Введение к работе
Актуальность проблемы. Ускорившееся с конца 40-х годов загрязнение человеком среды обитания, вызванное бурным ростом промышленности, испытанием ядерного оружия и использованием ядерной энергии, обусловило необходимость разработки биологических тестов, позволяющих оценивать генотоксичность различных факторов химической и физической природы, в первую очередь - ионизирующего излучения. Известно, что степень клинического проявления последствий облучения зависит от уровня поглощённой дозы, характера облучения и времени экспозиции. В тех случаях, когда эти параметры известны, можно с большой степенью вероятности прогнозировать ранние и отдаленные реакции организма на облучение. Однако в случаях неконтролируемого облучения при аварийных ситуациях, когда данные физической дозиметрии неполны или отсутствуют, для оценки поглощённой организмом дозы используются биологические маркеры радиационного воздействия. Межиндивидуальная вариабельность в радиочувствительности людей усиливает значимость биологических критериев оценки радиационного воздействия, поскольку в клиническом отношении важнее установить реакцию конкретного человека на облучение, чем достоверно рассчитать поглощённую им физическую дозу. Поэтому биологическая дозиметрия часто оказывается предпочтительнее физической.
Среди существующих в настоящее время многочисленных способов биодозиметрии наиболее точным и информативным является метод классического анализа аберраций хромосом (АХ) в метафазах культивируемых лимфоцитов крови человека (Севанькаев и Деденков, 1990). Этот метод получил широкое распространение и признание во всём мире и был рекомендован Всемирной Организацией по Атомной Энергии (IAEA, 1986) в качестве официального метода биологической дозиметрии и Всемирной организацией
СПетербургя в* '
з здравоохранения (WHO) в качестве тест-системы для оценки мутагенности различных факторов окружающей среды.
Существует достаточно много работ, в которых по частоте нестабильных хромосомных обменов (НХО) - дицентриков и центромерных колец - в лимфоцитах осуществляется восстановление как индивидуальных, так и коллективных доз в случаях неконтролируемого облучения людей (Lloyd et al., 1992). Для этого используются калибровочные кривые, полученные при облучении лимфоцитов in vitro (Lloyd et al., 1986). В случае однократного лучевого воздействия на человека использование in vitro калибровочных кривых, полученных в режиме однократных облучений лимфоцитов, представляется вполне оправданным. Однако, при фракционированном (пролонгированном) характере лучевого воздействия, имевшем место при радиационных авариях, испытаниях ядерного оружия и профессиональном облучении, использование таких калибровочных кривых может приводить к искажённым оценкам поглощённых доз. Поэтому представляется важным и актуальным построение калибровочных кривых для фракционированного облучения клеток крови. Из-за ограниченной жизнеспособности лимфоцитов в культуре фракционированное облучение этих клеток in vitro затруднено. В то же время существует возможность получения кривых доза-частота НХО при фракционированном облучении лимфоцитов in vivo. Это можно осуществить на онкологических пациентах, в схему противоопухолевого лечения которых включено тотальное фракционированное облучение в малых дозах, осуществляемое до начала локального облучения в больших дозах.
Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось построение дозовой зависимости частоты нестабильных хромосомных обменов в лимфоцитах периферической крови при тотальном фракционированном облучении человека в малых дозах и сравнение её с зависимостью доза-эффект при однократном облучении лимфоцитов этих же пациентов in vitro.
Данная цель предопределила постановку следующих задач:
Изучить характер индивидуальных зависимостей от дозы частоты дицентриков и центромерных колец в лимфоцитах периферической крови при общем фракционированном облучении онкологических пациентов в диапазоне доз от 0 до 57,5 сГр.
Изучить характер индивидуальных зависимостей от дозы частоты дицентриков и центромерных колец в лимфоцитах при однократном облучении крови тех же пациентов in vitro в том же дозовом интервале.
На основании индивидуальных данных построить суммарные модели дозовой зависимости частоты нестабильных хромосомных обменов при облучении лимфоцитов in vitro и in vivo.
Сравнить зависимости доза-эффект при фракционированном облучении лимфоцитов in vivo и остром in vitro.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые у одних и тех же людей изучены дозовые зависимости выхода нестабильных хромосомных обменов при низкодозовом фракционированном облучении лимфоцитов in vivo и остром in vitro. Впервые установлена бблыпая эффективность острого облучения лимфоцитов in vitro в сравнении с фракционированным in vivo, что на практике может приводить к занижению значений поглощенных человеком доз при их реконструкции с помощью in vitro калибровочных кривых. Полученная в работе калибровочная кривая доза-частота клеток с НХО для фракционированного облучения лимфоцитов in vivo может быть использована для биологической дозиметрии при аналогичном характере неконтролируемого облучения людей.
Положения, выносимые на зашиту.
Дозовые зависимости частоты нестабильных хромосомных обменов в диапазоне от 0 до 57,5 сГр при облучении лимфоцитов как in vitro, так и in vivo удовлетворительно описываются линейными моделями.
Эффективность однократного облучения лимфоцитов in vitro по тесту образования клеток с дицентриками и центромерными кольцами достоверно
превышает эффективность фракционированного облучения лимфоцитов in vivo.
Межиндивидуальные различия в радиочувствительности разных доноров более выражены при фракционированном облучении in vivo, чем при остром in vitro.
Полученная при общем облучении человека калибровочная кривая дозовой зависимости нестабильных хромосомных обменов может быть использована для восстановления поглощённых доз в случаях неконтролируемого фракционированного облучения.
Апробация работы. Предварительная защита диссертации состоялась на заседании проблемной комиссии отдела клинической радиобиологии ЦНИРРИ МЗ РФ. Основные положения диссертации доложены на 28-ой ежегодной конференции Европейского Общества мутагенов окружающей среды (Зальцбург, 1998), на Международной конференции по биодозиметрии и 5-ом Международном симпозиуме по ЭПР дозиметрии (Обнинск, 1998), на 29-ой ежегодной конференции Европейского Общества мутагенов окружающей среды и 16-ой ежегодной конференции Скандинавского Общества мутагенов окружающей среды (Вильнюс, 1999), на конференции "Новые технологии в медицинской радиологии" (Санкт-Петербург, 2001), на IV съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2001).
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 10 публикациях: 3 статьях и 7 тезисах докладов.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения и литературного обзора, методической части, результатов исследования и обсуждения, выводов, приложения и списка цитированной литературы. Диссертация изложена на 187 страницах машинописного текста, в число которых входит 41 таблица, 19 рисунков и 13 таблиц «Приложения». Список цитированной литературы включает 153 источника, из них 102 зарубежных.
