Оценка доз облучения лимфоцитов и их предшественников при пероральном поступлении стронция-89,90

Циркулирующие Т-лимфоциты используются в радиобиологии как «естественные биодозиметры», поскольку частота хромосомных аберраций, возникающих в них после облучения, пропорциональна накопленной дозе. Более того, стабильные хромосомные аберрации (транслокации) обнаруживаются в них спустя годы и десятилетия после облучения. Оценка доз на циркулирующие лимфоциты требует учета 2 компонентов: дозы, полученной предшественниками (прогениторами) лимфоцитов в красном костном мозге; дозы, полученной лимфоцитами в лимфоидных органах/тканях при циркуляции. Недавно созданная модель облучения циркулирующих Т-лимфоцитов учитывает все эти компоненты, а также возрастные особенности динамики Т-лимфоцитов. Особенно важно применение модельного подхода при оценке доз от остеотропных бета-излучателей (^89,90Sr). После попадания в организм они накапливаются в кости и практически локально облучают костный мозг, так что доза на другие лимфоидные органы и ткани оказывается существенно ниже. Целью данного исследования является оценка коэффициентов перехода от перорального поступления ^89,90Sr к накопленной дозе на циркулирующие Т-лимфоциты и их предшественников (ДК_L). Для расчетов использовали разработанную ранее модель облучения Т-лимфоцитов и новые дозовые коэффициенты для красного костного мозга, оцененные на основе половозрастной биокинетической модели и новой дозиметрической модели скелета человека. В результате проделанной работы впервые были определены значения ДКL. Возраст на момент поступления ^89,90Sr варьировал от новорожденного до 35 лет, возраст обследования Т-лимфоцитов (возраст забора крови) – до 75 лет. Максимальные значения дозовых коэффициентов, как для ⁹⁰Sr, так и для ⁸⁹Sr, были характерны для детей первых лет жизни. Было показано, что дозы на циркулирующие Т-лимфоциты оказываются ниже, чем дозы на ККМ от этих радионуклидов, но существенно выше, чем дозы на другие лимфоидные ткани. Влияние пола на ДК_L выражено для детей 10 лет и старше. Область применения ДК_L охватывает работников предприятий атомной промышленности, а также население радиоактивно загрязненных территорий (Уральский регион, зона Чернобыльской аварии).

1. 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: 17.05.2022).

2. 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 Environmental Biophysics. 2020. Vol. 59., No 3. P. 357-387. DOI: 10.1007/s00411-020-00845-y.

3. Толстых Е.И., Дегтева М.О., Аклеев А.В. Оценка доз облучения лимфоцитов при пероральном поступлении радионуклидов различной тропности. // Радиационная гигиена. 2021. Т. 14, № 3. С. 18-28. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2021-14-3-18-28.

4. Mayer A., Balasubramanian V., Mora T., Walczak A.M. How a well-adapted immune system is organized // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2015. V.112. № 19. P. 5950-5955. DOI:10.1073/pnas.1421827112.

5. 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, No 12. P. 5005– 5013. DOI: 10.4049/jimmunol.1600005.

6. 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.

7. 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, No 96. P. 29–37. DOI: 10.1016/j.exger.2017.05.015.

8. Толстых Е.И., Возилова А.В., Дёгтева М.О., и др. Концепция Т-клеточного рода как основа для анализа результатов цитогенетических исследований при локальном облучении костного мозга // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 1. С. 12-25. DOI: 10.31857/S0869803120010142.

9. Tolstykh E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V., et al. Local bone-marrow exposure: how to interpret the data on stable chromosome aberrations in circulating lymphocytes? (some comments on the use of FISH method for dose reconstruction for Techa riverside Residents) // Radiation Environmental Biophysics. 2017. Vol. 56, No 4. P. 389-403. DOI: 10.1007/s00411-017-0712-7.

10. Tolstykh E.I., Degteva M.O., Vozilova A.V., et al. Interpretation of FISH results in the case of nonuniform internal radiation exposure of human body with the use of model approach // Russian Journal of Genetics. 2019. Vol. 55, No 10. P.1227– 1233. https://doi.org/10.1134/S1022795419100132.

11. Дегтева M.O., Шагина Н.Б., Воробьева М.И., и др. Современное представление о радиоактивном загрязнении реки Теча в 1949–1956 гг. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56, № 5. С. 523–534. DOI: 10.7868/S0869803116050039.

12. Дёгтева М.О., Толстых Е.И., Суслова Г.К., и др. Анализ результатов мониторинга содержания долгоживущих радионуклидов в организме жителей Уральского региона // Радиационная гигиена. 2018. Т. 11, № 3. С. 30-39. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2018-11-3-30-39.

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, No 1. P. 87- 127. DOI: 10.1088/0952-4746/35/1/87.

14. Дёгтева М.О., Шишкина Е.А., Толстых Е.И., и др. Методологический подход к разработке дозиметрических моделей скелета человека для бета-излучающих радионуклидов // Радиационная гигиена. 2019. Т. 12, № 2. С. 66- 75. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2019-12-2-66-75.

15. 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, No 1. P. 53- 59. DOI: 10.1097/HP.0000000000001127. PMID: 31764420.

16. ICRP. Human alimentary tract model for radiological protection. Publication 100. A report of The International Commission on Radiological Protection. Ann ICRP. 2006. Vol. 36, No 1-2. P. 25-327, iii. DOI: 10.1016/j.icrp.2006.03.004. PMID: 17188183.

17. Bains I. Mathematical Modelling of T Cell Homeostasis. A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy of the University College London, 2010. URL: http://discovery.ucl.ac.uk/20159/1/20159.pdf (Дата обращения: 23.07.2021).

18. Bains I., Yates A.J., and Callard R.E., Heterogeneity in thymic emigrants: implications for thymectomy and immunosenescence // PLoS One. 2013. Vol. 8, No 2. P. e49554. DOI: 10.1371/journal.pone.0049554.

19. Westermann J., Pabst R. Distribution of lymphocyte subsets and natural killer cells in the human body // Journal of Clinical Investigation. 1992. Vol. 70, No 7. P. 539-44. DOI: 10.1007/BF00184787.

20. Blum K.S., Pabst R. Lymphocyte numbers and subsets in the human blood. Do they mirror the situation in all organs? // Immunology Letters. 2007. Vol. 108, No 1. P. 45-51. DOI: 10.1016/j.imlet.2006.10.009.

21. Kumar B.V., Connors T.J., Farber D.L. Human T. Cell Development, Localization, and Function throughout Life // Immunity. 2018. Vol. 48, No. 2. P. 202-213. DOI: 10.1016/j.immuni.2018.01.007.