Формирование групп потенциального радиационного риска при профессиональном хроническом облучении среди персонала Госкорпорации "Росатом" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.01, кандидат биологических наук Кащеева, Полина Викторовна

• Кащеева, Полина Викторовна
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Кащеева, Полина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Состояние проблемы оценки радиационных рисков и компенсационных выплат при профессиональном хроническом облучении.

1.2. Радиационные риски среди участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

1.2.1. Регистры.

1.2.2. Дозы облучения и прогноз радиологических эффектов.

1.2.3. Лейкозы.

1.2.4. Солидные раки.

1.2.5. Неонкологические заболевания.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Когорта работников атомной промышленности.

2.2. Национальный радиационно-эпидемиологический регистр.

ГЛАВА 3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Оценка и прогноз индивидуальных радиационных рисков при хроническом облучении.

3.1.1. Основные характеристики радиационного риска.

3.1.2. Оценка радиационных рисков при хроническом облучении.

3.1.3. Модель НКДАР ООН-94.

3.1.4. Модель НКДАР ООН-2000.

3.1.5. Модель НКДАР ООН-2006.

3.2. Формирование групп потенциального радиационного риска среди персонала Росатома.

3.2.1. Характеристика персонала Росатома в терминах дозовой матрицы».

3.2.2. Группы потенциального риска.

3.2.3. Оптимизация радиационной защиты.

3.3. Формирование групп потенциального риска среди участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

3.3.1. Статистические методы исследования зависимости заболеваемости от дозы радиационного облучения.

3.3.2 Критерий социальной приемлемости.

3.4. Формирование групп потенциального онкологического риска при профессиональном облучении на основе технологий молекулярной и радиационной эпидемиологии.

3.4.1. Определение генных мутаций по локусу Т-клеточного рецептора.

3.4.2. Основные характеристики профессионального облучения обследованных лгщ.

3.4.3. Выбор локуса, кодирующего белки Т-клеточного рецет?гора, в целях формирования группы повышенного канцерогенного риска.

3.4.4. Влияние достигнутого возраста на частоту ТСЯ-мутантных клеток.

3.4.5. Влияние профессионального облучения на частоту ТСЯ-мутантных клеток.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование групп потенциального радиационного риска при профессиональном хроническом облучении среди персонала Госкорпорации "Росатом"»

Актуальность темы исследования. В качестве основного неблагоприятного эффекта радиационного воздействия в международных стандартах, прежде всего, рассматривается индукция возможных онкологических заболеваний (Preston D.L. et al., 2003; Ivanov V.K. et al., 2004b; Cardis E. et al., 2005).

В новых базовых рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) действительно отмечаются серьезные ограничения по возможности использования величины коллективной дозы для оптимизации радиационной защиты. Дело в том, что с точки зрения отдаленных радиологических последствий «большая доза на небольшое число людей не эквивалентна малой дозе на большое число людей, даже если оба эти случая численно соответствуют одинаковой коллективной дозе» (ICRP, 2007).

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) еще в 1996 г. на основе рекомендаций Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) подготовило технический документ по оценке индивидуального канцерогенного риска среди работников атомной промышленности. Такие технологии оценки риска успешно действуют в ведущих ядерных странах, например, в США и Великобритании.

Рассмотрим простой пример, приведенный в руководстве НКДАР ООН. Предположим, 100 млн. человек получили крайне низкую дозу облучения — по 1 мЗв. Таким образом, коллективная доза составит 100 тыс. чел-Зв, и в рамках предыдущей модели МЕСРЗ ожидаемое число радиационно-обусловленных смертей от онкологических заболеваний должно составить около 5 тыс. человек. Подтверждается ли это практикой? Результаты крупномасштабных эпидемиологических исследований убедительно свидетельствуют: такое повышение онкологической заболеваемости при малых дозах облучения не доказано.

• МКРЗ предлагает уход от коллективной дозы; путем- введения понятия «дозовой матрицы», обеспечивающей возможность оценки индивидуальных радиационных рисков. Поэтому при . оптимизации радиационной;, защиты населения и персонала на, основе международных стандартов основной проблемой в ближайшие годы будет оценка таких рисков.

Таким образом, актуальность темы работы определяется необходимостью оценки индивидуальных радиационных рисков для персонала Госкорпорации «Росатом» по международным стандартам и формирования на этой основе групп повышенного потенциального риска.

Цель работы. На основе современных международных стандартов (НКДАР ООН, МКРЗ, МАГАТЭ) дать оценку рисков возможных онкологических заболеваний с использованием технологий радиационной и молекулярной эпидемиологии для персонала Госкорпорации «Росатом», состоящего на индивидуальном дозиметрическом контроле, и на этой основе сформировать группы повышенного риска для дальнейшего .оказания адресной клинико-диагностической помощи.

Задачи исследования. Для достижения цели диссертационной работы было необходимо решить следующие задачи:

1. Дать оценку и прогноз индивидуальных радиационных рисков персонала Госкорпорации «Росатом» на основе моделей НКДАР ООН (1994, 2000, 2006 гг.) в условиях профессионального хронического облучения.

2. Сформировать группы потенциального радиационного риска на основе моделей* «доза-эффект» в условиях хронического облучения: с использованием фактических данных об" облучаемости персонала Госкорпорации «Росатом».

3. Дать оценку порогового значения величины атрибутивного (обусловленного) риска (АК), при котором наблюдается статистически значимое повышение частоты выявленных в настоящее время онкологических заболеваний среди участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

4. Разработать технологию формирования групп потенциального онкологического риска в условиях профессионального хронического облучения на основе методов молекулярной и радиационной эпидемиологии.

Материалы и методы исследования. Материалом для исследования послужили индивидуальные данные по облучаемости персонала Госкорпорации «Росатом», состоящего на индивидуальном дозиметрическом контроле (41009 человек). Для оценки порогового значения величины атрибутивного риска (AR) использовались данные Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НРЭР) об участниках ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (92733 человека). Методы молекулярной и радиационной эпидемиологии применялись для совместного анализа величины атрибутивного риска и частоты TCR-мутантных клеток у 320 человек из персонала ГНЦ ФЭИ им. А.И.Лейпунского.

Оценка величины атрибутивного риска проводилась по моделям «доза-эффект» для условий хронического облучения с учетом базовых рекомендаций НКДАР ООН (UNSCEAR, 2000). Численные расчеты для контингента работников атомной промышленности (41009 человек) выполнялись с использованием системы АРМИР (Иванов В.К. и др., 2006в). Оценка величины радиационного риска среди участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС осуществлялась с помощью программы AMFIT статистического пакета EPICURE (Preston D.L. et al., 1993).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель «доза-эффект» для оценки радиационных рисков возможной индукции онкологических заболеваний для условий профессионального хронического облучения, основанная на заключениях НКДАР ООН, и учитывающая динамику облучаемости за весь период работы, возраст на начало облучения, достигнутый возраст и пол.

2. Среди персонала Госкорпорации • «Росатом», состоящего в настоящее время на индивидуальном дозиметрическом контроле (41009 человек), к группе потенциального риска, когда атрибутивный (обусловленный) риск АН по лейкозам больше или равен 50%, а по солидным ракам — 10%, следует отнести 4905 человек (12% персонала); к группе высокого потенциального риска, в которой АК по лейкозам равен или превышает 75%, а по солидным ракам — 20%, отнесено 667 человек (1,6% персонала).

3. По данным Национального радиационно-эпидемиологического регистра об участниках ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС установлено, что при величине атрибутивного риска 15% и более имеет место статистически значимое повышение частоты заболеваемости солидными раками; из 92733 ликвидаторов атрибутивный риск АЯ равный 15% и более имеют 5397 человек (5,8% от численности всей когорты).

4. По индивидуальным данным персонала атомных работников установлена статистически значимая связь между индивидуальным значением текущего атрибутивного риска и частотой ТСЯ-мутантн ых клеток.

5. Полученные в работе основные результаты подтверждают эффективность формирования групп потенциального онкологического риска при профессиональном облучении на основе совместных технологий молекулярной и радиационной эпидемиологии.

Научная новизна. На основе выполненных исследований получены, новые научные данные о текущих радиационных рисках возможной индукции онкологических заболеваний (лейкозы и солидные раки) среди персонала атомных работников, подвергающихся хроническому профессиональному облучению.

Впервые, на основе прямых исследований по применению совместных технологий радиационной и молекулярной эпидемиологии получены научно обоснованные критерии формирования групп повышенного риска при профессиональном облучении.

Практическая значимость. В Основах государственной политики в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, утвержденных Президентом Российской Федерации 4 декабря 2003 г., к основным принципам этой политики отнесена «реализация концепции социально приемлемого риска». Решение этой проблемы возможно лишь при переходе к технологиям оценки величины индивидуального радиационного риска с использованием современных рекомендаций НКДАР ООН, МКРЗ и МАГАТЭ.

Проведенные в настоящей работе исследования были использованы при разработке интерактивной компьютерной системы АРМИР (Автоматизированное Рабочее Место по оценке Индивидуального Риска), внедренной в настоящее время на более чем 20 предприятий Госкорпорации «Росатом». В письме Госкорпорации «Росатом» (№02-1911 от 19 марта 2008 г.) «О практическом использовании системы АРМИР» отмечается необходимость внедрения технологии оценки индивидуальных рисков для «оптимизации радиационной защиты персонала» и «повышения эффективности медицинского страхования с целью ориентации его на оказание адресной помощи лицам, отнесенным к группе повьппенного риска».

Заключение диссертации по теме «Радиобиология», Кащеева, Полина Викторовна

- 107 -ВЫВОДЫ

1. На основе заключений НКДАР ООН, МКРЗ и МАГАТЭ разработана модель «доза-эффект» для оценки радиационных рисков возможной индукции онкологических заболеваний в условиях профессионального хронического облучения.

2. Установлено, что среди персонала Госкорпорации «Росатом», состоящего в настоящее время на ИДК (41009 человек), к группе потенциального риска (ГПР), когда атрибутивный (обусловленный) риск (АЯ) по лейкозам больше или равен 50%, а по солидным ракам — 10%, следует отнести 4905 человек (12% персонала); к группе высокого потенциального риска (ГВПР), в которой АЛ по лейкозам равен или выше 75%, а по солидным ракам - 20%, отнесено 667 человек (1,6% персонала).

3. По данным Национального радиационно-эпидемиологического регистра об участниках ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС установлено, что при величине атрибутивного риска 15% и более имеет место статистически значимое повышение частоты заболеваемости солидными раками; из 92733 ликвидаторов атрибутивный риск 15% и более имеют 5397 человек (5,8% от числа всей когорты). Эти данные подтверждают обоснованность принятия пороговых значений атрибутивного риска при формировании ГПР и ГВПР среди персонала Госкорпорации «Росатом».

4. По индивидуальным данным персонала атомных работников установлено, что доля лиц с повышенной частотой ТСЫ-мутантных клеток статистически значимо выше (р=0,001) в группе лиц, отнесенных к группе повышенного риска, для которых атрибутивный риск по солидным ракам равен или более 10%.

- 1085. Результаты представленной работы подтверждают эффективность технологий по формированию групп риска на основе совместного использования методов радиационной и молекулярной эпидемиологии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Представленная работа посвящена технологии формирования групп повышенного радиационного риска среди персонала Госкорпорации «Росатом» на основе заключений НКДАР ООН, МКРЗ и МАГАТЭ и оценки индивидуального атрибутивного риска. Эта технология включена в систему АРМИР (Автоматизированное Рабочее Место по оценке Индивидуального Риска) версии 1.0. В письме руководства Госкорпорации «Росатом» (№ 021911 от 19.03.2008 г.) подчеркивается целесообразность внедрения технологии АРМИР для оптимизации радиационной защиты персонала и повышения эффективности медицинского страхования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Кащеева, Полина Викторовна, 2010 год

1. Гигиена труда. Руководство по оценке профессионального риска для здоровья работников. Организационно-методические основы, принципы и критерии оценки. Р 2.2.1766-03. М.: Министерство здравоохранения РФ, 2003.

2. Иванов В.К. Понятие «дозовой матрицы» в проекте новых рекомендаций МКРЗ: определение групп потенциального канцерогенного риска среди персонала АЭС концерна «Росэнергоатом» //АНРИ. 2005. № 4. С. 14-17.

3. Иванов В., Цыб А. Медицинские радиологические последствия Чернобыля: данные Национального регистра //Врач. 2005. № 6. С. 58-59.

4. Иванов В.К., Максютов М.А., Бирюков А.П., Горский А.И., Корело А.М. Состояние базы данных РГМДР на 1 декабря 2000 г. //Радиация и риск. 2001. Спецвыпуск. 214 с.

5. Иванов В.К., Цыб А.Ф., Горский А.И., Максютов М.А., Чекин С.Ю., Петров A.B., Туманов К.А., Кащеев В.В. Онкозаболеваемость и онкосмертность среди участников ликвидации последствий аварии на

6. ЧАЭС: оценка радиационных рисков //Радиационная биология. Радиоэкология. 20066. Т. 46, № 2. С. 159-166.

7. Иванов В.К., Панфилов А.П., Василенко Е.К. и др. АРМИР: «международный аудит» состояния обеспечения радиационной безопасности //АНРИ. 2006в. № 4 (47). С. 56-60.

8. Иванов В.К., Цыб А.Ф. Медицинские радиологические последствия Чернобыля для населения России: оценка, радиационных рисков. М.: Медицина, 2002. 392 с.

9. Иванов В.К., Цыб А.Ф., Иванов С.И. Ликвидаторы чернобыльской катастрофы: радиационно-эпидемиологический анализ медицинских последствий. М.: Галанис, 1999. 312 с.

10. Иванов В.К., Цыб А.Ф., Чечин О.И. Чернобыльский регистр России: оценка и прогноз //Природа. 1998. № 3. С. 3-7.

11. Иванов В.К., Чекин С.Ю., Кащеев В.В., Максютов М.А., Цыб А.Ф. Смертность ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС: анализ дозовой зависимости (когортные исследования, 1992-2006) //Радиация и риск. 20076. Т. 16, № 2-4. С. 15-26.

12. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. М: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 100 с.

13. Отчет по безопасности. ФААЭ. М.: Комтехпринт, 2005. 104 с.

14. Питкевич В.А., Иванов В.К., Цыб А.Ф., Максютов М.А., Матяш В.А., Щукина Н.В. Дозиметрические данные Российского государственного медико-дозиметрического регистра для ликвидаторов //Радиация и риск. 1995. Спецвыпуск 2. С. 3-44.

15. Радиационная безопасность. Рекомендации МКРЗ 1990 г. Пределы годового поступления радионуклидов в организм работающих, основанные на рекомендациях 1990 г. Публ. 60, ч. 1, 61 МКРЗ /Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1994а.

16. Радиационная безопасность. Рекомендации МКРЗ 1990 г. Публ. 60, ч. 2 МКРЗ /Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 19946.

17. Akiyama M., Kyoizumi S., Hirai Y. et al. Mutation frequency in human blood cells increases with age //Mutat. Res. 1995b. V. 338. P. 141-149.

18. Aubertin C. Leukaemia in radiologists //Gaz. Med. Fr. 1931. P. 333-335.

19. Breslow N.E., Day N.E. Statistical methods in cancer research. IARC Scientific publications N 32. Lyon, 1980. P. 73-78.

20. Cardis E., Gilbert E.S., Carpenter L. et al. Effects of low doses and low dose rates of external ionizing radiation: cancer mortality among nuclear industry workers in three countries //Radiat. Res. 1995. V. 142. P. 117-132.

21. Cardis E., Vrijheid M., Blettner M. et al. Risk of cancer after low doses of ionising radiation: retrospective cohort study in 15 countries //Br. Med. J. 2005. V. 331. P. 77-80.

22. Carpenter L.M. Studies of cancer among medical personnel exposed to radiation//Radiat. Res. 1990. V. 124. P. 351-352.

23. Cole J., Scopek T.R. Somatic mutant frequency, mutation rates and mutational spectra in the human population in vivo //Mutat. Res. 1994. V. 304. P. 33-105.

24. Grant B.W., Trombley L.M., Hunter T.C. et al. HPRT mutations in- vivo in human CD34+ hemopoietic stem cells //Mutation Research; 1999. V. 431. P. 183-198.

25. Howe G.R. Leukemia Following the Chernobyl Accident //Health Physics. 2007. V. 93, N5. P. 512-515.41. http://csrld.org.uk.

26. Ivanov V.K. Late cancer and noncancer risks among Chernobyl emergency workers of Russia //Health Physics. 2007. V. 93, N 5. P. 470-4791

27. Ivanov V.K., Gorsky A.I., Kashcheev V.V., Maksioutov M.A., Tumanov K.A. Latent period in induction of radiogenic solid tumors in the cohort of emergency workers //Radiat. Environ. Biophys. 2009b. V. 48, N 3. P. 247-252.

28. Ivanov V.K., Gorski A.I., Maksioutov M.A., Tsyb A.F., Souchkevitch G.N. Mortality among the Chernobyl emergency workers: estimation of radiation risks (preliminary analysis) //Health Phys. 2001a. V. 85, N 5. P. 514-521.

29. Ivanov V.K., Maksioutov M.A., Chekin S.Yu., Kruglova Z.G., Petrov A.V., Tsyb A.F. Radiation-epidemiological analysis of incidence of non-cancer diseases among the Chernobyl liquidators //Health Phys. 2000. V. 78, N 5. P. 495-501.

30. Ivanov V.K., Tsyb A.F., Gorsky A.I., Maksioutov M.A., Khait S.E., Preston D., Shibata Y. Elevated leukemia rates in Chernobyl accident liquidators. Rapid responses //Br. Med. J. 15 April 2003. Available: http://www.bmj .com/cgi/eletters/319/7203/145/a.

31. Kenigsberg Ya., Kruk Yu. Communication to the UNSCEAR Secretariat (2006a).

32. Kesminiene A.Z., Kurtinaitis J., Rimdeika G.J. A study of Chernobyl clean-up workers from Lithuania //Acta. Med. Lituanica. 1997. V. 2. P. 55-61.

33. Koshurnikova N.A., Gilbert E.S., Sokolnikov M. et al. Bone cancers in Mayak workers //Radiat. Res. 2000. V. 154. P. 237-245.

34. Kurtinaitis J. Lithuanian study of clean-up workers (in collaboration with NGO "Chernobyl Movement"). Unpublished data, 1998-2002.

35. Kyoizumi S., Akiyama M., Hirai Y. et al. Spontaneous loss and alteration of antigen receptor expression in mature CD4+ T cells //J. Exp. Med. 1990. Y. 171. P. 1981-1999.

36. Kyoizumi S., Umeki S., Akiyama M. et al. Frequency of mutant T lymphocytes defective in the expression of the T-cell antigen receptor gene among radiation-exposed people //Mutat. Res. 1992. V. 265. P. 173-180.

37. Kyoizumi S., Kusunoki Y., Seyma T. et al. In vivo somatic mutations in Werner's syndrome //Hum. Genet. 1998. V. 103, N 4. P. 405-410.

38. Land C., Gilbert E., Smith J.M. Report of the NCI-CDC Working Group to Revise the 1985 Radioepidemiological Tables, NIH Publication No. 03-5387. Washington, DC: US Department of Health and Human Services, 2003. 118 p.

39. Little J.B. Radiation-induced genomic instability //Int. J. Radiat. Biol. 1998. V. 74, N6. P. 663-671.

40. Loeb L.A. Mutator phenotype may be required for multistage carcinogenesis //Cancer Research. 1991. V. 51. P. 3075-3079.

41. March H.C. Leukemia in radiologists //Radiology. 1944. V. 43. P. 275-278.

42. National Council on Radiation Protection (NCRP). Uncertainties in fatal cancer risk estimates used in radiation protection. NCRP Report No. 126. Bethesda, MD, 1997. 111 p.

43. National Institute for Health Development, Estonia (NIHD). Department of Epidemiology and Biostatistics. The Estonian study of Chernobyl cleanup workers. Unpublished data, 2006.

44. Omar R.Z., Barber J.A., Smith P.G. Cancer mortality and morbidity among plutonium workers at the Sellafield plant of British Nuclear Fuels //Br. J. Cancer. 1999. V. 79. P. 1288-1301.

45. Pathak S. Organ- and tissue-specific stem cells and carcinogenesis //Anticancer Research. 2002. V. 22. P. 1353-1356.

46. Preston D.L., Lubin J.H., Pierce D.A. EPICURE User's Guide. Seattle: Hirosoft International Corp., 1993.

47. Preston D.L., Shimizu Y., Pierce D.A., Suyama A., Mabuchi K. Studies of mortality of atomic bomb survivors. Report 13: Solid cancer and noncancer disease mortality: 1950-1997 //Radiat. Res. 2003. V. 160. P. 381-407.

48. Preston D.L., Pierce D.A., Shimizu Y., Callings H.M., Fujita S., Funamoto S., Kodama K. Effect of recent changes in atomic bomb survivor dosimetry on cancer mortality risk estimates //Radiat. Res. 2004. V. 162. P. 377-389.

49. Russian National Medical and Dosimetric Registry (RNMDR). http://www.nrer.ru/maineng.html (2006).

50. Schmutte C., Fishel R. Genomic instability: first step to carcinogenesis //Anticancer Research. 1999. V. 19. P. 4665-4696.

51. Shalimov S., Prysyazhnyuk A., Gristchenko V. et al. Chernobyl and cancer. Onco-epidemiological aspects of problem //J. Acad. Med. Sei. Ukraine. 2006. V. 12, N l.P. 98-109.

52. State Chernobyl Registry of Ukraine (2005).

53. Stengrevics A. Communication to the UNSCEAR Secretariat (2006).

54. Tekkel M., Rahu M-, Veidebaum T. et al. The Estonian study of Chernobyl cleanup workers: I. Design and questionnaire data //Radiat. Res. 1997. V. 147, N5. P. 641-652.

55. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. New York: United Nation, 1994.

56. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. New York: United Nation, 2000.

57. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. New York: United Nation, 2008.

58. Vijg J. Somatic mutations and aging: a re-evaluation //Mutation Research. 2000. V. 447. P. 117-135.

59. Wakeford R., Anteil B.A., Leigh W.L. A review of probability of causation and its use in a compensation scheme for nuclear industry workers in the United Kingdom //Health Physics. 1998. V. 74, N 1. P. 1-9.

60. Wakeford R. Occupational exposure, epidemiology and compensation //Occupational Medicine. 2006. V. 56. P. 173-179.

61. Yoshinaga S., Mabuchi K., Sigurdson A.J., Doody M.M., Ron E. Cancer risks among radiologists and radiologic technologists: review of epidemiologic studies //Radiology. 2004. V. 233. P. 313-321.