Северский биофизический научный центр

КРАТКИЙ ОТЧЕТ
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФГУП «СЕВЕРСКИЙ БИОФИЗИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР» ФМБА РОССИИ
за 2009 г.
ЗАТО Северск
1. Результаты научно-исследовательской деятельности института
3.1. Итоги выполнения НИР по Государственным контрактам,
заключённым с ФМБА России
Государственный контракт №56.002.07.0. от 26.01.2007 г.,
"Генетические аспекты патогенеза основных заболеваний человека в условиях
долговременного радиационного воздействия низкой интенсивности
(на примере злокачественных новообразований, острого инфаркта миокарда,
заболеваний щитовидной железы"
Цель работы – оценка генетических аспектов патогенеза наиболее значимых заболеваний при
воздействии ионизирующего излучения (ИИ) низкой интенсивности.
В 2009 г. сформирован банк ДНК жителей ЗАТО Северск и работников СХК с заболеваниями
щитовидной железы общей численностью 555 образцов; банк ДНК и цитогенетического материала
работников СХК и жителей ЗАТО Северск со злокачественными новообразованиями (ЗНО) с общей
численностью 447 образцов; банк ДНК из тканевых проб опухолевой и здоровой ткани работников СХК –
487 образцов; банк ДНК работников СХК и жителей ЗАТО Северск, перенёсших острый инфаркт миокарда
(ОИМ) – 495 образцов и банк ДНК и цитогенетического материала здоровых работников СХК – 1143 образца.
Установлена важная патогенетическая роль всех основных путей системы репарации, и, в частности
BER, NER, HR и NHEJ в защите организма человека от канцерогенного действия ИИ. Система эксцизионной
репарации (NER и BER) оказалась чувствительной и специфичной к модифицирующему действию γизлучения, в то время как системы гомологичной и негомологичной репарации связаны с канцерогенным
риском как на фоне облучения, так и без него. Индивидуальная радиочувствительность (ИРЧ) и
предрасположенность к развитию ЗНО при хроническом облучении, по-видимому, обеспечивают системы
эксцизионной репарации. Получены данные об ассоциации мажорных аллелей и генотипов XRCC1 839G*
XRCC1 1196G*, hOGG1 977CС, XPD1 2251AА (Lys751Gln) rs13181, XRCC5 Ex21-238G* rs2440, с риском
развития ЗНО у работников, подвергавшихся низкоинтенсивному облучению.
Установлена ключевая роль генов-супрессоров опухолевого роста в развитии ЗНО на фоне
облучения. Смещение регуляторных функций генов-супрессоров в сторону увеличения регуляции активности
системы апоптоза и уменьшение регуляции репаративных процессов является фундаментальным
физиологическим механизмом, лежащим в основе индивидуальной предрасположенности к радиационному
канцерогенезу.
Изучена популяционная распространённость полиморфных вариантов генов DIO1, DIO2 и TSHR у
детей ЗАТО Северск. У детей ЗАТО Северск выявлены отличия в распределении частот аллелей генов TSHR
(206G/C; p = 0,001) и DIO2 (674A/G; p = 0,05) по сравнению с населением Европы.
Показана взаимосвязь риска развития ОИМ с полиморфными локусами генов XPG 3310G>C
(Asp1104His) rs17655 и TP53+119C>G Arg72Pro rs1042522. Установлена важная патогенетическая роль
системы репарации (даже более важной по сравнению с системой апоптоза), и, в частности NER и GSDDA в
защите организма человека от негативного действия ионизирующего излучения, что делает перспективными
дальнейшие, более углубленные исследования механизмов этого процесса.
Государственный контракт №56.003.07.0. от 26.01.2007 г., шифр "Архив"
"Создание электронного архива медицинской документации персонала СХК"
Разработаны программные средства интеграции медицинской информации в виде визуального образа
в структуру РМДР персонала СХК и населения ЗАТО Северск. С целью последующего формирования
электронной справочной системы был разработан алгоритм распределения отсканированной медицинской
документации.
В течение 2009 г. была выполнена обработка и сканирование 153 карт работников реакторного
производства (РП) СХК, находившихся в архиве СБН Центра и 36 карт, поступивших в архив в 2009 г. после
увольнения этих работников с данного производства, а также
2 875 карт работников плутониевого
производства (ПП) СХК. С учётом числа карт, отсканированных в период 2007-2009 г. общая численность
архивных амбулаторных карт, существующих в виде визуальных образов составляет: 3 239 карт работников
РП СХК и 2 875 карт работников ПП СХК. В настоящее время в архиве СБН Центра содержится 7 260 карт
бывших работников РП и ПП СХК, число которых увеличивается по мере увольнения работников с СХК.
Подготовлено методическое письмо "Основные принципы и ресурсное обеспечение создания электронных
архивов медицинской документации".
Государственный контракт №56.004.07.0. от 26.01.2007 г., шифр "Эффекты
"Клинико-эпидемиологический анализ риска и механизмов формирования
неонкологических стохастических эффектов длительного воздействия ионизирующего излучения в
диапазоне "малых" доз (на примере острого инфаркта миокарда)"
Проведён сравнительный анализ уровней заболеваемости ОИМ для персонала основного
производства (ОП) СХК, имеющего дозовые нагрузки, в зависимости от уровня радиационного воздействия.
После многократных расчётов коэффициентов стандартизованного относительного риска в мелких дозовых
интервалах для уточнения формы зависимости "доза-эффект" не было найдено чёткого подтверждения
наличия этой важной причинно-следственной связи для ОИМ и профессионального внешнего γ-излучения в
изученном диапазоне доз.
По результатам проведённого анализа предикторами для развития ОИМ у персонала ОП в порядке
убывания по степени значимости являлись: стаж работы в контакте с источниками ИИ (β-коэффициент = 1,49;
р = 0,0002);
отношение
стажа
работы
к
возрасту
начала
облучения
(β-коэффициент = 1,18;
р = 0,0038); отношение дозы облучения к продолжительности облучения (β-коэффициент = 0,96; р = 0,02);
гиподинамия (β-коэффициент = 0,92; р = 0,0002); АГ (β-коэффициент = 0,78; р = 0,0015); отношение дозы
облучения
к
возрасту
начала
профессионального
облучения
(β-коэффициент = -0,72;
р = 0,053);
2
гиперхолестеринемия (β-коэффициент = 0,51; р = 0,0058); наличие наследственных отягощений по ССЗ (βкоэффициент = -0,48; р = 0,01). В совокупности эти предикторы позволяли предсказать развитие заболевания
в 94,3% случаев.
Государственный контракт №56.001.09.0. от 20.04.2009 г., шифр "Дозиметрия"
"Разработка метода оценки доз внутреннего облучения персонала
Сибирского химического комбината, обусловленного ингаляционным поступлением Плутония – 239, на
основании измерений активности нуклида в моче.
Определение функциональных зависимостей содержания плутония
в организме (органах) после прекращения поступления нуклида"
Цель работы – расчёт содержания плутония в организме и скорости его экскреции по модели "Доза2005" в условиях равномерного ингаляционного поступления нуклида. Получение функциональных
зависимостей содержания плутония в организме (органах) после прекращения поступления нуклида.
Создание численной модели расчёта дозы облучения по результатам измерения активности плутония в моче.
Проведены математические операции с использованием параметров обмена плутония в организме по
биокинетической модели "Доза-2005" (ЮУрИБФ ФМБА России) при ингаляционном поступлении
стандартных аэрозолей с АМАД 5 мкм и с транспортабельностью 0,3%. Получены в числовом выражении
зависимости содержания плутония от продолжительности поступления для отделов дыхательного тракта и
органов и тканей внелёгочной системы. Получено аналитическое выражение зависимости скорости
поступления плутония в жидкостную систему организма человека от продолжительности поступления.
Разработана модель расчёта ожидаемой эквивалентной на органы и эффективной доз облучения
плутонием. Полученное графическое представление зависимости содержания плутония в лёгких практически
совпадает с графическим представлением такой зависимости в Публикации 67 МКРЗ для аэрозолей типа S,
вплоть приблизительно, до 3 000 суток, начиная с которых в настоящей работе, в отличие от МКРЗ-67 ,
содержание
239
Pu меняется незначительно, что можно объяснить наличием радионуклида в связанном
состоянии.
Полученное в настоящей работе значение дозового коэффициента 1,547 Зв/Бк практически совпадает
со значением 1,5 Зв/Бк, полученным при использовании Модели МКРЗ-66. Однако необходимо отметить, что
в последнем случае оно получено для аэрозолей с АМАД, равным 1 мкм, а они характеризуются меньшей
долей задержки в верхних дыхательных путях. Очевидно, что применение в модели МКРЗ-66 аэрозолей с
размером частиц 5 мкм приведёт к уменьшению значения дозового коэффициента. Кроме того, в настоящем
исследовании не учтён вклад в рассчитанную дозу от облучения других мягких тканей, тканей ЖКТ и т.д.,
которые в отдельности, по нашим расчётам, были незначительны, но суммарное их значение могло несколько
повысить указанную выше величину. Такое отличие можно объяснить также введением в модель "Доза-2005"
камер, не вступающего в обмен "связанного" 239Pu.
Рассчитаны дозы внутреннего облучения для группы некурящих работников цеха №1 ХМЗ СХК,
работающих с нерастворимыми и ограниченно растворимыми соединениями плутония.
Государственный контракт №56.003.09.0. от 22.06. 2009 г., шифр "Здоровье"
"Исследование динамики показателей общественного здоровья, его определяющих факторов и
формирование современной стратегии охраны и улучшения
здоровья населения (на примере населения ЗАТО Северск)"
3
Цель работы – комплексная оценка факторов, определяющих состояние общественного здоровья населения,
оценка динамики основных его показателей и разработка современной стратегии охраны и улучшения
здоровья населения (на примере закрытой устойчивой популяции ЗАТО Северск).
Существенная роль в формировании медико-демографических потерь населения ЗАТО Северск
принадлежит лицам мужского пола, находящимся в активном, трудоспособном возрасте, а сами потери
обусловлены скорее воздействием факторов образа жизни, биологических и психосоциальных факторов, чем
недостатками медицинского обслуживания; в качестве аргумента можно привести постепенное снижение
показателей мёртворождаемости, перинатальной и младенческой смертности среди представителей изучаемой
нами популяции на протяжении всего изучаемого периода.
Основными причинами смерти как всего населения ЗАТО Северск в целом, так и отдельно лиц
трудоспособного возраста, служили болезни системы кровообращения, ЗНО и внешние причины. Для всех
них характерен высокий темп роста, превышающий аналогичный показатель, рассчитанный для Томской
области и РФ.
Показатель смертности от ЗНО в течение изучаемого нами периода увеличился в 3,2 раза, причём
рост показателя для мужчин превышал значение аналогичного показателя для женщин. Обращает на себя
внимание тот факт, что 13,6% мужчин и 13,4% женщин, умерших от ЗНО, находились в активном
трудоспособном возрасте (30-49 лет). Структура онкологической смертности изучаемой популяции схожа со
структурой этого явления в целом по РФ.
Результаты исследования показателей заболеваемости и инвалидности населения ЗАТО Северск в
период 1970-2005 гг. показали, что на фоне снижения общего показателя первичной заболеваемости,
обусловленного уменьшением количества впервые выявляемых случаев болезней органов дыхания,
пищеварения и травм, наблюдается рост количества впервые зарегистрированных БСК, болезней
эндокринной системы и ЗНО.
Динамика показателей заболеваемости так называемыми "социальными" болезнями (наркологические
расстройства и болезни, передающиеся половым путём) имела схожий характер.
В результате исследования структуры и динамики онкологической заболеваемости в популяции
ЗАТО Северск в период 1970-2005 гг. было установлено, что первичная заболеваемость ЗНО имела
тенденцию к увеличению на протяжении всего изучаемого периода. В структуре заболеваемости мужчин
преобладали ЗНО органов пищеварения, грудной клетки и органов дыхания, а так же кожи (включая
меланому); у женщин основными локализациями ЗНО были органы пищеварения, молочные железы и
половые органы.
Государственный контракт №56.002.09.0 от 20.04.2009 г.,
шифр "Радиочувствительность"
"Генетические маркеры и механизмы индивидуальной радиочувствительности
в условиях долговременного радиационного воздействия низкой интенсивности.
Сравнительный анализ частот полиморфных вариантов
генов ферментов репарации ДНК"
Цель работы – исследование патогенетической роли нормальной генетической изменчивости,
цитогенетических нарушений и генетической нестабильности) в развитии ЗНО и острых коронарных
катастроф под действием внешнего и сочетанного (внешнего и внутреннего) облучения в диапазоне "малых"
и "средних" доз.
4
В результате применяемых нами подходов: полиморфного анализа и группового принципа
организации исследуемых выборок удалось значительно уточнить полученные ранее результаты. Было
показано, что полиморфизм TP53Ex11+2042T>G: rs8073498 (его мажорный генотип) имеет рисковую
значимость для возникновения ЗНО, но она проявляется только при облучении в дозах > 200 мЗв. В
предыдущих исследованиях не была установлена зависимость от факта облучения, это как раз и связано с тем,
что она проявляется только при облучении в дозе > 200 мЗв. Было показано, что рисковая значимость А/А
генотипа TP53+119C>G Arg72Pro: rs1042522 проявляется только при облучении в дозе < 200 мЗв и эта доза
является переломной в его патогенетическом значении. При облучении в дозе < 200 мЗв главенствующую
роль в защите организма от канцерогенного действия радиации играют репарационные процессы, > 200 мЗв
становится всё более важной роль процесса апоптоза, способного элиминировать из организма повреждённые
клетки. Однозначно установлена рисковая значимость на фоне облучения гетерозиготного генотипа 1515bp 3'
of STP C>T: PTEN и наиболее ярко оно проявляется при облучении в высокой дозе, что также связано с его
регуляторными функциями в системе рапарации и апоптоза. Таким образом, проведенный нами
полиморфный анализ однозначно указывает 2 ключевые системы организма ответственные за ИРЧ – это
система репарации и апоптоза.
3.4. Итоги внедрения результатов НИР в практику
В
2009 г.
для
внедрения
в
практику
результатов
проведённых
исследований,
в
целях
совершенствования системы медицинской помощи персоналу предприятий атомной индустрии и населению,
проживающему в зоне их воздействия разработаны следующие методические документы:
– Методическое письмо "Основные принципы и ресурсное обеспечение создания электронных
архивов медицинской документации".
– Методические
рекомендации"Генетическое
тестирование
риска
развития
злокачественных
новообразований, острого инфаркта миокарда и заболеваний щитовидной железы у персонала радиационноопасных производств, подвергающихся длительному радиационному воздействию.
– Методические рекомендации "Оценка риска заболевания острым инфарктом миокарда, основных
факторов риска и механизмов их реализации в патогенезе острого инфаркта миокарда у персонала ядерно- и
радиационно-опасных производств".
В 2009 г. сотрудниками СБН Центра было опубликовано (и принято к печати):
5 монографий, 25 статей в центральных рецензируемых российских и зарубежных журналах. В сборниках
трудов международных и национальных конференций, симпозиумов и конгрессов опубликовано 11 тезисов
докладов.
5