Введение к работе
Актуальность темы
Использование источников ионизирующего излучения во всем мире сопровождалось возникновением радиационных аварий, при которых пострадало значительное число как персонала, так и населения. Наиболее тяжелые аварии произошли в 50-80-е годы прошлого столетия. Данные дозиметрии при этом были, как правило, весьма скудными либо отсутствовали вовсе. В то же время с медицинской и социальной точек зрения подтверждение факта повышенного облучения и определение величины аварийной дозы для установления причинной связи нарушений состояния здоровья с перенесенным в прошлом радиационным воздействием является весьма актуальной задачей.
К числу наиболее адекватных для решения данной задачи методов дозиметрии относятся биологические. В свою очередь среди методов биологической дозиметрии наиболее разработанным и широко используемым в настоящее время является анализ частоты нестабильных аберраций хромосом (дицентриков и центрических колец) в лимфоцитах периферической крови человека. Однако успешная оценка индивидуальной дозы этим методом возможна лишь в сравнительно короткие сроки: в течение 3 — 4 месяцев после облучения. Это связано с элимиьацией аберрантных клеток из циркулирующей крови. Более надежным радиационным биомаркером оказались стабильные аберрации хромосом - транслокации. В отдаленном периоде данный тип аберраций, в отличие от нестабильных, сохраняется в клетках периферической крови за счет дифференцирующихся облученных стволовых клеток костного мозга (КМ) и способен длительное время персистировать в организме. Так у лиц, переживших атомную бомбардировку в Японии, средняя частота транслокаций практически не изменялась во времени и сохранялась, примерно, на одном уровне при повторных обследованиях (А.А. Awa, 1975). Однако остаются до конца не изученными временные и дозовые границы метода биодозиметрии, основанного на анализе частоты стабильных аберраций хромосом. Уточнение этих границ возможно при использовании в отношении одних и тех же лиц одновременно нескольких дозиметрических методов.
В настоящее время для регистрации транслокаций применяется метод флуоресцентной in situ гибридизации клеток (FISH-метод), основанный на селективном окрашивании гомологичных пар хромосом специфичными молекулярными зондами. Как правило, анализ производится по 3 парам наибольших хромосом. По этой причине данный метод эффективен и позволяет сравнительно быстро анализировать значительное количество клеток.
Еще одним методом ретроспективной дозиметрии, призванным дополнить FISH-метод, является электронная парамагнитно-резонансная спектроскопия (ЭПР-
скопии связана с
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СП. О»
спектроскопия) эмали зуба. Сложность при недостаточной доступностью образцов.
Помимо ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС, работников радиационно-химических производств и участников испытаний ядерного оружия, в нашей стране существует достаточно большая группа военнослужащих, пострадавших в результате радиационных аварий на атомных подводных лодках (АПЛ) ВМФ. Переоблучение в условиях специфической радиационной обстановки, формирующейся в ограниченном объеме отсеков АПЛ, приводит к развитию особой формы лучевой патологии - сочетанному радиационному поражению, имеющему характерные клинические особенности (Е.Е. Гогин, 1987, 2000). При возникновении аварии в море врач вынужден устанавливать диагноз и принимать решения на основании результатов клинико-гематологических исследований и данных физической дозиметрии. И те и другие показатели могут иметь существенные погрешности ввиду сложной геометрии и многофакторности облучения.
В нашей стране нашел широкое применение метод биодозиметрии, основанный на изучении динамики форменных элементов периферической крови в острый пострадиационный период (Е.К. Пяткин, А.Е.Баранов, 1980). Однако данный метод был разработан для условий острого равномерного тотального у-облучения. Анализ клинических наблюдений за пострадавшими в аварии на Чернобыльской АЭС потребовал внести существенные коррективы в указанный метод, поскольку специфика облучения при данной аварии существенно видоизменяла динамику гематологических показателей (М.В. Кончаловский и др., 1991; В.Ю. Нугис, 2003; Е.К. Пяткин и др., 1990; АА. Чирков и др., 1991). Информативность гематологических показателей с точки зрения биодозиметрии в этих работах оценивалась в сравнении с результатами анализа частоты нестабильных аберраций в лимфоцитах крови и КМ. Применительно к авариям на АПЛ аналогичных исследований не проводилось. Кроме этого, при большинстве аварий на АПЛ цитогенетические показатели у пострадавших лиц в острый период не исследовались. Все это обуславливает актуальность исследования модифицирующего влияния условий аварийного облучения в отсеках АПЛ на динамику показателей крови у лиц с сочетанными радиационными поражениями, а также оценки дозиметрической надежности этих показателей в сопоставлении с результатами цитоге-нетических исследований и ЭПР-спектроскопии эмали зубов.
Цель и задачи исследования
Цель настоящей работы - определить особенности динамики гематологических показателей в острый период развития радиационного поражения и уровень хромосомных аберраций в отдаленный период у лиц после сочетанных радиационных поражений в результате аварий на АПЛ. Оценить возможность ретроспективного определения дозы аварийного облучения по изученным гематологическим и цитогенетиче-ским показателям.
Данная цель предопределила постановку следующих задач: 1. Определить у изучаемой когорты лиц с сочетанными радиационными поражениями, характерными для аварий на АПЛ, особенности изменения содержания
форменных элементов периферической крови (нейтрофилов, лимфоцитов и тромбоцитов) по сравнению со "стандартными" кривыми, наблюдаемыми в случае острого равномерного у-облучения.
Изучить частоту и спектр стабильных и нестабильных хромосомных аберраций в лимфоцитах крови обследуемых лиц в отдаленные сроки после облучения (от 16 до40лет).
На основании полученных гематологических и цитогенетических показателей оценить возможность их использования для ретроспективной биологической дозиметрии в сравнении с исходными данными физической дозиметрии и ЭПР-спектроскопии эмали зубов в указанные сроки после облучения.
Научная новизна и практическая значимость работы
Изучены особенности пострадиационной динамики гематологических показателей у лиц с сочетанной формой радиационных поражений, характерной для аварий на АПЛ. Установлено, что в диапазоне доз 1-2 Гр у пострадавших с легкими и сред-нетяжелыми местными лучевыми поражениями (МЛП) форма пострадиационной кривой нейтрофилов соответствует "стандартной" кривой I типа. Максимальная нейтро-пения при этом развивается в среднем на 2 суток позднее, а окончание быстрой фазы восстановления количества нейтрофилов наступает в среднем на 5 суток раньше по сравнению с изолированным у-облучением. Показано, что в большинстве случаев у пострадавших с сочетанными радиационными поражениями пострадиационная динамика лимфоцитов в первые 9 суток не отличается от таковой при изолированном у-облучении.
Впервые получены данные о частоте и спектре нестабильных и стабильных аберраций хромосом у лиц, перенесших острое облучение в результате аварий на АПЛ, в отдаленный пострадиационный период одновременно тремя цитогенетиче-скими методами: при стандартной окраске хромосом, FISH-методом и методом G-banding. Установлено статистически значимое увеличение средней частоты дицентри-ков и центрических колец в группе пострадавших лиц, что позволяет использовать эти показатели для ретроспективной биоиндикации радиационного воздействия в период до 40 лет после облучения. У всех обследованных в отдаленные сроки вьшвлялись транслокации, более чем в половине случаев их частота достоверно превышала контрольный уровень. Исследование частоты реципрокных транслокаций и терминальных делеций методом G-banding показало, что частота всех транслокаций, регистрируемых методами FISH и G-banding, примерно одинакова.
Впервые информативность гематологических показателей, с точки зрения биодозиметрии, изучена в сравнении с результатами цитогенетических исследований и данными ЭПР-спектроскопии эмали зубов. Показано, что глубина максимальной пострадиационной нейтропении и тромбоцитопении в изученном диапазоне доз является более надежным биодозиметрическим показателем, чем время их наступления.
Поскольку выявленная повышенная частота стабильных аберраций (транслокаций) в обследованной когорте лиц тесно коррелирует со степенью тяжести перенесенного радиационного поражения и исходными физическими дозами, это позволяет использовать данный тип аберраций для ретроспективной биологической дозиметрии.
Показано, что использование клинико-гематологических показателей, наблюдаемых в острый пострадиационный период, в комплексе с результатами цитогенети-ческих и биофизического исследований, проведенных в отдаленный период, позволяет ретроспективно уточнить степень тяжести перенесенного радиационного поражения.
Положения, выносимые на защиту
Особенностью пострадиационной динамики гематологических показателей в диапазоне доз 1-2 Гр у лиц с сочетанной формой радиационных поражений, характерной для аварий на АЛЛ, является сдвиг времени наступления максимальной нейтропении в сторону больших сроков (в среднем на 2 суток), а времени окончания быстрой фазы восстановления количества нейтрофилов в сторону меньших сроков (в среднем на 5 суток) по сравнению с изолированным у-облучением.
Анализ среднего уровня дицентриков и центрических колец в лимфоцитах периферической крови в группе лиц, облучившихся в диапазоне доз 0,5-4 Гр при авариях на АПЛ, может быть использован для ретроспективной биоиндикации радиационного воздействия в отдаленные сроки после облучения.
3. Анализ частоты транслокаций в лимфоцитах периферической крови
облучившихся при авариях на АПЛ в изученном диапазоне доз может служить для
целей ретроспективной индивидуальной дозиметрии в период от 16 до 40 лет.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы были представлены на 1-м съезде военных врачей медико-профилактического профиля Вооруженных Сил РФ (Санкт-Петербург, 2002), на научно-практической конференции "Проблемы профилактики актуальных для войск инфекций и пути их решения" (Москва, 2003), на Российской научной конференции "Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты" (Санкт-Петербург, 2004).
Апробация диссертации состоялась также на научной конференции экспериментального радиологического сектора ГУ МРНЦ РАМН (г. Обнинск, 2004 г.).
Публикации
Основные положения диссертации отражены в 7 публикациях (1 научной статье и 6 тезисах докладов).
Объем и структура диссертации
