Онколикбез: влияет ли радиация на развитие опухолей и при чём тут рутений

XX и XXI века ознаменовались для человечества целым рядом атомных катастроф. Все они имели разный масштаб, географию, причины и последствия, но в сознании людей надёжно сформировали такое явление, как радиофобия. Между тем использование мирного атома в ядерной медицине даёт шанс на победу над онкозаболеваниями. В очередном выпуске онколикбеза разбираемся, что такое малые и средние дозы облучения, лучевая болезнь, чего бояться на самом деле, а в какие выдумки не стоит верить. Поможет в этом заведующая эпидемиологической лабораторией Уральского научно-практического центра радиационной медицины, кандидат медицинских наук Людмила Крестинина.

— Людмила Юрьевна, почему возникла необходимость оценивать риски радиационных, скажем так, событий? Какую роль аварии на Урале сыграли в появлении вашего центра?

— Создание на Южном Урале в конце сороковых годов прошлого столетия химкомбината «Маяк», первого предприятия по производству оружейного плутония, привело к загрязнению радиоактивными отходами реки Теча в 1950–1956 годах и тепловому взрыву хранилища жидких радиоактивных отходов в 1957-м. В результате население прибрежных сёл и проживавшее на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) подверглось продолжительному воздействию облучения, преимущественно в диапазоне малых и средних доз. К этому времени ни медики, ни учёные не имели достаточных знаний о том, к чему это может привести. Поэтому исследование медицинских эффектов стало очень важным для принятия решения о профилактических мерах, организации медпомощи, а также выработки норм радиационной защиты. И это важно не только для граждан России, но и жителей любой страны, подвергшихся воздействию радиации.

— Когда началось наблюдение за теми, кто получил облучение на Урале?

— Медосмотры жителей прибрежных к Тече сёл начали в 1951 году, а с 1952 по 1958 годы ежегодно проводились экспедиционные осмотры населения верховьев реки выездными бригадами из специалистов института биофизики АМН СССР и МСЧ 71, обслуживающей персонал «Маяка». В 1955 году на базе Челябинской областной больницы организовали диспансер № 1, который с 1962 года функционировал как клиническое отделение филиала института биофизики (ФИБ-4). В 1992-м его реорганизовали в Уральский научно-практический центр радиационной медицины. Основной задачей клинического отделения были осмотры жителей прибрежных сёл, а при необходимости — стационарное обследование и лечение, особенно это касалось пациентов с нарушениями кроветворной системы. После аварии 1957 года к ним добавились люди с территории ВУРС.

— А сейчас лечение и эти наблюдения продолжаются?

— У нас в институте несколько подразделений: есть клиническое отделение и несколько научных — эпидемиологическая лаборатория, которая оценивает отдалённые последствия облучения, в частности, риски развития злокачественных новообразований и нераковые эффекты; биофизическая лаборатория — сотрудники которой занимаются количественной оценкой доз, полученных населением; экспериментальный отдел, отдел базы данных «Человек», лаборатория радиационной генетики, лаборатория молекулярно-клеточной радиобиологии, лаборатория экологической патопсихологии, а также вспомогательные подразделения.

У нас есть и врачи, которые занимаются оказанием помощи и наблюдением за пациентами, и научные работники. Они анализируют влияние радиационных и нерадиационных факторов на здоровье населения, чтобы, во-первых, организация медицинской помощи для людей, попавших в такие ситуации, была максимально эффективной. Во-вторых, чтобы понять, оценить риски для здоровья при облучении в определённом диапазоне доз.

Обычный человек не может и не должен постоянно ходить с индивидуальными дозиметрами, поэтому в институте есть специалисты, которые занимаются восстановлением доз, полученных населением, как на основе измерений (на спектрометре излучений человека — СИЧ), проводившихся в институте для части населения, так и на основе математического моделирования с учётом многих индивидуальных параметров.

Людей, получивших аварийное облучение, немного. Ещё меньше данных о полученной ими дозе. Например, после Чернобыльской аварии проводилось много исследований по оценке здоровья облучённых, но отсутствие информации о дозах в большинстве из них было основной трудностью для оценки эффектов.

— А зачем нужно знать величину дозы? Что от этого зависит?

— Это нужно, чтобы провести количественную оценку риска для здоровья на единицу дозы, а затем — для выработки норм радиационной защиты. Например, мы рассчитываем, сколько получилось дополнительных случаев злокачественных новообразований среди людей, получивших облучение, на единицу дозы. Это поможет определить, с какими уровнями облучения организм справится сам, а когда для этого потребуется дополнительная помощь и в какой мере. Кроме того, важно знать, какие радионуклиды присутствуют в сбросах, и динамику распада в окружающей среде, а также поведение в организме и скорость выведения этих радионуклидов. Если где-то произошла авария, то на основании измеренных доз можно принять решение — при каком радиоактивном загрязнении переселение населения с этих заражённых территорий необходимо, а при каком оно может быть даже вредным.

Если угрозы здоровью невелики, то лучше не подвергать человека стрессу, связанному с потерей хозяйства, создаваемого им в течение жизни (особенно для сельского человека), и переселением на новое место, а ограничиться другими мерами: оказать дополнительную медицинскую и реабилитационную помощь, провести временные защитные мероприятия, но не прибегать к радикальным мерам.

— Каков масштаб ваших исследований? Сколько человек попали под наблюдение?

— Для того чтобы оценить риски для здоровья южноуральцев, были сформированы когорта реки Теча (КРТ), включающая около 30 тысяч человек, и когорта Восточно-Уральского радиоактивного следа (КВУРС) — около 22,5 тысячи человек.

— Почему эти два радиационных события оцениваются по-разному?

— Сбросы отходов в Течу с 1949 по 1956 годы привели к водному пути загрязнения и облучению жителей прибрежных сёл, которые пользовались водой в хозяйстве, пили её, а также могли облучаться от поверхности воды и берегов водоёма.

А после взрыва в сентябре 1957 года произошел воздушный путь заражения. Но 90% радиоактивных веществ осело на территории «Маяка», и только 10% унесло ветром в северо-восточном направлении от места аварии радиоактивным облаком. Так и появился ВУРС. Опыт защитных мероприятий после облучения на реке, а также оценка заражения местности в первые дни после аварии 1957 года привели к тому, что для предотвращения тяжелых последствий на здоровье людей было принято решение поэтапно в течение двух лет эвакуировать жителей 22 населённых пунктов ВУРС (19 в Челябинской области, и три — в Свердловской). Но первые три деревни, которые попали в самый эпицентр выброса, были переселены сразу же — в течение десяти дней. Эти меры позволили уменьшить дозу облучения для этих жителей практически на 90% от той, которую можно было получить.

Состав радиоактивной смеси в выбросах и на реке, и на ВУРС включал как короткоживущие радионуклиды, которые за первые два года почти все распались, так и долгоживущие (в основном стронций Sr-90 и цезий Cs-137). Для жителей сёл на Тече поступление долгоживущего стронция в организм с водой значительно превышало таковое для жителей ВУРС. Это привело к значительному внутреннему облучению кости и красного костного мозга (стронций обладает особенностью встраиваться в структуру кости вместо кальция. — Прим. авт.) и накоплению у 8% членов КРТ дозы в ККМ, превышающей 1 Гр. Это привело к избыточным случаям лейкозов в КРТ. На ВУРС доза на ККМ была значимо меньше и не привела к увеличению случаев лейкозов.

— Географически следы от них совпали или нет?

— Прибрежные пункты реки Теча не попали под облако ВУРС, но административные районы Челябинской области, близкие к «Маяку», были общими, поэтому при естественной миграции часть населения могла случайно переехать в населённый пункт, который позже подвергся загрязнению на ВУРС.

— Что такое острая и хроническая лучевая болезнь, и в чём между ними разница?

— Они отличаются сочетанием величины дозы и периода воздействия радиоактивного излучения на человека. Лучевую болезнь и повреждение организма вызывает большая доза радиационного излучения. Острой лучевой болезнью называют совокупность клинических синдромов, развивающихся при кратковременном (от нескольких секунд до трёх суток) облучении в дозах, превышающих 1 Гр на всё тело. Хроническую лучевую болезнь (ХЛБ) в свете современных представлений можно определить как клинический синдром, возникающий у человека из-за длительного воздействия ионизирующей радиации в дозах, превышающих пороговые значения для развития тканевых эффектов в критических системах (кроветворная и нервная системы), который характеризуется разнообразными органными нарушениями.

Случаев острой лучевой болезни не было ни у жителей сёл на Тече, ни на ВУРС. А хроническая лучевая болезнь, точнее хронический лучевой синдром (ХЛС), наблюдался у персонала «Маяка» и жителей прибрежных сёл в основном в 1950–1960 годах.

По данным отечественных учёных, ведущее место в клинической картине ХЛС занимают изменения со стороны гемопоэза и нервной системы, а доза облучения, необходимая для развития ХЛС (на основе исследований у профессионалов «Маяка») составляет 0,7–1 Гр/год и суммарно 2–3 Гр за два — три года.

Изначально в когорте облучённых на реке Теча было зарегистрировано 940 случаев ХЛС, но тогда не была известна доза облучения, которую получило население (дозу надо было рассчитать. — Прим. авт.). Вторая верификация, проводившаяся в 1980–1984-е годы, подтвердила этот диагноз только для 66 человек из 940. Это было связано с двумя моментами. У многих найденная доза не достигла уровня порога для развития ХЛС, а симптоматика могла быть похожей, но на самом деле была вызвана сопутствующими заболеваними. В то время буквально бушевали бруцеллёз, туберкулёз, малярия, гельминтозы. Общая слабость, утомляемость, нарушения со стороны нервной и сосудистой систем и прочие признаки были характерными для всех заболеваний. За состоянием здоровья этих людей проводили более тщательное наблюдение и при необходимости — соответствующее лечение. Со временем самочувствие у многих улучшилось.

— Есть ли данные о том, насколько рак и радиация связаны и связаны ли? Многие уверены, что ответ однозначно положительный.

— Мне бы хотелось сразу отметить, что онкологические заболевания — многофакторные. Другими словами, спровоцировать их возникновение могут многие причины: воздействие высоких температур, химических агентов, инфекций (вирусных и бактериальных), воздействие радиации, иммунодефицитные состояния, наследственные причины, травмы, канцерогенные продукты питания, поведенческие факторы (курение, алкоголь, малая физическая активность), пожилой возраст и многие другие. А общая причина злокачественного роста собственных клеток организма — это недостаточная активность факторов противоопухолевой защиты.

Получается, что облучение — не единственный и далеко не основной фактор развития рака. Злокачественные образования были задолго до развития атомной промышленности и открытия рентгеновских лучей.

— Означает ли это, что опасаться радиации не стоит?

— Изучение последствий острого облучения в высоких дозах (свыше 1 Грея = 1000 м Гр. — Прим. авт.) в исследованиях Японской когорты выживших после атомной бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки однозначно доказало увеличение случаев онкозаболеваний, связанное с величиной дозы, а в последние годы появились свидетельства и о повышении риска сердечно-сосудистых заболеваний.

На Южном Урале люди получили облучение на мягкие ткани в диапазоне малых и средних доз, и только доза на ККМ для 8% населения находилась в разряде высоких доз. Пока чёткого понимания механизма и количественной оценки действия малых (ниже 200 мГр) или средних доз (200–1000 мГр) облучения на человека у научного сообщества нет. И есть работы, даже показывающие положительный эффект от малых доз. Поэтому важно было понять, насколько последствия у этого населения после облучения в более низком диапазоне доз могут отличаться от населения Японской когорты.

— Какие последствия облучения были у тех, кто попал под него на реке Теча?

— В когорту реки Теча (КРТ) вошло порядка 30 тысяч человек, которые родились до 1 января 1950 года и проживали на тот момент в каком-либо из 41 прибрежных сёл в Челябинской и Курганской областях и в течение последующих десяти лет. Всего за 58 лет на территории наблюдения было зарегистрировано 1933 случая опухолей, из них только 69 (3,6%) были связаны с облучением. Остальные случаи заболеваний были вызваны другими причинами.

Хуже обстояло дело с заболеваниями крови — лейкозами. Это было связано с тем, что в сбросах были долгоживущие радионуклиды стронций (Sr-90) и цезий (Cs-137). Поэтому костный мозг человека, ответственный за кроветворение, оказался мишенью для внутреннего облучения. Дозы, поглощённые в костном мозге за весь период наблюдения для облучившихся на Тече, были выше доз, накопленных в мягких тканях. Соответственно, и доля случаев лейкозов, которые можно предположительно связать с воздействием радиации, была выше, чем для остальных случаев злокачественных образований. Анализ показал, что примерно треть — 29 случаев лейкозов из 99, зарегистрированных за весь период наблюдения с 1953 по 2007 годы, — могли быть связаны с воздействием облучения.

— А на ВУРС последствия облучения были такими же?

— Давайте вспомним, что Восточно-уральский радиоактивный след образовался в результате теплового взрыва в одном из контейнеров в хранилище радиоактивных отходов на Южном Урале. Радиоактивное облако поднялось вверх и распространилось в северо-восточном направлении. Существенный вклад в суммарную активность вносили короткоживущие радионуклиды. А уже через два с половиной года действовали только долгоживущие радионуклиды стронций и иттрий 90 (90Sr+90Y с периодом полураспада 29 лет) и цезий (137Cs с периодом полураспада 30 лет).

Предварительные данные по анализу риска развития как лейкозов, так и ЗНО в когорте ВУРС не показали увеличения риска, связанного с воздействием радиации, поскольку средняя доза на ККМ составила всего 90 мГр для всех членов и уложилась в диапазон малых доз. Среди облученных только на ВУРС дозу свыше 1Гр получили всего 0,3% от всей когорты.

Нужно отметить одну особенность — на территории ВУРС волей случая оказались переселенцы, получившие до этого облучение на реке Теча. Таких было около 1500 человек. Соответственно, максимальная доза на мягкие ткани в 1,1 Гр была зарегистрирована у одного из этих людей. Но более 95% когорты ВУРС получили низкие дозы облучения на мягкие ткани за весь период наблюдения. Всего в КВУРС на территории наблюдения за 53 года наблюдения было зарегистрировано 1426 случаев злокачественных новообразований, и только 28 из них (1,9%) могли быть связаны с облучением. Остальные случаи были вызваны другими причинами.

При анализе в когорту ВУРС было включено население из 19 эвакуированных пунктов и дополнительно ещё из 14, прилегающих к границе переселения в головной части ВУРС.

— Получается, что риск развития злокачественных новообразований или заболевания крови (лейкоза) зависит от трёх факторов: состава радиоактивной смеси, величины дозы облучения и периода воздействия. Так?

— Если сравнивать цифры величин риска заболеть или умереть от ЗНО на единицу дозы у населения Южного Урала (которые указываются нами в научных статьях) с цифрами в Японской когорте, то на первый взгляд для неподготовленного человека будет непонятно, почему риск на единицу дозы при облучении в малых дозах не отличается от такового при высоких дозах. Надо понимать, что это не противоречит описанным выше результатам, поскольку эту «единицу дозы», а именно 1 Гр, на мягкие ткани, на который считается риск, в наших когортах практически никто не получил, кроме небольшого числа людей, получивших такую дозу на костный мозг.

Более того, риск — понятие вероятностное, а не обязательное. Если у человека вероятность заболеть повышена, то, чтобы она не превратилась в заболевание, важно ограничить влияние других вредных факторов, которые были перечислены в начале разговора. Комплексное воздействие вредных факторов ухудшает состояние здоровья больше, чем каждый фактор по отдельности.

Радиационные ситуации на Южном Урале — это наше неблагоприятное наследство из прошлого. Сравнительная оценка доли заболевших, возможно связанных с радиационным воздействием (2–3%), не уменьшает той беды, которую оно принесло самим заболевшим людям. Но в сравнении с ролью других факторов облучение является далеко не главной причиной этих заболеваний. Несмотря на то, что воздействие облучения невидимо, непонятно, а потому кажется очень страшным, вредное влияние множества других факторов, которые присутствуют не в прошлом, а в настоящем, на практике оказывается гораздо более значимым.