Пожизненный прогноз радиационных рисков смертности среди участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС

В соответствии с положениями Федерального закона от 30.12.2012 г. № 329 ‑ ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части обеспечения учёта изменений состояния здоровья отдельных категорий граждан, подвергшихся радиационному воздействию» одной из основных задач государственной информационной системы «Национальный радиационно-эпидемиологический регистр» (НРЭР) является прогнозирование медицинских радиологических последствий аварии на Чернобыльской АЭС, в том числе – отдалённых последствий [1].

Чекин С.Ю. – зав. лаб.; Меняйло А.Н.* – вед. науч. сотр., к.б.н.; Максютов М.А. – зав. отд., к.т.н.; Туманов К.А. – зав. лаб., к.б.н.; Горский А.И. – вед. науч. сотр., к.т.н.; Карпенко С.В. – инженер; Лашкова О.Е. – науч. сотр.; Иванов В.К. – науч. руководитель НРЭР, Председатель РНКРЗ, чл.-корр. РАН, д.т.н.; Иванов С.А. – директор, чл.-корр. РАН, д.м.н., проф. каф. РУДН. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиа л ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Каприн А.Д. – ген. директор, директор МНИОИ им. П.А. Герцена, зав. каф. РУДН, акад. РАН, д.м.н., проф. ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.

Из всех облучённых контингентов лиц, подлежащих учёту в НРЭР после чернобыльской аварии, наибольшие дозы внешнего гамма-облучения всего тела получили участники ликвидации её последствий (ликвидаторы). Поэтому наиболее значимые радиологические последствия в виде стохастических эффектов [2], а именно в виде избыточных случаев смерти от злокачественных новообразований (ЗНО), ожидались для ликвидаторов. Долговременные, почти 40-летние, исследования НРЭР подтвердили эти прогнозы [3] и дополнительно выявили некоторые отдалённые тканевые реакции на облучение [4] у ликвидаторов, выраженные избыточной смертностью от болезней системы кровообращения (БСК) и болезней органов пищеварения (БОП) [5].

Поскольку до настоящего времени не существует общепризнанных критериев обусловленности каждого конкретного отдалённого (по времени от облучения) случая смерти радиационным воздействием, вероятность радиационной обусловленности случаев смерти в когорте или группе облучённых лиц оценивается с помощью математических моделей радиационного риска, идентифицированных статистическими методами на известных радиационно-эпидемиологических наборах данных [6].

Основным набором данных для идентификации моделей радиационных рисков различными международными организациями являются данные о японской когорте облучённых лиц, переживших в 1945 г. атомные бомбардировки городов Хиросима и Нагасаки (когорта LSS -от английского названия исследования Life Span Study) [7]. Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) [6] и Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) [2, 8] рекомендуют похожие, но не совпадающие модели радиационных рисков ЗНО. При этом, в силу исторически сложившегося регламента, для обоснования современных Международных основных норм безопасности [9] приняты модели, рекомендованные МКРЗ. Соответственно, многие национальные нормы радиационной безопасности, включая российские НРБ-99/2009 [10], основаны на моделях радиационных рисков МКРЗ.

Более современный набор радиационно-эпидемиологических данных для идентификации моделей радиационных рисков содержит Единая федеральная база данных (ЕФБД) НРЭР [11]. Данные ЕФБД НРЭР по «чернобыльскому контингенту» лиц, облучённых преимущественно в 19861987 гг. и позже [11], обеспечивают мощность статистического исследования радиационных рисков не меньше, чем японская когорта LSS [7], причём по всему перечню кодов диагнозов Международной статистической классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем (МКБ-10) [12, 13].

Оценки радиационных рисков смертности ликвидаторов, полученные за 40-летний период наблюдения, показывают, что наиболее значимыми являются радиационные риски солидных ЗНО (рубрики МКБ-10: C00-C80), лейкемии (МКБ-10: C910-C95, за исключением хронического лимфолейкоза (ХЛЛ) C91.1), БСК (МКБ-10: I00-I99) и БОП (МКБ-10: K00-K93) [3, 5]. В области малых доз облучения (менее 1 Зв) результаты этих исследований НРЭР [3, 5] являются независимым подтверждением результатов идентификации радиационных рисков смертности человека от ЗНО, БСК и БОП, выполнявшихся американо-японским Фондом исследований радиационных эффектов RERF (Radiation Effect Research Foundation) в когорте LSS [7, 14, 15]. С другой стороны, радиационные риски неонкологической смертности от болезней крови (БК) (МКБ-10: D50-D75, D77) и болезней органов дыхания (БОД) (МКБ-10: J00-J99), устойчиво выявлявшиеся в японской когорте LSS [15], за 40 лет наблюдений российской когорты ликвидаторов так и не были обнаружены.

Модели радиационных рисков НРЭР [3, 5] отличаются от моделей МКРЗ [2, 8, 14], НКДАР ООН [6, 16] и RERF [15], что приводит к различиям в долях радиационно обусловленных случаев смерти, оцениваемых для ликвидаторов в рамках этих моделей, как за прошедший период наблюдения, так и за последующие прогнозные годы их жизни. Необходимо отметить, что радиационный ущерб в виде вероятности смерти, связанной с облучением, оценённой по моделям радиационных рисков ЗНО, рекомендованным МКРЗ [2, 8, 14], используется в метрике обобщённого риска, по которой устанавливаются ограничения при обосновании защиты от источников потенциального облучения, как в Публикации 103 МКРЗ [2], так и в российских НРБ-99/2009 [10]. С математической точки зрения прогноз числа радиационно обусловленных случаев смерти для когорты ликвидаторов, выполненный по регрессионным моделям, идентифицированным и оценённым на этой же когорте, является более корректным, чем прогноз по моделям, ранее идентифицированным в японской когорте LSS [2, 6, 8, 14-16], и позволяет избежать неформальной, экспертно-установленной процедуры МКРЗ [2, 8] по переносу риска между популяциями.

Целью настоящего исследования является оценка степени консервативности моделей радиационных рисков, идентифицированных в исследованиях НРЭР [3, 5] для российской когорты ликвидаторов, по сравнению с моделями, рекомендованными МКРЗ [2, 8, 14] и НКДАР ООН [6, 16] для решения задач радиационной защиты на глобальном уровне, а также по сравнению с моделями RERF [15] для оценки радиационного риска смертности от неонкологических заболеваний. Для этого рассчитывается пожизненное число радиационно обусловленных случаев смерти среди ликвидаторов от солидных ЗНО, лейкемий, БК, БСК, БОД и БОП по различным моделям риска.

Материалы и методы

Описание когорты

В исследовании использовались данные по когорте ликвидаторов мужского пола с зарегистрированными поглощёнными дозами внешнего гамма-облучения всего тела, накопленными за время работы в чернобыльской зоне. Из исследования были исключены лица, выбывшие из-под наблюдения по неизвестным причинам, т.е. с неизвестным жизненным статусом (жив или умер) на начало 2026 г., а также ликвидаторы из ведомственных регистров с высокой неопределённостью накопленных доз из-за их возможного облучения в период до начала работ в чернобыльской зоне. В результате численность исследуемой когорты составила 93055 ликвидаторов, со средним возрастом 34,0 года на начало облучения и средней дозой 113,2 мЗв.

Настоящий анализ делится на два этапа: ретроспективный анализ числа и доли радиационно обусловленных смертей среди всех смертей, зарегистрированных с даты чернобыльской аварии в 1986 г. по 2022 г. включительно, а также прогноз числа и доли радиационно обусловленных случаев смерти среди ликвидаторов, доживших до 2023 г.

С 1986 г. по 2022 г. включительно было зарегистрировано 50836 случаев смерти ликвидаторов, средний возраст которых на начало облучения составлял 35,6 лет, а средняя доза – 113,9 мЗв. Умершие до 2023 г. ликвидаторы были в среднем на 1,6 года (на 4,70%) старше среднего возраста (на начало облучения) в когорте и имели в среднем на 0,7 мЗв (на 0,62%) большие дозы, что не противоречит известным данным об увеличении показателей общей смертности взрослого населения с возрастом, а также гипотезе о существовании избыточных радиационных рисков смертности. Доля умерших к 2023 г. ликвидаторов из исследуемой когорты составила 54,6% от её численности и немного превысила соответствующую оценку в 52% для доли смертей среди всех зарегистрированных в НРЭР ликвидаторов [11].

В соответствии с установленными ранее статистически значимыми радиационными рисками смертности в когорте ликвидаторов [3, 5] и в когорте LSS [7, 14, 15] радиационный ущерб в рамках данного исследования будет выражаться суммарным числом радиационно обусловленных случаев смерти от солидных ЗНО (МКБ-10: C00-C80), лейкемий (МКБ-10: C91-C95, кроме C91.1), БК (МКБ-10: D50-D75, D77), БСК (МКБ-10: I00-I99), БОД (МКБ-10: J00-J99) и БОП (МКБ-10: K00-K93), рассчитанным по различным моделям риска.

Прогноз числа и доли радиационно обусловленных случаев смерти будет выполняться для группы ликвидаторов, доживших до 2023 г. (42219 человек). В этой группе средний возраст в 2023 г. составил 68,3 года, возраст на начало облучения – 32,1 года (на 1,9 года, или на 5,59%, моложе среднего по всей когорте) и средняя доза – 112,4 мЗв (на 0,9 мЗв, или на 0,71% меньше средней по всей когорте). Отличия средних возрастов и доз от их значений в полной исследуемой когорте подтверждает, что со временем под наблюдением в когорте остаются более молодые ликвидаторы с меньшими дозами.

Модели радиационных рисков

Для оценки пожизненных радиационных рисков международные организации, такие как МКРЗ [2, 8] и НКДАР ООН [6], используют математические модели интенсивности радиационных рисков и функции дожития в исследуемой когорте или популяции. Математические модели МКРЗ [2, 8] и НКДАР ООН [6] основаны в основном на наблюдениях за когортой лиц, выживших после атомных бомбардировок в 1945 г. городов Хиросима и Нагасаки (когорта LSS [7]). Особенностью этих моделей является принятие беспороговой концепции оценки зависимости «доза-эффект», предполагающей, что избыточный риск развития ЗНО, вызванный облучением, равен нулю только при отсутствии облучения. В соответствии с современными рекомендациями МКРЗ [2, 8] радиационные риски смертности рассчитываются путём умножения радиационных рисков заболеваемости на соответствующие доли летальности.

Модели интенсивности радиационных рисков идентифицированы для отдельных локализаций ЗНО и для некоторых других неонкологических болезней. Они моделируют избыточный, по сравнению с фоновым (при отсутствии исследуемого облучения), показатель заболеваемости за год в заданном возрасте, в зависимости от дозы облучения, возраста при облучении и пола облучённых лиц.

По отношению к фоновому показателю А_о , как правило, используются две базисные модели радиационной (избыточной) интенсивности риска: аддитивная и мультипликативная. В первом случае избыточная абсолютная интенсивность риска EAR (Excess Absolute Rate) не зависит от фонового показателя и складывается с ним для моделирования наблюдаемого или прогнозируемого показателя А = А_о + EAR . Во втором случае EAR зависит от фонового показателя и представляется в виде произведения фонового показателя 2_о на избыточную относительную интенсивность риска ERR (Excess Relative Rate), так что EAR = 1_о • ERR , а наблюдаемый или прогнозируемый показатель А = А_о + А_о • ERR .

В соответствии с рекомендациями Публикации 103 МКРЗ [2] две базисные модели избыточной интенсивности риска должны использоваться при применении моделей МКРЗ для оценки радиационных рисков солидных ЗНО в произвольной популяции: используется величина EAR, усреднённая между её оценками в аддитивной и мультипликативной моделях с определёнными весами. В Публикации 103 МКРЗ [2] эти веса были определены экспертным путём: 30% ERR и 70% EAR – для ЗНО лёгких, 100% EAR – ЗНО молочной железы, 100% ERR – ЗНО щитовидной железы,

50% ERR и 50% EAR – для остальных солидных ЗНО. Для лейкемий МКРЗ [2] рекомендует аддитивную модель интенсивности радиационного риска, идентифицированную в когорте LSS [14].

Математические модели для оценки радиационных рисков ЗНО, представленные в Публикации 103 МКРЗ [2] 2007 г., были частично обновлены в Публикации 152 МКРЗ [8] 2022 г. Формульные выражения по локализациям солидных ЗНО остались прежними, за исключением рака молочной железы у женщин, но латентный период развития радиационно обусловленных ЗНО был уменьшен с 10 до 5 лет. Веса усреднения между аддитивной и мультипликативной моделями остались неизменными. В Публикации 152 МКРЗ [8] существенно изменилась модель для лейкемий, однако какие-либо обоснования таких изменений или ссылки на соответствующие исследования не представлены. Поэтому в данной статье для лейкемий используется модель, рекомендованная Публикацией 103 МКРЗ [2], со ссылкой на исследования японской когорты LSS [14] и с латентным периодом 2 года. Для расчёта рисков от солидных ЗНО используется обновлённый латентный период (5 лет).

Для вычисления радиационных рисков смертности МКРЗ [2, 8] рекомендует использовать риски заболеваемости ЗНО, умноженные на долю летальности. В данной работе доля летальности вычисляется как отношение фоновых показателей смертности от ЗНО заданной локализации к фоновым показателям заболеваемости ЗНО этой локализации.

В Публикации 152 МКРЗ [8] вид моделей избыточной заболеваемости солидными ЗНО задан следующим образом:

ER⁽c, g,a,d) = d^ 0(c) • exp (a^c) • ^ + a₂(c) • ln^) .                    (1)

Здесь и далее по тексту c – локализация опухоли; g – возраст при облучении; a – возраст, на который рассчитывается риск (возраст дожития); d – эквивалентная доза облучения. Значения параметров β , α 1 , α 2 представлены в табл. 1.

Подразумевается, что a никогда не будет равно 0, т.к. существует латентный период 5 лет. Выражение (1) для ER может представлять как модель избыточного абсолютного показателя риска (EAR), так и модель избыточного относительного показателя риска (ERR).

Таблица 1

Параметры моделей избыточной радиационно обусловленной заболеваемости мужчин для различных локализаций солидных ЗНО [8]

Локализация опухоли	Параметры мультипликативной модели (ERR)			Параметры аддитивной модели (EAR)
	β, Зв-1	α 1	α 2	β×10-4, Зв-1	α 1	α 2
Пищевод	0,40	-0,19	-1,65	0,48	0,49	2,38
Желудок	0,23	-0,19	-1,65	6,63	-0,27	2,38
Толстая кишка	0,68	-0,19	-1,65	5,76	-0,27	2,38
Печень	0,25	-0,19	-1,65	4,18	-0,27	2,38
Лёгкое	0,29	0,16	-1,65	6,47	0,010	4,25
Мочевой пузырь	0,67	-0,19	-1,65	2,00	-0,12	6,39
Щитовидная железа	0,53	-0,82	0,00	-	-	-
Остальные солидные	0,22	-0,42	-1,65	7,55	-0.27	2,38

Сравнение расчётов для солидных ЗНО (кроме молочной железы у женщин) из Публикации 152 МКРЗ [8] с расчётами из Публикации 103 МКРЗ [2] показывает, что модели этих двух публикаций дают практически одинаковый результат при оценке радиационного риска. Небольшое различие (около 2%) связано с потерей точности при преобразовании коэффициента α 1 из табл. 1 в соответствующий коэффициент, опубликованный в Публикации 103 МКРЗ [2].

Для оценки рисков заболеваемости лейкемиями используется модель избыточной абсолютной интенсивности риска (EAR), идентифицированная на японской когорте LSS [14] и рекомендованная Публикацией 103 МКРЗ [2]. Она представлена формулой (2), а её параметры приведены в табл. 2.

EAR(g, a, d) = P(g} • d • (1 + 0,79 • d) • exp[a(s, g) • (a - g - 25)] ,            (2)

где обозначения переменных соответствуют обозначениям в формуле (1).

Таблица 2

Параметры модели избыточной радиационно обусловленной заболеваемости мужчин лейкемиями [14]

Возраст при облучении	β	α
0-19 лет	3,3	-0,17
20-39 лет	4,8	-0,13
> 40 лет	13,1	-0,07

В докладе НКДАР ООН [6] 2006 г. опубликованы аддитивные и мультипликативные модели для оценки радиационных рисков по 12 локализациям ЗНО: пищевод, желудок, толстый кишечник, печень, лёгкие, мочевой пузырь, щитовидная железа, кость, немеланомный рак кожи (НРК), молочная железа, мозг и центральная нервная система (ЦНС), остальные солидные, лейкемии.

Сводки формул (3) и (4) представляют аддитивные и мультипликативные модели соответ- ственно, относящиеся к мужскому полу.

EAR(c,g,a,d) =

(1,45293 •		10-5 • d,			c = Пищевод
=	3,96925 • 10 - 7 • d • a1 , 828, 2,87527 • 10-9 • d • (a - g)3 , 204, 1,03736 • 10-10 • d • a3 , 479, 1,00830 • 10-11 • d • a4211, 6,13572 • 10-15 • d • a5 , 748, 2,6287 • 10-4 • d • g-0 , 3883, 9,32940 • 10-6 • d2, 5,24549 • 10-9 • d2 • (a - g)2 , 885 • e		-0,2739-d ,		c = Желудок c = Толстый кишечник c = Печень c = Лёгкие c = Мочевой пузырь c = Щитовидная железа c = Кость c = НРК
	4,92382 • 2,20751 • 1,44575 • (7,51650	10-5 • d, 10-7 • d • (a - g)2,161, 10-3 • d2 • (a - g)-0 , 6662, •d + 7,776195075 • d2) •	10-4	(a	c = Мозг и ЦНС c = Остальные солидные c = Лейкемии ( квадратичная , смертность ) - д)-0 , 6141,
	I		c =	Лейкемии ( линейно - квадратичная , смертность )

ERR(c,g,a,d) =

	0,52782 •	d,	c = Пищевод
	4,02503 •	103 •	d • a-2,253,                          c = Желудок
	1,48080 •	106 •	d • a-3,526,                        c = Толстый кишечник
	3,95106 •	10-1	d,                              c = Печень
	3,18224 •	10-1	d,                                c = Лёгкие
	8,98885 •	10-1	d,                              c = Мочевой пузырь
	3,80452 •	104 •	d • g-0,4405 • a-2,197,                c = Щитовидная желез
= 1	6,90379 •	107 •	d2 • a-4,472,                          c = Кость
	2,61526 •	103 •	d2 • a-4,595 • (a - g)3,196 • e-0 , 272 ^ d,  c = НРК
	7,43145 •	d • д	-0 , 9879,                          c = МозгиЦНС
	1,43220 •	102 •	d • a-2,939 • (a - g)1,645,             c = Остальные солидные
	1012,92 •	d2 • a 1 , 555,                           c = Лейкемии ( квадратичная , смертность )
	(864,552	• d +	1020,96674784 • d2) • a-1 , 647,
			c = Лейкемии ( линейно - квадратичная , смертность )

Для радиационных рисков смертности от лейкемий в докладе НКДАР ООН [6] приведено по два варианта мультипликативной и аддитивной моделей, а именно: квадратичные и линейноквадратичные зависимости интенсивности риска от дозы. В данной работе используется вариант линейно-квадратичной зависимости, приводящий к консервативной (наибольшей) оценке пожизненного радиационного риска в исследуемой когорте (в 3,4 раза большей, по сравнению с квадратичными по дозе моделями). Для переноса моделей радиационных рисков ЗНО НКДАР ООН [6] на российскую популяцию в данной статье используются среднеарифметические значения EAR между соответствующими аддитивными и мультипликативными моделями.

Радиационные риски смертности от БСК на международном уровне представлены в докладе НКДАР ООН 2019 г. [16] со ссылкой на результаты исследований RERF [15] в японской когорте LSS. Кроме БСК, в том же исследовании RERF [15] получены статистически значимые оценки интенсивности радиационных рисков смертности от БК, БОД и БОП в виде коэффициентов линейной бес-пороговой (ЛБП) модели ERR/Зв, не зависящих от возраста или времени после облучения:

ERR(d) =P-d ,                                                           (5)

где для мужского населения Д =1ДЗв^-1 для БК; /? =0,07•Зв ■ ¹ для БСК; Д =0,16^Зв^-1 для БОД; Д =0,05^Зв^-1 для БОП.

Радиационный риск смертности от БОП в японской когорте менялся со временем: первые 20 лет после облучения (до 1966 г.) он был статистически не значим, а за последующие 38 лет (1966-2003 гг.) с высокой значимостью (p=0,009) оценка параметра Д =0,20^Зв^-1. В целях сравнения пожизненных прогнозов для когорты ликвидаторов по различным моделям радиационных рисков модель RERF для БОП используется с оценкой параметра Д =0,05^Зв^-1, средней за весь период наблюдения японской когорты (1950-2003 гг.) [15].

Коэффициенты β ЛБП модели (5) радиационных рисков смертности, идентифицированных в исследованиях НРЭР [3, 5] для когорты ликвидаторов, приведены в табл. 3.

Таблица 3

Параметр β ЛБП модели (6) для расчёта радиационного риска смертности по данным НРЭР [3, 5]

Заболевание – причина смерти	β, Зв-1
Солидные ЗНО	0,79
Лейкемии	4,41
Болезни системы кровообращения	0,49
Болезни органов пищеварения	0,73

При расчёте числа радиационно обусловленных случаев смерти за 1986-2022 гг. латентный период для лейкемий составлял 2 года [2], для солидных ЗНО – 5 лет [8], для неонкологических причин смерти латентный период отсутствовал. Кроме того, по данным НРЭР [3] после 1997 г. радиационно обусловленных случаев лейкемий не наблюдалось и далее до конца наблюдения когорты не ожидается.

Расчёт числа радиационно обусловленных случаев смерти

На первом этапе работы в каждом календарном году наблюдения для каждого случая смерти от рассматриваемого заболевания определяется вероятность (в год) того, что этот случай смерти был радиационно обусловленным. Для этого используется такая метрика риска как атрибутивная доля радиационного риска ARF (Attributable Risk Fraction), которая вычисляется по следующей формуле [17]:

ARF(c, g, a, d) = 100% •                  ,                                        (6)

EAR(c,g,a,d)+A o (c,a)

где A₀(c,a) - фоновая смертность от исследуемого заболевания с в возрасте а .

Число радиационно обусловленных случаев смерти за определённый период времени наблюдения получается суммированием величин ARF для каждого случая.

Для прогноза числа радиационно обусловленных случаев смерти от исследуемых заболеваний среди ликвидаторов, состоявших под наблюдением в 2023 г., требуется ввести метрику пожизненного риска. Пожизненный риск – это интегральный показатель радиационного риска, получаемый путём интегрирования в той или иной форме интенсивности радиационного риска (EAR) по всем возможным возрастам дожития, с весом вероятности дожития. В данной работе для оценки ожидаемого числа радиационных случаев смерти от исследуемого заболевания применяется метрика пожизненного атрибутивного (радиационного) риска LAR (от англ. от англ. Lifetime Attributable Risk) [2, 6]:

LAR(c, g, d) = E a=g ⁰⁰ [^(g, a) • EAR(c, g, a, d)],                                    (7)

где S – вероятность (функция) дожития от возраста g до возраста a (в годах).

Пожизненный фоновый риск LBR (Lifetime Baseline Risk) определяется аналогичным образом, через суммирование с весами дожития от возраста g до возраста a фоновых показателей смертности A₀(c,a) :

LBR(c,g~) = S a=g ⁰⁰ [^(g,a) •^(ca)] .                                          (8)

Соответственно, пожизненная атрибутивная доля радиационного риска LARF (Lifetime Attributable Risk Fraction) определяется следующим выражением:

^LA^RF(c, g, ^d) = ¹⁰⁰% • LAR^cgd) .                             (9)

Формулами (7), (8) и (9) могут быть представлены также характеристики рисков за определённый временной период наблюдения, в частности, от возраста g на начало наблюдения до возраста а ( t ) на момент окончания наблюдения t. Чтобы не вводить лишних аббревиатур, далее по тексту такие характеристики рисков за период от начала наблюдения по календарный год t (включительно) будут обозначаться нижним индексом t : LAR t и LARF t . Например, оценки рисков за сегмент жизни от начала наблюдения до достигнутого возраста a (2022) в 2022 г., если наблюдение окончилось 31.12.2022 г., будут обозначаться LAR 2022 и LARF 2022 .

Величина LAR является аппроксимацией более точной метрики REID (Risk of Exposure-Induced Cancer Death). Различие между ними заключается в том, что при расчёте REID интегрирование производится с функцией дожития, в которой учитывается ещё вероятность того, что человек может не дожить до заданного возраста не только из-за фоновой смертности, но и по причине радиационно обусловленной смерти от исследуемого заболевания. Для малых доз облучения эта поправка незначительна, причём LAR даёт несколько более консервативный результат (величина LAR больше REID). С вычислительной точки зрения метрика LAR значительно проще, и в сложных вычислениях часто используется именно метрика LAR. При вычислении пожизненных рисков для солидных ЗНО публикации МКРЗ [2, 8] рекомендуют применять так называемый фактор эффективности дозы и мощности дозы DDREF (Dose and Dose-Rate Efficiency Factor) путём уменьшения в 2 раза величины LAR, рассчитанной по формуле (7). Хотя данная рекомендация и используется в настоящее время для обоснования дозовых ограничений и пределов в действующих нормах радиационной безопасности [9, 10], в большинстве сценариев расчёта пожизненных рисков она является дискуссионной и не используется в докладе НКДАР ООН [6]. В данной работе при сравнении результатов расчёта числа радиационно обусловленных смертей по разным моделям риска фактор DDREF также не используется.

Вероятность дожития в формулах (7) и (8) определяется следующим образом:

S(g,a) = exp(-Sg ^a-1) 2₀(c = "вп",0) ,                                     (10)

где a > g и A₀(c = "вп", i) - фоновый показатель смертности от всех причин ( с =“вп”) в возрасте i , по данным российской статистики [18-20].

Общее число ожидаемых в будущем (после 2022 г.) смертей получается путём суммирования величин LAR, рассчитанных для каждого ликвидатора, находившегося под наблюдением на начало 2023 г.

Результаты и обсуждение

Ретроспективное число радиационно обусловленных случаев смерти в когорте ликвидаторов за 1986-2022 гг.

За период наблюдения 1986-2022 гг. в исследованной когорте общей численностью 93055 человек было зарегистрировано 50836 случаев смерти, распределения которых по причинам и числу радиационно обусловленных случаев, в рамках расчётов по различным моделям риска, представлены в табл. 4.

Таблица 4

Распределение случаев смерти по причинам смерти и числу радиационно обусловленных случаев в когорте ликвидаторов за период наблюдения 1986-2022 гг., в зависимости от моделей риска (НРЭР [3, 5], МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16], RERF [15]), использованных в расчётах

Причины смерти	Число наблюдавшихся случаев, всего	Оценка числа радиационно обусловленных случаев по моделям
		НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF
Солидные ЗНО	8660	683	262	246
Лейкемии (без ХЛЛ)	138	4	25	20
БСК	21231	1102	0	169
БОП	3380	257	0	20
БОД	2796	0	0	48
БК	40	0	0	7
Все ЗНО	8798	687	287	266
Все радиационно зависимые неонкологические	27447	1359	0	244
Все причины	50836	2046	287	510

Из всех случаев смерти только 17,3% (8798 случаев) относились к тем локализациям ЗНО, которые в настоящее время рекомендуются международными организациями (МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16]) к учёту при обосновании норм и правил радиационной защиты [2, 9, 10], в то время как более половины, 54,0% (27447 случаев), – к причинам смерти от болезней, для которых радиационные риски доказаны на эпидемиологическом уровне наблюдений, но в системе радиационной защиты в большинстве случаев (в ситуациях планируемого облучения [2, 10]) не учитываются. Всего за период 1986-2022 гг., по оценкам НРЭР [3, 5], 2046 случаев смерти относились к радиационно обусловленным.

Как видно из табл. 5, за этот период модели НРЭР [3, 5] к радиационно обусловленным случаям смерти относят в несколько раз больше случаев, чем модели МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16] и RERF [15].

Таблица 5

Оценки атрибутивной доли радиационного риска ( LARF 2022 , %) и атрибутивного радиационного риска ( LAR 2022 , чел.^-1) в когорте ликвидаторов за период наблюдения 1986-2022 гг., в зависимости от моделей риска (НРЭР [3, 5], МКРЗ [2, 8],

НКДАР ООН [6, 16], RERF [15]), использованных в расчётах

Причины смерти	LARF 2022 , %			LAR 2022 , чел.-1
	НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF	НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF
Солидные ЗНО	7,9	3,0	2,8	7,3E-03	2,8E-03	2,6E-03
Лейкемии (без ХЛЛ)	2,9	18,1	14,5	4,3E-05	2,7E-04	2,1E-04
БСК	5,2	0,0	0,8	1,2E-02	0,0	1,8E-03
БОП	7,6	0,0	0,6	2,8E-03	0,0	2,1E-04
БОД	0,0	0,0	1,7	0,0	0,0	5,2E-04
БК	0,0	0,0	17,5	0,0	0,0	7,5E-05
Все ЗНО	7,8	3,3	3,0	7,4E-03	3,1E-03	2,9E-03
Все радиационно зависимые неонкологические	5,0	0,0	0,9	1,5E-02	0,0	2,6E-03
Все причины	4,0	0,6	1,0	2,2E-02	3,1E-03	5,5E-03

Для всех причин смертности в совокупности радиационные риски по моделям НРЭР [3, 5] в 7 раз больше, чем по моделям МКРЗ [2, 8] и в 4 раза больше, чем по моделям НКДАР ООН [6, 16] и RERF [15].

Такое большое отличие обусловлено прежде всего тем, что радиационные риски смертности от БСК и БОП по моделям НРЭР [5] в 6,5 и 12,9 раза соответственно больше, чем оценки по моделям НКДАР ООН [16] и RERF [15], а в моделях МКРЗ [2, 8] радиационные риски неонкологических болезней вообще не учитываются. Кроме того, радиационные риски смертности ликвидаторов от солидных ЗНО по прямым радиационно-эпидемиологическим оценкам НРЭР [3] в 2,6 и в 2,8 раза выше, чем аналогичные оценки для этой когорты, выполненные косвенным образом по процедуре МКРЗ [2] переноса риска между популяциями, с помощью моделей МКРЗ [8] и НКДАР ООН [6] соответственно.

Радиационные риски смертности ликвидаторов от лейкозов по модели НРЭР [3] в 5-6 раз меньше, чем предсказывают модели НКДАР ООН [6] и МКРЗ [2], но на радиационный риск смертности от всех ЗНО лейкозы практически не повлияли, в силу их относительной малочисленности – 1,6% от всех ЗНО (табл. 4).

Прогнозное пожизненное число радиационно обусловленных случаев смерти в когорте ликвидаторов с 2023 г.

Распределения прогнозных случаев смерти по причинам смерти и числу радиационно обусловленных случаев в когорте ликвидаторов с 2023 г., в рамках расчётов по различным моделям риска, представлены в табл. 6.

Среди 42219 ликвидаторов, находившихся под наблюдением в 2023 г., до конца жизни когорты (до достижения ликвидаторами возраста 100 лет), по моделям НРЭР [3, 5] ожидается 6913 случаев смерти (16,4%) от радиационно-чувствительных локализаций ЗНО и 27824 случаев (66,0%) – от радиационно-чувствительных неонкологических болезней. При этом к радиационно обусловленным будут относиться 554 случая смерти от ЗНО и 1894 случая смерти от неонкологических болезней.

Можно отметить, что по мере увеличения среднего возраста в когорте (с 34 лет на начало наблюдения до 68 лет на начало прогноза с 2023 г.) доля онкологических причин смерти, которые учитываются современными нормами радиационной безопасности [9, 10], уменьшается с 17,3% до 16,4%, а доля неонкологических причин смерти, которые также могут быть связаны с облучением, но практически не учитываются в современной радиационной защите, увеличивается с 54,0% до 66,0%. Тенденция увеличения прогнозной доли неонкологических причин смерти по мере старения когорты, как показывает табл. 6, практически не зависит от моделей радиационных рисков, использованных в прогнозе, а определяется общими возрастными трендами структуры причин смертности.

Таблица 6

Прогноз пожизненного числа случаев смерти по причинам смерти и числу радиационно обусловленных случаев в когорте ликвидаторов с 2023 г. в зависимости от моделей риска (НРЭР [3, 5], МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16], RERF [15]), использованных в расчётах

Причины смерти	НРЭР		МКРЗ		НКДАР ООН, RERF
	всего	радиац.-обусловл.	всего	радиац.-обусловл.	всего	радиац.-обусловл..
Солидные ЗНО	6792	554	6401	208	6550	221
Лейкемии (без ХЛЛ)	121	0	121	0	134	13
БСК	22826	1190	21636	0	21805	170
БОП	1989	150	1839	0	1849	10
БОД	2993	0	2993	0	3047	54
БК	16	0	16	0	19	3
Все ЗНО	6913	554	6522	208	6684	234
Все радиационно зависимые	27824	1340	26484	0	26720	237
неонкологические Все причины	42219	1894	42219	208	42219	471

Как показывают данные табл. 7, радиационные риски смертности по моделям НРЭР [3, 5] для пожизненного прогноза с 2023 г. продолжают увеличиваться по отношению к прогнозам по международным моделям МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16] и RERF [15] (по сравнению с периодом наблюдения 1986-2022 гг.), что связано со старением когорты. Для всех причин смерти в совокупности радиационные риски ожидаются уже в 9 раз больше, чем по моделям МКРЗ [2, 8], исключительно за счёт смертности от БСК и БОП.

Таблица 7 Оценки пожизненной атрибутивной доли радиационного риска (LARF, %) и пожизненного атрибутивного радиационного риска (LAR, чел.^-1) в когорте ликвидаторов с 2023 г.

в зависимости от моделей риска (НРЭР [3, 5], МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16], RERF [15]), использованных в расчётах

Причины смерти	LARF, %			LAR, чел.-1
	НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF	НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF
Солидные ЗНО	8,1	3,3	3,4	5,9E-03	2,2E-03	2,4E-03
Лейкемии (без ХЛЛ)	0,0	0,3	9,5	0,0E+00	4,2E-06	1,4E-04
БСК	5,2	0,0	0,8	1,3E-02	0,0	1,8E-03
БОП	7,6	0,0	0,6	1,6E-03	0,0	1,1E-04
БОД	0,0	0,0	1,8	0,0	0,0	5,8E-04
БК	0,0	0,0	16,8	0,0	0,0	3,5E-05
Все ЗНО	8,0	3,2	3,5	5,9E-03	2,2E-03	2,5E-03
Все радиационно зависимые неонкологические	4,8	0,0	0,9	1,4E-02	0,0	2,6E-03
Все причины	4,5	0,5	1,1	2,0E-02	2,2E-03	5,1E-03

С 2023 г. прогноз радиационных рисков смертности ликвидаторов от БСК и БОП по моделям НРЭР [5] в 7 и в 14-15 раз соответственно больше, чем прогноз по моделям НКДАР ООН [16] и RERF [15]. Радиационные риски смертности ликвидаторов от солидных ЗНО по моделям НРЭР [3] ожидаются в 2,5-2,7 раза выше, чем аналогичные прогнозы по моделям МКРЗ [8], и в 2,3-2,4 раза выше, чем прогнозы НКДАР ООН [6].

Оценка пожизненного числа радиационно обусловленных случаев смерти в когорте ликвидаторов с 1986 г.

Распределения пожизненных случаев смерти по причинам смерти и числу радиационно обусловленных случаев в когорте ликвидаторов, начиная с 1986 г., в рамках расчётов по различным моделям риска представлены в табл. 8. В соответствии с моделями НРЭР [3, 5], которые приводят к наибольшим оценкам радиационных рисков, пожизненно в данной когорте ожидается 15711 случаев смерти (16,9%) от радиационно-чувствительных локализаций ЗНО и 55216 случаев (59,3%) – от радиационно-чувствительных неонкологических болезней. Среди них 1237 случаев смерти от ЗНО и 2699 случаев смерти от неонкологических болезней будут относиться к радиационно обусловленным.

Таблица 8 Оценка пожизненного числа случаев смерти по причинам смерти и числу радиационно обусловленных случаев в когорте ликвидаторов с 1986 г. в зависимости от моделей риска (НРЭР [3, 5], МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16], RERF [15]), использованных в расчётах

Причины смерти	НРЭР		МКРЗ		НКДАР ООН, RERF
	всего	радиац.-обусловл.	всего	радиац.-обусловл.	всего	радиац.-обусловл..
Солидные ЗНО	15452	1237	15061	470	15210	467
Лейкемии (без ХЛЛ)	259	4	259	25	272	33
БСК	44057	2292	44057	0	43036	339
БОП	5369	407	4962	0	5229	30
БОД	5741	0	5741	0	5843	102
БК	49	0	49	0	59	10
Все ЗНО	15711	1241	15320	495	15482	500
Все радиационно зависимые	55216	2699	54809	0	54167	481
неонкологические
Все причины	93055	3940	93055	495	93055	981

Как показывают данные табл. 9, консервативные (наибольшие) оценки пожизненных радиационных рисков смертности от солидных ЗНО, БСК и БОП предоставляют модели НРЭР [3, 5], а для радиационных рисков смертности от лейкемий (исключая случаи ХЛЛ) – модели НКДАР ООН [6]. Кроме того, небольшой вклад в радиационные риски смертности от неонкологических болезней могут вносить БОД и БК, радиационная зависимость которых установлена исследованиями RERF [15], но пока (за период наблюдений 1986-2026 гг.) не подтверждена в российской когорте ликвидаторов [5].

Таблица 9

Оценки пожизненной атрибутивной доли радиационного риска (LARF, %) и пожизненного атрибутивного радиационного риска (LAR, чел.-1) в когорте ликвидаторов c 1986 г.

в зависимости от моделей риска (НРЭР [3, 5], МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16], RERF [15]), использованных в расчётах

Причины смерти	LARF, %			LAR, чел.-1
	НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF	НРЭР	МКРЗ	НКДАР ООН, RERF
Солидные ЗНО	8,0	3,1	3,1	1,3E-02	5,1E-03	5,0E-03
Лейкемии (без ХЛЛ)	1,5	9,7	12,1	4,3E-05	2,7E-04	3,5E-04
БСК	5,2	0,0	0,8	2,5E-02	0,0	3,6E-03
БОП	7,6	0,0	0,6	4,4E-03	0,0	3,2E-04
БОД	0,0	0,0	1,7	0,0	0,0	1,1E-03
БК	0,0	0,0	16,9	0,0	0,0	1,1E-04
Все ЗНО	7,9	3,2	3,2	1,3E-02	5,3E-03	5,4E-03
Все радиационно зависимые неонкологические	4,9	0,0	0,9	2,9E-02	0,0E+00	5,2E-03
Все причины	4,2	0,5	1,1	4,2E-02	5,3E-03	1,1E-02

Результаты исследования, приведённые к 100000 человек исходной численности когорты (93055 человек), представлены на рис. 1 и 2. Графики показывают консервативную оценку числа радиационно обусловленных случаев смерти от неонкологических болезней, солидных ЗНО и лейкемий (без учёта ХЛЛ), накопленных к заданному календарному году. Период до 2023 г. включает данные ретроспективного анализа зарегистрированных случаев, последующий период – прогноз.

Календарный год

Неонкологические болезни                         Солидные ЗНО

Лейкемия (без ХЛЛ)                                 Солидные ЗНО, номинальный риск

Лейкемия (без ХЛЛ), номинальный риск

Рис. 1. Накопленное к заданному календарному году число радиационно обусловленных случаев смерти, приведённое на 100 000 человек. Прогноз начинается с 2023 г.

чр

0х

1986      1996      2006     2016      2026     2036      2046

2056      2066     2076

Календарный год

Неонкологические болезни          Солидные ЗНО

Лейкемия (без ХЛЛ)

Рис. 2. Доля радиационно обусловленных случаев смерти (LARF t ) за сегмент жизни от начала наблюдения ликвидаторов до их возраста в заданном календарном году.

На рис. 1 горизонтальными линиями выделены уровни пожизненного радиационного риска смертности от солидных ЗНО и лейкемий, рассчитанные для исследованной когорты путём умножения средней дозы в когорте (0,1132 Зв) на соответствующие номинальные коэффициенты радиационных рисков смертности МКРЗ [2] для взрослого мужского населения, приведённые к рекомендованному НКДАР ООН [6] значению DDREF=1 (для когорты 100 тыс. чел. 6680 Зв-1 и 220 Зв-1 соответственно). Как для солидных ЗНО, так и для лейкемий эти уровни номинального риска достигаются в исследованной когорте уже к 2023 г., когда средний возраст ликвидаторов достиг 68,3 года, а среднее время под риском составило около 36 лет. При этом консервативная оценка пожизненного радиационного риска смертности ликвидаторов от солидных ЗНО (по модели НРЭР [3]) в 1,7 раза выше номинальной оценки, а консервативная оценка для лейкемий (исключая ХЛЛ, по модели НКДАР ООН [6]) в 1,4 раза выше соответствующей номинальной оценки.

Рис. 2 показывает, что при консервативной оценке радиационных рисков пожизненная доля радиационно обусловленных случаев смерти от лейкемий среди ликвидаторов составит 12%, а для солидных ЗНО и неонкологических болезней – 8% и 5% соответственно.

Заключение

В данной работе получены ретроспективные и прогнозные (пожизненные) оценки числа радиационно обусловленных случаев смерти от ЗНО и от неонкологических болезней в когорте ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС. В расчётах использовались математические модели радиационных рисков, разработанные в таких авторитетных международных организациях в области радиологии, как МКРЗ [2, 8], НКДАР ООН [6, 16], RERF [15], а также модели, идентифицированные НРЭР [3, 5] непосредственно в когорте ликвидаторов.

Сравнительный анализ радиационных рисков смертности, рассчитанных по моделям указанных выше международных организаций, показал, что консервативные (наибольшие) оценки пожизненных радиационных рисков смертности от солидных ЗНО, БСК и БОП предоставляют модели НРЭР [3, 5], а для радиационных рисков смертности от лейкемий (исключая случаи ХЛЛ) – модели НКДАР ООН [6]. Модели радиационных рисков МКРЗ [2, 8] не учитывают радиационных рисков смертности от неонкологических болезней и приводят к наименьшей оценке пожизненных радиационных рисков ликвидаторов. Консервативная оценка пожизненного радиационного риска смертности от солидных ЗНО в когорте ликвидаторов по модели НРЭР [3] в 1,7 раза выше оценки, полученной для этой же когорты с помощью номинального коэффициента радиационного риска смертности МКРЗ [2]. Для смертности от лейкемии консервативная оценка пожизненного радиационного риска по модели НКДАР ООН [6] в 1,6 раза превышает оценку, полученную с помощью соответствующего коэффициента номинального риска МКРЗ [2]. Дальнейшего исследования с точки зрения приложения к задачам радиационной защиты в аварийных ситуациях требует пожизненный радиационный риск смертности от неонкологических болезней, полученный по моделям НРЭР [5], который в 2,3 раза выше соответствующего риска для ЗНО. Таким образом, для российской когорты ликвидаторов номинальные коэффициенты радиационных рисков смертности МКРЗ, заложенные в основы норм радиационной безопасности, существенно недооценивают тяжесть отдалённых радиологических последствий аварии на ЧАЭС.