Отдаленные цитогенетические эффекты хронического профессионального облучения

Status of chromosomal apparatus of lymphocytes of peripheral blood was estimated in 134 patients with chronic radiation sickness caused by external gamma-radiation in 30-35 years after establishing the diagnosis. Increased rate of aberrant cells with structural chromosomal aberrations compared to the baseline was found in the majority of the examined people. A half of chromosomal aberrations were rearrangements of stable type. 20-year dynamic examination showed long-term retaining of chromosomal aberrations with gradual increase in a fraction of stable aberrations in their structure.

В экспериментальных и клинических исследо ваниях получает все большее подтверждение ги потеза о важной роли радиационно - индуцирован ных хромосомных аберраций в формировании отдаленных последствий и исходов облучения [1, 7]. В иммунокомпетентных клетках человека - лимфоцитах могут длительное время сохраняться радиационно - индуцированные хромосомные по вреждения . Количественный и качественный ана лиз этих повреждений в динамике и сопоставле ние результатов анализа с клинической симптома тикой позволяют накапливать столь необходимые для раскрытия патогенетических механизмов фор мирования отдаленных последствий облучения данные и вести поиск наиболее информативных тестов ранней индикации предпатологического процесса . Нами продолжается клинико - цитогене тическое наблюдение за больными хронической лучевой болезнью ( ХЛБ ), вызванной воздействием внешнего общего γ - излучения [3].

Диагностика ХЛБ относится к 1950-1955 гг . ( преимущественно ), начало цитогенетических ис следований - к 1964-1966 гг . Настоящее иссле дование проведено в 1983-1988 гг . и позволяет оценить дальнейшую динамику хромосомных из менений в наиболее позднем периоде ХЛБ .

Материалы и методы исследования

Обследовано 134 чел. в возрасте от 55 до 75 лет (преимущественно от 55 до 65 лет - 89%) через 30-35 лет после диагностики ХЛБ. Суммарные дозы внешнего общего γ-излучения имеют широкий диапазон: от 1,02 до 9,0 Гр в период работы на радиохимическом предприятии в первые годы его становления (от 1 до 6,5 лет). В большинстве случаев (85) в первые годы трудовой деятельности имелся контакт с аэрозолями 239Pu. На период настоящего цитогенетического обследования в 15% случаев косвенным методом (по спонтанной экскреции радионуклида) содержание 239Pu в организме не обнаружено, у 94 чел. (70%) уровень депонирования радионуклида в организме не превышал 1,48 кБк. В группе лиц с содержанием 239Pu в организме в количестве более 1,48 кБк (15% случаев) максимальным был уровень 11,3 кБк. Отбор цитогенетических данных для анализа предусматривал ряд условий: отсутствие остроты респираторно-вирусных инфекций и других вирусных заболеваний, отсутствие целевого рентгеновского исследования желудочно-кишечного тракта, мочевыводящих и желчевыводящих путей с рентгено-контрастными веществами, а также анамнестических указаний на химио- или рентгенотерапию.

Использован общепринятый метод культуры лимфоцитов периферической крови [8]. Анализи ровали количественные ( уровень и характер анеу - плоидии ) и качественные ( структурные поврежде ния хроматидного и хромосомного типа ) измене ния в геноме культивированных лимфоцитов . Хромосомный анализ проведен с учетом не только суммарных доз внешнего облучения , но и уровня депонирования радионуклида . Оценка результа тов основана прежде всего на сравнении показа телей в различных по значению дозовых группах . Наряду с этим проведено сравнение результатов хромосомного анализа лимфоцитов перифери ческой крови 34 чел . аналогичного возраста , дан ные на которых отобраны для анализа с соблюде нием вышеуказанных условий . Результаты иссле дований обработаны статистически ( критерий Стьюдента ). Достоверными считали различия при p ≤ 0,05.

Результаты исследований и их обсуждение

В каждом из 134 случаев ХЛД , взятых для хро мосомного анализа , характер формирования дозы облучения был различным , однако суммарная доза в значительной мере определялась мощно стью излучения . Исходя из этого , поиск возможной дозовой зависимости осуществлялся путем выде ления групп с разной суммарной дозой внешнего γ - облучения (I - ≤ 2,0 Гр , II - 2,0-3,99, III - 4,0-5,99, IV - ≥ 6,0 Гр ) и подгрупп в каждой дозовой группе с разным содержанием радионуклида в организме ( ≤ 1,48 кБк и более 1,48 кБк ). Сравнивали средне групповые показатели .

В группах лиц с различными суммарными дозами внешнего облучения и разным содержанием радионуклида в организме не выявлено статистически значимых количественных хромосомных изменений. Процент анеуплоидных клеток был достаточно низким как в контроле, так и в каждой из выделенных групп (от 1,71 до 2,43%). Это касается гипо- и гиперди-плоидных метафаз. Частота клеток с аберрациями хроматидного типа не имела какой-либо закономерной связи ни с суммарной дозой внешнего облучения, ни с содержанием 239Pu в организме (табл. 1). У большинства обследованных лиц (от 65,5 до 80%) выявлены структурные повреждения хромосомного типа и про- цент «носителей» хромосомных аберраций в геноме лимфоцитов периферической крови значительно выше, чем в соответствующем контроле (см. табл. 1). Средний показатель частоты аберрантных клеток у лиц, подвергшихся значительному переоблучению, хотя и не высок, но также превышает спонтанный уровень. Отсутствуют четкая дозовая зависимость (суммарная доза внешнего γ-облучения) и зависимость от содержания радионуклида в организме. Почти половину структурных повреждений составляют хромосомные аберрации нестабильного типа, среди которых преобладают свободно лежащие парные ацентрические фрагменты и дицентрические хромосомы. Высока доля аберраций стабильного типа (особенно в II и IV группах), представленных атипичными моноцен-триками. Наиболее высокий процент стабильных аберраций выявлен у лиц с максимальными (более 2,0 Гр в год) годовыми дозами внешнего γ-об-лучения (60,0% по сравнению с 36,0-47,0% в группах с меньшими годовыми дозами). При уровнях депонирования 239Pu более 1,48 кБк выявляется большее число аберраций на одну аберрантную клетку (I-III группы), однако эти различия не достоверны.

У 82 чел . цитогенетическое обследование про ведено повторно : от 2 до 11 исследований в тече ние 20 лет . Для оценки хромосомных изменений в динамике выделены условно три периода наблю дения : 1- й период - до 1972 г ., 2- й период - с 1977 по 1982 гг . и 3- й период - после 1982 г . Частота аберрантных клеток в выделенных группах не уменьшалась , а на последний период была даже несколько выше , чем при первом цитогенетиче ском обследовании ( табл . 2). Наряду с этим отме чено нарастание доли хромосомных перестроек стабильного типа ( см . табл . 2). Ни в одном случае не выявлено клонов патологических клеток .

У одного из наблюдаемых больных ХЛБ диа гностирован хронический лимфолейкоз . В лим фоцитах периферической крови этого больного и клетках костного мозга не выявлено каких - либо специфических хромосомных перестроек . В трех случаях к последнему периоду наблюдения раз вился рак легкого , при этом уровень хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови до начала каких - либо лечебных мероприятий зна чительно превышал средние значения этого по казателя для всей группы больных ХЛБ и составил 6,0-11,0% аберрантных клеток . Следует отметить , что все больные раком легкого были высокими « носителями » ²³⁹Pu ( содержание радионуклида в организме более 37 кБк ).

Таблица 1

Примечание. Подчеркнуто достоверное различие с контролем (р<0,001) одной чертой, с группой II (р<0,05) - двумя.

Таблица 2

Примечание. Подчеркнуты достоверные различия в сравнении с 1-м исследованием.

Хромосомные изменения в лимфоцитах периферической крови в отдаленном периоде ХЛБ

Хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови в динамике , %

Таким образом, получены новые дополнительные данные, подтверждающие длительное (более 30 лет после прекращения контакта с источниками внешнего γ-излучения) сохранение радиационно-индуцированных повреждений в геноме лимфоцитов периферической крови у профес- сионалов, подвергавшихся значительному радиационному воздействию, отсутствие каких-либо специфических хромосомных перестроек, патологических клеточных клонов. При клиникоцитогенетическом сопоставлении не выявлено корреляции частоты аберрантных клеток с изме- нениями в кроветворной системе (стойкая лейкопения в периферической крови, умеренная порци-альная гипоплазия гранулоцитопоэза, активация эритропоэза). Характеризуя группу в целом, можно отметить, что достаточно низкий уровень аберрантных клеток соответствует малой выраженности гипопластических состояний в отдаленном периоде ХЛБ. В гетерогенной популяции лимфоцитов периферической крови среди аберрантных клеток имеется какая-то доля циркулирующих стволовых клеток [6]. Сохранение в течение длительного времени дефектных клеток в стволовом пуле [2, 6] несомненно играет существенную роль в генезе гипо- и апластических состояний кроветворения, а возможно, и лейкозов [5]. Пик заболеваемости острыми лейкозами у наблюдаемых нами больных ХЛБ отмечался в первые 5-10 лет от начала контакта с источниками ионизирующего излучения, когда клиническая практика еще не располагала методами хромосомных исследований. Клинико-цитогенетическое описание любых случаев гемобластозов, злокачественных опухолей как исходов лучевого воздействия представляет научную ценность. В случаях рака легкого у «носителей» 239Pu вновь зарегистрирован высокий уровень хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови до начала лечебных мероприятий, что подтверждают результаты проведенных ранее исследований [4]. Определенная доля хромосомных аберраций, по-видимому, обусловлена продолжающимся внутренним облучением от инкорпорированного плутония костного мозга, бронхопульмональных лимфоузлов. В то же время длительное сохранение радиационно-индуцированных повреждений в геноме иммунокомпетентных клеток подтверждает повышенный уровень аберрантных клеток у больных ХЛБ, не имевших контакта с аэрозолями плутония.

Заключение

В отдаленном периоде ХЛБ (более 30-35 лет после диагностики) сохраняется повышенный уровень структурных повреждений хромосомного типа в соматических клетках по сравнению со спонтанным. Отсутствует корреляция с суммарной дозой облучения, но наибольшая частота аберрантных клеток и доля стабильных аберраций определяются при максимальной суммарной и годовой дозах облучения (более 6,0 и 2,0 Гр соответственно). Не выявлено патологических клеточных клонов у больного хроническим лимфолейкозом и в трех случаях злокачественных опухолей легких.