитов крови человека и метод их культивирования лежат в основе так называемого "золотого стандарта" биологической дозиметрии [1]. Показано, что данный метод является надежным и эффективным способом оценки дозы ионизирующего излучения при остром аварийном или неконтролируемом облучении [2—6], а также при иных возможных вариантах контакта человека с излучением [7, 8]. В случае отсутствия физической дозиметрии при неконтролируемом облучении, или при необходимости независимого подтверждения величины дозы, цитогенетический метод на основе анализа радиационно-индуцированных хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови является наиболее адекватным и точным подходом, особенно в случае общего облучения. Область применимости и точность оценки дозы при локальном фракционированном облучении требует дальнейших исследований и уточнения [9,
* Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужской обл., ул. Королева, 4, ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России; тел.: (48439) 9-73-92; факс: (495) 916-14-40; e-mail: 726727@mrrc.obninsk.ru.
10]. Одним из способов решения такой задачи является анализ частоты аберраций в лимфоцитах крови онкологических пациентов при проведении курса лучевой терапии с известным дозиметрическим сопровождением [11—13].
По степени пригодности для биологической дозиметрии в остром периоде среди структурных нарушений хромосом могут применяться как нестабильные аберрации (дицентрики, центрические кольца и ацентрики), так и стабильные аберрации (транслокации). Ключевой проблемой для оценки дозы представляется выбор калибровочной дозовой зависимости для частоты хромосомных аберраций. На практике, в каждой цитогене-тической лаборатории используют собственную калибровочную кривую, полученную при облучении лимфоцитов крови in vitro [1]. При этом для расширения области применимости цитогенети-ческого метода, с целью оценки дозы локального облучения, необходимо исследовать дозовую зависимость частоты всех типов нестабильных аберраций (дицентриков, центрических колец и ацентриков).
При ДЛТ имеет место, как правило, локальное и дробно-пролонгированное по времени лучевое воздействие. В таком варианте облученные и не-облученные лимфоциты перемешиваются в кровяном русле, при этом существенную роль могут играть процессы пострадиационного восстановления клеток, а также изменение радиационной чувствительности лимфоцитов вследствие перенесенного онкологического заболевания и применения химиопрепаратов. С целью учета локального характера облучения при неконтролируемом облучении в больших дозах были разработаны два основных цитогенетических метода: Qdr (quotient of dicentrics and rings) [14] и метод Dolphin [15]. Однако оба эти метода прошли проверку, главным образом, в модельных лабораторных экспериментах с облучением лимфоцитов крови человека in vitro [16]. Для оценки целесообразности использования указанных методов при воздействии in vivo наиболее адекватным представляется подход в форме цитогенетического обследования онкологических пациентов при проведении радикального курса ДЛТ [10].
В настоящей работе исследована возможность применения метода биологической дозиметрии по частоте нестабильных хромосомных аберраций при локальном фракционированном облучении человека в СОД от 47.5 до 70 Гр.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Была обследована группа из 13 пациентов в возрасте от 47 до 72 лет с диагнозом рак легкого II—IV стадий, центральной локализацией процесса, получавших курс ДЛТ в СОД от 47.5 до 70 Гр. Лучевая терапия пациентов проводилась в клинике ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России на установках "Агат Р" и "Рокус АМ" (60Co) по схеме ускоренного гиперфракционирования с неравномерным дроблением дневной дозы (1.0 Гр + 1.5 Гр). В зону облучения входили опухоль, корень легкого с пораженной стороны и средостение с паратрахеальными зонами с обеих сторон. Длительность отдельных сеансов составляла от 1 до 1.5 мин. Общая продолжительность курса ДЛТ составляла от 1 до 2 мес.
Для цитогенетического анализа использовали образцы венозной крови, взятые у пациентов до начала курса ДЛТ, после первых суток и после окончания всего курса ДЛТ. Применяли методику культивирования лимфоцитов крови и приготовления препаратов хромосом, систематизированную в виде стандартного протокола [1]. Культивировали цельную кровь (0.8 мл) во флаконах Кар-реля в питательной среде следующего состава: 6.16 мл среды RPMI-1640; 1.6 мл инактивирован-ной эмбриональной телячьей сыворотки; 0.08 мл L-глютамина; 0.08 мл раствора антибиотиков; 0.15 мл фитогемагглютинина. Инкубацию куль-
тур клеток производили в термостате при 37°C в течение 48 ч. За 2 ч до окончания инкубации во флаконы добавляли раствор демеколцина в концентрации 0.2 мкг/мл среды. Гипотонизацию, фиксацию клеток и приготовление препаратов хромосом производили согласно протоколу [1]. Окраску препаратов осуществляли красителем Гимза. На отдельный образец крови анализировали от 78 до 762 метафаз (в среднем по 320 мета-фаз). Всего было проанализировано 9190 метафаз.
Из аберраций хромосомного типа учитывали ацентрики (парные фрагменты и точки), центрические кольца и дицентрики. Эти виды аберраций относят к классу нестабильных аберраций. К ди-центрику и центрическому кольцу относили по одному парному фрагменту или парной точке (при отсутствии парных фрагментов). Из аберраций хроматидного типа учитывали одиночные фрагменты, симметричные и ассиметричные обмены, объединенные при анализе в один класс — хроматидные обмены.
При статистической обработке полученных данных стандартные ошибки вычисляли для аберрантных клеток в предположении биномиального распределения, а для частоты аберраций — распределения Пуассона. В качестве критерия значимости для проверки гипотезы о равенстве средних использовалась Z-статистика без дополнительных предположений о дисперсиях исследуемых распределений. Наблюдаемые распределения аберраций по клеткам сравнивали с теоретически ожидаемым распределением Пуассона с помощью параметрического критерия [17]. Для получения интервальных оценок был использован подход, основанный на учете 95%-ных доверительных интервалов, применяемый при биодозиметрическом анализе, как для индивидуальной погрешности единичного измерения, так и для зоны регрессии среднего хода регрессионной зависимости частоты аберраций [1].
Расчет индивидуальных доз по частоте аберраций при локальном облучении производили по методу усеченного Пуассоновского распределения Dolphin [15] и по методу Qdr [14]. Для этого были использованы полученные в нашей лаборатории калибровочные дозовые зависимости частоты аберраций при облучении лимфоцитов крови человека in vitro.
В методе Dolphin анализируется распределение дицентриков по клеткам в предположении, что это распределение состоит из двух частей. Первая часть — это распределение Пуассона, которое формируют облученные лимфоциты, и вторая — вклад от необлученных клеток. Данный метод позволяет вычислить локальную дозу D, Гр; долю облученной популяции лимфоцитов f), а также дать оценку облученной части тела челове-
Таблица 1. Коэффициенты регрессионной дозовой зависимости частоты нестабильных аберраций хромосомного типа при облучении лимфоцитов крови человека in vitro, Y = c + aD + PD2
Тип аберраций Коэффициенты регрессии (аберр./100 кл.)
c ± SE* a, Гр-1 ± SE* в, Гр-2 ± SE*
1** Дицентрики 2 Дицентрики + центрические кольца 3 Дицентрики + центрические кольца + ацентрики 0.017 ± 0.013 0.016 ± 0.013 0.32 ± 0.05 1.43 ± 0.22 1.87 ± 0.25 3.16 ± 0.36 4.16 ± 0.13 5.01 ± 0.15 7.27 ± 0.19
Примечание. * SE — стандартная ошибка среднего; ** коэффициенты регрессии для соответствующего типа аберраций отмечены нижним индексом.
ка (F). Расчет указанных величин производили по следующим формулам [15]:
Y X
1 - е
N - n л
Y • f = X
N
где N — общее число проанализированных клеток, n0 — число клеток, не содержащих дицентри-ков, Y — среднее число дицентриков на одну облученную клетку, X — число дицентриков. Локальная доза D вычисляется по in vitro дозовой зависимости частоты дицентриков, используя вели
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.