Академія медичних наук України

Науковий центр радіаційної медицини

Мазник Наталія Олександрівна

УДК 577.346.+576.312.32.38:614.876

Цитогенетичні ефекти як біологічний індикатор дії іонізувальної радіації
в низьких дозах у ранні та віддалені строки після опромінення у осіб
чорнобильського контингенту

03.00.01 – радіобіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті медичної радіології імені С.П. Григор‘єва
Академії медичних наук України, м. Харків.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор, академік НАН
України

Гродзинський Дмитро Михайлович,

Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України,

завідувач відділу біофізики та радіобіології

доктор біологічних наук, професор

Серкіз Ярослав Іванович,

Інститут експериментальної
радіології

Наукового центру радіаційної
медицини АМН України,

провідний науковий співробітник

доктор біологічних наук

Зінченко Валентина Андріївна,

Інститут молекулярної біології і генетики НАН
України,

науковий співробітник відділу біохімічної
генетики

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса
Шевченка, м. Київ

Захист відбудеться “ 14 “ грудня 2005 р. о 14-00 годині на
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.562.01 Наукового центру
радіаційної медицини АМН України, м. Київ, проспект Перемоги, 119/121

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Наукового центру
радіаційної медицини АМН України за адресою: м. Київ, вул. Мельникова,
53.

Автореферат розісланий “ 14 “ листопада 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук
Л.О.Ляшенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Катастрофа на Чорнобильській АЕС викликала
радіаційне опромінення численних контингентів – евакуйованого населення
зони ЧАЕС, учасників ліквідації наслідків аварії та мешканців
радіоактивно забруднених територій. Враховуючи доведену шкідливість
впливу іонізувальної радіації на геном соматичних клітин людини,
визначення ступеня ураженості хромосомного апарату методами
цитогенетичного аналізу стало необхідним елементом медико-біологічного
моніторингу зазначених категорій осіб. Від таких досліджень очікувалися
як аналіз генетичних наслідків дії мутагенних чинників аварійної
ситуації, так і біодозиметричні оцінки величин поглинутих доз радіації,
потрібні для прогнозування детерміністичних і стохастичних ефектів.
Проте, вирішення цих завдань виявилося ускладненим через відсутність
уніфікованих підходів до інтерпретації цитогенетичних даних і
біологічної дозиметрії променевих навантажень у гетерогенних когортах,
які зазнали пролонгованої чи хронічної дії iонiзувальних випромiнювань в
низьких дозах, при недостатності даних індивідуальної дозиметрії.
Додатковим чинником, що обмежував інформативність результатів, було
проведення більшості цитогенетичних обстежень чорнобильських
контингентів у скринінговому режимі та здебільшого у віддалені терміни
після експозиції. Внаслідок цього, накопичені дані стосовно рівня
нестабільних і стабільних цитогенетичних пошкоджень у різні строки після
аварії на ЧАЕС та відповідні біодозиметричні оцінки в чорнобильських
когортах характеризуються істотною варіабельністю [Пилинская М.А. и др.
1991, 1992, 1999, 2000, 2001; Домрачева Е.В. и др.. 1990; Зайнуллин В.Г.
и др., 1992; Шишмарев Ю.Н. и др., 1992; Бочков Н.П., 1993; Семов А.Б. и
др., 1994; Шевченко В.А. и др., 1995; Воробцова И.Е. и др., 1994, 2000;
Sevan`kaev A.V. et al., 1995, 2000; Lazutka J.R., 1996; Lloyd D.C.,
Sevan’kaev A.V., 1996; Свирновский А.И. и др., 1998; Snigiryova G. et
al., 1997; Littlefield L. et al., 1998; Moore D., Tucker J., 1999;
Mikhalevich L. et al., 2000; Нугис В.Ю., 2001, Дьоміна Е.А., 2002;
Neronova E. et al., 2003].

Таким чином, проблема коректної інтерпретації результатів
цитогенетичного обстеження та оптимізації підходів до біологічної
дозиметрії у осіб чорнобильського контингенту в ранні та віддалені
терміни після пролонгованого радіаційного опромінення в низьких дозах на
тлі впливу інших шкідливих чинників техногенної катастрофи перебуває
остаточно невирішеною і представляє актуальне завдання в галузі
радіобіології людини.

Зв‘язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація
виконана згiдно з планом наукової діяльності Інституту медичної
радiологiї АМН України і містить результати, одержані протягом 1986-2003
рр. в межах 5 планових науково-дослідних робіт і 2 міжнародних проектів:
№ держреєстрацiї 01830067449 (завдання 02.01 програми С.27) “Изучить
уровни инкорпорации радиоактивных веществ и состояние здоровья у лиц,
находившихся в зоне повышенной радиации в связи с аварией на
Чернобыльской АЭС, для разработки рекомендаций по их диспансеризации”; №
держреєстрацiї 01910027510 “Изучить морфофункциональное состояние,
процессы регуляции гемопоэза у жителей Харьковской области,
участвовавших в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, для раннего
выявления гематологических эффектов”; № держреєстрацiї 0193U019905
“Визначити прогностичну цінність аналізу стану генетичного апарату
лімфоцитів периферичної крові в осіб, які в різні строки підпали під
вплив радіаційного випромінювання в зоні ЧАЕС”; № держреєстрацiї
0193U019916 “Оцiнити в динамiцi значущiсть цитогенетичних порушень в
лiмфоцитах периферичної кровi у мешканцiв Харкiвської областi, якi мали
контакт з пiдвищеними рiвнями радiацiйного випромiнювання, для
можливостi прогнозування соматико-стохастичних ефектiв”; №
держреєстрацiї 0198U003156 “Розробити унiфiковану систему оцiнки ступеня
променевого ураження геному для прогнозування вiддалених
соматикостохастичних ефектiв радiацiйного впливу”; CEC-CIS Experimental
collaborative project № 6 “Biological dosimetry for persons irradiated
by the Chernobyl accident”; INCO-Copernicus project IC-15-CT98-0220
(DG12-CDPE) “Doses to the Belarus and Ukraine populations resulting from
the Chernobyl accident”.

Мета і задачі дослідження. Мета – за результатами довгострокового
цитогенетичного моніторингу визначити закономірності формування і
перебігу цитогенетичних ефектів та підвищити ефективність хромосомної
біодозиметрії у ранні та віддалені строки після радіаційного впливу у
осіб, які зазнали опромінення в низьких дозах за різних умов експозиції
в зоні аварії на ЧАЕС.

Для досягнення мети були вирішені наступні задачі:

1. Визначити кількісні та якісні зміни цитогенетичних показників у
лімфоцитах крові осіб, які зазнали радіаційного впливу в зоні аварії на
ЧАЕС, в залежності від статусу (евакуйоване населення 30 км зони,
ліквідатори), доз опромінення за документами і тривалості перебування в
зоні ЧАЕС.

2. Встановити кількісні параметри закономірності “доза-ефект” для виходу
нестабільних і стабільних хромосомних перебудов у лімфоцитах крові
людини під дією рідкоіонізувального випромінювання в діапазоні низьких
доз in vitro.

3. На підставі аналізу даних in vivo та in vitro оцінити інформативність
і специфічність різних видів хромосомних пошкоджень як цитогенетичних
маркерів для біологічної індикації і дозиметрії радіаційного опромінення
у ранні та віддалені строки після експозиції людини в зоні ЧАЕС.

4. Визначити оптимальні строки застосування класичного хромосомного
аналізу для реконструкції доз опромінення методом прямої біодозиметрії;
провести порівняльну біологічну оцінку доз опромінення у мешканців 30 км
зони ЧАЕС в залежності від термінів евакуації; встановити ступінь
відповідності документованих доз у ліквідаторів результатам біологічної
дозиметрії.

5. Розробити емпіричну модель перебігу цитогенетичних ефектів у
лімфоцитах периферичної крові людини в умовах пролонгованого
радіаційного впливу в низьких дозах та оцінити інформативність даної
моделі для урахування процесу елімінації аберантних клітин при когортній
ретроспективній біодозиметрії за частотою нестабільних аберацій у
віддалені строки після опромінення.

6. Оцінити ефективність застосування обліку стабільних аберацій хромосом
при їх візуалізації методом флуоресцентної in situ гібридізації для
визначення рівня цитогенетичних пошкоджень і біологічної детекції
радіаційного впливу у ліквідаторів, осіб, які були евакуйовані із 30 км
зони ЧАЕС, та мешканців радіоактивно забруднених територій у віддалені
строки після аварії на ЧАЕС.

7. Розробити концепцію оптимізованого використання результатів
цитогенетичного аналізу для оцінки ступіня пошкодженості геному
соматичних клітин і біологічної детекції променевих навантажень на
індивідуальному та когортному рівні у потерпілих від аварійного
низькодозового радіаційного впливу.

Об‘єкт дослідження – ураження хромосомного апарату лімфоцитів крові
людини внаслідок радіаційного впливу в зоні аварії на ЧАЕС.

Предмет дослідження – формування картини цитогенетичних ефектів у
термінах закономірностей “доза–ефект” і “час–ефект” та інформативність
цитогенетичних показників як біологічних індикаторів опромінення в
низьких дозах у осіб чорнобильського контингенту.

Методи дослідження – цитогенетичний аналіз культури лімфоцитів крові
людини з виявленням хромосомних пошкоджень методами рутинного
забарвлення та флуоресцентної in situ гібридізації хромосом (FISH),
методи статистичної обробки даних (u-тест Папворта, критерій ?2,
t-критерій Ст’юдента, метод ітеративно зважених найменших квадратів,
апріорно-апостеріорний аналіз Байєса).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в межах одного
дослідження, з використанням єдиної методології було одержано розгорнуту
картину цитогенетичних ефектів у репрезентативних вибірках осіб, які
зазнали пролонгованого радіаційного впливу в зоні аварії ЧАЕС. Визначено
особливості формування цитогенетичних ефектів у евакуйованого населення
в залежності від тривалості перебування в зоні ЧАЕС, у ліквідаторів – в
залежності від документованих доз опромінення і термінів роботи в зоні
аварії. Одержано детальні відомості про перебіг частоти аберацій
хромосом і геномних порушень у ліквідаторів та евакуйованих осіб від
ранніх до віддалених строків після перебування в зоні ЧАЕС. Показано
принципову можливість одночасного урахування стохастичності індукції
аберацій та рандомізованості розподілів індивідуальних частот аберацій
при цитогенетичній біодозиметрії. Одержано біологічні оцінки поглинутих
доз у ліквідаторів та евакуйованого населення з побудовою ймовірністних
розподілів поглинутих доз пролонгованого та еквівалентно-гострого
опромінення в даних когортах осіб. Визначено ступінь відповідності
документованих доз опромінення результатам біодозиметрії у ліквідаторів.
Одержано задовільну взаємну відповідність між оцінками доз за рівнем
стабільних хромосомних обмінів і даними біодозиметрії за частотою
нестабільних аберацій у евакуйованих осіб, ліквідаторів і мешканців
радіоактивно забруднених територій. Встановлено кількісні параметри
елімінації аберантних лімфоцитів у людини з плином часу після
пролонгованого опромінення в низьких дозах. Вірогідно показано розвиток
віддаленої нестабільності геному в соматичних клітинах ліквідаторів.
Встановлено співпадіння виходу незбалансованих та збалансованих
хромосомних обмінів на одиницю поглинутої дози in vitro. Оцінено
інформативність методу FISH для ретроспективної детекції променевого
впливу в низьких дозах за наявності позитивної залежності “вік-ефект”
для спонтанної частоти стабільних аберацій.

Практичне значення одержаних результатів. В роботі розроблено та
впроваджено уніфіковану систему оцінки променевого ураження геному
людини, яка призначена для максимально ефективного використання даних
скринінгових цитогенетичних досліджень у потерпілих при широкомасштабній
радіаційній аварії. Визначено інформативність різних цитогенетичних
показників для біодозиметрії при пролонгованому опроміненні на тлі дії
інших мутагенних чинників техногенної катастрофи. Встановлено оптимальні
строки для реконструкції доз опромінення методом прямої цитогенетичної
дозиметрії. На базі моделі елімінації аберантних лімфоцитів з часом
після радіаційного впливу в низьких дозах in vivo розроблено новий
спосіб ретроспективної біодозиметрії, який розширив період ефективного
визначення доз опромінення за даними класичного хромосомного аналізу у
ліквідаторів до 10 років після експозиції. Оригінальний спосіб трактовки
даних FISH-дослідження дозволив істотно підвищити біодозиметричну
інформативність цього методу. Запропонований алгоритм
апріорно-апостеріорного аналізу Байєса вможливив біодозиметричну
інтерпретацію цитогенетичних даних при малих обсягах аналізу та
будь-якій низькій частоті аберацій (в т.ч. при нульовому значенні).
Побудовані in vitro базові залежності “доза-ефект” для виходу
нестабільних і стабільних хромосомних обмінів в лімфоцитах крові людини
можуть бути використані для біологічної дозиметрії in vivo у широкому
спектрі сценаріїв радіаційного впливу. Одержані дані про ступінь
пошкодження хромосомного апарату та його зміни в термінах закономірності
“час-ефект” у осіб чорнобильського контингенту знайшли використання в
галузі генетичного моніторингу наслідків впливу мутагенних чинників
аварійної ситуації в зоні ЧАЕС. Біодозиметричні оцінки у ліквідаторів,
евакуйованого населення і мешканців радіоактивно забруднених територій,
з урахуванням ознак розвитку віддаленої нестабільності геному у
ліквідаторів в строки понад 10 років після перебування в зоні аварії
ЧАЕС, можуть становити основу для формування груп підвищеного ризику
віддалених радіогенних ефектів. Впровадження результатів досліджень
сприяє оптимізації диспансерного нагляду за особами, які постраждали від
дії радіації внаслідок Чорнобильської катастрофи та інших радіаційних
аварій. Способи практичного застосування результатів викладені у Реєстрі
медико-біологічних і науково-технічних нововведень МОЗ України та АМН
України. На спосіб ретроспективної біодозиметрії з урахуванням
елімінації аберантних клітин одержано патент України.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто розроблено концепцію
дисертаційної роботи та фрагментів чи цілих науково-дослідних робіт,
результати яких становлять основу дисертації, сформульовано мету і
задачі дисертації; здійснено класичний цитогенетичний аналіз у
ліквідаторів та евакуйованого населення у різні строки після перебування
в зоні ЧАЕС; організовано динамічний цитогенетичний моніторинг в
означених когортах на базі лабораторії радіаційної цитогенетики ІМР;
проведено цитогенетичне обстеження евакуйованих осіб, ліквідаторів і
мешканців радіоактивно забруднених територій методом FISH у віддалені
строки після аварії ЧАЕС; верифіковано результати мікроскопічного
аналізу, що проводився співробітниками лабораторії радіаційної
цитогенетики ІМР; проаналізовано всі точки кривої “доза-ефект” для
виходу нестабільних і стабільних хромосомних пошкоджень в лімфоцитах
крові людини при опроміненні in vitro; розроблено оригінальний спосіб
інтерпретації результатів FISH-дослідження; розроблено алгоритм
біодозиметричної інтерпретації результатів цитогенетичного дослідження у
випадках опромінення в низьких дозах методом аналізу Байєса; узагальнено
результати власних досліджень, проведено їх співставлення з даними
літератури, сформульовано всі висновки дисертації та положення, що
виносяться до захисту. У співавторстві зі ст. наук. співроб. лабораторії
радіаційної цитогенетики ІМР АМНУ, канд. біол. наук В.А. Вінніковим
розроблено спосіб ретроспективної цитогенетичної біодозиметрії.
Методологічні підходи до вибору цитогенетичних показників для
FISH-дозиметрії частково розроблені у співробітництві з працівниками
НКРЗ Великобританії д-ром Д. Ллойдом і д-ром А. Едвардсом.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертацiйної роботи були
представлені на: міжнародній конференції “Биологические и
радиоэкологические аспекты последствий аварии на ЧАЭС” (Зелений Мис,
1990); науково-практичній конференції “Актуальные проблемы ликвидации
медицинских последствий аварии на ЧАЭС” (Київ, 1992); науково-практичній
конференції “Чернобыль и здоровье людей” (Київ,1993); Радіобіологічному
з’їзді (Київ,1993); мiжнародній конференцiї “International Workshop on
Determination of Radiation Doses among Critical Groups of the Population
in the FSU after Chernobyl” (Neuherberg, Germany, 1994); міжнародній
науково-технічній конференції “Итоги 10 лет работ по ликвидации
последствий аварии на ЧАЭС” (Зелений Мис, 1996); III з’їзді з
радіаційних досліджень (Москва, 1997); ІІІ симпозіумі Агенції з охорони
навколишнього середовища США “The evolution of Environmental Monitoring
and Assessment Program” (Albany, USA, 1997); міжнародному симпозіумі
“Актуальные проблемы дозиметрии” (Мінськ, 1999); міжнародній конференції
“Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация последствий”
(Харків, 2000); міжнародній конференції “Проблемы радиационной генетики
на рубеже веков” (Москва, 2000); IV з’їзді з радіаційних досліджень
(Москва, 2001); міжнародній конференції “Генетические последствия
чрезвычайных радиационных ситуаций” (Москва, 2002); ІІІ з’їзді з
радіаційних досліджень (Київ, 2003); міжнародній конференції “Парадигми
сучасної радіобіології. Радіаційний захист персоналу об‘єктів атомної
енергетики” (Чорнобиль, 2004); міжнародній конференції “Радіобіологічні
ефекти: ризики, мінімізація, прогноз” (Київ, 2005).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 48 робіт: 23 статті,
22 тез доповідей, 1 патент і 2 нововведення.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 485 сторінках, з
них 378 сторінок основного тексту, ілюстрована 28 рисунками і 50
таблицями. Дисертація містить вступ, огляд літератури, опис матеріалів
та методів досліджень, два розділи з результатами власних досліджень,
розділ із обговоренням результатів, висновки та список літератури із 374
джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Загальна характеристика обстежених осіб.

Евакуйоване населення 30-км зони ЧАЕС: 57 чоловіків і 55 жінок віком від
4 до 66 років, які були евакуйовані з м. Прип’яті та інших населених
пунктів 30 км зони ЧАЕС до Харківської області у терміни 2-11 діб після
аварії. Строки цитогенетичного обстеження становили від 2 діб до 14.8
років після евакуації.

Ліквідатори наслiдкiв аварiї на ЧАЕС: 384 чоловіків і 36 жінок віком від
19 до 66 років, якi брали участь у роботах з лiквідацiї наслiдкiв аварiї
на ЧАЕС у 1986-1990 рр. 66 осіб були обстежені декількаразово; загальна
вибірка складалася з 507 індивідуальних досліджень, здійснених у терміни
від 2 діб до 15.8 років після закінчення роботи в зоні ЧАЕС. Початок
роботи в зоні аварії у 56.4 % випадків припадав на травень-липень 1986
р., у 23.7 % – на серпень-грудень 1986 р., у 14.6 % – на 1987 р., у 5.3
% – на 1988-1990 рр. Тривалість перебування в зонi ЧАЕС становила від 2
до 30 діб у 214 випадках, від 32 до 62 діб – у 164 випадках, від 65 до
395 діб – у 129 випадках. Дози опромiнення були зазначенi в документах
306 ліквідаторів i становили вiд 3.5 до 1244 мГр зовнiшнього
опромiнення; у 244 випадках доза не перевищувала 250 мГр, у 111 осіб –
дорівнювала 250 мГр.

Мешканці радіоактивно забруднених територій (РЗТ): 6 осіб чоловічої і 15
– жіночої статі віком від 15 до 26 років, які мешкали у регіонах
Бєлорусі з рівнем забруднення 137Cs від 1.5 до 859.3 кБк/м2 і були
обстежені у терміни 13-15 років після аварії на ЧАЕС.

Контроль: 19 чоловіків і 31 жінка віком від 16 до 58 років, мешканці м.
Харкова і Харківської області, які не зазнавали впливу визнаних
мутагенних чинників в умовах професійної діяльності чи терапевтичного
опромінення та не проходили рентгендіагностичних процедур протягом 3
місяців до обстеження.

Всі ліквідатори, евакуйовані та особи контрольної групи були обстежені
методом класичного хромосомного аналізу. Всі мешканці РЗТ, а також 18
евакуйованих осіб, 16 ліквідаторів і 12 осіб контрольної групи були
обстежені у віддалені строки після аварії на ЧАЕС методом FISH. Загалом
було здійснено 679 індивідуальних досліджень методом класичного
хромосомного аналізу і 67 досліджень методом FISH. Відбір ліквідаторів,
евакуйованого населення і контрольної групи для цитогенетичного
обстеження здійснювали в Інституті медичної радіології АМН України (м.
Харків). Зразки крові мешканців радіоактивно забруднених регіонів
Бєлорусі були одержані від зав. лабораторією цитогенетики Інституту
генетики і цитології Академії наук Бєлорусі, к.б.н. Л.С. Міхалєвич при
виконанні міжнародного проекту INCO-Copernicus “Doses to the Belarus and
Ukraine populations resulting from the Chernobyl accident”.

Побудова залежностей “доза-ефект” для виходу цитогенетичних пошкоджень в
лімфоцитах крові людини при опроміненні in vitro. Технічна частина
експерименту, а саме – опромінення зразків крові двох здорових
донорів-чоловіків, культивування лімфоцитів і приготування препаратів,
була виконана співробітниками Центру медичної радіології (Обнінськ,
Росія, зав. лабораторією радіаційної цитогенетики, проф. О.В.
Сєванькаєв), в межах міжнародного наукового проекту ЕСР-6 “Biological
dosimetry for persons irradiated by the Chernobyl accident” [Lloyd et
al, 1996]. Опромінення проводили від джерела 60Co в дозах 0.0; 0.10;
0.25; 0.50; 0.75 та 1.0 Гр при потужності дози 0.5 Гр/хв. Цитогенетичний
аналіз препаратів здійснювався дисертантом класичним хромосомним методом
на всіх дозових точках у зразках від обох донорів. Процесінг препаратів
методикою FISH проводили в зразках одного донора на точках 0.0; 0.25;
0.75 та 1.0 Гр.

Цитогенетичний аналiз лiмфоцитiв периферичної кровi людини. Лімфоцити
периферичної крові, стимульовані фітогемагглютиніном, культивували за
стандартною методикою [IAEA, 1986] у суміші середовища Ігла та сироватки
великої рогатої худоби (4:1) при температурі 37.5 оС протягом 50 год.
Зупинку мітозів здійснювали розчином колхіцину (0.1 мкг/мл) за 3-4
години до фіксації. Після гіпотонічної обробки проводили фіксацію клітин
метанолом і крижаною оцтовою кислотою (3:1). Суспензію клітин наносили
на предметне скло і висушували. Для рутинного аналізу метафазні
препарати забарвлювали за Гімза та досліджували під світловими
мікроскопами МБІ-11, Біолам-І та МБІ-6 при збільшенні ?900-1000. В
індивідуальних дослідженнях аналізували від 50 до 1200 метафаз в
залежності від проліферативної активності лімфоцитів в культурі. При
розпізнанні цитогенетичних пошкоджень реєстрували дицентричні та
кільцеві хромосоми з супутніми фрагментами, вільні хромосомні фрагменти,
хроматидні обміни, хроматидні фрагменти, гіперплоїдні та поліплоїдні
клітини.

Процесінг метафазних препаратів методом FISH проводили за протоколом
НКРЗ Великобританії [Finnon et al., 1997]. Використовували
флуоресцеін-ізотіоціанат (FITC)-мічені проби для комбінацій хромосом 1 і
4; 1, 2 і 4 або 6, 9, 15 і 21 (Cambio), та біотін-мічені панцентромірні
зонди (Oncor) до всіх хромосом; для базового забарвлення хромосом
застосовували діамідіно-2-феніліндол (DAPI). Аналіз здійснювали на
флуоресцентних мікроскопах (Zeiss, Nickon). Розпізнання цитогенетичних
пошкоджень з залученням FITC-мічених хромосом проводили за власною
модифікацією гібридної класичної/РАІNT номенклатури. На додаток до всіх
вищезазначених видів аберацій, реєстрували повні транслокації tcomp,
неповні транслокації tinc(Ab), tinc(Ва*) – з залученням усієї
FITC-забарвленої хромосоми, tinc(Ва+ас) – з супровідним фрагментом,
tinc(ВаМР) – з втраченим фрагментом FITC-забарвленої хромосоми, інсерції
та делетовані FITC-забарвлені хромосоми з втраченим фрагментом. В
кожному індивідуальному дослідженні аналізували від 102 до 2000 метафаз.
Конвертацію кількості реально проаналізованих клітин у значення числа
геном-еквівалентів здійснювали за формулою Лукаса [Lucas J. et al, 1992]
для монохромного забарвлення.

В дослідженнях in vivo було проаналізовано 133332 метафази при
забарвленні за Гiмза і 57012 метафаз методом FISH; при побудові кривих
“доза-ефект” in vitro – 8810 метафаз при забарвленні за Гiмза і 4269
метафаз методом FISH.

Статистичні методи обробки даних. В індивідуальних дослідженнях in vivo
визначали частоту цитогенетичних пошкоджень на 100 клiтин;
рандомізованість поклітинного розподілу хромосомних перебудов оцінювали
u-тестом Папворта. При об’єднаннi iндивiдуальних результатiв
розраховували зваженi середньогрупові частоти цитогенетичних пошкоджень.
Стандартні похибки середніх для всіх параметрів оцінювали за реальною
дисперсією індивідуальних значень у вибірці. Співставлення розподілів
індивідуальних частот цитогенетичних пошкоджень між групами та
емпіричних розподілів з теоретично очікуваним розподілом Пуассона
проводили за критерієм ?2. При міжгруповому порівнянні середніх
цитогенетичних показників застосовували t-критерiй Ст’юдента для
незв’язаних вибірок, при побудові регресій – метод ітеративно зважених
найменших квадратів. Ймовірностну інтерпретацію цитогенетичних даних
проводили методом апріорно-апостеріорного аналізу Байєса у власній
модифікації.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Цитогенетичні ефекти у евакуйованих мешканців 30 км зони ЧАЕС

Загальний перебіг. Індивідуальні результати досліджень методом
класичного хромосомного аналіза у евакуйованих осіб були об‘єднані в 5
інтервалах часу після виходу із зони ЧАЕС (табл. 1). Діапазон
індивідуальних значень сумарного рівня аберацій становив 1.2-12.0 на 100
клітин в групах, що були обстежені до 1 року, а в подальшому
скорочувався до 1.2-9.0 на 100 клітин у строки 1.4-3.7 років та 0.0-5.0
на 100 клітин в інтервалі від 4.6 до 14.8 років. Спектр цитогенетичних
показників у евакуйованих характеризувався збільшеною пропорцією
обмінних аберацій, зокрема дицентриків і кілець, внесок яких досягав
30-40 % серед усіх аберацій хромосомного типу протягом першого року,
18-29 % у віддалені терміни, при 13.4 % в контролі. При цьому клітини з
більш ніж одним хромосомним обміном не спостерігалися.

Таблиця 1

Частота цитогенетичних пошкоджень у евакуйованих мешканців 30-км зони
ЧАЕС у різні строки після виходу із зони аварії у співставленні з
контролем

Термін обстеження

Інтервал

Середній±SE

Число осіб Число клітин Середня частота цитогенетичних пошкоджень ±SE
на 100 клітин

А Кл

А Хс

А Хт

ГП

1-9 діб 4.25±0.65 доби 20 2316 4.66±0.54 2.94±0.36 1.77±0.34 0.48±0.15

0.2-1.0 рік 0.73±0.03 роки 40 4221 5.19±0.39 3.61±0.29 1.85±0.21
0.31±0.08

1.4-3.7 років 2.13±0.11 роки 20 2065 4.65±0.60 2.52±0.40 2.61±0.51
0.34±0.13

4.6-10.7 років 7.99±0.87 років 14 3603 2.66±0.38 1.72±0.26 1.17±0.22
0.17±0.10

12.8-14.8 років 14.32±0.15 років 18 9314 1.48±0.21 0.64±0.14 0.91±0.12
0.14±0.04

Контроль 50 19289 1.24±0.11 0.62±0.09 0.66±0.07 0.08±0.02

Примітка: SE – стандартна похибка середнього; А Кл – аберантні клітини;
А Хс – аберації хромосомного типу; А Хт – аберації хроматидного типу; ГП
– сума геномних порушень (гіпер- та поліплоїдів).

Середні значення загальних цитогенетичних показників у евакуйованих осіб
перебували на плато від першої до третьої точки часу, при цьому середній
рівень аберантних клітин перевищував контроль в 4 рази, частота геномних
порушень та аберацій хромосомного типу – в 4-6 разів, частота аберацій
хроматидного типу – в 3-4 рази (p<0.001 для всіх показників). В подальший час спостерігали елімінацію клітин з цитогенетичними пошкодженями; статистична різниця між евакуйованими і контролем за частотою геномних порушень зникала у термін 7.99 років, за рівнем аберантних клітин та аберацій різних типів – у термін 14.3 років. На рис. 1 представлено перебіг частоти дицентриків і кілець, яка перебувала істотно підвищеною у евакуйованих мешканців одразу після виходу із зони ЧАЕС (р<0.001), ще більш зростала у терміни 2-12 міс. (p<0.05 відносно першої точки), інтенсивно знижувалася у подальший час, але навіть через 14 років після евакуації удвічі перевищувала контрольне значення (р<0.05). Рис. 1. Зміни частоти дицентриків і кілець у евакуйованих мешканців 30-км зони ЧАЕС (1) у порівнянні з контролем (2) з плином часу після експозиції. Вплив факторів статі і віку. Аналіз картини ранніх цитогенетичних ефектів у вибірці з 60 осіб, обстежених протягом перших 12 міс. після евакуації, показав, що між групами жінок і чоловіків не існувало різниці за цитогенетичними параметрами. В групах дітей і підлітків (10 осіб, 4-17 років), дорослих (30 осіб, 23-35 років) та осіб більш старшого віку (20 осіб, 36-66 років) значення надспонтанного ексцесу для частоти дицентриків і кілець, відповідно, становили 0.84; 1.23 і 1.31 на 100 клітин, для частоти вільних хромосомних фрагментів – відповідно, 1.06; 1.76 і 1.68 на 100 клітин. Перевищення спонтанного рівня за всіма видами аберацій хромосом у трьох вікових групах евакуйованих осіб було рівновірогідним (р<0.001). Додатковий аналіз даних у вибірці, обмеженій тільки дорослими особами, засвідчив, що частота хроматидних обмінів була вищою у чоловіків, ніж у жінок (відповідно, 0.55-0.57 на 100 клітин проти 0.17-0.33 на 100 клітин), а у жінок віком 23-35 років визначався вищий рівень поліплоїдів (0.55 на 100 клітин), ніж в інших статево-вікових підгрупах (0.09-0.22 на 100 клітин). Вплив тривалості перебування в зоні аварії. Особливості початкових етапів динаміки частоти дицентриків і кілець та фрагментних аберацій в залежності від строків евакуації (2 доби чи 3-11 діб після аварії) представлено в табл. 2. Зміни частоти хроматидних фрагментів протягом перших 2 років проявилися як повільна елімінація у осіб з терміном евакуації 2 доби та накопичення у осіб, які залишили зону ЧАЕС через 3-11 діб після аварії. Динаміка частоти хромосомних фрагментів представляла певне зниження у першій групі та накопичення з виходом на плато у другій групі, тобто була якісно асоційованою з відповідним перебігом рівня хроматидних фрагментів. Початкове зростання частоти дицентриків і кілець від перших днів до 0.6-0.7 років після виходу із зони ЧАЕС відбувалося на 50 % у осіб з терміном евакуації 2 доби та на 68 % в групі “3-11 діб”. Тенденція до підвищеності рівня дицентриків і кілець у евакуйованих через 3-11 діб після аварії, порівняно з мешканцями, які залишили зону ЧАЕС у перші 2 доби, зберігалася протягом 2 років після експозиції. Таблиця 2 Вплив тривалості перебування в зоні аварії ЧАЕС на ранні цитогенетичні показники у евакуйованих мешканців Термін евакуації після аварії на ЧАЕС Термін обстеження Число осіб Середня частота цитогенетичних пошкоджень ±SE на 100 клітин Диц+ЦК Хс Фр Хт Фр 2 доби 4.2±0.8 доби 13 0.87±0.16 2.60±0.36 1.60±0.42 0.79±0.03 роки 22 1.30±0.24 1.95±0.22 1.18±0.19 2.20±0.14 роки 10 0.58±0.24 1.75±0.61 1.36±0.62 3-11 діб 5.7±1.2 діб 7 0.98±0.35 0.98±0.29 a 1.48±0.41 0.66±0.05 роки 18 1.65±0.33 2.45±0.36b 1.82±0.31 2.07±0.17 роки 13 0.87±0.29 1.83±0.40 3.47±0.57 а,с Примітка: SE – стандартна похибка середнього; Диц+ЦК – дицентрики і кільця; Хс Фр – хромосомні фрагменти; Хт Фр – хроматидні фрагменти; вірогідні відмінності (р<0.05): a – між групами “2 доби” і “3-11 діб” в аналогічні строки; b – між першою і другою точками; c – між першою і третьою точками часу в групі “3-11 діб”. Цитогенетичні ефекти у ліквідаторів наслідків аварії на ЧАЕС Загальний перебіг. Для аналізу перебігу рівня аберацій хромосом і геномних порушень обстежена вибірка ліквідаторів була розподілена на 12 груп в залежності від часу, що минув після перебування в зоні ЧАЕС, із узагальненням індивідуальних показників на усереднених точках часу (табл. 3, рис. 2). Метафази з більш ніж 1 аберацією виявлялися спорадично; параметри розподілу хромосомних перебудов по клітинах відповідали розподілу Пуассона на всіх термінах обстеження. Максимальні значення частоти цитогенетичних пошкоджень в індивідуальних дослідженнях спостерігалися протягом 1-2 роки після експозиції, дорівнюючи 15-16 на 100 клітин для суми аберацій і 4 на 100 клітин – для геномних порушень. Спектр цитогенетичних пошкоджень у ліквідаторів відрізнявся від контроля збільшеною пропорцією обмінних аберацій, зокрема значним внеском дицентриків і кілець. В терміни до 1 міс. після виходу із зони ЧАЕС середній рівень аберантних клітин у ліквідаторів перевищував контрольне значення в 5 разів, частота аберацій хромосомного типу – в 6 разів, частота аберацій хроматидного типу – в 4 рази, геномних порушень – в 6 разів (p<0.001 для всіх показників). Таблиця 3 Динаміка загальних цитогенетичних показників у ліквідаторів з плином часу після перебування в зоні ЧАЕС Терміни обстеження, роки Число осіб Середній термін, роки Число клітин Середня частота цитогенетичних пошкоджень ±SE на 100 клітин А Кл А Хс А Хт ГП ? 0.08 26 0.07±0.01 3910 6.14±0.42 3.71±0.32 2.56±0.23 0.46±0.14 0.11-0.25 37 0.19±0.01 3550 5.89±0.46 3.80±0.36 2.45±0.26 0.28±0.10 0.30-0.50 37 0.41±0.01 4256 5.76±0.42 3.90±0.36 2.30±0.29 0.19±0.07 а 0.60-1.00 56 0.76±0.02 6054 5.17±0.42 3.22±0.30 2.23±0.23 0.33±0.09 1.13-1.50 28 1.35±0.03 3893 4.96±0.64 3.11±0.43 2.11±0.28 0.26±0.11 1.60-2.50 69 1.95±0.04 6870 5.37±0.37 3.52±0.29 2.35±0.30 0.29±0.07 2.70-4.50 54 3.47±0.08 5099 4.18±0.45 2.65±0.34 1.74±0.23 0.16±0.06 а 4.60-6.00 30 5.20±0.09 5474 2.16±0.37 1.28±0.18 0.99±0.29 а 0.24±0.10 6.10-7.50 47 6.96±0.06 14378 1.93±0.26 1.11±0.18 0.95±0.15 а 0.20±0.04 7.60-10.00 58 8.81±0.09 18958 1.32±0.12 а 0.88±0.09 0.56±0.08 а 0.25±0.05 10.08-11.50 37 10.60±0.07 9242 2.18±0.25 1.16±0.14 1.11±0.17 0.20±0.04 11.60-15.67 28 12.93±0.22 10840 2.05±0.32 1.12±0.21 1.00±0.15 0.20±0.05 Контроль 50 --- 19289 1.24±0.11 0.62±0.09 0.66±0.07 0.08±0.02 Примітка: SE – стандартна похибка середнього; А Кл – аберантні клітини; А Хс – аберації хромосомного типу; А Хт – аберації хроматидного типу; ГП – геномні порушення; а – різниця з контролем статистично незначуща (p>0.05).

Рис. 2. Зміни частоти фрагментних аберацій (А) та дицентриків і кілець
(Б) у ліквідаторів з плином часу після виходу із зони ЧАЕС: А – частота
хромосомних і хроматидних фрагментів у порівнянні з контролем. Б –
частота дицентриків і кілець у ліквідаторів у порівнянні з контролем.

Картина змін частоти геномних порушень з плином часу містила незначне
зниження протягом перших 3.5 років і вихід на плато з перевищенням
контроля в 2-2.5 рази (p<0.01) у подальший період. В динаміці частоти структурних аберацій визначалися 3 фази: - плато середніх частот аберацій хромосомного і хроматидного типів протягом перших 2-2.5 років, яке забезпечувалося відповідним синхронізованим перебігом рівня хромосомних і хроматидних фрагментів; - поступова елімінація аберантних лімфоцитів в інтервалі 2-9 років, з досягненням вірогідних відмінностей відносно первиних значень за рівнем хромосомних і хроматидних аберацій на точці 3.5 роки (р<0.05) і максимальним наближенням рівня всіх видів перебудов до контроля через 9 років; - помірне, але вірогідне (p<0.05-0.01) зростання частоти всіх видів обмінних і фрагментних аберацій de novo в терміни 9-10.5 років, зі стабілізацією показників в інтервалі 10.5-13 років при перевищенні контроля в 1.5-2 рази (p<0.05-0.01). Елімінація клітин з дицентриками і кільцями була достатньо монотонною; вірогідне зниження відносно вихідного рівня визначали у термін 1.35 роки (p<0.05). Залежність “час-ефект” для цього показника відповідала експоненційній моделі Yt = c + Y0 ? e -kt, (1) де Yt – частота аберацій у термін t після експозиції, с – спонтанний рівень аберацій, Y0 – первинно-індукований рівень аберацій, k – коефіцієнт, що визначає швидкість елімінації (роки–1). Регресійний аналіз методом ітеративно зважених найменших квадратів показав, що модель має найкращий фіттінг в інтервалі від 0 до 10.6 років після експозиції (?2=7.15; р=0.62), при Y0=1.410 на 100 клітин, k=0.310±0.029 роки–1, що відповідало швидкості елімінації клітин з дицентриками і кільцями 26.7 % за рік і періоду напівелімінації Т1/2=2.24 роки. Цитогенетичні показники у ліквідаторів в залежності від дози опромінення за документами і тривалості перебування в зоні ЧАЕС. Враховуючи модальність значення дози опромінення 250 мГр, яке становило 36 % всіх документованих доз, вибірка ліквідаторів була розподілена на 4 групи: Д1 – з дозами від 3.5 до 240 мГр (в середньому 138 мГр); група Д2 – з дозою 250 мГр; група Д3 – з дозами від 260 до 1244 мГр (в середньому 458 мГр); група Д4 – особи з невідомою дозою. Вплив тривалості перебування в зоні аварії визначався з розподілом вибірки на групи Т1 – від 2 до 30 діб (в середньому 21 доба), Т2 – від 32 до 62 діб (в середньому 47 діб) і Т3 – від 65 до 395 діб (в середньому 118 діб). Обгрунтуванням даного розподілу стала модальність терміну перебування в зоні ЧАЕС 1-2 міс. (32 % всієї вибірки). Картина змін цитогенетичних показників у даних групах представлена на рис. 3. Між групами Д1-Д4 не спостерігали істотної різниці за характером динаміки аберантних клітин та всіх видів структурних хромосомних перебудов, проте частота геномних порушень у період до 6 років після перебування в зоні ЧАЕС була підвищеною у осіб з дозами за документами >250 мГр порівняно з іншими групами. Середній рівень дицентриків і
кілець у терміни 0.5-1.0 роки був вірогідно вищим у осіб з дозами >250
мГр, ніж у групах Д2 і Д4 (p<0.01), але при співставленні груп Д3 і Д1 відмінності були статистично незначущими. Початкове плато частоти хромосомних фрагментів і хроматидних перебудов також було більш виразним в групі Д3, проте у подальший час будь-яка кореляція цитогенетичних показників з документованими дозми зникала внаслідок флуктуацій в групі “250 мГр”. Рівні дицентриків і кілець та інших видів аберацій поступово знижувалися з часом без утворення певних дозових трендів. Період нормалізації частоти аберацій становив 5-6 років у групі Д1 і 8-9 років у групах Д2-Д4. Тенденція до помірного підвищення рівнів аберацій у терміни 10-13 років після виходу із зони ЧАЕС проявлялася незалежно від доз за документами. Первинні рівні дицентриків і кілець та геномних порушень мали від‘ємну залежність від тривалості експозиції, з утворенням значущих відмінностей між групами Т1 і Т3 за даними показниками на першій точці часу (p<0.05); у подальший час дана залежність зникала. Частота решти аберацій в групах Т1-Т3 не розрізнялася протягом всього інтервалу спостереження. Перебіг рівня геномних порушень мав вигляд флуктуативних коливань у достатньо вузькому діапазоні, без утворення трендів залежності показника від тривалості перебування в зоні ЧАЕС. Нормалізація рівня структурних хромосомних перебудов відбувалася через 6 років у групі Т3 та через 8-9 років у осіб з коротшою тривалістю роботи в зоні аварії. Помірне накопичення аберацій у період 10-13 років після експозиції було однаково виразним в усіх групах і відбувалося без будь-якої кореляції з тривалістю перебування ліквідаторів в зоні ЧАЕС. Рис. 3. Перебіг частоти дицентриків і кілець (А), суми хромосомних фрагментів і хроматидних аберацій (Б) та геномних порушень (В) у ліквідаторів з різними дозами опромінення за документами і різною тривалістю перебування в зоні ЧАЕС: Документовані дози: Д1 – <250 мГр; Д2 – 250 мГр; Д3 – >250 мГр; Д4 – невідома доза. Тривалість перебування
в зоні аварії: Т1 – <1 місяця; Т2 – 1-2 місяці; Т3 – >2 місяців.
Пунктирна лінія – контрольний рівень показника.

Рівень цитогенетичних пошкоджень, що визначався у експонованих осіб
методом FISH у віддалені терміни після аварії на ЧАЕС

Розподіли індивідуальних частот всіх видів цитогенетичних пошкоджень, що
визначалися методом FISH в групах евакуйованих мешканців 30 км зони
ЧАЕС, ліквідаторів, мешканців РЗТ і контроля, були рандомізованими і
вкладалися в межі дисперсії, передбаченої статистикою Пуассона. Метафази
з комплексними перебудовами були представлені декількома клітинами з
інсерціями, клітиною з повною і неповною транслокаціями в однієї з
евакуйованих та клітиною з повною транслокацією й ацентричним фрагментом
у одного з мешканців РЗТ, що при об‘єднанні індивідуальних результатів
не порушувало загальну рандомізованість розподілу аберацій по клітинах.
При статистичному аналізі окремі складові даних комплексів враховувалися
як незалежні аберації.

Порівняння результатів FISH та класичного аналізу. Аналогічні
цитогенетичні показники, що визначалися двома методами в групах
експонованих осіб і контроля, представлені в табл. 4. Середні рівні
аберантних клітин, дицентриків і кілець та поліплоїдів не розрізнялися
при FISH і класичному аналізі. Спільними тенденціями в групах контроля,
евакуйованих і ліквідаторів були збільшений рівень хромосомних
фрагментів і гіперплоїдів і зменшена частота хроматидних фрагментів при
аналізі FISH, порівняно з класичним методом. Частота нестабільних
аберацій, що визначалася при FISH-дослідженні у осіб чорнобильського
контингенту, не мала вірогідної різниці з контролем; статистичне
перевищення спонтанного рівня спостерігали тільки за частотою
гіперплоїдії у евакуйованих та ліквідаторів (р<0.05). Таблиця 4 Частота нестабільних аберацій і геномних порушень при використанні класичного хромосомного аналізу (Giemsa-забарвлення) і методу FISH в групах експонованих осіб та контроля у віддалені строки після аварії на ЧАЕС Група (число осіб) Метод аналізу Середня частота цитогенетичних пошкоджень ±SE на 100 клітин * Аб Кл Диц+ЦК Хс Фр Хт Фр Гіпер Полі Контроль (12) Giemsa 0.98±0.20 0.11±0.04 0.29±0.08 0.54±0.14 0.03±0.02 0.04±0.03 FISH 1.03±0.16 0.10±0.04 0.66±0.11 0.27±0.08 0.02±0.02 0.06±0.01 Евакуйовані мешканці (18) Giemsa 1.48±0.21 0.17±0.04 0.47±0.12 0.85±0.11 0.02±0.02 0.12±0.04 FISH 1.57±0.23 0.17±0.05 0.98±0.13 0.47±0.18 0.13±0.04 0.15±0.04 Ліквідатори (16) Giemsa 1.63±0.16 0.19±0.03 0.79±0.14 0.62±0.09 0.05±0.02 0.14±0.04 FISH 1.66±0.25 0.22±0.09 1.03±0.21 0.49±0.16 0.14±0.04 0.09±0.02 Мешканці РЗТ (21) FISH 1.05±0.14 0.10±0.03 0.71±0.12 0.30±0.05 0.09±0.03 0.08±0.02 Примітка: SE – стандартна похибка середнього; Аб Кл – аберантні клітини; Диц+ЦК – дицентрики і центричні кільця; Хс Фр – хромосомні фрагменти; Хт Фр – хроматидні фрагменти; Гіпер – гіперплоїдні клітини; Полі – поліплоїдні клітини; * – при FISH-дослідженні частоту аберацій і гіперплоїдів подано на 100 геном-еквівалентів, частоту поліплоїдії розраховано на 100 реально проаналізованих клітин. Рівень аберацій хромосом, які ексклюзивно виявлялися методом FISH. Середні частоти повних і неповних транслокацій, інсерцій і делетованих хромосом в групах осіб чорнобильського контингенту і контроля наведені в табл. 5. Виявилося, що рівень кожного зазначеного виду аберацій проявив тенденцію до накопичення з віком донорів в контролі. Безпосереднє порівняння показників було можливим в узагальнених групах евакуйованих осіб, ліквідаторів і контроля завдяки співпадінню середнього віку (38-40 років). Вірогідне перевищення спонтанного рівня аберацій у евакуйованих і ліквідаторів спостерігали за частотою повних транслокацій, сумою неповних транслокацій і сумою транслокацій та інсерцій (р<0.05-0.01). У мешканців РЗТ визначалася вірогідно вища частота інсерцій, сума неповних транслокацій і сума транслокацій та інсерцій (р<0.05-0.001), ніж у наймолодшій підгрупі контроля. Таблиця 5 Рівні хромосомних перебудов, які ексклюзивно визначалися методом FISH у групах експонованих осіб та контрольних донорів різного віку Група Середня частота ±SE на 100 ГЕ tcomp tinc (Ab) tinc (Ba*, Ba+ac) tinc (BaMP) Ins Del Chrs Евакуйовані 0.57±0.07 0.63±0.10 0.15±0.07 0.44±0.10 0.13±0.06 2.08±0.27 Ліквідатори 0.72±0.12 0.85±0.15 0.09±0.04 0.41±0.10 0.13±0.07 1.62±0.17 Мешканці РЗТ 0.29±0.05 0.44±0.07 0.10±0.03 0.21±0.05 0.09±0.03 1.20±0.14 Контроль: в цілому 0.37±0.05 0.42±0.06 0.07±0.03 0.29±0.06 0.07±0.04 1.44±0.12 19-26 років 0.27±0.09 0.27±0.13 0.00 0.18±0.11 0.00 1.18±0.19 35-43 років 0.30±0.06 0.36±0.08 0.12±0.06 0.24±0.07 0.06±0.05 1.42±0.19 46-58 років 0.54±0.06 0.62±0.03 0.08±0.08 0.46±0.08 0.15±0.09 1.70±0.22 Примітка: SE – стандартна похибка середнього; tcomp – повні транслокації; tinc – неповні транслокації; Ins – інсерції; Del Chrs – делетовані хромосоми. Для додаткового аналізу були сформовані групи евакуйованих мешканців віком 16-40 років (Е1) та 44-55 років (Е2), ліквідаторів з тривалістю перебування в зоні ЧАЕС 9-44 діб (L1) та 60-122 діб (L2) і мешканців регіонів з рівнем забруднення радіонуклідами 137Cs 1.5-44 кБк/м2 (R1) та 110-860 кБк/м2 (R2). Сумарні рівні транслокацій та інсерцій у цих групах були співставлені з квадратичною регресією “вік-ефект”, побудованою для спонтанного рівня показника за результатами дослідження в контролі: Ysp = (0.394 + 5.15?10-4?A2) ± 0.180, де Ysp – частота на 100 геном-еквівалентів, A – вік, роки (рис. 4). Рис. 4. Сумарна частота транслокацій та інсерцій у евакуйованих осіб віком 16-40 р. (Е1) та 44-55 р. (Е2), ліквідаторів з тривалістю перебування в зоні ЧАЕС ?1.5 міс. (L1) та ?2 міс. (L2), мешканців регіонів з рівнем забруднення 137Cs 1.5-44 кБк/м2 (R1) та 110-860 кБк/м2 (R2) у порівнянні з регресією “вік-ефект” в контролі (К). Серед евакуйованих відмінність від контроля була значно виразнішою у осіб молодшого віку (р<0.01), порівняно зі старшою групою (p>0.05).
Надспонтанний ексцесс рівня транслокацій та інсерцій у ліквідаторів
виявився вдвічі більшим у осіб з коротшою тривілістю перебуванням в зоні
ЧАЕС, хоча вірогідне перевищення контроля визначалося в обох підгрупах
(р<0.05). Слід зазначити, що при розподілі ліквідаторів в залежності від дози опромінення за документами середня частота транслокацій та інсерцій не розрізнялася поміж групами з дозами 48-200 мГр (2.07 на 100 клітин), 250 мГр (2.25 на 100 клітин) та 300-978 мГр (2.21 на 100 клітин). У мешканців РЗТ спостерігали позитивну залежність сумарної частоти транслокацій та інсерцій від рівня забруднення місцевості радіонуклідами 137Cs, що супроводжувалося вірогідними відмінностями за даним показником між групою R2 і регресією контроля (р<0.001), а також між групами R2 і R1 (р<0.05), при тому, що середня частота дицентриків і кілець, відповідно, становила 0.13 і 0.08 на 100 клітин у групах з місцевостей з меншим та більшим рівнем забруднення. Закономірності “доза–ефект” для виходу цитогенетичних пошкоджень в лімфоцитах крові людини при дії ?-випромінення в низьких дозах in vitro Дозова залежність виходу нестабільних аберацій. За результатами класичного хромосомного аналізу було встановлено, що в клітинах культури лімфоцитів людини після ?-опромінення in vitro в діапазоні 0.0-1.0 Гр від джерела 60Со відбувалося дозозалежне зростання частоти дицентриків, кілець і вільних хромосомних фрагментів, на тлі відсутності змін частоти аберацій хроматидного типу і геномних порушень (табл. 6). Таблиця 6 Вихід цитогенетичних пошкоджень в лімфоцитах крові людини під дією ?-випромінення 60Со в низьких дозах in vitro Доза, Гр Проаналізовано клітин Частота аберацій ± SE на 100 клітин Диц фр ЦК фр Хс Фр А Хт ГП 0.00 2000 0.10±0.07 0.00 0.80±0.20 1.40±0.26 0.20±0.10 0.10 2000 0.35±0.13 0.05±0.05 1.30±0.25 1.85±0.30 0.10±0.07 0.25 2000 1.30±0.25 0.15±0.09 2.70±0.37 1.55±0.28 0.20±0.10 0.50 925 3.24±0.58 0.22±0.15 4.32±0.67 2.05±0.47 0.32±0.19 0.75 900 6.56±0.90 0.56±0.25 8.44±0.99 2.11±0.48 0.00 1.00 985 8.83±0.93 2.13±0.46 10.15±1.01 2.34±0.48 0.00 Примітка: SE – стандартна похибка середнього; Диц фр – дицентрики з супутніми фрагментами; ЦК фр – центричні кільця з супутніми фрагментами; Хс Фр – вільні хромосомні фрагменти; А Хт – аберації хроматидного типу; ГП – геномні порушення. Закономірність “доза-ефект” для виходу аберацій хромосомного типу відповідала лінійно-квадратичній моделі Y = c +??D + ??D 2, (2), де Y – частота аберацій, с – спонтанний рівень, ? і ? – коефіцієнти регресії, D – доза опромінення. Коефіцієнти рівнянь “доза-ефект” для різних показників представлено в табл. 7. Таблиця 7 Коефіцієнти рівнянь “доза-ефект” та їх стандартні похибки (SE) для виходу нестабільних аберацій хромосом в лімфоцитах крові людини при ?-опроміненні Показник Коефіцієнти регресії Y = c +??D + ??D 2 (Y – частота на 100 клітин, D – доза, Гр) c (±SEc) ? (±SE?) ? (±SE?) Дицентрики 0.087 (±0.046) 3.052 (±0.787) 6.236 (±1.133) Дицентрики і кільця 0.093 (±0.029) 2.984 (±0.492) 8.049 (±0.717) Ацентричні фрагменти 0.760 (±0.152) 6.333 (±1.529) 3.509 (±1.875) При побудові кривих in vitro не було виявлено жодних ознак плато у виході аберацій в діапазоні 100-250 мГр. Наведені коефіцієнти регресії для дицентриків виявилися найбільш близькими до параметрів усередненого рівняння “доза-ефект” за результатами міжнародного проекту ЕСР-6, в межах якого здійснювався експеримент. Розрахунки за рівняннями табл. 7 засвідчили, що дворазове зростання частоти вільних хромосомних фрагментів відносно спонтанного рівня можна очікувати при дозі ?-опромінення 110 мГр, а частоти дицентриків і кілець – при дозі 30 мГр, що визначало практичну чутливість методу для біодозиметрії. Дозові залежності виходу цитогенетичних пошкоджень, які виявлялися методом FISH. Результати визначення частоти аберацій хромосом, детектованих методом FISH в донорських лімфоцитах після опромінення крові in vitro, наведені в табл. 8, а відповідні лінійно-квадратичні рівняння “доза-ефект” – в табл. 9. Коефіцієнти дозової регресії для дицентриків і кілець при FISH-дослідженні співпали з одержаними за даними класичного хромосомного аналізу. Це вказало на рівномірну залученість FIТС-забарвлених хромосом у формування обмінів відповідно до їх сумарної довжини і засвідчило адекватність екстраполяції частоти аберацій з обраних комбінацій хромосом (6, 9, 15, 21 та 1, 2, 4) на весь геном за формулою Лукаса. У випадку транслокацій позитивна кореляція з дозою визначалася для перебудов tcomp, tinc(Аb), tinc(Ba*) і tinc(Ba+ас). Для рівня аберацій, що супроводжувалися втратою частини FIТС-забарвленої хромосоми – tinc(BaМР) і делетованих хромосом – залежності від дози in vitro не існувало. Таблиця 8 Вихід структурних аберацій хромосом, які виявлялися методом FISH, в лімфоцитах крові людини під дією ?-випромінення 60Со в низьких дозах in vitro Доза, Гр Число ГЕ Частота аберацій ± SE на 100 ГЕ Диц+ЦК фр t comp t inc (Ab) (Ba*) (Ba+ac) (BaMP) Ins Del Chrs 0.00 1070 0.09± 0.09 0.37± 0.19 0.28± 0.16 0.09± 0.09 0.00 0.19± 0.13 0.00 1.31± 0.35 0.25 459 1.31± 0.53 0.87± 0.43 0.65± 0.38 0.22± 0.22 0.44± 0.31 0.22± 0.22 0.22± 0.22 1.53± 0.57 0.75 505 6.93± 1.13 4.36± 0.91 2.18± 0.65 0.59± 0.34 0.59± 0.34 0.20± 0.20 0.00 1.39± 0.52 1.00 225 11.11±2.10 7.11± 1.72 3.11± 1.16 1.33± 0.77 1.78± 0.88 0.44± 0.44 0.89± 0.63 1.78± 0.88 Примітка: SE – стандартна похибка середнього; ГЕ – геном-еквіваленти; Диц+ЦК фр – дицентрики і кільця з супутніми фрагментами; t comp – повні транслокації; t inc – неповні транслокації; Ins – інсерції; Del Chrs – делетовані хромосоми. Таблиця 9 Коефіцієнти рівнянь “доза-ефект” та їх стандартні похибки (SE) для виходу FISH-детектованих аберацій в лімфоцитах крові людини при ?-опроміненні Показник Коефіцієнти регресії Y = c +? • D + ? • D 2 (Y – частота на 100 клітин, D – доза, Гр) c (±SEc) ? (±SE?) ? (±SE?) Дицентрики і кільця 0.093 (±0.007) 2.835 (±0.205) 8.278 (±0.275) Повні транслокації tcomp 0.373 (±0.016) 0.449 (±0.222) 6.388 (±0.289) Неповні транслокації tincFP 0.193 (±0.104) 2.433 (±1.911) 2.455 (±2.431) Сума транслокацій tcomp + tincFP 0.568 (±0.105) 2.972 (±1.621) 8.720 (±2.071) ПНО = Диц+ЦК фр + tinc+ас 0.147 (±0.016) 4.793 (±0.910) 8.897 (±1.202) ПСО = tcomp + tinc* + ins 0.570 (±0.122) 1.401 (±1.682) 8.021 (±2.149) Примітка: FP – повна присутність хромосомного матеріалу в клітині, тобто сума tinc(Ba*), tinc(Ba+ас), tinc(Аb*) і tinc(Аb+ас); ПНО – потенційно нестабільні хромосомні обміни; ПСО – потенційно стабільні хромосомні обміни. Виходячи з припущення про ідентичність механізмів утворення обмінів типу tinc(Аb) і tinc(Ba) та зважаючи на константність їх співвідношення у дослідженому диапазоні доз (близько 1:0.9), були обчислені рівні транслокацій tinc(Аb*), tinc(Аb+ас) і tinc(АbМР) на кожній дозовій точці. Сумарний рівень неповних транслокацій з наявністю всього хромосомного матеріалу в клітині tincFP (від англ. “full presence”) зростав при накопиченні дози in vitro, а сумарна частота транслокацій tinc(BaМР) і tinc(АbМР) залишалася незмінною. Виявилося, що дозова залежність для повних транслокацій характеризувалася меншим виходом на одиницю дози, ніж для дицентриків, але коефіцієнти рівняння “доза-ефект” для суми транслокацій tcomp + tincFP фактично співпали з відповідними параметрами дозової кривої для дицентриків, що свідчить на користь гіпотези про ідентичний механізм формування радіаційно-індукованих збалансованих та незбалансованих міжхромосомних обмінів у лімфоцитах крові людини. Додатково були побудовані криві “доза-ефект” для виходу потенційно нестабільних і потенційно стабільних хромосомних обмінів. Перший показник представляв суму дицентриків, кілець і неповних транслокацій з супровідним фрагментом, які при трансмісії у клітини-нащадки могли б елімінуватися через блокування мітозу або втрату генетичного матеріалу. До потенційно стабільних обмінів належали повні транслокації, інсерції та неповні транслокації з залученням усієї хромосоми до термінального обміну – tinc(Аb*) і tinc(Ba*), що, ймовірно, були повними транслокаціями з перенесенням малого фрагменту однієї з хромосом, розмір якого не досягав межі візуальної детекції – 11.1 Mb для FIТС-забарвлених та 14.6 Mb для DAPI-забарвлених хромосом [Kodama Y. et al., 1997]. За рівняннями “доза-ефект” (табл. 9) визначилося, що доза гострого ?-опромінення, що подвоює даний спонтанний рівень, становить 30 мГр для суми нестабільних хромосомних обмінів, 190 мГр для суми стабільних обмінів і 210 мГр для повних транслокацій. Методологічні аспекти когортної цитогенетичної детекції пролонгованого радіаційного впливу в низьких дозах in vivo Вибір показників. На підставі поєднаного аналізу результатів експерименту з побудови кривих “доза-ефект” in vitro та картини цитогенетичних ефектів у осіб чорнобильського контингенту, для біодозиметрії радіаційного опромінення було обрано такі параметри, як рівень дицентриків і кілець, що визначався класичним методом, нестабільних обмінів з повною наявністю хромосомного матеріалу в клітинах та потенційно стабільних обмінів – при інтерпретації даних FISH-дослідження. Використання решти показників було визнано недоцільним: - хроматидних аберацій і геномних порушень – через неспецифічність по відношенню до радіаційного фактора у зрілих лімфоцитах крові людини; - вільних хромосомних фрагментів – внаслідок неповної ексклюзивності як маркерів дії радіації, тобто високоймовірної індукції хімічними мутагенами безпосередньо або шляхом реплікативної трансформації хроматидних фрагментів при трансмісії з клітин-попередників у дочірні лімфоцити; - виходу аберацій хромосомного типу або хромосомних обмінів на клітину з абераціями хромосомного типу – внаслідок пов‘язаності показників з частотою вільних хромосомних фрагментів; виходу дицентриків і кілець на клітину з хромосомними обмінами – внаслідок низької інформативності через незначущість змін показника в діапазоні поглинутих доз опромінення до 1 Гр; - делетованих хромосом і неповних транслокацій з відсутнім фрагментом tinc(МР) – за неможливістю калібрування дозової залежності in vitro та очевидного виникнення через втрату фрагментів в мітозі, а транслокацій tinc(МР) – ще й за механізмом сегрегації хімічно-індукованих збалансованих хроматидних обмінів у клітинах-попередниках. Модифікація біодозиметричної системи відповідно до умов опромінення. Відповідність поклітинних розподілів хромосомних обмінів статистиці Пуассона, відсутність клітин з більш ніж одним хромосомним обміном та рандомізованість розподілів індивідуальних частот радіаційно-специфічних аберацій у евакуйованих із 30-км зони ЧАЕС, ліквідаторів і мешканців РЗТ у сукупності вказали на те, що в обстежених вибірках були відсутні особи з тотальним або локальним опроміненням у високих дозах чи з суттєвим внеском нейтронного та ?-опромінення до сумарної дози. Це стало обґрунтуванням біодозиметричної інтерпретації цитогенетичних даних у осіб чорнобильського контингенту шляхом прямого співвіднесення частоти аберацій з кривою “доза-ефект” та одержання результату у вигляді поглинутої дози тотального рівномірного опромінення. Згідно з методичними вимогами МАГАТЕ [IAEA, 1986, 2001], для врахування пролонгованості радіаційного впливу у осіб чорнобильського контингенту базові рівняння “доза-ефект” виходу хромосомних обмінів у лімфоцитах людини, одержані в умовах гострого опромінення, були модифіковані шляхом редукції квадратичного компонента регресії G-функцією Лі та Кетчисайда: G = (2 : (t : ?) 2) ? (t / ? - 1 + e – t / ?), (3) де t – тривалість експозиції, ? – термін існування радіаційно-індукованих розривів ДНК, здатних до рекомбінації (?=5 годин за аналізом даних [Lloyd et al., 1984]). Cпонтанний рівень аберацій с, визначений у вибірці контроля, дорівнював, відповідно, 0.08 і 0.09 на 100 клітин для дицентриків і кілець та FISH-детектованих нестабільних обмінів, а для потенційно стабільних обмінів (ПСО) оцінювався за емпіричним рівнянням “вік-ефект”: YSpПСО = 0.110 + 2.68?10-4?А 2, (4) де YSpПСО – спонтанна частота ПСО на 100 геном-еквівалентів, А – вік, роки. F L j l ? ^ e F H J L N P R j l ??????????l ? ^ ae - O !- O phy - O ???o8?;8<@nBFE(H-KjMlNjPRS?bjv??ssssssssssssssssssssssssAcc $ O - O „A`„A $ O ph O O dh $ O & O - O O O O O O O O $ O - O O g / ?????? ??? Oe0g / - O - O Oe0g / O O O O O O O & < F J L ^ ` t x z ‚ ? ? ? Ae O a ae EHuy O O O ( 4 L b z O ??????’ ? ° AE ? ae o O O - 2 O ??????4 6 OJPJQJ EHuy O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O ‘ ’ O Oe0 O O O O O phy EHuyFтивній біодозиметрії за результатами віддалених обстежень ліквідаторів до 10 років рівняння “доза-ефект” вирішувалося для первинно-індукованого рівня дицентриків і кілець, обчисленого за оберненою формулою (1). Для урахування часткової елімінації аберантних клітин під час перебування в зоні ЧАЕС у ліквідаторів зі значною тривалістю експозиції та мешканців РЗТ проводили додаткову корекцію даних за модифікованою формулою [Sasaki M., 1983] шляхом перемноження рівня нестабільних хромосомних обмінів у момент закінчення експозиції на коефіцієнт Re (“редукція внаслідок елімінації”): Re = (t?k) : (1 – e –kt), (5) де t – тривалість перебування в зоні ЧАЕС, k – коефіцієнт в рівнянні (1), що визначав швидкість елімінації аберантних клітин (k=0.310, роки-1). Урахування стохастичності утворення радіаційно-індукованих аберацій та ймовірностності їх виявлення при скринінгових когортних обстеженнях. При очікуваній рандомізованості розподілу індивідуальних частот хромосомних перебудов здійснювалося обчислення теоретичної кількості випадків певного рівня аберацій при даній середньогруповій частоті за статистикою Пуассона (6): f (X ; Y) = (e-Y?Y X) : X !, (6) де f – ймовірність зустрічання X аберацій у певній кількості проаналізованих клітин при середній частоті аберацій Y, розрахованій на ту ж саму кількість клітин. Число випадків одержувалася шляхом перемноження f на кількість осіб у групі. Для індивідуалізованої біодозиметричної інтерпретації цитогенетичних даних було запропоновано підхід, заснований на визначенні ймовірності перебування “дійсного” рівня аберацій та відповідної біологічної дози опромінення у заданому діапазоні значень при будь-якій емпіричній частоті хромосомних пошкоджень. Вирішення задачі здійснювалося методом апріорно-апостеріорного аналіза Байєса за власним алгоритмом. Нехай а – “дійсне” число аберацій, n – емпіричне число аберацій; Р (а) – функція ймовірності існування а до проведення дослідження (a priori); Р (n) – функція ймовірності існування n аберацій; G (n; a) – функція ймовірності спостереження n аберацій при очікуваному а; H (a; n) – функція, яка визначає a posteriori ймовірність існування “дійсної” кількості аберацій a при емпіричному n. Зв’язок між даними функціями визначається формулою Р (а)?G (n; a) = Р (n)?H (a; n). (7) Приймаючи, що “дійсне” значення а до проведення дослідження абсолютно невідоме, а шанси виявлення аберації в будь-якій клітині рівноймовірні, апріорну функція Р (а) розцінювали як певну константу. При виявленні n аберацій при дослідженні ймовірність Р(n) дорівнює 1. За відповідності розподілу аберацій по клітинах статистиці Пуассона в кожному індивідуальному дослідженні in vivo G (n; a) = (e-а?а n) : n !, (8) отже рівняння (7) набуває остаточного вигляду Н (n; a) = const?(e-а?а n) : n !. (9) Найбільш ймовірне значення “дійсного” числа аберацій а буде дорівнювати емпіричному n, а щільність ймовірності перебування а у заданому діапазоні значень від а1 до а2 буде визначатися площею під кривою функції H(a; n): Розрахунок “дійсного” рівня аберацій проводили шляхом поділу отриманих значень числа аберацій а на число проанализованих клітин. Конвертацію “дійсного” рівня аберацій у дозу опромінення здійснювали за відповідними рівняннями “доза-ефект”. Сумація щільності ймовірності у дискретних інтервалах по 50 мГр за всіма індивідуальними розподілами поглинутих доз давала узагальнену картину частотного розподілу радіаційного навантаження в групі. Біодозиметрична інтерпретація цитогенетичних показників у осіб чорнобильського контингенту Пряма біодозиметрія у евакуйованих мешканців 30 км зони ЧАЕС. Враховуючи відсутність елімінації клітин з дицентриками і кільцями у мешканців зони ЧАЕС протягом 1 року після евакуації, пряма біодозиметрія була проведена у вибірці із 60 осіб, обстежених в зазначеному інтервалі часу. Вибірка була розподілена на групи з тривалістю перебування в зоні ЧАЕС 2 доби (35 осіб) і 3-11 діб (25 осіб, середній термін перебування в зоні аварії 6.7 діб). Частоту дицентриків і кілець співвідносили з рівнянням “доза-ефект” (2), квадратичний компонент якого після модифікації G-функцією (3) становив 1.502?10-2?Гр-2 в групі “2 доби” та 0.517?10-2?Гр-2 в групі “3-11 діб”. Результати біологічної дозиметрії представлені в табл. 10. Таблиця 10 Результати прямої цитогенетичної біодозиметрії у мешканців 30-км зони ЧАЕС з різними термінами евакуації Термін евакуації після аварії Індивідуальний рівень дицентриків і кілець на 100 клітин 0 1 2 3 ? 4 Кількість випадків даного рівня аберацій Середній рівень Диц+ЦК на 100 клітин Біодозиметричні оцінки Середня доза ±SE, мГр Інтервал модальних доз, мГр 2 доби 9 15 9 2 0 1.13±0.17 300±29 200-350 3-11 діб 5 10 7 2 1 1.44±0.20 420±39 300-450 Загалом 14 25 16 4 1 1.25±0.13 360±16 200-400 Розподіли індивідуальних частот хромосомних обмінів у даних групах та в цілому по вибірці майже співпадали з теоретичним розподілом Пуассона для даних значень середнього рівня: відповідно, ?2=2.070 (р=0.355) в групі “2 доби”; ?2=0.968, (р=0.616) в групі “3-11 діб”; ?2=2.723 (р=0.256) при їх об‘єднанні. Середня оцінка поглинутої дози пролонгованого опромінення виявилася в 1.4 рази вищою в групі евакуйованих через 3-11 діб порівняно з особами, які залишили зону ЧАЕС через 2 доби після аварії. За об‘єднанням індивідуальних розподілів щільності ймовірності поглинутих доз, побудованих для кожної особи методом аналізу Байєса, було встановлено, що групові розподіли щільності ймовірності в обох групах мали істотну правобічну асиметрію. Модальні класи відхилялися від середніх доз в бік менших значень; 50 % площі під кривою містилося в діапазонах 0-500 мГр у евакуйованих протягом 2 діб та 0-650 мГр у евакуйованих протягом 3-11 діб; сумарна щільність ймовірності доз до 1 Гр становила, відповідно, 86 і 73 %. В загальному розподілі щільності ймовірності доз пролонгованого опромінення, побудованому для всієї вибірки евакуйованих мешканців (рис. 5), модальні класи становили 200-400 мГр; внесок площі під кривою в діапазоні від 0 до 1 Гр дорівнював 80.5 %. Рис. 5. Загальні розподіли щільності ймовірності біологічних доз пролонгованого (1) та еквівалентно-гострого (2) опромінення у евакуйованих мешканців 30-км зони ЧАЕС. Для одержання біодозиметричних оцінок, які можна використовувати в епідеміологічних розрахунках радіогенного ризику без введення поправок на пролонгованість радіаційного впливу, розподіл частот дицентриків і кілець у даній вибірці був конвертований у розподіл щільності ймовірності доз еквівалентно-гострого опромінення за алгоритмом аналізу Байєса. Даний розподіл мав максимум у тому ж інтервалі доз 200-400 мГр, але характеризувався значно швидшим зниженням щільності ймовірності при дозах, вищих за модальні. Інтервал від 0 до 500 мГр містив 75.5 %, а від 0 до 1 Гр – 98.8 % всієї щільності ймовірності еквівалентно-гострих доз; середня доза еквівалентно-гострого опромінення в цілому для вибірки евакуйованих осіб становила 240 мГр. Пряма біодозиметрія у ліквідаторів з різними документованими дозами. Серед ліквідаторів, які були обстежені в терміни до 1 року після виходу із зони ЧАЕС, дози опромінення були зазначені в документах 100 осіб, а у 56 були невідомими. Виходячи з розподілу документованих доз, результати індивідуальних обстежень були об’єднані в 7 дозових інтервалах (табл. 11). Для біологічної оцінки середніх доз пролонгованого опромінення за частотою дицентриків і кілець використовували рівняння “доза-ефект” (2), в якому квадратичний компонент після модифікації G-функцією (3) набував нульового значення внаслідок середньої тривалості експозиції близько 30 діб у кожній групі. Таблиця 11 Біологічні оцінки доз пролонгованого опромінення за частотою дицентриків і кілець у ліквідаторів з різними документованими дозами Дози за документами, мГр Інтервал Середня Число осіб Середня частота дицентриків і кілець ±SE на 100 клітин Очікувана Реальна Середня цитогенетична оцінка дози ±SE, мГр 17.0-56.8 36.0±8.7 4 0.19±0.25 2.17±0.61 700±204 80.1-140.0 103.8±6.1 10 0.39±0.21 0.86±0.28 260±94 174.4-230.8 210.3±4.9 20 0.71±0.19 1.50±0.21 475±70 250.0 250.0±0.0 44 0.83±0.14 1.18±0.15 370±50 260.0-300.0 286.8±5.1 8 0.94±0.37 1.92±0.40 620±134 310.0-440.0 347.2±16.7 7 1.12±0.43 2.02±0.35 650±117 600.0-1244.0 739.6±87.0 7 2.29±0.62 1.88±0.36 600±121 Невідома --- 56 --- 1.23±0.16 380±54 Ліквідатори загалом 156 --- 1.35±0.09 420±30 Реальна частота дицентриків і кілець у ліквідаторів не мала чіткої залежності від офіційних доз. Середні значення біологічно визначеної та документованої дози в достатній мірі збігалися тільки у осіб з дозами за документами 600-1244 мГр, а в інших групах рівень хромосомних обмінів відповідав значно вищим дозам пролонгованого опромінення, найбільша розбіжність виникла у групі осіб з найнижчими офіційними дозами. В об‘єднаній вибірці осіб з наявністю доз у документах середній рівень дицентриків і кілець (1.43±0.10) на 100 клітин відповідав біологічній дозі (450±34) мГр, яка перевищувала усереднене значення документованих доз 276 мГр в 1.6 рази і при цьому не мала істотної відмінності від біодозиметричної оцінки в групі ліквідаторів з невідомими дозами. Виходячи з очікуваних значень середньої частоти хромосомних обмінів при даних документованих дозах, в кожній дозовій групі були побудовані Пуассонівські розподіли індивідуальних рівнів дицентриків і кілець. Виявилося, що відхилення теоретичних розподілів від реальних коливалося від 23 % випадків у групі з дозами 250 мГр до 50 % у групі “17-57 мГр”, а сума односпрямованих відхилень за всіма дозовими групами дорівнювала 33 % випадків. Узагальнений очікуваний розподіл індивідуальних рівнів дицентриків і кілець, побудований за сумою випадків у кожному класі частоти аберацій в 7 дозових групах, відрізнявся від реального з високим ступенем вірогідності: ?2=16.36; р=0.001 (рис. 6-А). При цьому реальні розподіли в групі осіб з невизначеними дозами та в об‘єднаній вибірці з документованими дозами не мали розбіжностей (?2=2.13; р=0.545), а сукупний розподіл індивідуальних рівнів дицентриків у повній вибірці із 156 ліквідаторів виявився близьким до розподілу Пуассона: ?2=4.49; р=0.344 (рис. 6-Б). Рис. 6. Розподіли індивідуальних рівнів дицентриків і кілець у ліквідаторів: очікуваний за документованими дозами у порівнянні з реальним (А) та реальний у повній вибірці у порівнянні з розподілом Пуассона для середньої частоти 1.35 на 100 клітин (Б). Для індивідуалізованої оцінки відповідності офіційних доз результатам біодозиметрії у кожного із 100 ліквідаторів були побудовані розподіли щільності ймовірності біологічних доз пролонгованого опромінення методом аналізу Байеса. Входження документованої дози в діапазон навколо модальної біодозиметричної оцінки, який містив 10 % усієї щільності ймовірності, розцінювали як співпадіння, в діапазон 11-25 % – як задовільну відповідність, в діапазон 26-50 % – як посередню відповідність, а вихід документованої дози за межі діапазону 50 % щільності ймовірності – як невідповідність дози за документами біодозиметричній оцінці. Для додержання єдності критеріїв, у випадках невиявлення хромосомних обмінів (n=0) обчислювали межі диапазонів, що містили 10, 25 і 50 % щільності ймовірності в правий бік від нульового значення. Результати представлено в табл. 12. В цілому по вибірці, співпадіння та задовільна відповідність документованих доз біодозиметричним оцінкам визначалося у 25 % випадків, які переважно належали групі з дозою 250 мГр. Серед решти осіб (посередня відповідність та невідповідність) заниженість документованих доз зустрічалася вдвічі частіше, ніж завищеність відносно біологічної оцінки, і загалом серед 100 ліквідаторів дози за документами можна розцінити як вагомо завищені порівняно з цитогенетичною оцінкою у 25 % і занижені – у 50 % випадків. Таблиця 12 Розподіл випадків різного ступеня відповідності документованих доз біодозиметричним оцінкам у ліквідаторів Дози за документами, мГр Ступінь відповідності документованої дози біологічній дозі Співпадіння Задовільна відповідність Посередня відповідність Невідповідність ДД>БД

ДД<БД ДД>БД

ДД<БД Число випадків даного ступеня відповідності 17.0-56.8 1 0 0 1 0 2 80.1-140.0 0 2 2 2 0 4 174.4-230.8 1 3 3 3 2 8 250.0 12 1 6 4 5 16 260.0-300.0 0 1 1 2 1 3 310.0-440.0 1 1 1 3 0 1 600.0-1244.0 1 1 3 0 1 1 Усього 16 9 16 15 9 35 Примітка: ДД – документована доза, БД – біологічна оцінка дози. Ретроспективна біодозиметрія екстраполяційним методом у ліквідаторів. Для екстраполяційного визначення первинно-індукованого рівня дицентриків і кілець була сформована вибірка з 442 ліквідаторів, які були обстежені в терміни від 2 діб до 10 років після виходу із зони ЧАЕС. Вибірка була розподілена на 7 груп в залежності від календарних строків і тривалості перебування в зоні аварії (табл. 13). Групи VI і VІІ складалися з ліквідаторів, які працювали в зоні ЧАЕС у різні роки, але мали істотно відмінну від решти осіб тривалість експозиції. Індивідуальні дані були об‘єднані у вузьких інтервалах термінів обстеження з обчисленням середньої частоти дицентриків і кілець, яку конвертували у первинно-індукований рівень за рівнянням “час-ефект” (1). Екстраполяційне визначення первинно-індукованого рівня аберацій виявилося можливим в усіх підгрупах, за винятком 7 осіб, які працювали в зоні ЧАЕС ?110 діб і були обстежені через 7-10 років, внаслідок співпадіння поточного рівня хромосомних обмінів з контролем. Шляхом узагальнення результатів, одержаних на усереднених точках часу, розраховували зважену середньогрупову частоту хромосомних обмінів на момент закінчення експозиції. За одержаними значеннями середнього первинно-індукованого рівня хромосомних обмінів у кожній групі були побудовані теоретичні рандомізовані розподіли індивідуальних частот за статистикою Пуассона. Таблиця 13 Екстраполяційні оцінки середніх первинно-індукованих рівнів дицентриків і кілець та результати біологічної дозиметрії у ліквідаторів в залежності від календарних строків і тривалості перебування в зоні ЧАЕС Група Календарні строки і тривалість перебування в зоні ЧАЕС Число осіб Екстраполяційна оцінка частоти Диц+ЦК на 100 клітин на момент виходу із зони ЧАЕС Цитогенетичні оцінки поглинутих доз, мГр Середньо-групова Модальні I 05-07.1986 р., 23-31 діб 84 1.41±0.13 440±40 100-300 II 05-07.1986 р., 32-93 діб 89 1.73±0.14 550±50 250-450 III 08-12.1986 р., 25-90 діб 88 1.25±0.12 390±40 50-200 IV 01-12.1987 р., 25-90 діб 47 1.38±0.17 430±60 100-250 V 1988-1990 рр., 25-90 діб 21 0.32±0.13 80±40 10-150 VI 1986-1989 рр., 2-20 діб 70 2.19±0.18 670±60 500-650 VII 1986-1989 рр., 110-395 діб 36 1.06±0.17 350±60 10-150 Загалом за групами І-VII 435 1.45±0.06 460±60 50-500 Загальний розподіл первинних індивідуальних частот дицентриків і кілець, що представляв суму випадків у кожному класі за всіма групами, виявився дуже подібним до емпіричного розподілу у ліквідаторів, які були обстежені протягом першого року після виходу із зони ЧАЕС (див. рис. 6) і так само не відрізнявся від теоретичного розподілу Пуассона, побудованого для середньогрупового рівня хромосомних обмінів 1.45 на 100 клітин (?2=3.53; р=0.473). Для визначення поглинутих доз пролонгованого опромінення застосовували модифіковану криву “доза-ефект” (2), в якій G-функція (3) знижувала квадратичну компоненту до значення 0.271?10-2?Гр-2 у випадку групи VI (середня тривалість експозиції 12 діб) і до нуля в інших групах. В групі VІІ проводили додаткову корекцію даних за формулою (5); при середній тривалості перебування осіб цієї групи в зоні ЧАЕС t=148 діб коефіцієнт Re дорівнював 1.064. Паралельно з оцінкою середніх доз, в групах І-VII були побудовані розподіли щільності ймовірності дози шляхом обробки кожного класу первинної частоти дицентриків і кілець за формулою (10) та об‘єднання результатів у певних інтервалах дози. Найвищі середньогрупова і модальна біологічні дози визначалися у осіб з тривалістю перебування в зоні ЧАЕС ?20 діб, а найнижчі – у ліквідаторів 1988-1990 рр., які працювали в зоні аварії 25-90 діб. Серед інших груп біодозиметричні оцінки виявилися дещо вищими у осіб, які прибули в зону аварії в травні-липні 1986 р., порівняно з тими, хто починав роботу в серпні-грудні 1986 р. або в 1987 р. Середня оіцнка дози пролонгованого опромінення у ліквідаторів, зважена за групами I-VII, не відрізнялася від середнього значення, яке було одержане методом прямої біодозиметрії у ранні терміни після експозиції. Об‘єднання щільності ймовірності біологічних доз в інтервалах по 50 мГр за всіма індивідуальними розподілами у повній вибірці (435 осіб) дало узагальнений ймовірностний розподіл доз пролонгованого опромінення у ліквідаторів, який мав широкий інтервал модальних класів 50-500 мГр, і містив 70 % сумарної щільності ймовірності у діапазоні 0-1 Гр (рис. 7). Рис. 7. Загальні розподіли щільності ймовірності біологічних доз пролонгованого (1) та еквівалентно-гострого (2) опромінення у ліквідаторів. При тому, що модальні значення якісно відповідали інтервалу найчастіших доз у документах (див. табл. 13), кількісний внесок дозових навантажень від 0 до 250 мГр становив усього 22 %, тобто був значно меншим, ніж серед документованих доз, і вагома частка щільності ймовірності виходила за верхню межу документованих доз – 1.25 Гр. Для уникнення потенційної непевності розрахунків радіогенного ризику у ліквідаторів при використанні оцінок доз пролонгованого опромінення, узагальнений розподіл первинних індивідуальних частот дицентриків і кілець був конвертований у сумарний розподіл щільності ймовірності дози без редукції квадратичної компоненти базової кривої “доза-ефект”. Даний розподіл поглинутих доз еквівалентно-гострого опромінення характеризувався середнім значенням 270 мГр; при цьому був майже симетричним в межах від 0 до 750 мГр, мав модальні значення в інтервалі 250-350 мГр і містив 76 % всієї щільності ймовірності в інтервалі від 0 до 500 мГр та 99.8 % – від 0 до 1 Гр. Ретроспективна біодозиметрія в групах осіб чорнобильського контингенту за даними FISH-дослідження. Середню частоту потенційно стабільних хромосомних обмінів (ПСО) у евакуйованих із 30-км зони ЧАЕС, ліквідаторів і мешканців РЗТ співвідносили з відповідним рівнянням “доза-ефект” (2), в якому квадратичний компонент був зменшений до нуля, а спонтанне значення показника визначалося за регресією (4). Результати наведено в табл. 14. На відміну від евакуйованих осіб та ліквідаторів, у мешканців РЗТ було виявлено істотно підвищений рівень неповних транслокацій з супутнім фрагментом (tinc+ас), які виникали у зрілих лімфоцитах крові в умовах хронічного опромінення. Це вможливлювало біодозиметрію за рівнем потенційно нестабільних хромосомних обмінів (ПНО), тобто за сумарною частотою дицентриків і tinc+ас, відкорегованою за формулою (5). При середній тривалості радіаційного впливу 14.3 років коефіцієнт Re дорівнював 4.380, спонтанний рівень ПНО за даними обстеження молодшої підгрупи контрольних донорів становив 0.09 на 100 клітин, і поточна частота ПНО (0.28±0.06) на 100 клітин у мешканців РЗТ відповідала середній поглинутій дозі хронічного опромінення (170±55) мГр. Таблиця 14 Цитогенетичні оцінки поглинутих доз опромінення за частотою потенційно стабільних хромосомних обмінів (ПСО) у осіб чорнобильського контингенту у віддалені строки після аварії ЧАЕС Група (число осіб) Середній рівень ПСО на 100 клітин ±SE Поточний Спонтанний Біологічна оцінка середньої дози±SE, мГр Евакуйовані (18) 0.97±0.14 0.54±0.09 300±100 Ліквідатори (16) 1.08±0.22 0.54±0.09 390±160 Мешканці РЗТ (21) 0.44±0.07 0.23±0.11 150±50 Середньогрупові оцінки доз опромінення за частотою ПСО перебували у цілком задовільній відповідності результатам біодозиметрії за частотою дицентриків і кілець у евакуйованих осіб (360 мГр) і ліквідаторів (460 мГр) та за рівнем ПНО у мешканців РЗТ. Спільною тенденцією для всіх трьох груп було те, що реальні значення надспонтанного рівня ПСО виявилися на 13-16 % нижчими, ніж очікувалося на підставі середніх доз, визначених за частотою нестабільних аберацій. При детальнішому аналізі цей ефект виявився виразнішим в групах евакуйованих зрілого віку, ліквідаторів, які працювали в зоні ЧАЕС ?2 міс., але рівнозначним у мешканців районів з рівнем забруднення 137Cs як 1.5-44 кБк/м2, так і 110-860 кБк/м2. Причинами заниженості оцінок дози опромінення за рівнем ПСО могли бути певні відмінності у виході цих аберацій на одиницю дози у зрілих лімфоцитах (каліброваній тест-системі) і гетерогенній за стадіями клітинного циклу популяції стовбурових клітин in vivo, а ще ймовірніше – неабсолютна стабільність частоти радіаційно-індукованих ПСО з плином часу через їх часткову елімінацію в ході мітотичних поділів лімфоцитпрекурсорів [Natarajan A.T. et al, 1998; Matsumoto K. et al, 1998; Gardner S., Tucker J., 2002; Lindholm C., Edwards A., 2004]. Слід відзначити, що на тлі незначних розходжень у кількісних оцінках дози за рівнем ПСО та нестабільних хромосомних обмінів в межах кожної окремої групи, картина якісних відмінностей між евакуйованими із зони ЧАЕС, ліквідаторами і мешканцями РЗТ за рівнями променевого навантаження була ідентичною при будь-якому способі хромосомної біодозиметрії. Більш того, зберігався характер відмінностей при порівнянні ліквідаторів з різною тривалістю перебування в зоні аварії та мешканців районів з різним ступенем радіоактивного забруднення, що засвідчило достатню ефективність FISH-дозиметрії для детекції радіаційного опромінення в низьких дозах, особливо при порівняльних оцінках. Проте, для остаточної оптимізації ретроспективної FISH-дозиметрії in vivo існує необхідність подальшого накопичення даних про закономірності “доза-ефект” і “час-ефект” для виходу радіаційно-індукованих стабільних аберацій в лімфоцитах крові людини. ВИСНОВКИ 1. Представлена дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми оцінки ураження геному соматичних клітин і біологічної дозиметрії у ранні та віддалені строки після опромінення за результатами цитогенетичного аналізу лімфоцитів периферичної крові у осіб, які зазнали впливу іонізувальної радіації в низьких дозах в зоні аварії на Чорнобильській АЕС. Для цього були визначені закономірності “доза – ефект” і “час – ефект”, за якими відбувалося формування картини цитогенетичних пошкоджень у різних групах експонованих осіб, та удосконалено методологію біодозиметричної інтерпретації результатів цитогенетичних досліджень. 2. За даними довгострокового цитогенетичного моніторингу, розпочатого у перші тижні після аварії на ЧАЕС, рівень хромосомних перебудов і геномних порушень в лімфоцитах крові ліквідаторів та евакуйованих мешканців 30-км зони ЧАЕС вірогідно перевищував показники контроля від найраннішіх термінів до 7-8 років після перебування в зоні аварії, максимально – за частотою дицентриків і кілець. Особливості спектру цитогенетичних пошкоджень у експонованих осіб полягали у збільшеній пропорції аберацій хромосомного типу і підвищеному внеску обмінних аберацій серед хромосомних перебудов, порівняно з контролем. 3. У мешканців 30-км зони ЧАЕС спостерігалася стабільність загального рівня цитогенетичних пошкоджень і зростання частоти дицентриків і кілець протягом першого року після евакуації, ймовірною причиною чого була додаткова індукція аберацій внаслідок внутрішнього опромінення від інкорпорованих радіонуклідів з коротким періодом розпаду. При цьому частота хромосомних обмінів у евакуйованих через 2 доби після аварії була нижчою, ніж в групі евакуйованих через 3-11 діб. В інтервалі 1-14 років після аварії на ЧАЕС у евакуйованих осіб відбувалося поступове зниження частоти всіх видів аберацiй і геномних порушень до рівня контроля наприкінці періоду спостереження. 4. Перебіг цитогенетичних показників у ліквідаторів в інтервалі від перших діб до 10.5 років після перебування в зоні ЧАЕС проявлявся як монотонне зниження рівня дицентриків і кілець та хроматидних обмінів, початкове плато рівнів хромосомних і хроматидних фрагментів протягом перших 2 років з подальшою елімінацією, зниження частоти геномних порушень протягом перших 3.5 років з виходом на плато у подальший час. Відмінності від контроля за частотою всіх видів аберацій в середньому по вибірці ліквідаторів зникали через 9 років після виходу із зони ЧАЕС, а нормалізації рівня геномних порушень не спостерігали взагалі. Зниження частоти дицентриків і кілець у ліквідаторів у зазначені терміни відбувалося за експоненційним законом з періодом напівелімінації 2.24 роки. 5. Поміж групами ліквідаторів з документованими дозами опромінення <250 мГр, 250 мГр, >250 мГр та невідомою дозою, а також з тривалістю
перебування в зоні ЧАЕС <1 місяця, 1-2 місяці та >2 місяців не
визначалося істотної різниці за початковими значеннями і динамікою
сумарної частоти хромосомних перебудов. Проте, у терміни до 1 року після
виходу із зони ЧАЕС рівень дицентриків і кілець був вищим у ліквідаторів
з дозами опромінення >250 мГр і тривалістю роботи в зоні аварії <1 місяця, а у осіб з документованими дозами <250 мГр і тривалістю перебування в зоні аварії >2 місяців спостерігався більш ранній вихід
даного показника на субконтрольні значення, порівняно з іншими групами
ліквідаторів.

6. У строки від 10.5 до 13 років після виходу із зони ЧАЕС у
ліквідаторів спостерігалося повторне накопичення аберацій хромосомного і
хроматидного типів, з досягненням вірогідного перевищення спонтанного
рівня, без будь-якої кореляції з документованою дозою і тривалістю
перебування в зоні ЧАЕС. Цей ефект є ймовірним відображенням розвитку
віддаленої нестабільності геному, яка проявлялася у вигляді підвищеної
чутливості хромосомного апарату соматичних клітин до дії мутагенів
навколишнього середовища та ендогенних генотоксичних факторів.

7. Рівень структурних хромосомних пошкоджень, що визначався методом FISH
в лімфоцитах крові у ліквідаторів, евакуйованого населення 30-км зони
ЧАЕС і мешканців радіоактивно забруднених територій у строки 9.5-15
років після аварії, на 70 % складався зі стабільних перебудов і
перевищував у 2.5-3.5 рази загальну частоту аберацій за класичним
аналізом. При цьому класичне і FISH-дослідження показали ідентичні
значення рівня дицентриків і кілець та суми нестабільних аберацій, але в
усіх трьох експонованих групах вірогідне перевищення контроля
визначалося тільки за рівнем тих хромосомних обмінів, які ексклюзивно
виявлялися методом FISH (транслокацій та інсерцій).

8. Сумарна частота транслокацій та інсерцій у евакуйованих мешканців
30-км зони ЧАЕС була вірогідно підвищеною відносно спонтанного рівня у
молодшій групі (16-40 років), а у осіб старшого віку (44-55 років) майже
не відрізнялася від контроля. У ліквідаторів даний показник не корелював
з документованими дозами опромінення, але мав чітку негативну залежність
від тривалості роботи в зоні ЧАЕС. Серед населення радіоактивно
забруднених територій сумарна частота транслокацій та інсерцій була
вірогідно вищою у мешканців місцевостей із середнім рівнем забруднення
радіонуклідами 137Cs 256.5 кБк/м2, ніж у мешканців менш забруднених
регіонів (20.2 кБк/м2).

9. При калібровці цитогенетичної тест-системи в експерименті in vitro
визначилося, що залежність “доза-ефект” для виходу цитогенетичних
пошкоджень в лімфоцитах крові людини під дією ?-випромінення в діапазоні
низьких доз існувала тільки для аберацій хромосомного типу і при цьому
відповідала класичній лінійно-квадратичній моделі. Вихід дицентриків і
кілець на одиницю дози in vitro не розрізнявся при використанні
класичного аналізу чи методу FISH; дворазове перевищення спонтанного
рівня за даним показником досягалося при дозі 30 мГр. За абераціями, які
ексклюзивно виявлялися методом FISH, вірогідна залежність “доза-ефект”
in vitro існувала для інсерцій, реципрокних транслокацій і неповних
транслокацій у клітинах з наявністю всього хромосомного матеріалу,
причому сумарний вихід радіаційно-специфічних транслокацій співпадав з
параметрами дозової регресії для дицентриків. Сумарна частота
транслокацій та інсерцій у “стабільних” клітинах з наявністю всього
хромосомного матеріалу виявилася більш інформативним показником, ніж
рівень реципрокних транслокацій, за рахунок втричі вищого лінійного
коефіцієнту кривої “доза-ефект”.

10. За поєднаним аналізом результатів цитогенетичних обстежень in vivo
та експерименту in vitro визначилося, що оптимальними кількісними
показниками для цитогенетичної біодозиметрії у осіб чорнобильського
контингенту можуть виступати частота дицентриків і кільцевих хромосом
при класичному хромосомному аналізі та сумарний рівень інсерцій і
транслокацій у “стабільних” клітинах з наявністю всього хромосомного
матеріалу при FISH-дослідженні. Присутність Пуассонівського розподілу
хромосомних обмінів по клітинах і рандомізованість розподілів
індивідуальних частот аберацій у будь-які строки після аварії на ЧАЕС
показали, що переважними умовами контакту з радіаційним чинником у
досліджених вибірках осіб було відносно рівномірне опромінення в низьких
дозах. Для підвищення ефективності біодозиметрії запропоновано підхід,
заснований на урахуванні ймовірностного характеру утворення та виявлення
радіогенних аберацій як стохастичного радіобіологічного ефекту.

11. Середньогрупові оцінки поглинутих доз пролонгованого опромінення у
евакуйованих мешканців 30-км зони ЧАЕС за рівнем дицентриків і кілець у
ранні строки після евакуації дорівнювали 300 мГр у евакуйованих у перші
2 доби і 420 мГр у евакуйованих через 3-11 діб після аварії, а модальні
значення у розподілах щільності ймовірності становили, відповідно,
250-300 і 350-400 мГр. Загальний розподіл щільності ймовірності доз
еквівалентно-гострого опромінення в цілому по вибірці характеризувався
максимумом у діапазоні 200-400 мГр, середньою дозою 240 мГр і входженням
98.8 % всієї щільності ймовірності в інтервал від 0 до 1 Гр.

12. У ліквідаторів середні оцінки доз пролонгованого опромінення за
частотою дицентриків і кілець у ранні строки після виходу із зони ЧАЕС
були в середньому у 1.5-2.3 рази вищими, ніж середні документовані дози
в інтервалі 17-440 мГр. Розбіжність між очікуваним за документованими
дозами та реальним розподілом індивідуальних частот аберацій була
статистично вірогідною і становила 33 % випадків. В цілому по групі
середня біологічна оцінка дози (450 мГр) перевищувала середню дозу за
документами (280 мГр) в 1.6 рази; у осіб з невідомими дозами
цитогенетична оцінка дози дорівнювала 380 мГр. За результатами обробки
індивідуальних цитогенетичних даних у ліквідаторів методом
ймовірностного аналізу Байєса відповідність документованих доз
біологічним оцінкам виявилася цілком задовільною у 25 %, посередньою у
31 % і незадовільною у 44 % випадків. В цілому по групі документована
доза була вагомо завищеною порівняно із цитогенетичною оцінкою у 25 % і
заниженою у 50 % випадків. Співпадіння документованої дози з біологічною
оцінкою найчастіше визначалося серед осіб із дозою за документами 250
мГр.

13. За результатами ретроспективної біодозиметрії, проведеної у
ліквідаторів у терміни до 7-10 років після виходу із зони ЧАЕС з
урахуванням елімінації аберацій, середні оцінки дози опромінення
становили від 80 мГр у осіб, які працювали в зоні ЧАЕС у 1988-1990 рр.
до 440-550 мГр у осіб, які починали роботу в зоні аварії у травні-липні
1986 р. В цілому для обстеженої вибірки ліквідаторів середня біологічна
оцінка дози пролонгованого опромінення становила 460 мГр, а
ймовірностний розподіл індивідуальних доз виявився асиметричним, з
максимумом в інтервалі 50-500 мГр. Узагальнений розподіл щільності
ймовірності доз еквівалентно-гострого опромінення мав максимум у
діапазоні 250-350 мГр при середньому значенні 270 мГр, із входженням
99.8 % сумарної щільності ймовірності в діапазон від 0 до 1000 мГр.

14. Ретроспективна біодозиметрія із використанням техніки FISH виявилася
цілком інформативною у терміни 9.5-15 років після аварії ЧАЕС. Середні
біодозиметричні оцінки за частотою стабільних хромосомних обмінів у
ліквідаторів (390 мГр) та евакуйованих мешканців 30-км зони ЧАЕС (300
мГр) були близькими до результатів біодозиметрії у тих самих групах за
даними класичного хромосомного аналізу. У мешканців радіоактивно
забруднених територій середні біодозиметричні оцінки, отримані у різний
спосіб за даними дослідження методом FISH, становили 150-170 мГр
хронічного опромінення.

15. В цілому, картина цитогенетичних ефектів у ліквідаторів,
евакуйованого населення 30-км зони ЧАЕС і мешканців радіоактивно
забруднених територій засвідчила суттєвість мутагенного навантаження на
хромосомний апарат соматичних клітин людини з боку пошкоджувальних
чинників, що діяли в зоні аварії на ЧАЕС, з переважним генотоксичним
внеском радіаційного впливу. Зважаючи на залученість хромосомного
мутагенезу до процесів розвитку радіогенних соматико-стохастичних
ефектів, біологічні оцінки поглинутих доз, які відповідають визначеним
рівням пошкодження геному у осіб чорнобильського контингенту, можуть
становити безпосередню основу для формування груп підвищеного ризику
віддалених наслідків опромінення.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

При аналізі результатів цитогенетичного обстеження потерпілих при
широкомасштабній техногенній радіаційній аварії доцільно використовувати
уніфіковану систему оцінки променевого ураження геному, елементами якої
виступають: урахування диференційної інформативності цитогенетичних
показників як маркерів променевого впливу в умовах пролонгованого
опромінення чи сполученої дії радіації та хімічних мутагенів;
обов‘язковий розгляд поточної частоти індукованих аберацій в термінах
закономірності “час-ефект” (бажано з побудовою емпіричної моделі
динаміки); урахування стохастичності індукції хромосомних пошкоджень під
дією радіації та ймовірностності їх виявлення, а також очікуваної
рандомізованості розподілу індивідуальних частот аберацій при груповому
дослідженні; адекватна модифікація базової залежності “доза-ефект” при
біодозиметрії пролонгованого радіаційного впливу; урахування позитивної
залежності “вік-ефект” для спонтанного рівня стабільних аберацій при
аналізі результатів FISH-дослідження; розгляд накопичувального перебігу
частоти аберацій у віддалені строки після експозиції як ознак розвитку
генетичної нестабільності та використання цього ефекту як критерія
формування груп підвищеного ризику.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Цитогенетическое обследование лиц, подвергшихся радиационному
воздействию в некоторых регионах Украины / К.П. Ганина, Л.З. Полищук,
Л.Т. Бучинская, Н.А. Мазник, Н.А. Никифорова, Э.А. Дёмина, Л.П.
Киндзельский // Цитология и генетика. – 1994. – Т. 28, №3. – С. 32-37.

2. Напрями і перспективи розвитку цитогенетичних досліджень за досвідом
роботи лабораторії радіаційної цитогенетики Харківського НДІ медичної
радіології / Н.О. Мазник, В.А. Вінников, В.О. Тепла, М.М. Суханська //
Український радіологічний журнал. – 1995. – Т. ІІІ, вип. 3. – С.
250-252.

3. Retrospective dosimetry by chromosomal analysis / D. Lloyd, A.
Edwards, A. Sevan’kaev, M. Bauchinger, K. Salassidis, F. Darroudi, A.T.
Natarajan, R. Fedortseva, Z. Fomina, N. Maznik, S. Melnov, G. Pantelias,
M. Pilinskaya, I. Vorobtsova // The radiological consequences of the
Chernobyl accident. Eds.: A. Karaoglou, G. Desmet, G.N. Kelly, H.G.
Menzel – Luxembourg: OOPEC, Eur 16544 EN. – 1996. – P. 965-973.

4. Мазник Н.А., Винников В.А. Динамика цитогенетических эффектов в
лимфоцитах периферической крови ликвидаторов последствий аварии на
Чернобыльской АЭС // Цитология и генетика. – 1997. – Т. 31, № 6. – С.
41-47.

5. Цитогенетичнi ефекти у лiквiдаторiв у вiддаленi термiни пiсля
опромiнення / В.А. Вiннiков, Н.О. Мазник, Л.О. Гайсенюк, С.I.
Роздiльський // Український радіологічний журнал. – 1997. – Т. V, вип.
1. – С. 16-18.

6. Chromosomal dosimetry for some groups of evacuees from Prypiat and
ukrainian liquidators / N.A. Maznik, V.A. Vinnikov, D.C. Lloyd, A.A.
Edwards // Radiation Protection Dosimetry. – 1997. – Vol. 74, № 1/2. –
P. 5-11.

7. Maznik N.A. Genetic impact of low dose radiation on human and
non-human biota in Chernobyl, Ukraine // Environmental Monitoring and
Assessment.– 1998. – № 51. – Р. 497-506.

8. Мазник Н.О. Цитогенетичні ефекти як біологічний індикатор опромінення
у ліквідаторів наслідків аварії на ЧАЕС // Український радіологічний
журнал. – 1999. – Т. VII, вип. 3. – С. 337-338.

9. Цитогенетический анализ как основной метод биологической дозиметрии в
случаях радиационных аварий / Н.А. Мазник, В.А. Винников, В.А. Теплая,
М.М. Суханская // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация
последствий. – Харьков: ИРЭ НАНУ, 2000. – С. 200-205.

10. Мазник Н.О., Вінніков В.А. Залежність параметрів динаміки аберацій
хромосомного типу в лімфоцитах периферичної крові ліквідаторів наслідків
аварії на ЧАЕС від дози опромінення // Український радіологічний журнал.
– 2001. – Т. ІХ, вип. 4. – С 399-403.

11. Мазник Н.О., Вінніков В.А. Зіставлення результатів когортної
цитогенетичної біодозиметрії з документованими дозами опромінення у
ліквідаторів наслідків катастрофи на Чорнобильській АЕС // Український
радіологічний журнал. – 2002. – Т. Х, вип. 2. – С. 152-158.

12. Choosing metaphases for biological dosimetry by fluorescence in situ
hybridization (FISH) / A. Edwards, N. Maznik, J. Moquet, P. Hone, V.
Vinnikov, D. Lloyd, R. Cox // Radiation Research. – 2002. – Vol. 157. –
P. 469-471.

13. Мазник Н.А., Винников В.А. Уровень аберраций хромосом в лимфоцитах
периферической крови у эвакуантов из 30-км зоны ЧАЭС и жителей
радиоактивно загрязненных территорий в отдаленные сроки после
Чернобыльской аварии // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2002. –
Т. 42, № 6. – С. 704-710.

14. Мазник Н.О. Стабільні аберації хромосом як довгостроковий маркер
радіаційного впливу // Український радіологічний журнал. – 2003. – Т.
ХІ, вип. 1. – С. 106-118.

15. Мазник Н.А., Винников В.А., Мазник В.С. Оценка распределения
индивидуальных доз облучения у ликвидаторов последствий аварии на
Чернобыльской АЭС по результатам цитогенетического анализа //
Радиационная биология. Радиоэкология. – 2003. – Т. 43, № 4. – С.
412-419.

16. Мазник Н.А. Результаты динамического цитогенетического обследования
и биологической дозиметрии у лиц, эвакуированных из 30-километровой зоны
ЧАЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2004. – Т. 44, № 5. – С.
566-573.

17. Biological estimates of dose to inhabitants of Belarus and Ukraine
following the Chernobyl accident / A. Edwards, P. Voisin, I.
Sorokine-Durm, N. Maznik, V. Vinnikov, L. Mikhalevich, J. Moquet, D.
Lloyd, M. Delbos, V. Durand // Radiation Protection Dosimetry. – 2004. –
Vol. 111, № 2.– P.211-219.

18. Maznyk N.A., Vinnikov V.A. Calibration dose-response relationships
for cytogenetic biodosimetry of recent and past exposure to low dose
gamma-radiation // Український радіологічний журнал. – 2004. – Т. ХІІ,
вип. 4 – С. 415-425.

19. Мазник Н.А., Винников В.А. Зависимость “время – эффект” для уровня
нестабильных хромосомных обменов у ликвидаторов последствий аварии на
ЧАЭС // Цитология и генетика. – 2004. – Т. 38, № 4. – С. 14-22.

20. Мазник Н.А. Роль факторов нерадиационной природы в формировании
цитогенетических эффектов у эвакуантов из 30-км зоны ЧАЭС // Цитология и
генетика. – 2004. – Т. 38, № 6. – С. 33-44.

21. Maznyk N.A., Vinnikov V.A. Retrospective cytogenetic biodosimetry
using fluorescence in situ hybridisation (FISH) technique in persons
exposed due to the Chernobyl accident // Український радіологічний
журнал. – 2005. – Т. ХІІІ, вип. 1. – С. 66-72.

22. Мазник Н.А., Винников В.А. Выявление признаков отдаленной
генетической нестабильности в ходе динамического изучения
цитогенетических эффектов у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС //
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. – 2005. – Вип. 3,
ч. ІІ. – С. 65-74.

23. Maznik N.A., Vinnikov V.A. Possibilities and limitations of
fluorescence in situ hybridization technique in retrospective detection
of low dose radiation exposure in post- Сhernobyl human cohorts //
Цитология и генетика. – 2005. – Т. 39, № 4. – С. 26-31.

24. Патент 40409A Україна, МПК 7 A61B10/00, G01N33/53. Спосіб
біодозиметрії радіаційного впливу: Патент 40409A UA, МПК 7 A61B10/00,
G01N33/53. Н.О. Мазник, В.А. Вінніков; ІМР АМНУ. – № 2001010184; Заявл.
10.01.2001; Опубл. 16.07.2001. Бюл. № 6. – 3 с.

25. Мазник Н.О., Вінніков В.А. Використання методу цитогенетичного
аналізу лімфоцитів периферичної крові людини для біологічної індикації і
дозиметрії променевих навантажень у осіб чорнобильського контингенту.
Нововведення № 67/ 6/6 // Реєстр медико-біологічних і науково-технічних
нововведень МОЗ України. – 1996.– Вип. 6.– С. 33.

26. Мазник Н.О., Вінніков В.А. Спосіб біодозиметрії радіаційного впливу
// Наукові пропозиції інститутів АМН. Інф. бюл. АМНУ. – 2002. – Вип. 15.
– С. 24-25.

27. Мазник Н.А. Аберрации хромосом в лимфоцитах периферической крови и
электрофоретическая подвижность ядер клеток буккального эпителия у лиц,
подвергшихся облучению в зоне ЧАЭС // Тез. докл. І междунар. конф.
“Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на ЧАЭС”.
– Москва, 1990. – С. 131.

28. Гайсенюк Л.А., Мазник Н.А., Никулина И.В. Гематологические и
цитогенетические эффекты у лиц, принимавших участие в ликвидации
последствий аварии на ЧАЭС // Тез. докл. Укр. научн.-практ. конф.
“Актуальные проблемы ликвидации медицинских последствий аварии на ЧАЭС”.
– К., 1992. – С. 47.

29. Мазник Н.А., Винников В.А. Аберрации хромосом в лимфоцитах
периферической крови человека как индикатор радиационного воздействия в
малых дозах // Тез. докл. Радиобиологического съезда. – К., 1993. – Ч.
ІІ.– С. 625.

30. Мазник Н.А. Цитогенетические эффекты у лиц, подвергшихся облучению в
зоне ЧАЭС // Тез. докл. Радиобиологического съезда. – Ч.ІІ. – К., 1993.
– С. 625-626.

31. Мазник Н.А., Винников В.А. Динамическое изучение цитогенетических
эффектов у лиц, подвергшихся облучению в зоне ЧАЭС // Тез. докл.
научн.-практ. конф. “Чернобыль и здоровье людей”. – К., 1993. – Ч. II. –
С. 198.

32. Maznik N.A., Vinnikov V.A. Chromosomal analysis by fluorescence in
situ hybridisation from patients exposed to radiation during the
Chernobyl accident // Proceed. International Workshop “Determination of
radiation doses among critical groups of the population in the FSU after
Chernobyl”. – Neuherberg (Germany), 1994. – P. 10.

33. Цитогенетические нарушения в лимфоцитах периферической крови у лиц
чернобыльского контингента: ранние и отдаленные эффекты / Н.И.
Пилипенко, Н.А. Мазник, В.А. Винников, В.А. Теплая, М.М. Суханская //
Тез. докл. V междунар. научн.-техн. конф. “Чернобыль-96. Итоги 10 лет
работы по ЛПА на ЧАЭС”. – Зел. Мыс, 1996. – С. 440.

34. Maznik N.A. Genetic impact of low dose radiation on human and
non-human biota in Chernobyl, Ukraine // Proc. ІІІ EMAP Symp.
“Developing the tools to meet the nation’s monitoring needs. The
evolution of Environmental Monitoring and Assessment Program”. – Albany
(USA), 1997. – P. 45.

35. Мазник Н.А. Ранние и отдаленные цитогенетические эффекты у лиц
чернобыльского контингента: биологическая дозиметрия и генетический
мониторинг // Тез. докл. ІІІ Съезда по радиационным исследованиям. – Т.
2. – Пущино, 1997. – С.74-75.

36. Maznik N.A. Cytogenetic approaches in external and internal
irradiation study // Український радіологічний журнал. – 1997. – Т. V,
вип. 4. – С.443-444.

37. Maznik N.A., Vinnikov V.A., Rozdil’sky S.I. Direct biological
dosimetry in Chernobyl clean-up workers // Матер. междунар. симп.
“Актуальные проблемы дозиметрии”. – Минск, 1999. – С. 72.

38. Maznik N.A., Vinnikov V.A. Retrospective biological dosimetry in
persons exposed to low-dose radiation // Матер. междунар. симп.
“Актуальные проблемы дозиметрии”. – Минск, 1999. – С. 73.

39. Cytogenetic techniques for detecting and quantifying radiation
exposure / V. Vinnikov, N. Maznik, A. Ustimenko, G. Yefimova // Тез.
доп. конф. молодих вчених “Генетика і молекулярна біологія”. – Львів,
2000. – С.22.

40. Мазник Н.О., Васильєв Л.Я., Вінніков В.А. Біологічна дозиметрія
радіаційних інцидентів // Матер. конф. “Актуальні питання теорії та
практики судової експертизи”. – Харьков, 2000. – С. 144-147.

41. Цитогенетическая биодозиметрия у лиц чернобыльского контингента /
Н.А. Мазник, В.А. Винников, М.М. Суханская, В.А. Теплая // Тез. докл.
междунар. конф. “Проблемы радиационной генетики на рубеже веков”. –
Москва, 2000. – С. 293-294.

42. Мазник Н.А., Винников В.А., Мазник В.С. Вероятностное распределение
индивидуальных доз облучения у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС
по данным цитогенетического анализа // Тез. докл. IV Съезда по
радиационным исследования. – Москва, 2001. – Т.1. – С. 92.

43. Maznik N.A., Vinnikov V.A. Dependence of cytogenetic effects changes
on registered doses in the Chernobyl liquidators // International
Journal of Radiation Medicine.– 2001.– Vol. 3, № 1-2. – Р. 83.

44. Винников В.А., Мазник Н.А., Мазник В.С. Цитогенетическая верификация
уровней облучения у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС // Тез.
докл. междунар. конф. “Генетические последствия чрезвычайных
радиационных ситуаций”. – Москва, 2002. – С. 25-26.

45. Мазник Н.А., Винников В.А. Уровень стабильных аберраций хромосом у
эвакуантов из 30-км зоны ЧАЭС и жителей загрязнённых территорий //
Тез. докл. междунар. конф. “Генетические последствия чрезвычайных
радиационных ситуаций”. – Москва, 2002. – С. 73.

46. Мазник Н.О., Вінніков В.А. Стабільні аберації хромосом як маркери
віддаленого за часом опромінення в евакуантів із 30-км зони ЧАЕС та
мешканців радіоактивно забруднених територій // Тези доп. ІІІ З’їзду з
радіаційних досліджень. – Київ, 2003. – С. 234.

47. Мазник Н.А., Винников В.А. Выявление признаков отдаленной
генетической нестабильности в ходе динамического изучения
цитогенетических эффектов у ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС //
Тези доп. міжнар. конф. “Парадигми сучасної радіобіології”. – Чорнобиль,
2004. – С. 87.

48. Maznik N.A., Vinnikov V.A. Possibilities and limitations of
fluorescence in situ hybridization technique in retrospective detection
of low dose radiation exposure in post-Сhernobyl human cohorts // Тези
доп. міжнар. конф. “Радіобіологічні ефекти: ризики, мінімізація,
прогноз” – Київ, 2005. – С. 29-30.

Подяка

Автор висловлює щиру вдячність доктору біологічних наук, професору В.А.
Барабою за консультативну допомогу при плануванні дисертації.

АНОТАЦІЯ

Мазник Н.О. Цитогенетичні ефекти як біологічний індикатор дії
іонізувальної радіації в низьких дозах у ранні та віддалені строки після
опромінення у осіб чорнобильського контингенту. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора біологічних наук за
спеціальністю 03.00.01 – радіобіологія. – Науковий центр радіаційної
медицини АМН України, Київ, 2005.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми оцінки ураження геному
соматичних клітин і біологічної дозиметрії у ранні та віддалені строки
після опромінення за результатами цитогенетичного аналізу лімфоцитів
периферичної крові у осіб, які зазнали впливу іонізувальної радіації в
низьких дозах в зоні аварії на Чорнобильській АЕС. За результатами
14-річного цитогенетичного моніторингу були визначені особливості
формування і перебігу рівня аберацій хромосом та геномних порушень у
мешканців 30-км зони ЧАЕС в залежності від термінів евакуації, у
ліквідаторів – в залежності від документованих доз опромінення і
тривалості роботи в зоні аварії. Відстежено елімінацію аберантних
лімфоцитів in vivo, встановлено вірогідний розвиток нестабільності
геному у ліквідаторів у віддалені строки після експозиції. З
використанням методу FISH показано присутність підвищеного рівня
транслокацій та інсерцій у ліквідаторів, евакуйованого населення 30 км
зони і мешканців радіоактивно забруднених територій в період 9.5-15
років після аварії на ЧАЕС.

За сукупними даними спостережень in vivo та експерименту з побудови
цитогенетичних кривих “доза-ефект” in vitro була удосконалена
методологічна база прямої і ретроспективної цитогенетичної
біодозиметрії. За розробленими підходами було здійснено оцінку
поглинутих доз опромінення у евакуйованих мешканців, показано істотну
викривленість документованих доз у ліквідаторів відносно результатів
біодозиметрії, визначено взаємну відповідність між оцінками дози за
методом FISH і класичним хромосомним аналізом. Вперше представлено
ймовірністні розподіли біологічних доз опромінення в чорнобильських
когортах. Результати роботи можуть становити основу для формування груп
підвищеного ризику радіогенних ефектів серед осіб, які зазнали впливу
радіації внаслідок Чорнобильської катастрофи.

Ключові слова: аварія на ЧАЕС, опромінення в низьких дозах, ліквідатори,
евакуйоване населення 30 км зони ЧАЕС, мешканці радіоактивно забруднених
територій, лімфоцити периферичної крові, аберації хромосом, дицентрики,
транслокації, флуоресцентна in situ гібридізація, біологічна дозиметрія.

АННОТАЦИЯ

Мазник Н.А. Цитогенетические эффекты как биологический индикатор
действия ионизирующей радиации в малых дозах в ранние и отдаленные сроки
после облучения у лиц чернобыльского контингента. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по
специальности 03.00.01 – радиобиология. – Научный центр радиационной
медицины АМН Украины, Киев, 2005.

Диссертационная работа посвящена решению проблемы оценки поражения
генома соматических клеток и биологической дозиметрии в ранние и
отдаленные сроки после облучения по результатам цитогенетического
анализа лимфоцитов периферической крови у лиц, подвергшихся
радиационному воздействию в малых дозах в зоне аварии на Чернобыльской
АЭС. Было установлено, что уровень аберраций хромосом и геномных
нарушений в лимфоцитах крови ликвидаторов и эвакуированных жителей 30 км
зоны ЧАЭС достоверно превышал показатели контроля от самых ранних сроков
до 7-8 лет после пребывания в зоне аварии, максимально – по частоте
дицентриков и колец. Начальное повышение частоты нестабильных
хромосомных обменов было более выраженным у жителей зоны ЧАЭС,
эвакуированных через 3-11 суток, по сравнению с лицами с более коротким
сроком эвакуации. Частота дицентриков и колец у ликвидаторов не
коррелировала с дозами облучения по документам, но проявила значимую
негативную зависимость от длительности пребывания в зоне ЧАЭС. В
динамике цитогенетических эффектов показана постепенная элиминация
лимфоцитов с нестабильными аберрациями с течением времени, приводившая к
нормализации цитогенетических показателей у эвакуированных через 14 лет
после экспозиции, а у ликвидаторов заканчивавшаяся в среднем через 9
лет, с повторным достоверным повышением уровня аберраций в период 10-13
лет, что отражало развитие отдаленной нестабильности генома. Частота
аберраций хромосом, определяемая методом FISH в сроки 9.5-15 лет после
аварии на ЧАЭС, превышала уровень референтного возрастного контроля у
ликвидаторов, эвакуированного населения 30-км зоны и жителей
радиоактивно загрязненных территорий за счет транслокаций и инсерций.

На основе данных динамического мониторинга in vivo и эксперимента по
построению калибровочных кривых “доза-эффект” in vitro была оценена
информативность и специфичность разных видов хромосомных повреждений как
количественных маркеров для биодозиметрии облучения; определены
оптимальные сроки для прямой биодозиметрии по данным классического
хромосомного анализа; разработан способ ретроспективной биодозиметрии на
базе эмпирической модели динамики аберрантных клеток у ликвидаторов
(экспоненциальная функция с периодом полуэлиминации 2.24 года); внедрен
новый подход к интерпретации результатов FISH-исследования; предложен
алгоритм обработки цитогенетических данных с учетом стохастичности
индукции и выявления радиогенных хромосомных повреждений для построения
вероятностных распределений доз облучения на индивидуальном и когортном
уровнях. Средние оценки поглощенных доз пролонгированного облучения у
эвакуированных жителей 30-км зоны ЧАЭС составляли 300-420 мГр, а
модальные значения в распределениях плотности вероятности – 250-400 мГр,
в зависимости от сроков эвакуации. Для ликвидаторов показаны
преимущественная заниженность документированных доз облучения
относительно биодозиметрических оценок и достоверное несовпадение
реального распределения индивидуальных частот аберраций с ожидаемым по
документированным дозам. Средние оценки доз облучения составляли от 80
мГр у лиц, работавших в зоне ЧАЭС в 1988-1990 гг., до 440-550 мГр у лиц,
начинавших работу в зоне аварии в мае-июле 1986 г. Вероятностное
распределение поглощенных доз пролонгированного облучения в целом по
выборке ликвидаторов оказалось ассиметричным, с максимумом в интервале
50-500 мГр, средним значением 460 мГр и преимущественной долей плотности
вероятности в диапазоне от 0 до 1000 мГр. В результате
биодозиметрической трактовки данных FISH-исследования в сроки 9.5-15 лет
после аварии на ЧАЭС средние оценки поглощенных доз по частоте
стабильных хромосомных обменов составляли 390 мГр у ликвидаторов, 300
мГр у эвакуированных жителей 30-км зоны и 150 мГр у населения
радиоактивно загрязненных территорий. Отмечено, что уровень стабильных
хромосомных обменов во всех трёх обследованных группах лиц
чернобыльского контингента конвертировался в дозы, оказавшиеся на 13-16
% ниже по сравнению с оценками, основанными на частоте нестабильных
аберраций.

Результаты работы в целом сложились в новую концепцию оптимизированной
интерпретации результатов цитогенетического анализа и разработку
унифицированной системы оценки радиационного поражения генома лимфоцитов
крови человека, которая предназначена для максимально эффективного
использования данных скринингових исследований в целях определения
степени поврежденности хромосомного аппарата, биологической индикации и
дозиметрии облучения, а также формирования групп повышенного риска по
цитогенетическим критериям среди лиц, подвергшихся воздействию радиации
в малых дозах в условиях широкомасштабной техногенной аварии.

Ключевые слова: авария на ЧАЭС, облучение в малых дозах, ликвидаторы,
эвакуированное население 30 км зоны ЧАЭС, жители радиоактивно
загрязненных территорий, лимфоциты периферической крови, аберрации
хромосом, дицентрики, транслокации, флуоресцентная in situ гибридизация,
биологическая дозиметрия.

ANNOTATION

Maznyk N.A. Cytogenetic effects as biological indicators of ionising
exposure to low doses in early and late terms after irradiation in
persons of Chernobyl contingent. – Manuscript.

The dissertation (manuscript) for the academic degree of a Doctor of
Biological Science in radiobiology (03.00.01). – Scientific Centre for
Radiation Medicine of Academy of Medical Science of Ukraine, Kiev, 2005.

The dissertation is devoted to resolving the problem of evaluating the
magnitude of chromosome damage in somatic cells and biological dosimetry
in early and late terms after low dose radiation exposure using the
results of cytogenetic analysis of blood lymphocytes i persons who were
irradiated due to the Chernobyl NPP accident. In frame of 14-years
cytogenetic monitoring the peculiarities of development and dynamics of
chromosomal rearrangements and genomic abnormalities level were studied
in evacuees from 30-km Chernobyl zone depending on evacuation terms and
in liquidators depending on registered doses and duration of their
duties at Chernobyl. The elimination of aberrant lymphocytes was
quantified in vivo in the surveyed groups, and the evidence of late
genomic instability development was shown in liquidators investigated
long time after exposure. Using FISH technique the presence of
statistically increased level of translocations and insertions was
demonstrated in liquidators, evacuees from 30 km zone and residents of
radioactively contaminated areas sampled 9.5-15 years after the
Chernobyl catastrophe.

The analysis of in vivo investigation results coupled to the
experimental data on in vitro cytogenetic dose response calibration
curves constructing allowed the improving of methodological basis of
direct and retrospective chromosomal biodosimetry. Applying the newly
developed approaches accumulated doses were assessed in evacuees, a
significant distortion of registered doses regarding to biodosimetry
results was demonstrated in liquidators, and a good agreement between
FISH and conventional biodosimetry estimations was shown in all surveyed
groups. For the first time the probabilistic distributions of
biologically measured doses in post-Chernobyl cohorts were presented.
The results of the dissertation can be directly used as a basis for
epidemiological risk estimations and forming the groups of elevated
health risk amongst persons who were exposed to radiation due to the
Chernobyl accident.

Key words: Chernobyl accident, low dose radiation exposure, liquidators,
evacuees from 30 km Chernobyl exclusive zone, residents of radioactively
contaminated areas, peripheral blood lymphocytes, chromosome
aberrations, dicentrics, translocations, fluorescence in situ
hybridisation, biological dosimetry.

(10).

Похожие записи