Введение к работе
Актуальность темы. Под "малыми уровнями излучбйДО" в названии работы понимаются такие, которые характерны сейчас для" производственной сферы и среда обитания лвдей: менее 50 мір/год, если речь идет о редкоионизирущем - рентгеновском или г-излученш. В этих условиях канцерогенез является единственным источником вредных соматических радиационных эффектов у людей. Поэтому научно обоснованные оценки частоты появления этих эффектов - канцерогенного риска, порождаемого реально существующими уровнями излучения,- необходимы для рационального обоснования мероприятий по противорадиационной защите профессионалов и населения, в том числе в ходе преодоления последствий радиационных аварий, сопровоадающихся загрязнением радионуклидами среды обитания.
Канцерогенное действие излучения на людей оценивают по результатам эпидемиологических наблюдений над когортами, подвергшимися радиационному воздействию. При этом случаи радиогенного рака, неотличимого от "спонтанного", выявляют чисто статистически, сравнивая онкологическую заболеваемость в обследуемой (облученной) когорте с контрольной, которую стреїлятся подобрать полностью идентичной обследуемой во всем, кроме облучения.
Но непосредственное наблюдение канцерогенных эффектов воздействия малых уровней излучения остается невозможным: редкие случаи радиогенного рака "тонут" в этом случае во флуктуациях заболеваемости в контрольной когорте и (или) неизбежных различиях между обследуемой и контрольной когортами. Поэтому прогноз (канцерогенного) риска, порождаемого малыми уровнями излучения, всегда предполагает экстраполяцию показателей риска от тех условий радиационного воздействия, в которых его удается выявить.
В мировой практике прогноза риска общепринятой является линейная беспороговая концепция. Из-за произвольности экстраполяции показателей риска к малым уровням излучения оценки по линейной беспороговой концепции все больше теряют свою убедительность. Поэтому и международные, и национальные научные организации, причастные к проблеме радиационного риска (НВДАР ООН, МКРЗ, HKF3 СССР), в своих ііубликацкях неоднократно подчеркивают необходимость научного обоснования экстраполяции показателей канцерогенного риска к малым уровням излучения в интересах объективизации прогноза риска.
Диссертационная работа как раз и посвящена созданию теоретической основы экстраполяции показателей канцерогенного риска в область малых уровней излучения, интересующих практику гигиенической регламентации излучения, но недоступную для прямых наблюдений. Проблема эта приобрела (в. дополнение к общей) еще и сиюминутную актуальность. Международная комиссия по радиологической защите поставила основные пределы дозы излучения для профессионалов и (отдельных лиц из) населения в непосредственную количественную зависимость от прогнозируемого (канцерогенного) риска воздействия малых уровней излучения.
Цель работы: обосновать экстраполяцию показателей канцерогенного риска от условий его наблюдения к малым уровням излучения, характерным для производственной сферы и среды обитания людей, в интересах совершенствования гигиенической регламентации излучения как вредного фактора.
Основные задачи работы:
-
Заработать методологию решения задачи прогноза канцерогенного риска малых уровней излучения как величины, недоступной для непосредственного измерения в опытах на животных или в эпидемиологических обследованиях групп людей, подвергшихся воздействию излучения.
-
С позиций этой методологии проанализировать состояние проблемы пороговости/беспороговости индуцированного канцерогенеза и оценки канцерогенного риска малых уровней излучения.
-
Разработать биологическую теорию зависимости "доза-частота рака" и воплощающую ее математическую модель, пригодную для обоснования количественных оценок канцерогенного риска малых уровней излучения в интересах практики гигиенической регламентации воздействия излучения.
-
Обосновать вытекающие из теории поправки к существующим методам прогноза канцерогенного ряска, порождаемого малыми уровнями ионизирующего излучения.
Научная новизна работы начинается с самого ее начала, с обоснования методологии решения задачи прогноза канцерогенного риска малых уровней излучения как величины, принципиально недоступной для непосредственного наблюдения. В работе, впервые проведено полностью аксио-
матизированное построение теории зависимости "доза-частота рака", причем аксиомы теории сформулированы на основе подобранных автором Положений,достаточно устоявшихся в областях знания, примыкающих к радиобиологии рака (теоретической онкологии, радиобиологии клеток- ' эукариот и т.д.). Впервые разработана (теоретическая) математическая модель дозовой зависимости частоты рака, воплощающая аксиоматизированное построение и по своему построению справедливая равно как для области наблюдений, так и для области прогноза радиационного канцерогенного риска. Новизной отличается и составная часть теории - микродозиметрическая модель инактивации клеток-эукариот, обосновывающая экстраполяцию в область малых уровней излучения дозовой зависимости выхода инактивирувщих клеточных эффектов как маркеров более общего класса двухтрековых радиоцитологических эффектов, к которым (как это специально обосновывается в работе) принадлежат и радиационно-индуцированяые события, инициирующие радиогенный рак.
В ходе верификации теории зависимости "доза-частота рака" по радиобиологическим и эпидемиологическим данным впервые удалось количественно оценить важный видоспецифический показатель чувствительности биообъекта к индуцированию рака - вероятность развития опухоли из неопластически измененной клетки-мишени-дая двух биологических видов.
Осуществленная на основе предлагаемой теории экстраполяция показателей канцерогенного риска к малым уровням излучения привела к принципиально новому, важному для практики результату, воплощающему поставленную цель работы: удалось дать теоретически обоснованные поправки к прогнозу канцерогенного риска воздействия малых уровней редкоионизирупцего излучения, осуществляемому по линейной беспороговой концепции.
Дяя интерпретации еще одной известной группы эпидемиологических наблюдений, важной для практики прогноза риска (появление остеосарком у красильщиц радиевых циферблатов), также была разработана аксиоматизированная теория и воплощающая ее математическая модель зависимости."поступление радия - частота остеосарком". Теория является развитием хорошо известной фундаментальной работы (Marshall, Groer 1978). Новизна нашего подхода заключается здесь
в более адекватном использовании данных радиобиологии клеток и физиологии костного обновления, чем это сделано в модели-прототипе. Важный для практики результатом (причем радикально отличающим наш подход от модели-прототипа) является здесь подтверждение правильности экстраполяции показателей саркомогенного риска к малым поступлениям радия, осуществляемой по линейной беспороговой концепции, для данного случая - индуцирование рака протяженным воздействием плотноиошзирувдего с-излучения.
-
Методология обоснования прогноза канцерогенного риска воздействия ионизирующего излучения в малых дозах, в рамках которой он считается категорией теоретической, требующей для своего обоснованного прогноза аксиоматизированного построения теории зависимости "доза-частота рака", использующего положения примыкавдих к радиобиологии рака областей науки.
-
Аксиоматизированное построение теории зависимости "доза--частота новообразований" соответствующие ей математические модели индуцирования новообразований при однократном внешнем облучении или действии инкорпорированных изотопов и их верификации по радиобиологическим данным.
-
Аксиоматизированное построение, соответствующая ему микродозиметрическая модель инактивации клеток-зукариот и ее верификация по данным клеточной радиобиологии.
-
Теоретическое обоснование беспороговости радиационного индуцирования новообразований.
-
Результаты экстраполяции наблюдаемых в эпидемиологии зависимостей "доза-частота злокачественных новообразований" к малым уровням излучения и обоснованные ео поправки к принятым в настоящее время коэффициентам риска индуцирования злокачественных новообразований под действием малых уровней излучения.
Научная и практическая значимость работы.
По совокупности обоснованных научных положений работа открывает новое перспективное направление в радиобиологии, которое можно назвать "теоретическая радиобиология индуцированного рака".
Работа осуществляет теоретическое обобщение научных данных, относящихся к проблеме индуцирования рака у людей, и дает решение проблемы большой практической значимости^: убедительная экстрапо-
ляция показателей каїщерогенного риска от области больших доз излучения, где он достоверно выявляется, к области малых уровней излучения, характерных для условий производства и проливания лвдей, в интересах совершенствования гигиенической регламентации излучения как вредаого фактора.
Апробация работы. Материалы работы долояены:
На двух Всесоюзных симпозиумах по радиационной генетике (Звенигород, 1975 к 1976 пг.);
На трех Всесоюзных'совещаниях по микродозиметрии (Москва, 1979 г., Усть-Нарва, 1983 и 1986 г.г.);
На Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы радиационной гигиены" (Обнинск, 1983 г.);
На Всесоюзной конференции по действию малых доз ионизирующей радиации (Севастополь, 1984);
На 4-й Всесоюзной конференции по радиационной безопасности КРБ-4 (Москва, 1984 г.);
На Всесоюзном симпозиуме "Радиобиологический эксперимент и человек" (Москва, 1985 г.);
Материалы работы также вносились советской делегацией на рассмотрение сессий ЩЦАР ООН в 1979-1988 гг. и нашли отражение в научных публикациях этой организации за 1986 и 1988 г.г.
Jj-іссерташш апробировалась:
-
На секции И I Ученого совета Института биофизики Минздрава СССР 4 февраля 1988 г.
-
На научной конференции экспериментального сектора НИШР А.Ж СССР 16 июня 1989 г.
Публикации. Основные результаты работы отражены в 28 публикациях, в том числе в двух препринтах Национальной комиссии по радиационной защите и в монографии "Теория канцерогенного риска воздействия ионизирующего излучения" М., 1988 г., подготовленной совместно с И.М.Петояном.
Направления практического использования результатов работы.
В том, что касается собственно практики, то принятие предлагаемой в работе существенной корректировки линейной беспороговой концепции как принципа прогноза риска малых уровней излучения - при том, что она на протяжении многих лет бнла безоговорочно признана
мировой практикой - требует этапности. И первым из необходимых этапов долано быть признание полученных нами результатов широкой научной общественностью. Основное содержание работы отражено в 28 научных публикациях в отечественных и зарубежных изданиях, в том числе в двух препринтах отечественной НКРЗ СССР и монографии, урагменты работы дважды докладывались на НКРЗ, на протяжении с 1979 по 1989 г.г. вносились советской делегацией на рассмотрении экспертов НКДАР ООН и нашли отражение в публикациях НКДАР за 1986 г и 1988 г. В 1988 г. эксперты НКДАР согласились (в том числе и с учетом позиции советской делегации) с необходимостью внесения поправок в прогноз риска малых уровней по линейной беспороговой концепции, причем в сторону снижения от 2 до 10 раз в зависимости от локализации новообразования. Это довольно близко к нашей оценке - не менее 5 раз в сторону снижения для всех локализаций при действии редкоконизиругадего излучения.
Б интересах совершенствования концептуальной основы отечественных норм радиационной безопасности наши предложения по прогнозу риска были представлены НКРЗ, прошли экспертизу и приняты в 1989 г. для официального издания в виде двух публикаций НКРЗ (раздельно для редкоионизирующего и плотноионизирующего излучения). Таким образом, созданы предпосылки для последующего учета полученных результатов при дальнейшей разработке отечественных принципов гигиенической регламентации излучения.
В том, что касается чисто научного аспекта работы, то предлагаемый теоретический анализ (процесса) радиационного канцерогенеза может быть полезен при интерпретации экспериментов по индуцированию рака в профильных НИУ АШ СССР и Минздрава СССР (Институт канцерогенеза, НИШР, ИБФ и т.д.). Наконец, сформулированная методология макет быть полезна при теоретическом анализе индуцирования других вредных радиационных эффектов, например пренатального облучения. По данному направлению ИЗй HS3 СССР принял с 1989 г. тему НИР, отнесенную решением дирекции Института к числу приоритетных.
Структура диссертации. Диссертация включает Введение, 8 глав, обсуждение, заключение и выводы. Кроме того, кавдая глава завершается Обсуждением и (или) выводами по соответствующему разделу работы
