Введение к работе
Актуальность проблемы
Авария на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС), произошедшая 26 апреля 1986 г., является широкомасштабной радиационной катастрофой с медицинскими, психологическими и социальными последствиями для значительной части населения. В результате аварии радиоактивному загрязнению подверглись территории 14 субъектов Российской Федерации (РФ), из которых в наибольшей степени пострадала Брянская область. В настоящее время на радиоактивно-загрязненных территориях продолжает проживать 57417 детей, из них в зоне отселения – 15275 детей.
В результате аварии на 4-м энергоблоке ЧАЭС произошел выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. Непосредственно после аварии основную опасность представляли радиоактивные благородные газы и радиоизотопы йода (в основном, 131I). Первоначально значение радионуклидов цезия было невелико, но со временем, 137Сs стал основным дозообразующим радионуклидом для населения «Чернобыльского региона».
Эвакуация 99 195 человек из 113 населенных пунктов 30-км зоны предупредила развитие лучевых повреждений среди эвакуированных и предотвратила коллективную дозу за 1986 год, равную 10000 чел.Зв. В то же время, профилактика «йодной опасности» путем повсеместного применения препаратов стабильного йода и категорического запрета на потребление молока и листовых овощей для большинства населения не были осуществлены. В некоторых радиоактивно-загрязненных районах йодная профилактика была проведена, однако, не в полном объеме и несвоевременно (со второй половины мая 1986 г.), что являлось неэффективным (Ильин Л.А.).
Мониторинг демографо-эпидемиологической ситуации в регионах, загрязненных радионуклидами, и многоцентровые научные исследования российских, украинских и белорусских ученых свидетельствуют о негативном влиянии радиации на состояние здоровья детей: падении рождаемости, увеличении младенческой смертности и мертворождаемости в первые годы после аварии, росте заболеваемости и распространенности эндокринной патологии, новообразований, врожденных пороков развития в последующем. Специальные исследования у облученных детей выявили нейроэндокринные, дисметаболические, иммунные и психосоматические нарушения (Балева Л.С. и соавт.,1991, 1993, 1996, 1998, 2002, 2003, 2006; Васина Т.Н., 1998; Бирюков А.П. и соавт., 2001; Шилин Д.Е., 2003; Сипягина А.Е., 2003; Терлецкая Р.Н., 2004; Бондаренко Н.А., 2005).
В связи с особенностью радионуклидного спектра, сопряженного с выходом значительного количества радиоизотопов йода, обладающих выраженной тропностью к щитовидной железе (ЩЖ), среди патологии, выявленной в постчернобыльский период, наибольшая значимость и потенциальная угроза для здоровья детей по праву принадлежит заболеваниям ЩЖ, вызванным радиоактивным йодом. Согласно Рекомендациям Международной комиссией по радиационной защите (1994), основным эффектом при остром внешнем облучении ЩЖ является развитие детерминированной патологии: гипотиреоза - при дозе облучения свыше1000 сГр и аутоиммунного тиреоидита (АИТ) - при дозе облучения 50 сГр и более. Стохастические эффекты (онкологические заболевания, рак щитовидной железы - РЩЖ) реализуются при хроническом облучении малыми дозами (5-100 сЗв).
В представленном Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) (1996) научном отчете взаимосвязи заболеваемости населения РЩЖ с их облучением в результате чернобыльской катастрофы не установлено. Единого мнения о роли ионизирующей радиации в патогенезе заболеваний ЩЖ не существует. Некоторые исследователи полностью отрицают влияние радиации на развитие заболеваний ЩЖ, другие называют облучение в качестве основной и/или единственной причины тиреоидной патологии, свидетельствуя о высоком онкогенном риске среди облученных в постчернобыльском периоде (Астахова Л.Н., 1996; Гофман Д., 1990, 1994; Дедов И.И. и соавт., 1993, 1996; Демидчик Е.П. и соавт. 1996; Шахтарин В.В., 2000; Шилин Д.Е., 2002; Абросимов А.Ю., 2004; Шишков Р.В., 2006; Герасимов Г.А., Фиге Дж., 2006). Системных исследований при изучении заболеваемости тиреоидной патологией у облученных детей в постчернобыльский период в зависимости от дозы инкорпорации радиойода ЩЖ, длительности радиационного воздействия, качества излучения и путей поступления радионуклидов, почти не проводилось.
Территории «Чернобыльского региона» относятся к йододефицитным регионам. Изучение сочетанного влияния йодного дефицита и ионизирующей радиации на тиреоидный гомеостаз нашло отражение в литературе (Шахтарин В.В., 2000, Шилин Д.Е., 2002), однако этих данных для ответа на вопрос о последствиях аварии для состояния здоровья детей недостаточно.
Состояние здоровья детей определяется здоровьем их родителей, наследственностью, антенатальным развитием, средой обитания и другими факторами, среди которых адаптационной системе отводится одна из ключевых ролей. Результаты исследования адаптационных реакций организма ребенка при воздействии малых доз радиации наиболее полно изложены в работе А.Е.Сипягиной (2003). Фундаментальными исследованиями механизмов канцерогенеза определена ключевая роль соматических мутаций в злокачественной трансформации клеток. Подтверждена взаимосвязь частота хромосомных аберраций в лимфоцитах с риском развития ряда злокачественных новообразований (Norppa et all, 2006). Тем не менее, до настоящего времени роль иммунологических, цитогенетических, репарационных и метаболических повреждений у облученных детей в патогенезе заболеваний ЩЖ не установлена. По-прежнему, актуальным является вопрос о причинах сохранения здоровья у одних и возникновения радиационно-индуцированных заболеваний у других (Лушников Е.Ф., 2003). Ответ на него особенно важен для прогноза здоровья населения «Чернобыльского региона».
Целью исследования является оценка особенностей заболеваний щитовидной железы (диффузный нетоксический зоб, хронический аутоиммунный тиреоидит, рак щитовидной железы) у детей, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации в результате аварии на Чернобыльской АЭС и проживающих в йододефицитных районах, с точки зрения их распространенности, этиологии и патогенеза, изменений реактивности, возникающих в различных звеньях адаптационной системы организма ребенка, для обоснования тактики лечения этой патологии и профилактики.
Задачи исследования
-
Выяснить распространенность и структуру тиреоидной патологии у детей, подвергшихся воздействию радиоизотопов йода в детском возрасте и облученных in utero; детей, эвакуированных из 30-км зоны и зоны «жесткого» контроля и детей, рожденных от облученных родителей (дети ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС и жителей радиоактивно-загрязненных территорий).
-
Оценить результаты прямых дозиметрических исследований и установить особенности формирования поглощенной дозы радиойода щитовидной железой у лиц, облученных в детском возрасте в результате аварии на ЧАЭС, и факторы ее определяющие.
-
Выяснить особенности морфо-функционального состояния щитовидной железы у детей с различными поглощенными дозами радиойода и выявить факторы, определяющие нарушения тиреоидного гомеостаза.
-
Определить динамику распространенности заболеваний щитовидной железы, развившихся у облученных детей, в различные сроки после аварии на ЧАЭС. Установить роль наследственных, средовых и радиационных факторов в развитии нарушений гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы у детей, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации и проживающих в условиях йодного дефицита.
-
Установить роль цитогенетических, репарационных и иммунологических повреждений, нарушений системы перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты (ПОЛ-АОС) в патогенезе заболеваний щитовидной железы у детей, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на ЧАЭС.
-
Обосновать необходимость разработки программы долгосрочного наблюдения за детьми, подвергшимися влиянию радиации, с учетом дифференцированных подходов к диагностике заболеваний щитовидной железы, лечебно-профилактическим и реабилитационным мероприятиям.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Структура заболеваемости детей различных групп радиационного риска имеет определенные особенности и отличается от структуры заболеваемости детей «радиационно-чистого» контроля.
-
Эндокринную патологию, а именно заболевания щитовидной железы (диффузный нетоксический зоб, рак щитовидной железы, аутоиммунный тиреоидит) следует рассматривать как ведущую патологию в структуре заболеваемости детей, подвергшихся воздействию радиоизотопов йода и проживающих в радиоактивно-загрязненных территориях и детей, облученных in utero. Развитие заболеваний щитовидной железы у облученных детей определяется физическими (характер и уровень радиационного воздействия), биологическими и средовыми (йодный дефицит) факторами.
-
Обнаруженные нарушения в различных звеньях адаптационной системы организма ребенка (цитогенетические нарушения клеточных геномов соматических клеток, снижение репарационной способности ДНК, нарушение системы перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты, аномалии ряда звеньев иммунитета), обусловленные влиянием радиации, могут являться триггерным механизмом развития опухолевых и аутоиммунных заболеваний щитовидной железы у детей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС. Поскольку перечисленные нарушения рассматриваются в качестве предпосылок для неопластических и аутоиммунных процессов, то дети, подвергшиеся облучению радиоизотопами йода и проживающие на радиоактивно-загрязненных территориях, дети, облученные in utero, составляют группы высокого риска развития по развитию радиационно-индуцированных заболеваний щитовидной железы.
Научная новизна.
Выявлено наличие дозо-зависимых морфо-функциональных нарушений гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы, проявляющихся тиреотоксической направленностью гормонального гомеостаза при поглощенной дозе радиойода ЩЖ 75 сГр и более, и тенденцией к гипотиреозу при поглощенной дозе 2-75 сГр, у детей, подвергшихся воздействию радиоизотопов йода и проживающих в условиях йодного дефицита в первые пять лет после аварии.
Доказано наличие дозо-зависимого дисбаланса в различных звеньях адаптационной системы детей, подвергшихся воздействию радиоизотопов йода и проживающих в йододефицитных радиоактивно-загрязненных территориях. Доказано, что радиационно-индуцированные изменения в организме ребенка имеют фазный характер течения, которые на разных временных этапах отражают активацию или угнетение адаптационных, пролиферативных и репаративных процессов, являясь одной из причин формирования заболеваний ЩЖ в условиях сочетанного влияния радиации и йодного дефицита.
Установлено наличие феномена геномной нестабильности в виде нестойких хромосомных аберраций (парные хромосомные фрагменты, дицентрики, кольца), стойких хромосомных аберраций (инверсий и транслокаций), аберраций хроматидного типа в лимфоцитах периферической крови детей, подвергшихся воздействию радиоизотопов йода при пороговой дозе 50 сГр и более в отдаленные сроки после аварии на ЧАЭС (спустя 11 лет). Установлена обратно пропорциональная зависимость между уровнем хромосомных аберраций и репарационной способностью ДНК клеточных геномов.
Определены маркеры иммунотропности радиационного воздействия: антигены CD4, CD8, CD10, CD23, CD16,CD38, СВ71, CD95.
Впервые показано наличие иммунологических нарушений у детей, непосредственно подвергшихся воздействию радиоизотопов йода и проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях, и у детей, рожденных от облученных родителей в результате аварии на ЧАЭС. В наибольшей степени аномалии иммунитета выражены у детей, подвергшихся облучению радиоизотопами йода и проживающих в условиях йодного дефицита легкой-средней степени выраженности, и детей ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС. У детей, подвергшихся облучению радиоизотопами йода, нарушения иммунитета характеризуются иммунодепрессивным синдромом: количественным иммунным дисбалансом, снижением числа Т- и В-лимфоцитов на фоне лимфопении, дисиммуноглобулинемии с разнонаправленным изменением сывороточных Ig, при отсутствии активации гуморального звена иммунитета и индукции иммунного ответа, снижением показателей клеточной активности: CD38+, СВ71+ и увеличением маркеров апоптотической активности.
Практическая значимость.
На основании полученных данных об особенностях структуры заболеваний щитовидной железы, морфо-функциональных изменений гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы и патогенетических механизмов радиационного воздействия на организм ребенка, предложена система отбора детей, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на ЧАЭС, в референтные когорты для длительного диспансерного наблюдения (мониторинга состояния здоровья) с учетом характера радиационного воздействия: спектра действующих радионуклидов, путей поступления радионуклидов, дозы и длительности облучения.
Определены три группы облученных детей, с максимальным риском развития важнейших заболеваний ЩЖ (диффузного нетоксического зоба, рака щитовидной железы, аутоиммунного тиреоидита): 1) дети, подвергшиеся воздействию радиоизотопов йода и проживающие на радиоактивно-загрязненных территориях; 2) дети, эвакуированные из 30 км зоны и зоны «жесткого» контроля; 3) дети, подвергшиеся воздействию радиоизотопов йода in utero.
Впервые определены группы риска детей по формированию максимальных доз накопления радиойода ЩЖ. Предложена модель формирования поглощенных доз радиоизотопов йода ЩЖ детей, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии.
По данным прямых дозиметрических исследований (май-июнь 1986 г.), сформирована база данных детей с индивидуальными поглощенными дозами радиоизотопов йода ЩЖ, подлежащих длительному динамическому наблюдению для оценки рисков развития радиационно-индуцированных заболеваний ЩЖ.
Сформирована и обновляется база данных лиц с верифицированным диагнозом рака щитовидной железы, находившихся на момент аварии в детском возрасте и периоде пренатального развития, подвергшихся воздействию радиоизотопов йода в результате аварии на ЧАЭС.
Предложена система трехуровневого диспансерного наблюдения за детьми, подвергшихся облучению на различных этапах онтогенетического развития. Оптимизированы схемы диагностики, лечения и профилактики тиреоидной патологии. Даны рекомендации по питанию для детей из радиоактивно-загрязненных территорий, направленные на выведение радионуклидов, восполнение йодного дефицита, нормализацию микроэлементного, витаминного и метаболического дисбалансов.
Предложены биологические критерии для формирования групп риска по развитию радиационно-индуцированной патологии ЩЖ.
Уровень внедрения полученных результатов федеральный: методические рекомендации и учебные пособия МЗ РФ для врачей: педиатров, эндокринологов, онкологов и специалистов в области общественного здоровья и организаторов здравоохранения.
Решение поставленных задач осуществлялось в Детском научно-практическом центре противорадиационной защиты (руководитель – доктор мед.наук, профессор Балева Л.С.) ФГУ «Московский НИИ педиатрии и детской хирургии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» (директор – доктор мед.наук, профессор Царегородцев А.Д.): с 1986 г. в рамках союзной программы С-27, с 1991 г. – по Федеральной программе «Дети Чернобыля», с 2001 г. – в рамках отраслевой программы «Разработка новых медицинских технологий в педиатрии и детской хирургии».
Внедрение в практику. Результаты работы, новые подходы к диагностике, лечению, профилактике и диспансерному наблюдению за детьми с учетом их когортной принадлежности внедрены в практическую деятельность клиники радиационного риска ФГУ «МНИИ педиатрии и детской хирургии Росмедтехнологий», лечебно-профилактических учреждений различного уровня субъектов РФ: Брянская, Калужская, Тульская, Орловская области.
Материалы работы использованы при подготовке решений Коллегии Министерства здравоохранения РФ «О ходе выполнения Федеральной целевой программы «Дети Чернобыля» и «Задачи по повышению эффективности медицинского обслуживания населения, пострадавшего в результате аварии на Чернобыльской АЭС» (05.03.1996; протокол № 6), информационного письма Министерства здравоохранения РФ «Анализ качества оказания медицинской помощи больным, оперированным по поводу рака щитовидной железы, проживающим в областях Российской Федерации, загрязненных радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС» (31.01.1997), приказа Минздрава Российской Федерации № 171 от 26.07.1993 «О порядке проведения специализированной диспансеризации лиц, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС», приказа Минздрава Российской Федерации № 100 от 08.04.1997 «О диагностике и лечении рака щитовидной железы у лиц с 1968 по 1987 гг. рождения, подвергшихся радиационному воздействию». Материалы работы также использованы при подготовке Резолюции IV Международной конференции «Дети Чернобыля – медицинские последствия и социально-психологическая реабилитация», Киев, Украина, 2-6 июня 2003 г. и Резолюции совещания по вопросам диагностики и лечения РЩЖ у населения РФ, пострадавшего в результате аварии на ЧАЭС, Обнинск, 22-24 ноября 2000 г. Фрагменты работы легли в основу методических рекомендаций, пособий для врачей, утвержденных Министерством здравоохранения РФ.
Апробация работы. Результаты работы доложены на 8 научно-практических конференциях и конгрессах, в том числе 4 с международным участием; 1 радиобиологическом съезде, из них: «Демографо-эпидемиологическая ситуация в территориях РФ, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС» (Брянск, 1998); Международный женский экологический форум «Чистый и безопасный мир» (Минск, 5-7 сентября 2001); I, II, III Всероссийских конгрессах «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 16-19 октября 2002, 15-17 октября 2003, 26-28 октября 2004); XI Международный симпозиум «Мониторинг, аудит и информационное обеспечение в системе медико-экологической безопасности» (Испания, 27 апреля – 4 мая, 2002); IV Международная конференция «Дети Чернобыля – медицинские последствия и социально-психологическая реабилитация» (Киев, Украина, 2-6 июня 2003); V съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 10-14 апреля 2006); Конференция с международным участием «Здоровье детей и радиация: 20 лет аварии на Чернобыльской АЭС» (Москва, 17-18 апреля 2006).
Апробация диссертации состоялась на заседании Проблемной комиссии по педиатрии ФГУ «Московский НИИ педиатрии и детской хирургии Росмедтехнологий».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 67 печатных работ, изданных в отечественной (56) и зарубежной (11) печати.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 350 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 10 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций. Библиографический указатель включает 445 ссылок (211 отечественных и 234 зарубежных публикаций). Диссертация иллюстрирована 30 таблицами, 15 схемами, 8 описаниями клинических наблюдений.
