РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 4, с. 341-354
== РАДИАЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА
УДК 575.224.23:611.018.53:614.876:539.1.047
РЕТРОСПЕКТИВНАЯ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДОЗЫ. I. УРОВНИ АБЕРРАЦИЙ ХРОМОСОМ В ОТДАЛЕННЫЕ СРОКИ ПОСЛЕ ОСТРОГО ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СИТУАЦИЯХ
© 2015 г. В. Ю. Нугис1, *, И. К. Хвостунов2, Е. В. Голуб2, М. Г. Козлова1, Н. М. Надежина1, И. А. Галстян1
Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва 2 Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба — филиал Федерального медицинского исследовательского центра им. П.А. Герцена Министерства здравоохранения Российской Федерации, Обнинск
В отдаленные сроки после острого внешнего у-, у-Р- или у-нейтронного облучения в результате различных аварий было проведено цитогенетическое исследование культур лимфоцитов периферической крови 22 лиц с помощью классического метода. Приведены сведения об исходных дозовых оценках, полученных с помощью физических расчетов, методом измерения сигнала ЭПР в эмали зубов, по гематологическим и/или цитогенетическим показателям. Цель работы состояла в получении фактических данных, описывающих состояние хромосомного аппарата лимфоцитов людей примерно через 17—50 лет после случайного радиационного воздействия. В целом обнаружены повышенные уровни аберраций хромосом. Отмечается средняя корреляционная связь между частотами атипичных хромосом и оцененной поглощенной дозой. Полученные результаты предполагается в дальнейшем использовать для изучения возможностей ретроспективной оценки дозы на основе специальной компьютерной программы.
Острое аварийное облучение, культуры лимфоцитов, аберрации хромосом, элиминация, ретроспективная оценка дозы.
Б01: 10.7868/80869803115040062
В периодически переиздаваемых международных рекомендациях МАГАТЭ по использованию анализа аберраций хромосом в качестве способа биологической "дозиметрии" в связи с радиационными происшествиями [1, 2] большое внимание уделяется не только индикации дозы острого облучения в ближайшие сроки после воздействия с помощью классического метода окраски хромосом, но и возможностям применения различных подходов для ретроспективной оценки полученных доз. Обусловлено это в основном медико-социальной необходимостью верифицировать сам факт переоблучения и попытаться определить полученную дозу в отдаленные сроки. Исходя из теоретических соображений о том, что реципрок-ные транслокации (симметричные обмены) не представляют механического препятствия для протекания митоза, для этих целей в настоящее время предлагается использовать соответствующие цитогенетические методики, выявляющие преимущественно именно этот вид аберраций хромосом. К ним относятся G-окраска (G-бэн-динг) и FISH-окрашивание.
* Адресат для корреспонденции: 123182 Москва, ул. Живописная, 46, ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России; тел.: (499) 190-96-44; e-mail: nugisvju@list.ru.
В дочернобыльский период в наиболее развитом виде цитогенетические исследования культур лимфоцитов периферической крови в отдаленные сроки после облучения были выполнены на материале, полученном от японцев, пострадавших при атомных бомбардировках городов Хиросима и Нагасаки (1945 г.). При этом по мере их разработки были использованы и классическая, и G-, и FISH-окраски хромосом. Стоит отметить выводы, которые сделали в результате своих исследований японские коллеги по поводу возможностей выявления стабильных перестроек разными способами. Они показали [3, 4], что, если принять количество радиационно-индуцированных транслокаций, определяемых с помощью G-окраски, за 100%, то одноцветный FISH-метод после пересчета на весь геном, в принципе, дает почти идентичную частоту стабильных перестроек хромосом. При использовании классического (как они писали, "conventional" , т.е. традиционного, общепринятого) метода можно зарегистрировать около 20% транслокаций. Если же при той же однородной окраске дополнительно осуществлять должное кариотипирование, то можно выявить еще 50% соответствующих перестроек, и, таким образом, неучтенными останутся 30% транслокаций, что, в целом, свидетельствует о не-
плохом результате. Необходимо отметить, что под должным кариотипированием понимается попытка идентифицировать отдельные пары хромосом, а не осуществить только распределение большей части хромосом по известным группам.
С точки зрения цитогенетика, японскому циклу работ (во всех остальных отношениях безусловно безупречному) присущ один-единственный объективный недостаток: отсутствуют входные, сделанные в ближайшие сроки после атомной бомбардировки, подсчеты аберраций хромосом. Оценки первоначально поглощенных доз были получены на основании расчетов, содержащих определенные допущения. Действительно, возможность производить цитогенетиче-ские исследования культур лимфоцитов периферической крови стала доступна японским (как, впрочем, и другим) исследователям только в 1965—1968 гг. [3, 5], т.е. через 20 лет после радиационного воздействия. Поэтому по поводу нестабильных аберраций хромосом оставалось констатировать, что их значительно меньше, чем стабильных перестроек, хотя их частота и превышала контрольный уровень. Правда, именно на основе остатков нестабильных аберраций в лимфоцитах у японских пострадавших от атомной бомбардировки ("хибакуся") Sasaki и Miyata в работе [6] предложили свой метод Qdr для ретроспективной оценки дозы, который затем стали использовать и для индикации дозы при парциальном облучении и который вошел в рекомендации МАГАТЭ [1, 2].
Относительно метода G-окраски хромосом сразу следует сказать, что, хотя он в меру своего разрешения и обеспечивает относительно полное кариотипирование, однако весьма трудоемок и требует высококвалифицированного персонала. Поэтому в радиационной цитогенетике его используют достаточно редко, например, в работах [7, 8]. С FISH-методом тоже оказалось не так все просто, как казалось первоначально, если не учитывать даже достаточно высокую его дороговизну из-за необходимости приобретения флуоресцентного микроскопа и соответствующих зондов ДНК. В нашем исследовании [9] через 10 лет после аварии на Чернобыльской АЭС было показано, что частота регистрируемых FISH-транслока-ций соответствует первоначальной частоте ди-центриков (в предположении их равновероятной индукции) только до дозы 2 Гр. Аналогичные данные были получены при обследовании лиц, пострадавших при аварии в г. Гойянии (Бразилия) в 1987 г., за тем исключением, что расхождение первоначальных частот дицентриков и частот транслокаций, идентифицируемых через 8 лет после облучения, началось с еще более низкой дозы 1 Гр [10]. Таким образом, в своем первоначальном виде, когда оценка дозы производится по зависимости доза—частота FISH-транслока-ций после облучения крови здоровых доноров
in vitro, данный метод будет работать только до этого уровня доз. На практике для большинства случаев ретроспективной оценки дозы этого вполне достаточно.
Многие известные цитогенетики, несмотря на овладение FISH-методикой, продолжают параллельно использовать классический метод окрашивания хромосом. Так, Н.А. Мазник [11] осуществила длительное (от 2 сут до 14.75 лет) динамическое классическое цитогенетическое наблюдение за большой группой лиц, эвакуированных из 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС (дозы по документам располагались в диапазоне от 3.5 до 1244 мГр). Это позволило построить эмпирическую модель динамики аберрантных клеток (с дицентриками и кольцами) в группах с разными календарными сроками и длительностью пребывания в зоне потенциального переоблучения. На ее основе и с помощью специального математического аппарата был предложен метод ретроспективной биодозиметрии, информативный до 9—10 лет после облучения [12]. Повышенные по сравнению с контролем уровни дицентриков были обнаружены на протяжении всего периода обследования (1986—2004 гг.) у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС [13]. В других исследованиях аналогичные результаты наблюдали и в отношении всех нестабильных аберраций через 4—13 лет после этой катастрофы [14], а также в группах профессиональных работников и жителей региона проведения ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне [15]. Более того, в работе [16] выражается мнение, что в области "низких" доз FISH-анализ транслокаций имеет низкую чувствительность, а дицентрики являются чувствительным биологическим маркером облучения даже через много лет после облучения. Таким образом, использование классического метода окраски хромосом при ретроспективных оценках дозы оказывается не таким уж бесполезным делом, как считают авторы работы [17].
Когда со стороны обследуемого гражданина имеются претензии на более высокий уровень поражения, чем это наблюдается обычно при обследовании в отдаленные сроки после возможного переоблучения, необходимо иметь данные, позволяющие объективно оценить ситуацию. Как раз в таком случае также может помочь использование классической окраски. Об этом свидетельствуют проведенные нами на протяжении 25 лет исследования по изучению элиминации аберраций хромосом в культурах лимфоцитов периферической крови лиц, облученных в результате аварии на Чернобыльской АЭС [18, 19]. В то же время заслуживает внимания вопрос о том, на сколько закономерности, установленные для чернобыльского контингента, могут быть перенесены на лиц, пострадавших при различных других
радиационных инцидентах. Поэтому для сравнения этих данных нами был проведен цитогенети-ческий анализ культур лимфоцитов периферической крови в отдаленные сроки после облучения от различных у-, у—в- и у-нейтронных источников. Эти исследования осуществлялись спустя примерно 17—50 лет после радиационного воздействия, т.е. в целом этот диапазон захватывает часть 25-летнего периода наблюдения за чернобыльским контингентом, но в большей мере перекрывает его.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Характеристика обследованных групп пациентов
Пострадавшие в различных радиационных авариях пациенты, у которых в отдаленный период после облучения производилось цитогенети-ческое исследование культур лимфоцитов периферической крови, был
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.