Переход от частоты хромосомных транслокаций в Т-лимфоцитах к дозе на костный мозг в отдаленные сроки после внутреннего облучения 89,90Sr

Цитогенетические исследования Fluorescence In Situ Hybridization, позволяющие оценивать частоту стабильных хромосомных аберраций в циркулирующих Т-лимфоцитах, обычно используются  в  ретроспективной  дозиметрии  в  случае  равномерного  облучения  всего  тела.  В  случае  неравномерного  облучения  ^89,90Sr  интерпретация  цитогенетических  данных  является  сложной  задачей. Средневзвешенная доза на Т-лимфоциты на момент забора крови донора в отдаленные сроки после воздействия ^89,90Sr не  совпадает  с  дозой  на  красный  костный  мозг.  Ранее  нами  была  разработана модель, позволяющая оценивать средневзвешенные дозы на Т-лимфоциты при поступлении ^89,90Sr лицам различного возраста. В настоящей работе результаты моделирования использованы для оценки коэффициентов, позволяющих перейти от частоты транслокаций к дозе на красный костный мозг, которая  важна  для  оценок  радиобиологических  эффектов,  связанных  с  гематологическими  заболеваниями. Целью нашей работы является численная оценка коэффициента перехода B_rbm от дозы на лимфоциты к дозе на красный костный мозг при различных режимах перорального поступления ^89,90Sr в зависимости от возраста, пола и времени после начала облучения. Рассмотрены следующие режимы: однократное, равномерное хроническое в течение полугода, равномерное хроническое в течение  1–5  лет,  неравномерное  поступление  в  течение  5  лет  (имитирует  динамику  поступления в населенных пунктах на реке Теча в 1950–1954 гг.). В результате было обнаружено, что значения коэффициентов B_rbm существенно зависят от возраста на момент поступления ^89,90Sr. Чем старше человек  на  момент  начала  облучения,  тем  в  большей  мере  доза,  оцененная  по  цитогенетическим данным, отличается (существенно ниже) от дозы на красный костный мозг. Только для новорожденных  и  детей  первых  лет  жизни  можно  сказать,  что  цитогенетическая  доза  соответствует дозе на красный костный мозг. Это связано с возрастной динамикой Т-клеточных популяций. Пол не оказывает существенного влияния на B_rbm. Влияние длительности поступления ^89,90Sr на B_rbm наиболее выражено для подростков 15 лет. Для них отличая значений B_rbm при однократном и хроническом  5-летнем  поступлении  достигают  13%.  Неравномерность  поступления ⁹⁰Sr  в  течение  нескольких лет не оказывает существенного влияния на B_rbm и может моделироваться равномерным поступлением той же длительности.

1. Nakayama R., Abe Y., Ting V.G.S. et al. Cytogenetic Biodosimetry in Radiation Emergency Medicine: 4. Overview of Cytogenetic Biodosimetry // Radiation Environment and Medicine. 2022. Vol. 11, № 2. P. 91-103. https://doi.org/10.51083/radiatenvironmed.11.2_91

2. МАГАТЭ Использование цитогенетической дозиметрии для обеспечения готовности и реагирования при радиационных аварийных ситуациях. URL : https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/EPR_Biodosimetry2011R_web.pdf (Дата обращения: 17.5.2022).

3. Giussani A., Lopez M.A., Romm H. et al. Eurados review of retrospective dosimetry techniques for internal exposures to ionising radiation and their applications // Radiation and Environmental Biophysics. 2020. Vol. 59 , № 3. P. 357-387. doi: 10.1007/s00411-020-00845-y.

4. Толстых Е.И., Дегтева М.О. Оценка доз облучения лимфоцитов и их предшественников при пероральном поступлении стронция-89,90 // Радиационная гигиена. 2022. Т. 15, № 3. С. 82-91. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2022-15-3-82-91.

5. Vozilova A.V., Shagina N.B., Degteva M.O. et al. FISH analysis of translocations induced by chronic exposure to Sr radioisotopes: second set of analysis of the Techa River Cohort // Radiation Protection Dosimetry. 2014. Vol. 159, № 1-4. P. 34-37. doi: 10.1093/rpd/ncu131. Epub 2014 Apr 17. PMID: 24743760.

6. Degteva M.O., Shishkina E.A., Tolstykh E.I. et al. Application of the EPR and FISH Methods to Dose Reconstruction for People Exposed in the Techa River Area // Radiation biology. Radioecology. 2017. Vol. 57, № 1. P. 30-41. (English, Russian). PMID: 30698929.

7. ISO 20046. 2019. Radiological protection – Performance criteria for laboratories using Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) translocation assay for assessment of exposure to ionizing radiation. URL: https://www.iso.org/standard/66892.html ( Дата обращения: 27.12.2022)

8. Sigurdson A.J., Ha M., Hauptmann M., et al. International study of factors affecting human chromosome translocations // Mutation Research. 2008. Vol. 652, № 2. P.112–121. doi: 10.1016/j.mrgentox.2008.01.005

9. Goh V.S.T, Fujishima Y., Abe Y. et al. Construction of fluorescence in situ hybridization (FISH) translocation dose-response calibration curve with multiple donor data sets using R, based on ISO 20046:2019 recommendations // International Journal of Radiation Biology. 2019. Vol. 95, № 12. P.1668-1684. doi: 10.1080/09553002.2019.1664788.

10. Нугис В.Ю., Снигирёва Г.П., Ломоносова Е.Е. и др. Трёхцветный FISH-метод: кривые доза–эффект для транслокаций в культурах лимфоцитов периферической крови после гамма-облучения in vitro // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021. №. 5. С. 12-20 . DOI: https://doi.org/10.12737/1024-6177-2020-65-5-12-20.

11. Degteva M.O, Tolstykh E.I., Shishkina E. et al. Stochastic parametric skeletal dosimetry model for humans: General approach and application to active marrow exposure from bone-seeking beta-particle emitters // PLoS One. 2021. Vol. 16, № 10 e0257605. doi: 10.1371/journal.pone.0257605.

12. Shishkina E.A., Timofeev Y.S., Volchkova A.Y. et al. Trabecula: A Random Generator of Computational Phantoms for Bone Marrow Dosimetry // Health Physics. 2020. Vol. 118, № 1. P. 53-59. doi: 10.1097/HP.0000000000001127.

13. Shagina N.B., Tolstykh E.I., Degteva M.O. et al. Age and gender specific biokinetic model for strontium in humans // Journal of Radiological Protection. 2015. Vol. 35, № 1. P. 87-127. doi: 10.1088/0952-4746/35/1/87.

14. Tolstykh E.I., Degteva M.O., Peremyslova L.M. et al. Reconstruction of long-lived radionuclide intakes for Techa riverside residents: strontium-90 // Health Physics. 2011. Vol. 101, № 1. P. 28-47. doi: 10.1097/HP.0b013e318206d0ff.

15. Britanova O.V., Shugay M., Merzlyak E.M. et al. Dynamics of individual T cell repertoires: from cord blood to centenarians // Journal of Immunology. 2016. Vol. 196, № 12. P. 5005– 5013. doi 10.4049/jimmunol.1600005.

16. Naumova E.N., Gorski J., Naumo Y.N. Simulation studies for a multistage dynamic process of immune memory response to influenza: experiment in silico // Annales Zoologici Fennici. 2008. Vol. 45. P. 369–384. DOI: 10.5735/086.045.0502.

17. Yoshida K., Cologne J.B., Cordova K. et al., Aging-related changes in human T-cell repertoire over 20 years delineated by deep sequencing of peripheral T-cell receptors // Experimental Gerontology. 2017. Vol. 1, № 96. P. 29–37. doi 10.1016/j.exger.2017.05.015.