РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 4, с. 389-408
^ ОБЩАЯ
РАДИОБИОЛОГИЯ
УДК 616.9-036.2:616-006:559:539.1.047
РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОЦЕНОК КАНЦЕРОГЕННОГО РИСКА В РАДИАЦИОННО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ*
© 2008 г. Л. М. Рождественский**
Государственный научный центр-Институт биофизики Федерального медико-биологического агентства,
Москва
Цель настоящей работы заключалась в критическом анализе сложившегося в радиационной безопасности/эпидемиологии подхода к оценкам концерогенного риска с помощью математических моделей, который не учитывает качественное отличие биологических эффектов низкоуровневых излучений от индуцируемых высокими дозами и мощностями доз. Основным отличием дозовых зависимостей биологических эффектов в области низкоуровневого облучения является наличие (ква-зи)плато на дозовых кривых радиационного эффекта/риска. Аргументами в пользу наличия плато служат: повторяемость феномена плато по разным радиобиологическим эффектам на разных объектах и уровнях биологической организации, обратная дозовая зависимость тренда показателей ERR/Sv и числа дицентриков на 100 лимфоцитов человека на 1 Гр в областях наличия плато, появление выраженного тренда увеличения показателя вогнутой кривизны дозовой зависимости относительного (канцерогенного) риска при переходе от всего дозового диапазона к его низкоуровневой части. Плато в начальной части дозовых кривых стохастических эффектов ассоциируется с концепцией практического порога радиационных рисков. Анализ дозовой зависимости процессов, антагонистически влияющих на развитие/реализацию первичных радиационных поражений биологически важных макромолекул, показал превалирование в области низкоуровневого излучения процессов, направленных на элиминацию первичных поражений генома. Обсуждается необходимость раздельной оценки радиационных рисков для областей низких и высоких доз ионизирующего излучения.
Радиационный канцерогенный риск, малые дозы, низкие уровни радиации, постулаты концепций биологического действия радиации.
Основная цель аналитической работы по медико-биологическому обоснованию практически безопасных для здоровья человека уровней воздействия ионизирующих излучений заключалась в их определении по данным литературы для случаев как острого (аварийного), так и профессионального техногенного облучения человека. Поставленная цель достигалась в процессе решения следующих задач: 1) выяснение формы дозовых зависимостей стохастических эффектов в области малых доз редкоионизирующего излучения по данным как эпидемиологических, так и экспериментальных исследований на разных уровнях
*Редколлегия журнала публикует эту статью как дискуссионную, поскольку автор ее не согласен с рекомендациями, высказанными рецензентами. Первый из рецензентов в отзыве на статью отметил, что представленный в ней анализ отражает результаты использования лишь одного из возможных способов его проведения. По мнению второго рецензента, автору необходимо было бы сопоставить результаты исследований двумя возможными методами или, по крайней мере, обсудить собственные данные с учетом возможности альтернативного подхода.
**Адресат для корреспонденции: 123182 Москва, Живописная ул., 46, ГНЦ-ИБФ; тел.: 190-94-47; e-mail: rol@srcib-ph.ru.
биологической организации; 2) возможность иных интерпретаций представленных в литературе результатов, что часто требовало проведения дополнительных расчетов по имеющимся в работах фактическим данным; 3) анализ соотношения в области низких уровней облучения конститутивных и инициируемых ионизирующим излучением процессов, которые могут либо усиливать, либо ослаблять вплоть до полной элиминации первичные радиационные поражения биологически важных макромолекул. Указанные аспекты аналитической работы осуществлялись в рамках сопоставления двух основных концепций действия радиации на биологические объекты: линейной беспороговой (ЛБК) и пороговой (ПК).
Анализируя представленные в литературе данные, опирались на следующие положения экспериментальной и теоретической радиобиологии: а) наличие дозовой зависимости, как важный, но не единственный показатель связи эффекта с облучением; б) ослабление эффекта с уменьшением мощности дозы, или ее фракционированием; в) возможность эффективной (при определенных условиях безошибочной) репара-
Таблица 1. Коэффициенты эксцесса относительного риска смерти от онкологических заболеваний (с 95%-ным ДИ) по данным разных медико-дозиметрических регистров
Когорты (численность) Средняя доза, мЗв (интервал доз) Продолжительность воздействия, лет Лейкоз (-ХЛЛ), БИЯ/Бу Солидный рак, БИЯ/Бу
острое облучение хроническое облучение острое облучение хроническое облучение
ЬББ1 (50113) 235 (5-4600) 4.62* (3.28 6.4) 0.4* (0.31 0.51)
РГМДР2 (68199) 130 (5-500) 9.9*(а) (1.1 18.6)
Маяк3 (19774) ~700 (10-11000) 17-52 1.9*(Ь) (0.9 3.8)
РАЯП4 (53698) 25.7 18 5.67 (-2.56 30.4) 0.51 (-2.0 4.6)
НРПР5 (124743) 35.7 16 1.2 (-0.68 4.6) 0.09 (-0.28 0.52)
ВУРС6 (14589) 327(с) (6-2100) 30 0.36 (-0.02 0.87)
ОРРРАП7 (407391) 19.4 (6-43) 1.93 (<0 8.47) 0.87* (0.03 1.88)
Примечания:
* Достоверно при уровне значимости р = 0.05.
1 Регистр жертв атомных бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки [2].
2 Регистр ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС [4].
3 Регистр персонала ПО "Маяк" [5, 26].
4 Регистр работников американской ядерной промышленности [30].
5 Национальный регистр профессиональных работников Великобритании [29].
6 Регистр населения Восточно-Уральского радиоактивного следа [27].
7 Исследование риска рака у работников атомной промышленности 15 стран в рамках международного сотрудничества [6].
(a) Произведена оценка риска по критерию заболеваемости лейкозом.
(b) Оценка риска для внешнего у-облучения вдиапазоне кумулятивных доз выше 1 Гр при уровне значимости 0.1 (дозы на красный костный мозг от инкорпорированного Ри для части персонала (75%), имевшей контакт с радионуклидом, не учтены).
(c) Кумулятивная доза, преимущественно от инкорпорированного 908г.
ции радиационных поражений на молекулярно-клеточном уровне.
РАДИАЦИОННО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В КОГОРТАХ ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
На сегодняшний день существует детально разработанная система оценки радиационных рисков, включающая в себя достаточно сложный математический аппарат их расчета. Постулат-ной базой при разработке этого аппарата послужило представление, хотя и не сформулированное явно, о различающемся только количественно и строго пропорционально дозе негативном биологическом действии как высоких, так и низких доз ионизирующего излучения вплоть до включения в этот ряд естественного радиационного фона.
Самое уязвимое место в этой системе - неопределенность (правда, с чисто математических
позиций) и отсюда постулированность формы дозо-вой зависимости в области низких уровней облучения. В качестве такого, практически необоснованного постулата, выступает линейная беспороговая концепция (ЛБК). Основной характеристикой ра-диационно-канцерогенного эффекта выбран коэффициент эксцесса относительного риска (БКИ/Бу). Некоторой непринципиальной уступкой фактическим данным радиоэпидемиологических исследований является введение корректирующего (в сторону снижения оценок риска при низких уровнях воздействия) фактора эффективности дозы и мощности дозы (ВбИЕК), рекомендованная величина которого в настоящее время составляет 2 [1].
Нами предпринята попытка показать с позиций радиобиологии упрощенность и ограниченность линейной беспороговой концепции и наметить возможные пути реформирования существующей системы оценки радиационного риска для области низких уровней облучения.
В табл. 1 приведены значения БИЯ/Бу по смертности/заболеваемости в отношении лейко-
за или солидного рака в когортах лиц, подвергшихся разным видам радиационного воздействия (военного, аварийного, профессионального), как острого, так и хронического.
По показателям смертности/заболеваемости в отношении лейкоза достоверные превышения риска обнаружены при остром или подостром воздействии в когортах японских жертв атомных бомбардировок и ликвидаторов Чернобыльской аварии, а при хроническом воздействии в достаточно больших дозах - в когорте работников ПО "Маяк" [2-5]. В табл. 1 приводятся усредненные значения БЯК/Бу, но не следует привязывать их к усредненным оценкам доз облучения, так как разброс радиационных нагрузок весьма значителен. При хронических низкоуровневых воздействиях на атомных производствах достоверного повышения риска смерти от лейкоза не обнаружено несмотря на огромную, превышающую 5 х 106 величину чел.-лет наблюдений [6].
В отношении смерти от рака достоверное (р < < 0.05) увеличение показателя БЯК/Бу было отмечено в когорте ЬББ и в объединенном регистре работников ядерной промышленности (ОРРАП) 15 стран [2, 6].
Отметим, что представленные в табл. 1 данные, если отвлечься от критерия достоверности различий с контролем, сравнительно мало различаются по величине показателя ЕЯЯ/Бу, несмотря на существенные различия по величинам доз, мощностей доз и длительности воздействия в соответствующих когортах. Особенно неожиданным выглядит достоверное позитивное значение ЕЯЯ/Бу смерти от рака в когорте ОРРАП, что ставит вопрос о возможности вредных эффектов для здоровья крайне низких уровней облучения.
Посмотрим, насколько отмеченные тенденции находят подтверждение в материалах эпидемиологических исследований разных когорт облученных лиц, насколько они связаны с использованием определенных методических подходов и возможны ли иные подходы к интерпретации имеющихся данных, в том числе и с привлечением результатов исследований экспериментальной и теоретической радиобиологии.
Анализ данных когорты Ь88
При оценке риска онкологических эффектов острого радиационного воздействия в когорте ЬББ использовали программу Амфит для расчета коэффициента эксцесса относительного риска (ЕЯЯ/Бу) с учетом пола, возраста в момент облучения и времени под риском, независимо от уровня полученных доз [2, 3]. Возможность существования порога отвергалась. Однако
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.