Новый способ верификации малых доз облучения, связанных с развитием радиогенного рака

Согласно современным представлениям появление хромосомных аберраций в клеточной популяции считается потенциально онкогенным, а малые дозы радиации – статистически значимым фактором развития радиогенного рака. С этих позиций особую актуальность приобретает корректная биологическая дозиметрия в области малых доз облучения.

С целью реконструкции поглощенных доз ионизирующего излучения уровень радиационно-индуцированных аберраций хромосом в «биологических» дозиметрах – лимфоцитах крови человека, сопоставляется со стандартными калибровочными кривыми (СКК), построенными по данным тестирующего облучения культуры клеток. В этой связи актуальным является получение корректных СКК, на основе которых осуществляется верификация интегральной дозы у облученных лиц. Недостатком традиционно используемых с этой целью линейной (ЛМ) и линейно-квадратичной (ЛКМ) моделей являются их значительные ошибки, в некоторых случаях несоответствие экспериментальных (цитогенетических), клинических и расчетных данных, а также, что является наиболее существенным, неучет индивидуальной радиочувствительности (ИРЧ) донора, на лимфоцитах которого построены СКК. Вышеизложенное в отдельных случаях может обусловить необъективную оценку величины поглощенной дозы и, таким образом, ограничить возможности биологической дозиметрии.

В настоящем исследовании разработан новый способ реконструкции малых доз радиации по хромосомным аберрациям с использованием модели сплайновой регрессии и учетом ИРЧ, определяемой на основе цитогенетического G2-теста.

Модель сплайновой регрессии отличается от традиционно используемых в биодозиметрии ЛМ и ЛКМ более точной оценкой степени лучевого повреждения организма человека, в первую очередь, за счет ее меньшей ошибки. Ошибка определяется остаточной суммой квадратов по результатам сопоставления экспериментальных (цитогенетических) и расчетных данных, полученных на основе данной модели: чем меньше остаточная сумма квадратов, тем более точна модель. Например, ошибка предложенной модели сплайновой регрессии в диапазоне доз 0,1–1,0 Гр, для уровня аберрантных клеток в 6,8 раз ниже при сопоставлении с ошибкой ЛМ, и приблизительно в 8 раз – ЛКМ; для суммы аберраций хромосом в 7,1 раза меньше по сравнению с ЛМ и в 7,8 – с ЛКМ. Относительно наиболее информативных лучевых дозиметров – дицентрических хромосом – показано, что по сравнению с ЛМ и ЛКМ дозовая зависимость этих показателей наилучшим образом аппроксимируется сплайновой регрессией (ее ошибка в 1,4 раза меньше по сравнению с другими моделями). Кроме того, меньшее значение ошибки данной модели предоставляет возможность уменьшить объем статистических данных – анализировать меньшее количество клеток на одно наблюдение. Одновременно оценка ИРЧ донора, на лимфоцитах крови которого построены СКК для различных цитогенетических показателей (клеток с аберрациями хромосом, суммы аберраций хромосом, дицентрических хромосом), предоставляет возможность получить СКК с учетом его генетических и физиологических особенностей.

Таким образом, новый способ реконструкции дозы облучения по хромосомным аберрациям с использованием модели сплайновой регрессии и одновременном учете ИР человека объективизирует степень лучевого поражения и может иметь значение при формировании групп повышенного риска развития радиогенного рака.