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

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.

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.

Размещено на Allbest.ru