Прогноз частоты возникновения рака легкого у персонала плутониевого производства

В данной статье представлены результаты собственных исследований зависимости вероятности возникновения рака легкого от дозы облучения органа инкорпорированным плутонием, на основании которых сделаны прогностические оценки частоты этого заболевания в двух группах персонала плутониевого производства.

Forecast of frequency of arising carcinoma of lung by the staff involved into plutonium production

Results of own studies of relationship between probability of arising carcinoma of lung and dose of irradiation of organ by incorporated plutonium are presented on which basis the forecast of frequency of this desease in 2 groups of the staff involved into plutonium production was carried out.

Материалы и методы исследования

Для изучения зависимости частоты выхода рака легкого в разработку были взяты 2824 ра ботника предприятия , проходившие в период с января 1970 до сентября 1980 г . одно или не сколько биофизических обследований на содер жания плутония в организме . Большинство из них начало работать в период 1950-1960 гг . Здесь не упомянуты люди , которые по данным паспортного стола выбыли из города и судьба которых неизвестна . По изученному профмар - шруту и результатам биофизических обследова ний с помощью ранее разработанных моделей экскрекции и легочного клиренса промышленных плутониевых аэрозолей [3, 2] для каждого чело века были рассчитаны дозы при облучении лег ких инкорпорированным радионуклидом . За ис следованный период из 2824 человек от разных причин умерло 126 и в этих случаях по данным радиометрии органов и тканей при аутопсии уточняли дозу облучения легких . Всего за 10,75 года в изучаемом контингенте выявлено 33 слу чая заболевания раком легкого , из которых 20 закончилось летальным исходом . Во всех случа ях диагноз рака легкого подтвержден гистологи чески после операции или аутопсии .

Для выявления дозовой зависимости установили 7 групп (табл. 1). В каждой группе приведены значения ожидаемой ("спонтанной") частоты возникновения рака легкого f за 10,75 года с учетом изменяющегося во времени возрастнополового состава и численности лиц, входящих в дозовую группу. При расчете использованы возрастно-половые показатели смертности от рака легкого у городского населения РСФСР в 1970 г., приведенные в монографии [1]. Там же, в таблице, приведены значения фактической частоты F, т.е. число выявленных случаев рака легкого в каждой дозовой группе, отнесенное к числу наблюдавшихся человеко-лет.

Данные таблицы 1 показывают , что фактическая частота заболевания возрастает с увеличением ак кумулированной дозы облучения .

Зависимость вероятности возникновения рака легкого от дозы облучения D в возрасте t лет нахо дили по формуле

F = f(t) (1 + aDв),                  (1)

которая предполагает , что отношение добавочной частоты к " спонтанной " частоте

e F — f

£ = —— = a • Dв             (2)

является степенной функцией дозы при облучении .

Для каждой дозовой группы в таблице 1 приве дены значения £ рассчитанные по формуле (2) с использованием соответствующих значений f и F . Из данных таблицы видно , что с увеличением дозы ^ возрастает . При малых дозах в интервале 0-5 сГр получены отрицательные значения , которые следует рассматривать как недостоверные вследствие того , что стандартное отклонение оценки F было велико .

С помощью метода наименьших квадратов по данным таблицы 1 для групп людей , облученных в дозе выше 5 сГр , из уравнения регрессии (2), мы получили следующие значения параметров :

a = ant lg(-1,347 ± 0,157);в = 1,183 ± 0,068.

"О О) й s ш JZ s 50

s

■u s о X

Таблица 1

Частота рака легкого	Группа
	1- я	2- я	3- я	4- я	5- я	6- я	7- я
Доза , сГр f × 10 5 ( случаев / год ) M ±σ F × 10 5 ( случаев / год ) M ±σ ξ = Ff - f	0,6 (0-1,2) 41 ± 25 16 ± 16 -0,61	2,5 (1,21-5,0) 57 ± 41 30 ± 30 -0,47	10 (5,1-20) 76 ± 55 120 ± 68 0,59	40 (20,1-80) 86 ± 93 400 ± 200 3,60	160 (81-320) 99 ± 160 2760 ± 870 27,0	640 (321-1280) 104 ± 250 8120 ± 2160 77,5	1600 (1281-2050) 15 ± 240 3800 ± 3100 256

Ожидаемая (" спонтанная ") и фактически выявленная частота рака легкого у людей с разной дозой облучения органа

Итак , зависимость вероятности возникновения рака легкого в год в возрасте t лет выражается формулой

F(t, D) = f(t) (1 + 0,045 • D1183),   (3)

D выражена в сГр .

Зависимость частоты возникновения рака легкого от дозы облучения .

По оси абсцисс - дозы, сГр; по оси ординат - частота возникновения рака легкого на 105 случаев/год. Черные кружки - фактически выявленная частота; треугольники - частота, рассчитанная по уравнению (3). Белые кружки - спонтанная частота рака легкого. Заштрихованное поле охватывает возможные колебания спонтанной частоты в пределах стандартного отклонения.

График , представленный на рисунке , иллюст рирует хорошее соответствие между фактически выявленной частотой возникновения рака легкого ( черные кружки ) и ее расчетными значениями ( треугольники ), полученными с использованием найденных параметров .

Формула (3) показывает , что кратность уве -

В таблице 2 приведены данные об изменении личения частоты возникновения рака легкого по отношению к "спонтанной" частоте зависит от аккумулированной дозы. В частности, расчет показывает, что при дозе D=37,5 сГр (поглощенная доза, отвечающая дозе допустимого облучения за 50 лет профессиональной деятельности) число случаев рака легкого возрастает в 4,3 раза по сравнению с числом случаев спонтанного происхождения. Это говорит о том, что современный предельно допустимый уровень ПДУ при облучении легкого инкорпорированным плутонием, установленный для персонала, небезопасен.

Основываясь на данных о существующей ско рости накопления плутония в организме , выше установленная закономерность позволяет сделать прогностические оценки по выходу заболевания у реального контингента людей .

во времени темпа накопления плутония в орга низме у 2 групп людей , занятых на плутониевом производстве . К 1- й группе относятся люди , кото рые в период профессиональной деятельности подвергались ингаляции в виде растворимых форм радионуклида ( нитрат , хлорид , оксалат ). Ко 2- й - люди , подвергавшиеся ингаляции преимуще ственно нерастворимых форм ( двуокись ). Мате риалы таблицы 2 получены нами при обработке результатов прижизненных оценок содержания нуклида в организме людей ( по скорости экскреции вещества с мочой ), а также результатов посмерт ной радиометрии органов и тканей умерших ра ботников производства .

Накопление ²³⁹ Pu в организме персонала в зависимости

Таблица 2

от периода контакта с радионуклидом

Груп па	Cреднегрупповая скорость во времени, Бк/год									Примечание
	19561958	19591961	19621964	19651967	19681970	19711973	19741976	19771979	19801982
1-я	-	-	-	-	-	9,6-33	8,5-34	5,6-32	9,6-31	прижизненная*
	459	222	115	78	24	18	22	10	-	посмертная*
2-я	-	-	-	-	-	21-48	20-48	14-43	21-46	прижизненная
	158	116	87	60	75	21	29	70	-	посмертная*

* Нижняя и верхняя оценки определения среднего для группы.

Из данных таблицы 2 следует , что скорость на копления радионуклида резко снижалась с се редины 50- х годов , а затем в начале 70- х ста билизировалась в 1- й группе на уровне 8-30 Бк / год , а во 2- й - на уровне 19-46. Используя эти данные и зная физико - химические свойства плутониевых аэрозолей , можно по модели легочного клиренса рассчитать , как формируется во времени доза об лучения легкого , так можно найти дозу как функ цию времени . Тогда накопленную часть заболева ния W и превышение ее над накопленной " спон танной " частотой заболевания ∆ W , интегрируя по времени , можно определить :

t ₂

W = J f(t)(l + aDe (t))dt,          (4)

t 1

t 2

AW = W - J f(t)dt.              (5)

t i

Опыт показывает , что обычно продолжитель ность работы в контакте с плутонием на данном производстве составляет около 20 лет . Однако по нормам радиационной безопасности период про фессионального контакта принят равным 50 годам .

В таблице 3 приведены прогностические оценки числа заболеваний на 1000 работающих, т.е. произведения 1000W и 1000∆W, рассчитанные путем численного интегрирования выражений (4) и (5) для случаев профессионального контакта, который начинается в возрасте 20 лет и длится 20 и 50 лет в существующих ныне условиях работы персонала 1-й и 2-й групп. Выход числа заболеваний рассчитывали за весь период профессиональной деятельности к возрасту 70 лет. В таблице 3 также приведены значения поглощенной дозы D в органе к этому времени. Данные таблицы указывают на более высокий уровень облучения легких у персонала 2-й группы по сравнению с 1-й и соответственно более высокое число заболеваний. Это объясняется различной скоростью накопления радионуклида в организме и тем, что нерастворимые соединения плутония, с которыми контактирует персонал 2-й группы, в большей степени задерживается в легких, чем соединения, с которыми контактирует персонал 1-й группы. Расчеты показывают, что ожидаемое число "спонтанного" рака легкого за рассматриваемый период составляет 58 случаев. Верхняя граница оценки кумулятивной дозы при 50-летнем контакте для лиц 2-й группы равна 42,5 сГр, что близко к допустимому уровню -37,5 сГр. При этом добавочное число заболеваний, равное 137 случаям на 1000 чел., в 2 с лишним раза превышает ожидаемое число "спонтанного" рака легкого, а общее число заболеваний - в 3 с лишним раза.

Ожидаемое число заболеваний на 1000 человек за период профессиональной деятельности при разной длительности контакта с ²³⁹ Pu*

Таблица 3

Группа	Продолжительность контакта , годы
	20			50
	D ( сГр )	1000 ⋅ W	1000 ⋅ ∆ W	D ( сГр )	1000 ⋅ W	1000 ⋅ ∆ W
1- я 2- я	1,8-7,2 9,5-23	62-79 86-137	4-21 28-79	3,3-13 17,4-42,5	65-93 106-195	7-35 48-137

* Нижняя и верхняя границы оценок прогноза.