Определение группы повышенного радиационного риска среди российских участников ликвидации последствий Чернобыльской аварии

Одной из основных целей организации и ведения Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НРЭР) является использование результатов наблюдения за состоянием здоровья зарегистрированных в НРЭР облучённых граждан для оказания им адресной медицинской помощи [1, 2]. В настоящее время база данных НРЭР содержит медико-дозиметрические данные более чем на 750 тысяч человек, облучённых в результате аварии на Чернобыльской АЭС. При оптимизации ресурсов, затрачиваемых на минимизацию последствий этой аварии для здоровья облучённых лиц, актуальной задачей является выделение групп лиц с наибольшими радиационными рисками для оказания им первоочередной медицинской помощи.

Чекин С.Ю.* – зав. лаб.; Кащеев В.В. – зав. лаб., к.б.н.; Максютов М.А. – зав. отд., к.т.н.; Меняйло А.Н. – вед. науч. сотр., к.б.н.; Корело А.М. – ст. науч. сотр.; Ловачёв С.С. – мл. науч. сотр.; Кащеева П.В. – ст. науч. сотр., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.

В соответствии с ОСПОРБ-99/2010 [3], радиационный риск – это вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения. Радиационный риск прямо пропорционален дозе облучения, но зависит также от возраста, пола облучённых лиц и от фоновых (в отсутствие облучения) показателей риска.

Среди всех категорий граждан, зарегистрированных в НРЭР, наибольшие дозы облучения получили участники ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (ликвидаторы) [4]. Поэтому формирование групп повышенного радиационного риска (ГПР), в первую очередь, следует проводить среди ликвидаторов чернобыльской аварии. В когорте ликвидаторов средняя поглощённая доза, накопленная за период работ, составила около 100 мГр, а максимальные индивидуальные дозы, как правило, не превышали 250 мГр [5]. Считается, что при дозах облучения менее 1000 мГр основной вред для здоровья человека связан со стохастическими канцерогенными эффектами действия ионизирующей радиации [6].

Целью данной работы является определение группы повышенного радиационного риска заболеваемости солидными злокачественными новообразованиями (ЗНО) среди ликвидаторов, состоявших в 2020 г. на учёте в НРЭР.

Материалы и методы

К концу 2020 г. в эталонная когорта ликвидаторов, состоящих на учёте в НРЭР, включала 48 983 лица мужского пола, не имевших диагнозов ЗНО, с зарегистрированными дозами внешнего гамма-облучения всего тела. Средняя доза составила 111,8 мГр, при этом для 95% ликвидаторов доза облучения не превышала 248,8 мГр. Максимум распределения численности ликвидаторов приходился на интервал достигнутых возрастов от 60 до 75 лет. Более подробные характеристики этой когорты ликвидаторов приведены в работе Чекина и соавт. [7].

Исходными данными для определения ГПР среди ликвидаторов, состоящих на учёте в НРЭР, являются:

• -    персонализированные данные о каждом члене когорты облучённых лиц: достигнутый возраст (в годах), возраст на начало периода облучения (на начало работ по ликвидации последствий аварии), накопленная поглощённая доза облучения за время работ (в мГр);

• -    ретроспективные наблюдавшиеся в облучённой когорте половозрастные показатели заболеваемости солидными ЗНО.

Для стохастических эффектов действия радиации на здоровье человека базовыми величинами, через которые радиационный риск может характеризоваться количественно, являются показатели избыточной радиационно-обусловленной заболеваемости [8].

В настоящей работе используются модели показателей радиационных рисков заболеваемости солидными ЗНО, рекомендованные МКРЗ [6], НКДАР ООН [8] и ВОЗ [9], а также модель, идентифицированная непосредственно по данным наблюдений когорты ликвидаторов в НРЭР [10].

При идентификации модели показателя риска в радиационной эпидемиологии наблюдаемый в когорте показатель заболеваемости λ принято представлять в двух разных видах: в виде аддитивной модели или в виде мультипликативной модели.

Аддитивная модель представляется суммой фонового (в отсутствие облучения) показателя риска λ 0 и избыточного абсолютного показателя риска EAR (от англ. Excess Absolute Rate), зависящего от дозы облучения:

A(g, a, D ) = ^(a) + E AR(g, a, D) ,                                                (3)

где g – возраст на момент облучения; a – достигнутый возраст; D – поглощённая доза.

Мультипликативная модель представляется произведением фонового показателя риска λ 0 и относительного показателя риска RR (от англ. Relative Rate), зависящего от дозы облучения:

A(g,a,D) = Я о (а) • RR(g,a,D) = Я о (а) • [1 + ERR(g, a,D)] ,                         (2)

где ERR – избыточный относительный показатель риска (от англ. Excess Relative Rate).

При прогнозе радиационного риска в конкретной когорте должна использоваться та же самая модель, (1) или (2), которая была идентифицирована в этой когорте. При использовании модели, идентифицированной в одной когорте, для прогноза риска в другой когорте, существенно отличающейся по фоновому показателю λ 0 , МКРЗ [6] рекомендует применять специальную процедуру «переноса риска», заключающуюся в усреднении прогнозов по аддитивной и мультипликативной моделям. В частности, для прогноза заболеваемости всеми солидными ЗНО в совокупности применяется усреднение в следующем виде:

A(g,a,D) = 20(a) + 0,5 • EAR(g,a,D) + 0,5 • 20(a) • [1 + ERR(g,a,D)].(3)

Усреднённый по моделям (1) и (2) избыточный абсолютный показатель риска обозначим следующим образом:

EAR+(g,a,D) = 0,5 • EAR(g,a,D) + 0,5 • A0(a) • [1 + ERR(g,a,D)].(4)

Тогда относительный вклад радиации в наблюдаемый показатель риска, или атрибутивная радиационная доля (ARF), будет выражаться следующим образом:

ARF(g,a,D) = 100% • EAR+(g,a,D) = 100% •   EAR+(g;a,D)(5)

A(g,a,D)                ^0(a)+EAR + (g,a,D)' '

Для заболеваемости всеми солидными ЗНО в совокупности МКРЗ [6] и ВОЗ [9] приводят рекомендованные модели показателей радиационных рисков в форме (1) и (2), в то время как в отчёте НКДАР ООН [8] представлены аддитивные и мультипликативные модели показателей избыточного риска отдельно для 12 локализаций ЗНО. В данной работе показатель EAR ⁺ для всех солидных ЗНО в совокупности по моделям НКДАР ООН [8] вычисляется как сумма EAR ⁺ по отдельным локализациям. Более подробное описание моделей EAR и ERR, рекомендованных международными организациями, приведено в работе Чекина и соавт. [7]. Модель, идентифицированная непосредственно по данным наблюдений когорты ликвидаторов в НРЭР [10], имеет простой мультипликативный вид:

ERR(D) = P • D ,                                                                (6)

где β =6,2·10 ^-2 ·мГр ^-1 .

В последнем случае процедура переноса риска между популяциями не применяется, и EAR ⁺ для вычисления атрибутивной радиационной доли ARF в (5) задаётся формулой:

EAR⁺(a,D) =A₀(a) •P •D .                                                      (7)

Для прогнозирования показателей радиационных рисков в качестве фоновых показателей Я₀(а) используются повозрастные показатели заболеваемости солидными ЗНО для мужского населения России за 2019 г. [11].

Определение ГПР производится следующим образом. Каждому j -му лицу из когорты ликвидаторов, состоящих на учёте в 2020 г., ставятся в соответствие оценки избыточного абсолютного показателя риска E AR + _k(g,a,D) заболеваемости солидными ЗНО, вычисленные на основе оценок фоновых показателей Я₀(а) [11], значений EAR и ERR , вычисленных по формуле (4) для моделей МКРЗ [6], НКДАР ООН [8] и ВОЗ [9], а также по формуле (9) для модели НРЭР [10]; здесь k – индекс типа модели: 1 – модель НРЭР [10], 2 – модель ВОЗ [9], 3 – модель НКДАР ООН [8], 4 – модель МКРЗ [6]. Далее каждому j -му лицу из когорты ликвидаторов, состоящих на учёте в 2020 г., ставятся в соответствие оценки атрибутивной радиационной доли ARF_jk(g,a,D') , вычисляемые по формуле (5).

ГПР составляют лица, для которых хотя бы одно значение из сопоставленных им атрибутивных радиационных долей ARF j _k(g,a,D) превышает заданное пороговое значение ARF c :

j g {ГПР} если 3(k):A RF_jk(g, a, D) >  ARF c . (8)

Результаты и обсуждение

Для каждого лица из эталонной когорты ликвидаторов, состоящих на учёте в НРЭР в 2020 г. с известными дозами облучения и не имевших заболеваний солидными ЗНО за весь предыдущий период их наблюдения (48 983 человека), были вычислены значения атрибутивных радиационных долей ARF по формуле (5). На рис. 1 приведены гистограммы прогнозных величин ARF , рассчитанные по моделям риска НРЭР [10], ВОЗ [9], НКДАР ООН [8] и МКРЗ [6].

НРЭР     ВОЗ     НКДАР     МКРЗ

Рис. 1. Гистограммы атрибутивной радиационной доли (ARF) для когорты ликвидаторов, рассчитанные по моделям НРЭР [10], ВОЗ [9], НКДАР ООН [8] и МКРЗ [6]; разряд гистограмм по оси ARF равен 0,5%.

Рис. 1 показывает, что при увеличении величины критерия ARF C численность ГПР будет уменьшаться. Изменение численности ГПР с увеличением ARF C приведено в табл. 1.

При ограничении материальных и финансовых ресурсов, направляемых ежегодно на минимизацию вредных для здоровья ликвидаторов последствий облучения, адресную медицинскую помощь следует, прежде всего, оказывать лицам, входящим в ГПР. Например, согласно табл. 1, первоначально можно установить критерий отнесения ликвидаторов к ГПР на уровне ARF c =20%, а при достаточности ресурсов – на более низких уровнях: ARF c =15%, ARF c =10% или даже ARF C =5%.

Таблица 1

Изменение численности ГПР с увеличением ARF C

ARFc , %	Численность ГПР, чел.	Численность ГПР, % от численности когорты
5	28565	58,32
10	13796	28,16
15	709	1,45
20	266	0,54

По данным Международной организации труда [12], в таких развитых странах, как Япония, Великобритания, Франция и США, условия компенсационных выплат или обеспечения других льгот облучённым лицам за радиационный ущерб устанавливаются, принимая во внимание оценку ARF . При этом пороговый критерий в разных странах устанавливается разный, от ARF c =10% в Японии для лиц, переживших атомные бомбардировки, до ARF c =20% в Великобритании для персонала атомных предприятий. В США в качестве порогового критерия используется 99% верхняя доверительная граница ARF C =50%, что также соответствует средним значениям ARF c около 15-20%. Поэтому, ориентируясь на международный опыт, для определения ГПР ликвидаторов, состоящих на учёте в НРЭР, по заболеваемости солидными ЗНО можно предварительно установить значение ARF C =15%.

В табл. 2 приведены численности ГПР, рассчитанные по различным моделям показателей радиационных рисков, для значения ARF C =15%.

Таблица 2

Численность ГПР по заболеваемости солидными ЗНО среди ликвидаторов, состоящих на учёте в НРЭР в 2020 г., для величины критерия ARF C =15%

Модель риска	Численность ГПР, чел.
НРЭР [10]	577
ВОЗ [9]	316
НКДАР ООН [8]	46
МКРЗ [6]	18
Все модели, условие (8)	709

Следует отметить, что один и тот же ликвидатор может входить в ГПР, определённую по одной модели, и не входить в ГПР, определённую другой моделью. Это объясняется различными зависимостями ARF от возраста при облучении и от достигнутого возраста при расчётах по различным моделям, что приводит к разному возрастному составу соответствующих ГПР. Условие (8) отнесения ликвидаторов к ГПР является консервативным. Для когорты ликвидаторов НРЭР наилучший, со статистической точки зрения, прогноз рисков заболеваемости солидными ЗНО реализуется с помощью мультипликативной модели НРЭР [10], уравнение (6), так как она была оценена именно на этой когорте ликвидаторов [10]. В этом случае к ГПР было бы отнесено 577 ликвидаторов. Однако, согласно рекомендациям НКДАР ООН [8], наибольшая неопределённость прогноза радиационных рисков связана с неопределённостью моделей. Как показывает табл. 2, при ARFC=15% использование для расчётов моделей, рекомендованных международными организациям (ВОЗ [9], НКДАР ООН [8] и МКРЗ [6]), приводит к увеличению численности ГПР с 577 до 709 человек. Поэтому консервативный подход к определению ГПР, выраженный условием (8), является существенным. Учёт неопределённости оценок доз облучения ликвидаторов [5], статистической неопределённости параметров использованных моделей, неопределённости фоновых показателей заболеваемости ЗНО для исследуемой когорты при определении ГПР требует дальнейших исследований.

Выводы

Таким образом, для произвольного календарного года определение ГПР по заболеваемости солидными ЗНО ликвидаторов проводится на основе оценки атрибутивной радиационной доли (ARF) по следующим шагам.

• 1)    На текущий календарный год формируется когорта облучённых лиц, находящихся под наблюдением и не имеющих заболеваний из группы солидных ЗНО, – когорта текущего года.

• 2)    На следующий, прогнозируемый год, каждому j -му лицу из когорты текущего года ставятся в соответствие значения атрибутивных радиационных долей ARF j, _k(g,a,D) , вычисленных по формуле (5).

• 3)    ГПР в прогнозируемом году составляют лица, для которых хотя бы одно значение из сопоставленных им атрибутивных радиационных долей ARF j ^g^D') превышает установленное пороговое значение ARF C =15% в прогнозируемом году (формула (8)).

• 4)    Ориентируясь на расчётную численность ГПР при ARF C =15% и исходя из текущей социально-экономической ситуации, значение критерия ARF C можно изменять (для уменьшения или увеличения численности ГПР). Однако, ориентируясь на международный опыт [12] и на результаты оценок в данной работе, величину ARF C следует выбирать в интервале 10%< ARF C <20%.

В данной работе показано, что общая численность ГПР по заболеваемости солидными ЗНО среди ликвидаторов, состоящих на учёте в НРЭР в 2020 г., при величине критерия ARF c =15%, составила 709 человек, т.е. 1,45% от численности ликвидаторов, состоящих на учёте. При снижении величины критерия до ARF C =10% численность ГПР возрастает до 28% от общей численности когорты.

Следует заключить, что среди всех контингентов лиц, состоящих на учёте в НРЭР в 2020 г., адресная медицинская помощь должна быть в первую очередь предоставлена ликвидаторам, для которых расчётные значения атрибутивной радиационной доли ARF (5) превышают 15%, при использовании моделей показателей радиационных рисков МКРЗ [6], НКДАР ООН [8], ВОЗ [9] и НРЭР [10].

Учёт неопределённости расчётов ARF , связанных с оценками доз облучения, статистическим разбросом параметров моделей и неопределённостью фоновых показателей заболеваемости ЗНО, приводит к необходимости определения ГПР через значения верхних доверительных границ прогнозных оценок ARF [12] и требует дальнейших исследований.