.

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

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
147 5207
Скачать документ

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 (p0.05).

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 (p250 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 (p250 мГр; Д4 – невідома доза. Тривалість перебування
в зоні аварії: Т1 – 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 (р0.05).
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
(рБД

ДДБД

ДД250 мГр та невідомою дозою, а також з тривалістю
перебування в зоні ЧАЕС 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 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).

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020