РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2011, том 51, № 1, с. 81-90
УДК 576.356:621.039.[58+59]
РЕЗУЛЬТАТЫ 25-ЛЕТНЕГО ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ ОБЛУЧЕНИЮ В РАЗЛИЧНЫХ ДОЗАХ ПРИ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
© 2011 г. В. Ю. Нугис1*, А. В. Севанькаев2, И. К. Хвостунов2, Е. В. Голуб2, Н. М. Надежина1,
И. А. Галстян1, Н. Е. Дудочкина1, М. Г. Козлова1
1ФГУ "Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна"
ФМБА России, Москва 2Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск
С помощью классического цитогенетического метода на протяжении 25 лет были изучены изменения в регистрируемых уровнях аберраций хромосом различного типа в культурах лимфоцитов периферической крови у лиц, пострадавших от относительно равномерного облучения основной массы тела в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Всего с различной кратностью было обследовано 74 пациента, у которых первоначальные оценки доз по средней частоте дицентриков варьировали от 0.2 до 9.8 Гр. В целом, для количественного описания элиминации цитогенетических показателей, связанных с разными видами нестабильных аберраций хромосом, наиболее адекватной оказалась двойная экспоненциальная модель. В результате проведенного исследования были обнаружены высокая индивидуальная вариабельность скорости элиминации нестабильных аберраций хромосом и ее зависимость на начальном этапе от величины полученной дозы. На основе полученных данных был предложен способ ретроспективной оценки дозы, использующий специальную компьютерную программу для математической обработки распределений клеток по числу содержащихся в них дицентриков и, в целом, нестабильных аберраций хромосом. Также с помощью метода FISH, начиная примерно с 10 лет после облучения, была изучена временная динамика частоты транслокаций у ряда лиц, относящихся к данному контингенту.
Острое аварийное облучение, культуры лимфоцитов, элиминация аберраций хромосом, нестабильный и стабильные типы аберраций хромосом, FISH-метод, ретроспективная оценка дозы.
В настоящее время имеется несколько надежных методов биологической оценки доз, полученных пострадавшими при радиационных авариях, в первую очередь — это цитогенетические методы и ЭПР-спектроскопия эмали зуба человека. Оба эти метода имеют как свои положительные, так и отрицательные моменты. "Плюсом" для последнего метода является длительное сохранение изменений, вызванных действием ионизирующих излучений, в форме свободных радикалов в кристаллической структуре эмали зуба [1]. "Минусом" же является невозможность определить тип облучения — общее или локальное, поскольку регистрируемые ЭПР-сигналы в эмали зубов показывают лишь облучение области головы. Цитогенетический метод дозиметрии лишен этого недостатка, поскольку позволяет различать последствия общего и локального облучения по характеру распределения дицентриков по клеткам. Однако его недостатком является постепенное снижение в пострадиационный период
* Адресат для корреспонденции: 123182 Москва, ул. Живописная, 46, ФГУ "ФМБА им. А.И. Бурназяна"; тел.: (499) 190-94-16, (499) 190-94-14; e-mail: nugisvju@list.ru.
уровня радиационно-индуцированных хромосомных аберраций в периферической крови вследствие, во-первых, элиминации радиационно-инду-цированных аберрантных клеток из кровеносного русла в процессе естественной физиологической смены популяции лимфоидных клеток крови и, во-вторых, за счет элиминации нестабильных аберраций в процессе митотических делений облученных стволовых клеток [2—4]. При стандартном окрашивании хромосом оценка дозы в ближайшие сроки после облучения производится по одному из видов нестабильных аберраций — дицентрикам. При таком методе окраски стабильные перестройки (атипичные хромосомы) регистрируются не более, чем в 20% случаев по сравнению с такими эффективными методами их выявления как G-бэндинг и селективное окрашивание хромосом методом FISH [5, 6].
Однако проблема оценки дозы в отдаленные сроки после облучения всегда стояла как перед физической, так и биологической дозиметрией, что обусловлено нередко поздним поступлением соответствующего контингента лиц в специализированные лечебные учреждения и необходимо-
стью верификации факта облучения и определения величины возможной полученной дозы при установлении связи заболеваемости с действием радиации. Для этого могут быть использованы две группы методов, опирающиеся на использование нестабильных или стабильных аберраций хромосом [7, 8]. Соответственно, возникает потребность в знании закономерностей элиминации нестабильных аберраций хромосом и подтверждение факта того, что частота стабильных аберраций, в соответствии с их названием, действительно не изменяется с течением времени. Все это важно и для интерпретации данных, полученных при обследовании лиц, подвергающихся пролонгированному облучению.
До последнего времени более или менее были известны лишь общие тенденции элиминации нестабильных радиационно-индуцированных аберраций хромосом, регистрируемых в культурах лимфоцитов периферической крови людей [4, 9]. Эти данные были получены на материале лиц, подвергшихся тотальному или локальному терапевтическому облучению по поводу злокачественных заболеваний, а также пострадавших при атомных бомбардировках городов Хиросима и Нагасаки и в ряде аварийных ситуаций. Однако этого недостаточно для проведения каких-либо количественных пересчетов с целью ретроспективной оценки дозы и выявления временных интервалов, когда это еще возможно сделать. Кроме того, имеются и определенные различия между результатами, полученными разными авторами. При этом надо отметить, что тщательное и длительное цитогенетическое обследование японских жертв облучения началось спустя примерно 22 года после атомных бомбардировок [10], а исходные данные отсутствовали. Поэтому исследование динамики уровней аберраций хромосом у лиц, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС, представлялось очень актуальным и важным как в научном, так и в практическом отношении. В этой ситуации особенно существенен факт наличия для большого контингента облученных лиц результатов первичного цитогенети-ческого анализа культур лимфоцитов, взятых в ближайшие дни и недели после облучения, что позволяет проводить корректное сравнение данных, полученных в определенные сроки, с исходными показателями и следить за их динамикой.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Материалом цитогенетических исследований служила венозная кровь 74 человек, пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС и повторно поступавших в клинику для обследования в общем временном интервале от 61 дня до примерно 25 лет после облучения. Отметим, что ци-тогенетический анализ в ближайшие сроки после
радиационного воздействия свидетельствовал об относительно равномерном характере облучения основной массы тела у подавляющего большинства пациентов [11]. Первоначальные оценки средней поглощенной дозы по количеству дицен-триков на 100 клеток у данного контингента варьировали от 0.2 до 9.8 Гр. В зависимости от полученной дозы пациенты были разделены на 3 группы: 31 человек — 0.2—2.4 Гр (101 повторная культура с частотой взятия от 1 до 19 раз у отдельных лиц), 28 человек — 2.6—4.4 Гр (119 повторных культур с частотой взятия от 1 до 15 раз) и 15 человек — 4.6—9.8 Гр (75 повторных культур с частотой взятия от 2 до 17 раз).
Необходимо отметить, что в связи с распадом Советского Союза, число обследуемых лиц, пострадавших при аварии на ЧАЭС, в последние 20 лет резко снизилось, так как большинство из них в настоящее время проживает на территории Украины. Так, если в течение первых 6 лет после аварии образцы крови были взяты в общей сложности у 71 пострадавшего человека, то затем с 7-го по 12-й годы — лишь у 19 человек, а с 13-го года по настоящее время — только у 9 пострадавших.
Взятие образцов крови осуществлялось в стерильные флаконы с гепарином. Для культивирования лимфоцитов и приготовления препаратов хромосом применялись варианты стандартных методик [4]. При анализе нестабильных аберраций (дицентрики, центрические и ацентрические кольца, парные фрагменты, хроматидные аберрации) и атипичных хромосом использовалась методика флуоресцент + Гимза (FPG) [12]. Время культивирования в основном составляло 48—50 ч, а в ряде случаев по определенным показаниям достигало 66—95 ч, при этом подсчет хромосомных аберраций производили только в клетках первого митоза, содержащих 45—46 хромосом. В данном случае FPG-метод может быть рассмотрен как вариант классического хромосомного анализа. В зависимости от успешности роста лимфоцитов в культуре, при учете нестабильных аберраций в течение первых 6 лет было проанализировано от 30 до 1419 метафаз на препарат, а в последующие сроки (до 25 лет) от 500 до 1000 метафаз.
Для анализа стабильных аберраций хромосом использовали FISH-метод (fluorescence in situ hybridization). При окраске FISH-методом применяли гибридизацию in situ с использованием био-тинилированных проб ДНК в качестве зондов, специфичных к трем из наиболее массивных хромосом человека. В настоящем исследовании использовались следующие наборы одноцветных зондов: до 2000 г. - (#2, #3, #8), после 2000 г. -(#2, #4, #12) Для контрастного окрашивания остальных хромосом использовали DAPI (4,6-dia-midino-2-phenylindole). При учете стабильных
аберраций методом FISH анализировали, как правило, по 500 метафаз с вариацией от 250 до 700.
При анализе части генома методом FISH оценка ожидаемой частоты аберраций с участием всех хромосом производилась в рамках гипотезы об однородном распределении первичных повреждений по хромосомам в соответствии с количеством содержащейся в них ДНК. В этом случае частота аберрации на весь геном FG = FP/NGE, где FP — парциальная частота с участием только "окрашенных" хромосом, NGE — число геном-эквивалентных (GE) клеток, соответствующих числу проанализированных метафаз, N. Эти величины связаны между собой известным соотношением Nge = fäN; где f = 2.05^(1 - f), а f - доля генома, которую составляют окрашиваемые хромосомы и которая варьирует в пределах 18-20%
[13].
Регрессионный анализ был выполнен с помощью компьюте
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.