Введение к работе
Актуальность проблемы. Накопленный к настоящему времени мировой опыт эксплуатации ядерных обьектов (атомные электростанции, радиохимические заводы и др.) показывает, что в условиях крупномасштабных радиационных инцидентов население может подвергнуться хроническому облучению преимущественно в диапазоне малых доз. Вследствие непредвиденного характера радиационного аварийного воздействия применение методов физической дозиметрии в таких ситуациях ограничено. В связи с этим важное место может занять биологическая индикация и дозиметрия хронического радиационного воздействия. Особенно большое значение для ретроспективной реконструкции доз облучения могут иметь методы, основанные на определении уровня соматических мутаций в клетках периферической крови. Значительное внимание среди ограниченного числа методов исследования, используемых с этой целью, уделяется гликофориновому тесту и анализу числа мутантных лимфоцитов по системе Т-клеточного рецептора (R.G. Langlois et al., 1986, S. Kyoizumi, 1992). Вышеуказанные методы показали свою эффективность для целей индикации радиационного воздействия в отдалённые сроки после острого облучения в результате атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки (гликофориновый тест) (М. Akiyama et al., 1992, R.G. Langlois et al., 1987, 1993) и при хроническом воздействии за счёт инкорпорированного 232jh (анализ состояния Т-клеточного рецептора) (S. Umeki et al, 1991). Возможность использования вышеуказанных методов для целей биологической индикации и биологической дозиметрии при хроническом (особенно внутреннем неравномерном) облучении в отдалённые сроки до настоящего времени остаётся неясной.
Крайне актуальной в отдалённые сроки хронического облучения в диапазоне малых доз является проблема соматико-стохастических последствий радиационного воздействия. По результатам эпидемиологических исследований после аварии на комбинате "Маяк" у части облучённого населения (жители прибрежных сёл реки Теча в пределах Челябинской области) отмечено увеличение заболеваемости и смертности от лейкозов и злокачественных новообразований (М.М.Косенко и соавт., 1990; М.М.Косенко, М.О.Дёгтева, 1992 и др.). В
настоящее время установлено, что мутации, возникающие в результате воздействия ионизирующих излучений, могут стать одним из важнейших этапов радиационно-индуцированного канцерогенеза (Б.Димитров, 1990, М.М. Moore et al., 1993). В связи с этим методы, основанные на анализе уровня соматических мутаций, могут иметь большое значение для формирования групп повышенного риска (ГПР) в отношении отдалённых (прежде всего канцерогенных) последствий облучения. Принципиально важно, что уровень мутантных клеток периферической крови является интегральным показателем, отражающим не только величину поглощённой дозы (мощности), но и характер её распределения в организме, течение процессов репарации, индивидуальную радиочувствительность (A.V. Akleyev et al., 1994).
Цель и задачи исследования. Целью работы является анализ уровня соматических мутаций в лимфоцитах и эритроцитах периферической крови человека в отдалённые сроки после хронического радиационного воздействия, а также оценка возможности использования гликофоринового теста и анализа состояния Т-клеточного рецептора для реконструкции доз и формирования групп повышенного риска в отношении отдалённых (прежде всего канцерогенных) последствий облучения.
Для этого предполагалось решить следующие задачи:
- проанализировать уровень соматических мутаций в эритроцитах
(по системе гликофорина А) и лимфоцитах (по состоянию Т-клеточного
рецептора) у лиц, подвергшихся хроническому облучению в
отдалённые сроки;
- Оценить зависимость частоты мутантных эритроцитов и
лимфоцитов периферической крови от кумулятивной дозы на красный
костный мозг (ККМ;
изучить частоту мутантных клеток в периферической крови у людей, подвергшихся хроническому, преимущественно внешнему у- и преимущественно внутреннему, облучению в отдалённые сроки;
исследовать зависимость уровня CD3-CD4+ лимфоцитов и вариантных по гликофорину А эритроцитов при пролонгированном, преимущественно внешнем у- и преимущественно внутреннем, радиационном воздействии от дозы облучения;
провести сравнительный анализ уровня соматических мутаций в клетках периферической крови у лиц, подвергшихся преимущественно внутреннему и преимущественно внешнему облучению;
изучить зависимость частоты соматических мутаций и уровня хромосомных аберраций стабильного и нестабильного типов в отдаленные сроки хронического радиационного воздействия.
Научная новизна. Проведенные с использованием
гликофоринового теста и анализа состояния Т-клеточного рецептора
исследования позволили впервые оценить фенотипическую частоту
соматических мутаций в условиях хронического облучения человека в
отдалённые сроки, что важно для понимания радиобиологических и
патофизиологических механизмов развития отдалённых
канцерогенных последствий облучения.
Впервые оценена возможность применения вышеуказанных методов для целей биологической индикации и биологической дозиметрии в отдалённые сроки хронического радиационного воздействия.
Впервые проведен сравнительный анализ частоты соматических мутаций в клетках периферической крови в условиях хронического относительно равномерного и неравномерного облучения.
Изучена сравнительная эффективность применения методов оценки уровня соматических мутаций и анализа стабильных хромосомных аберраций, оцененных методом флюоресцентной in situ гибридизации, для целей биологической индикации и дозиметрии
Практическая значимость. Обоснована возможность использования вышеуказанных методов при формировании ГПР в отношении отдалённых последствий (прежде всего рак, лейкоз) облучения. Анализ частоты мутантных по гликофорину А эритроцитов и CD3-CD4+ лимфоцитов у лиц, подвергшихся хроническому радиационному воздействию, позволяет, в отдалённые сроки после облучения, выделить людей с высоким уровнем соматических мутаций.
Формирование ГПР имеет большое практическое значение, так как позволяет проводить целенаправленную первичную профилактику канцерогенных эффектов и осуществлять раннюю диагностику злокачественных новообразований, что определяет радикальность лечения онкологических больных. В конечном счёте вышеуказанные
мероприятия позволят оптимизировать организацию медицинской помощи населению, подвергшемуся облучению, и повысить её эффективность.
Выявленное достоверное повышение уровня мутантных лимфоцитов у подвергшихся хроническому радиационному воздействию делает возможным применение анализа состояния Т-клеточного рецептора для целей индикации хронического комбинированного внешнего у- и внутреннего (за счёт 90Sr и 137cs) облучения. Однако значительная дисперсия показателя в зависимости от дозы облучения красного костного мозга существенно ограничивает возможность его использования для целей индивидуальной биологической дозиметрии.
Показано, что отсутствие зависимости между частотой мутантных по гликофорину А эритроцитов и дозой облучения делают проблематичной возможность применения этого метода для целей биологической индикации и биологической дозиметрии в отдалённые сроки с начала хронического радиационного воздействия.
Положения, выносимые на защиту.
-
Показана принципиальная возможность использования метода анализа состояния Т-клеточного рецептора в условиях хронического комбинированного (внешнего у- и внутреннего, преимущественно за счёт 9Sr) облучения в отдалённые сроки в качестве биологического маркера радиационного воздействия.
-
Отсутствие выраженной дозовой зависимости частоты CD3-CD4+ лимфоцитов не позволяет использовать метод в качестве биологического маркера дозы хронического радиационного воздействия.
-
Гликофориновый тест оценен как малоинформативный при использовании его для целей биологической индикации хронического комбинированного облучения в отдалённые сроки.
-
Не установлено значимого влияния фактора неравномерности облучения ККМ на уровень соматических мутаций в клетках периферической крови, оцененный с использованием гликофоринового теста и анализа состояния Т-клеточного рецептора. .
5. Не выявлена зависимость между уровнем соматических
мутаций и частотой хромосомных аберраций стабильного и
нестабильного типов у лиц, подвергшихся хроническому комбинированному радиационному воздействию в отдалённые сроки.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Симпозиуме Европейского комитета по отдалённым последствиям облучения, Ульм, (Германия), 1994 г., ежегодной конференции Health Physics Society, Сан-Франциско, 1994 г., І Международном симпозиуме "Хроническое радиационное воздействие: риск отдалённых эффектов", Челябинск, 1995 г., научно-практической конференции "Влияние радиации на живую природу и здоровье человека", Челябинск, 1995 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и выводов. Работа изложена на 111 страницах печатного текста, иллюстрирована 12 таблицами и 17 рисунками. Библиографический указатель включает 134 названия (32 отечественных и 102 зарубежных) печатных работ.
