Рак трахеи, бронхов и легкого занимает 1-е ранговое место в структуре смертности от злокачественных новообразований (ЗНО) мужского населения России в 2019 г. — 25,5% (женщины — 7,1%).
Для организации борьбы с этими заболеваниями необходимо знать факторы риска их возникновения и, в частности, роль радиационного облучения.
Проблема воздействия ионизирующего излучения на группы населения в настоящее время остается актуальной [1, 2], поскольку население подвержено профессиональному, медицинскому и природному радиационному воздействию. Терапевтическое и значимое по величине охвата диагностическое облучение, особенно после внедрения КТ, является одной из самых важных причин облучения населения. В США за 1980 — 2006 гг. доза годового медицинского облучения на душу населения увеличилась вдвое — с 3 до 6 мЗв [1].
Численность облученных групп населения, особенно после крупных радиационных аварий, постоянно увеличивается [3—6]. Наиболее крупными их них являются:
— когорта пострадавших от атомных бомбардировок в Японии (LSS; 2017 г. — 105 000 облученных и 27 500 в группе сравнения [1]; 2006 г. — 93 000 облученных и 27 000 в группе сравнения [2]);
— население, затронутое радиационными инцидентами на АЭС (от 1957 г. в США и России до Чернобыля 1986 г. и АЭС «Фукусима-1» 2011 г.);
— популяции, пострадавшие от выбросов предприятий ядерной индустрии (топливо, ядерное оружие) — это население, проживающее на территории, прилегающей к предприятиям «Sellafield», ПО «Маяк» (г. Озерск и проживающие у р. Теча).
Когорта LSS рассматривается как золотой стандарт для расчета избыточного радиационного риска (ERR) и, исходя из данных этой группы, Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) рассчитывает риски и формирует требования к радиационной безопасности (The Life Span Study (LSS) of the Japanese atomic bomb survivors remains the gold-standard radiation epidemiology study and the primary source of data [1]). Именно для этой когорты сделаны выводы о том, какие типы солидных раков могут иметь радиогенную природу. Максимальные значения ERR/Sv регистрируют при ЗНО пищевода, прямой кишки и легких [7].
Авария 1986 г. на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) привела к массивному радиоактивному выбросу. Более 100 тыс. граждан, проживающих в 30-километровой зоне, были эвакуированы, обширные районы в Украине, России и Беларуси оказались зараженными радионуклидами, при этом сотни тысяч рабочих-ликвидаторов были направлены для очистки окружающей среды [8—10]. Богатый научный материал был получен по результатам наблюдения за работниками ядерных производств, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.
Установленная при исследовании базы данных ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС оценка коэффициента смерти ERR от солидных раков (ERR/Гр 0,63 и 95% ДИ (0,19; 1,11) не отличается от аналогичной для этой когорты ликвидаторов за предыдущий период наблюдения (1992—2009 гг.), для которого ERR/Гр 0,58 и 95% ДИ (0,002; 1,25) Это означает, что избыточный относительный риск смерти от солидных раков среди ликвидаторов, наблюдаемых в Национальном радиационном эпидемиологическом регистре, не имеет пока заметной зависимости от времени, прошедшего после облучения ликвидаторов, или от их достигнутого возраста. Для японской когорты LSS аналогичный коэффициент ERR/Гр зависит от возраста во время облучения и от достигнутого возраста на момент заболевания или смерти, при этом приведенный к достигнутому возрасту 70 лет после облучения в 30 лет имеет следующую оценку: ERR/Гр 0,47 при 95% ДИ (0,38; 0,56). Следует отметить, что коэффициент ERR/Sv для ЗНО трахеи, бронхов и легкого практически совпадает для когорты LSS и российских ликвидаторов, 0,66 (0,48; 0,90) и 0,60 (0,11; 1,47) соответственно [11].
К этой группе можно отнести лиц, работавших на ПО «Маяк», а также во время аварии на хранилище радиационных отходов этого объединения, приведшей к загрязнению территории [12—16].
Исследование, проведенное у работников ПО «Маяк», показало, что достоверно увеличена смертность от ЗНО среди лиц обоего пола на плутониевом производстве и среди мужчин радиохимических заводов. В структуре смертности от ЗНО у мужчин выше ожидаемых были показатели для опухолей органов пищеварения (в сумме все локализации), рака легкого и гемобластоза, а у женщин — для рака легкого, молочной железы и опухолей печени [17]. Для ЗНО всех оставшихся локализаций избыточный относительный риск составил на 1 Зв у мужчин 0,14 и у женщин 0,22. Эти значения близки к величине риска для солидных опухолей у жертв атомной бомбардировки Японии — 0,34 на 1 Зв для лиц обоего пола, облученных в возрасте 20 лет и старше [18].
Таким образом, в обзорах по радиационной эпидемиологии [1, 2], равно как в документах Научного комитета ООН по действию атомной радиации [13], Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation [10] и Международной комиссии по радиационной защите [5, 6], приводится менее 10 типов подобных популяций, исходя из источников и условий экспозиции.
В целом картина воздействия ионизирующего излучения на здоровье человека не слишком меняется и можно говорить о том, что хроническое лучевое воздействие на население способно увеличивать риски только некоторых, наиболее радиогенных раков [19]. Между тем работы по оценке радиационного риска продолжаются, данные накапливаются. Актуальными остаются исследования влияния малых доз от различных видов облучения на человека.
Материал и методы
В исследование оценки радиационного риска включены мужчины, ликвидаторы последствий аварии на ЧАЭС работники предприятий и организаций атомной промышленности, обслуживаемые учреждениями здравоохранения ФМБА России, — 12 663 человека, из них 1327 имеют данные о дозе профессионального облучения.
Проведено исследование риска смерти от ЗНО бронхов и легкого среди ликвидаторов 1986—1990 гг. за более чем 30-летний период в зависимости от поглощенной дозы (в Гр), полученной при ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, и суммарной с эффективной дозой (в мЗв), приобретенной во время профессиональной работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующего облучения. При переводе поглощенной дозы в эффективную принято считать, что 1 Гр = 1000 мЗв [20].
Средний возраст ликвидаторов на момент участия в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС составил 36,6±0,1 года, 80% ликвидаторов находились в возрастной группе 30—40 лет.
Концерн «Росэнергоатом» предоставил ФГБУ «ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» ФМБА России данные о дозах профессионального облучения работников основного производства 9 АЭС, состоящих на индивидуальном дозиметрическом контроле, участвовавших в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.
Кроме того, данные о профессиональных дозах облучения были получены от учреждений здравоохранения ФМБА России на работников ряда предприятий и организаций Госкорпорации «Росатом».
Дозы профессионального облучения были представлены по годам работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующего облучения от начала работы на предприятиях по 2015 г. Рассчитаны кумулятивные дозы, которые были приняты для участников ликвидации аварии, включенных в отраслевой регистр.
В рамках анализа риска использован латентный период в 5 лет.
Данные о дозах внешнего облучения ликвидаторов различных годов пребывания в 30-километровой зоне ЧАЭС представлены в табл. 1.
Таблица 1. Основные характеристики дозовых групп ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС
| Годы въезда в 30-километровую зону ЧАЭС | Число ликвидаторов | В том числе получившие дозу | Среднее значение, мЗв | |
| число лиц,(абс.) | удельный вес, (%) | |||
| 1986—1990 | 18 450 | 12 663 | 68,6 | 55,3 |
| 1986 | 10 790 | 7 277 | 67,4 | 74,8 |
| 1987 | 4 738 | 3 352 | 70,7 | 33,1 |
| 1988 | 1 868 | 1 383 | 74,0 | 25,7 |
| 1989 | 798 | 566 | 70,9 | 16,8 |
| 1990 | 266 | 95 | 35,7 | 11,9 |
В табл. 2 представлены некоторые характеристики обобщенной базы данных регистра по пяти дозовым группам, полученным при работе в 30-километровой зоне ЧАЭС, и суммарным с профессиональными дозами. Группы формировались из расчета примерно равного количества лиц и с учетом полученных доз облучения.
Таблица 2. Основные характеристики дозовых групп ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС по дозовым стратам
| Доза ЧАЭС | Доза ЧАЭС+профессиональная доза | ||||
| дозовая страта | число ликвидаторов | средняя доза, мЗв | дозовая страта | число ликвидаторов | средняя доза, мЗв |
| 0,1—4,0 | 2831 | 2,2 | 0,2—4,99 | 2544 | 2,25 |
| 4,1—12,0 | 2256 | 7,88 | 5,0—16,7 | 2600 | 9,59 |
| 12,1—33,0 | 2366 | 20,93 | 17,0—50,9 | 2629 | 31,64 |
| 33,3—93,6 | 2436 | 57,62 | 51,0—135,5 | 2580 | 87,01 |
| 94,0—1478,5 | 2774 | 175,42 | 136,0—1478,5 | 2309 | 240,59 |
В структуре суммарных доз, полученных ликвидаторами последствий аварии при работе в 30-километровой зоне ЧАЭС и в процессе профессиональной деятельности, 48% составляют дозы до 100 мЗв, 6% ликвидаторов имеют дозы, превышающие 500 мЗв.
В качестве статистической модели используется пуассоновский процесс с параметром интенсивности смерти от ЗНО легких. Для определения избыточного RR используют параметрическое представление, линейное по дозе.
Пусть вероятность индивидуума не умереть от ЗНО в интервале времени (0, t), задается выражением:
S(t)=exp(–ʃµ(t)dt), (1)
где µ (t) — смертность, зависящая от времени в рамках модели относительного риска:
µ (t) = λ*(1 + ERR*(D)), (2)
где λ — фоновая смертность от ЗНО легких среди ликвидаторов; ERR — избыточный относительный риск на единицу дозы.
Функция µ (t) зависимости от причин, таких как, например, накопленная организмом доза радиоактивного облучения. Если радиогенная онкологическая смертность от рака бронхов и легкого линейно зависит от дозы, то логарифмическая функция правдоподобия примет следующий вид [11]:
I=ΣNλ·(1+b·Dn)·tn+Σmλ·ln(1+b·Dm), (3)
где N — количество человек под наблюдением; m — количество случаев смерти; tn — индивидуальное время наблюдения «под риском»; b — избыточный относительный риск на единицу дозы; λ — фоновая смертность от ЗНО легких; Dn — индивидуальная доза облучения ликвидаторов, находящихся под наблюдением; Dm — индивидуальная доза облучения умерших.
В этом случае для максимизации правдоподобия и оценки избыточного относительного риска b нужно найти b из уравнения:
1/mΣm Dm/1+b·Dm=
где Dm — индивидуальная доза для случаев смерти;
Левая часть равенства представляет собой простое эмпирическое среднее нелинейной функции от дозы, вычисленное только по случаям, в то время как средние в правой части равенства вычислены по всем наблюдаемым лицам.
Как следует из структуры нормального уравнения (4), относительный риск может превышать единицу (RR>1), когда определенные таким образом средние дозы по случаям превышают средние дозы по здоровым лицам, бывшим под наблюдением (отношение доз r>1).
Модель оценки риска выбрана в рамках идеологии оценки риска по индивидуальным данным, представленным в пакете Epicure [21]. Оценки риска получены по формуле (4) путем итерационной процедуры, реализованной на алгоритмическом языке Microsoft Fortran 5.0.
В табл. 3 представлена величина средних накопленных доз умерших от ЗНО легких в сравнении со здоровыми лицами. КЧАЭС и КСУМ — отношение средних доз умерших к средним накопленным дозам здоровых лиц соответственно для чернобыльских и суммарных доз.
Таблица 3. Средние накопленные дозы (в мЗв) у лиц, умерших от ЗНО, в зависимости от причин смерти в сравнении с дозами лиц, находящихся под наблюдением без ЗНО
| Показатель мЗв | Причина смерти | Здоровые ликвидаторы | |
| все ЗНО (C00—C97) | ЗНО бронхов и легкого (C34—C34.9) | ||
| Доза ЧАЭС | 58,1 | 53,1 | 55,1 |
| Суммарная доза | 90,3 | 87,5 | 70,5 |
| КЧАЭС | 1,1 | 0,95 | — |
| КСУМ | 1,3 | 1,2 | |
По суммарным дозам коэффициент отношения выше у лиц, умерших от ЗНО, чем у здоровых ликвидаторов. Для диагнозов ЗНО бронхов и легкого для доз ЧАЭС этот коэффициент ниже единицы.
Результаты и обсуждение
В табл. 4 представлены показатели смертности от ЗНО бронхов и легкого по возрастным группам на момент начала работы в зоне ликвидации последствий аварии.
Таблица 4. Характеристики смертности от ЗНО бронхов и легкого (МКБ-10 C34—C34.9) в зависимости от возраста на момент участия в работах в 30-километровой зоне ЧАЭС на 100 тыс. ликвидаторов
| Возрастная группа, лет | Смертность | Средний возраст начала работы, лет | Средний возраст умерших, лет | Средняя доза здоровых/умерших мЗв | Фактор дозы |
| 20—29 | 18,2 | 25,9 | 53,4 | 67/76 | 1,13 |
| 30—39 | 60,5 | 34,7 | 59,6 | 74/99 | 1,34 |
| 40—49 | 132,8 | 44,2 | 63,9 | 73/92 | 1,26 |
| 50—59 | 181,0 | 53,3 | 67,3 | 63/56 | 0,89 |
Показатель смертности от ЗНО бронхов и легкого увеличивается в 2 раза от возрастной группы 30—39 лет к группе 40—49 лет. Практически во всех возрастных группах фактор дозы превышает единицу, максимальное превышение отмечено в группе 30—39 лет.
Варьирование фактора дозы по возрастным группам хорошо иллюстрирует тот факт, что основную дозовую нагрузку получили лица 30—39 лет. Именно в этой группе наблюдается больше случаев смерти в более высоком дозовом диапазоне. Другое объяснение этого факта — значительное влияние на уровень риска возраста на момент облучения как варианта дозовой возрастной резистентности.
Для оценки ERR заболеваний по дозовым факторам использовались когортные модели, где фоновая заболеваемость λ стратифицировалась по возрасту на момент аварии (по 10-летним возрастным группам).
В табл. 5 приведены результаты расчета ERR на 1 Зв для различных локализаций ЗНО в рамках когортной модели с линейной зависимостью риска от дозы. Так, Табл. 5 содержит данные по расчетам ERR на 1 Зв как для дозы, полученной при работах по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, так и для суммарной дозы. Дозовый отклик существует только для показателей суммарной дозы. Радиационные риски смерти для чернобыльских доз близки к нулю либо имеют отрицательное значение.
Таблица 5. Избыточный риск смерти от злокачественных новообразований ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС
| Наименование диагнозов | Показатель | ERR на 1 Зв | Нижний уровень | Верхний уровень |
| Все (C00—C97) | ЧАЭС+проф | 0,59 | 0,39 | 1,01 |
| ЧАЭС | 0,08 | –0,40 | 0,58 | |
| ЗНО бронхов и легкого (C34—C34.9) | ЧАЭС+проф | 0,45 | 0,02 | 1,17 |
| ЧАЭС | –0,67 | — | — |
В табл. 6 приведены результаты расчета ERR для различных локализаций ЗНО в рамках когортной модели с линейной зависимостью риска от дозы по возрастным группам (суммарная доза) за весь период наблюдения.
Максимальные риски характерны для возрастной группы 30—39 лет. Эта группа имеет максимальные дозовые нагрузки и, видимо, в силу возраста менее дозоворезистентна по сравнению с более старшими возрастами.
Таблица 6. Избыточный риск смерти от ЗНО ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС по возрастным группам (суммарные дозы)
| Возрастная группа, лет | Причина смерти | |
| все ЗНО (C00—C97) | ЗНО бронхов и легкого (C34—C34.9) | |
| 20—29 | — | — |
| 30—39 | 0,75 [0,20—1,35] | 1,06 [0,16—2,09] |
| 40—49 | 0,55 [0,11—1,09] | 0,67 [0,10—1,55] |
| 50—59 | 0,77 [0,37—1,25] | — |
Заключение
Таким образом, в настоящем исследовании показано, что использование доз различных видов облучения дают разные результаты оценки избыточного относительного риска смерти от рака бронхов и легкого.
Из зарегистрированных в регистре случаев смерти от рака бронхов и легкого 5% случаев могут быть связаны с полученной дозой внешнего облучения при пересчете на число случаев рака по формуле риска для данных доз облучения.
Перспективой исследования на выбранной когорте ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС является создание отраслевого медико-дозиметрического регистра работников атомной промышленности, включающего дозы всех видов облучения (профессионального, аварийного, медицинского и природного).
Для оздоровления ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС необходимы разработка мероприятий по медико-социальной реабилитации и проведение их в данной группе лиц.
Участие авторов:
Постановка задачи, концепция и дизайн исследования — А.Р. Туков,
Сбор и обработка материала — О.Н. Прохорова, Ю.В. Орлов,
Статистическая обработка, написание текста — И.Л. Шафранский,
Редактирование — А.Р. Туков.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.