CC BY
13
УДК 618.2:614.876
ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГРУПП РИСКА ОТДАЛЕННЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАДИАЦИОННОГО ФАКТОРА НА ПОТОМКОВ, ПРАРОДИТЕЛИ КОТОРЫХ НАХОДИЛИСЬ В ЗОНЕ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Алтайский государственный медицинский университет, г. Барнаул Дударева Ю.А., Гурьева В.А., Евтушенко Н.В.
Прогнозирование репродуктивного здоровья потомков лиц, прародители которых находились в зоне радиационного воздействия, является одной из приоритетных задач не только медицинской, но и социально-экономической направленности. Целью исследования явилось определение групп риска, прежде всего высокой группы риска отдаленных радиационных последствий, для репродуктивного здоровья потомков. В исследование включены 112 женщин второго поколения потомков, прародители которых находились в зоне радиационного воздействия, и 53 женщины, родители и прародители которых проживали вне радиационного следа Семипалатинского ядерного полигона. Определение групп риска проводилось на основании результатов клинических и параклинических методов обследования, включающие изучение иммунной, гемостазиологической систем. На основании выявленных факторов риска создана «Прогностическая шкала риска нарушения репродуктивного здоровья женщин второго поколения потомков» с соответствующим программным обеспечением. Данная программа позволяет установить высокую степень риска (сумма баллов 29 и выше) нарушения репродуктивного здоровья и низкую (менее 29 баллов), что в свою очередь дало возможность обосновать и применить реабилитационную программу согласно степени риска.
Ключевые слова: радиационное воздействие, потомки, репродуктивное здоровье.
Prognosis of reproductive health of descendants of persons whose ancestors were in the zone of radiation exposure is one of the priority tasks, not only in medical, but also in social and economic direction. The aim of the study was to identify risk groups, first of all, a high risk group for long-term radiation consequences affecting the reproductive health of offspring. The study included 112 women of the second generation of offspring whose forefathers were in the radiation exposure zone and 53 women whose parents and grandparents lived outside the radiation trail of the Semipalatinsk nuclear test site. The definition of risk groups was based on the results of clinical and paraclini-cal methods of examination, including the study of immune, hemostasiological systems. The identified risk factors became the basis for the creation of "Prognostic risk scale for reproductive health of women of the second generation of offspring" with appropriate software. This program allows to establish a high degree of risk (the sum of points 29 and above) of reproductive health and low degree of risk (less than 29 points), which in turn made it possible to justify and apply the rehabilitation program according to the degree of the risk. Key words: radiation exposure, offspring, reproductive health.
В настоящее время значительно ухудшилось состояние репродуктивного здоровья женщин Алтайского края, особенно его юго-западных районов, что обусловлено общим снижением здоровья поколений родителей и прародителей [1, 2]. Одной из причин этого является воздействие радиационного фактора на прародителей вследствие испытания ядерного устройства на Семипалатинском полигоне 29 августа 1949 года. Изучение негативных последствий испытаний в Алтайском крае показало значительное ухудшение состояния здоровья, в том числе и репродуктивного [3].
Прогнозирование нарушения репродуктивного здоровья у потомков позволяет провести своевременное обследование и выбрать в зависимости от степени риска адресные реабилитационные мероприятия. Информативный способ прогнозирования патологии репродук-
тивной сферы позволит определить основные принципы формирования групп риска, что является на сегодняшний день приоритетной задачей, учитывая социально-экономическую значимость реабилитации потомков лиц, подвергшихся радиационному воздействию.
Целью исследования явилось определение групп риска отдаленных последствий радиационного воздействия на основании прогностической шкалы патологии репродуктивной системы с использованием математического моделирования у женщин, прародители которых находились в зоне радиационного воздействия.
Материалы и методы
Научно-квалификационная работа одобрена на заседании регионального этического комитета ФГБОУ ВО «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства
здравоохранения Российской Федерации (протокол №12 от 08.11.12 г.). На этапе одномоментного (поперечного) исследования, проводившегося в 2011-2014 гг., осуществлено углубленное изучение состояния здоровья 165 женщин фер-тильного возраста. Основную группу составили 112 женщин, являющихся вторым поколением потомков лиц, находившихся в зоне радиационного воздействия Семипалатинского полигона. В контрольную группу вошли 53 женщины, у которых родители, прародители и сами женщины не находились в зоне радиационного воздействия.
Для определения факторов риска применялись методики опроса, анкетирования, клинического и параклинического обследования женщин, а также данные из медицинской документации: обменно-уведомительной карты (форма 113/у), истории родов (№096/у), истории развития новорожденного (№097/у), медицинской карты амбулаторного больного (025/у-87). Изучение состояния иммунной системы потомков включало лабораторное исследование с оценкой Т-клеточного звена иммунитета: Т-клет-ки общие (СD 3+), Т-хелперы (СД3+ СD4+), цито-токсические Т-клетки (С08+), соотношение CD4/ С08. Исследовалось содержание в крови В-лимфо-цитов, фагоцитарный индекс как показатель фагоцитарной активности нейтрофилов. Определялись провоспалительные цитокины (TNF-a, ГЬ-1р, ^-6) с использованием тест-систем Ргосоп (ООО «Протеиновый Контур», г. Санкт-Петербург). Гемостазиологическое обследование дополнительно включало определение Д-димеров, протромбогенных полиморфизмов (гена ингибитора активатора плазминогена (РА1 1)) и мутаций (FV Лейдена, гена протромбина FII), для этого использовалась система «SNP-экспресс» (Литех, Москва).
Оценивался гормональный профиль обследованных: тиреотропный гормон гипофиза (ТТГ), тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3), фол-ликулостимулирующий гормон (ФСГ), люте-инизирующий гормон (ЛГ), пролактин (ПРЛ) и гормон яичников (прогестерон) с помощью автоматического иммунохемилюминесцентно-го анализатора 1ММ^ГТЕ 2000 DPC-SIEMENS.
Для установления основных факторов риска (предикторы) нарушения репродуктивного здоровья у женщин второго поколения потомков использовалось математическое моделирование. На матрице полученных в результате обследования данных разработана «Прогностическая шкала риска нарушения репродуктивного здоровья». Для определения различий и степени дифференцирующей силы изучаемых факторов проведен дисперсионный анализ (ANOVA). Определение значимости переменной проводилось на основании сравнения на-
блюдаемого и критического значений Р-стати-стики Фишера-Снедекора [4].
Статистическая достоверность результатов исследования оценивалась различными методами с учетом характера признака и типа распределения. Сравнение количественных признаков, прошедших проверку на соответствие нормального распределения между собой, проводилось с применением двухвыборочного i-теста с одинаковыми или различными дисперсиями в зависимости от ситуации после проведения теста на равенство дисперсий (двухвыборочного Р-те-ста). Для сравнения количественных признаков, не прошедших тест на соответствие нормальному распределению, использовался непараметрический метод - критерий Манна-Уитни (U). Сравнительный анализ качественных переменных проводился путем построения таблиц сопряженности 2x2. При сумме всех частот в таблице меньше 20 и/или при наличии ожидаемых частот менее 5 использовался точный двусторонний критерий Фишера. В случае если сумма частот более 20, - критерий Хи-квадрат (х2) с поправкой Йейтса на непрерывность [5]. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ STATISTICA 7.0 (StatSoft Inc., USA), статистического процессора IBM SPSS 21.
Результаты и обсуждение
Первоначально проведена оценка степени выраженности влияния каждого из факторов риска нарушения репродуктивного здоровья, выявленных у женщин второго поколения потомков.
Наиболее значимыми факторами риска, влияющими на репродуктивное здоровье, являются линия наследования (Р= 5,678, р=0,0001), показывающая, кто из прародителей находился в зоне радиационного воздействия (праматерь, праотец, оба прародителя), отягощенный репродуктивный анамнез у матерей (Р= 5,042, р=0,01), менархе (в возрасте 14 лет и старше) (Р= 5,042, р=0,01), хронический эндометрит (Р= 7,264, р=0,01), нарушения менструального цикла (Р=13,370, р=0,0001), осложненное течение предыдущих беременностей (Р=13,705, р=0,0001) самопроизвольное прерывание беременности в 1 триместре (Р=3,530, р=0,003) и преждевременные роды (Р=3,428; р=0,01) в анамнезе.
Очень тесно связана с функционированием гипоталамо-гипофизарной системы, проявляющейся нарушением менструальной функции, поздним менархе, у женщин второго поколения функция щитовидной железы. Выявлено повышение уровня ТТГ до 5,4±1,8 мМЕ/л (р=0,023), при этом доказано влияние повышенного уровня ТТГ (Р=6,319; р=0,001) на репродуктивное здоровье женщин второго поколения потомков, что подтверждает наличие субклинического гипоти-
реоза как проявление отдаленных последствий радиационного воздействия. Одной из причин формирования которого является аутоиммунный тиреоидит, частота которого значительно выше, чем в контрольной группе (11,6%; р=0,039). Медиана антител к тиреопероксидазе составила 93,0 ^025 46,9; V075 995,0], при этом выявлена корреляционная зависимость между уровнем ТТГ и антителами к тиреопероксидазе (г=0,377, р=0,002). Следовательно, патология щитовидной железы является одним из факторов риска репродуктивных нарушений.
В качестве дополнительных факторов риска с доказанным воздействием на репродуктивную систему выступают нарушения в иммунной системе. Среди нарушений иммунной системы как отдаленных последствий радиационного воздействия ведущими факторами, влияющими на здоровье потомков, являются сниженный уровень цитотоксических Т-клеток (Р=9,218; р=0,001), повышенный уровень провоспали-тельных цитокинов (Р=12,380; р=0,0001), прежде всего интерлейкина 6.
Нарушение функциональной активности клеточного звена иммунитета, угнетение про-тивоинфекционной защиты организма, ци-токиновый дисбаланс обуславливают более высокую частоту гинекологических заболеваний, прежде всего воспалительных заболеваний женских половых органов (64,3%; р=0,0001), которые могут быть одной из причин нарушения менструального цикла (27,7%; р=0,0002). Дополнительным фактором риска, влияющим на состояние
репродуктивного здоровья, является патология системы гемостаза, прежде всего полиморфизм гена PAI-1 (F=8,777; р=0,001).
Вклад каждого из факторов в нарушение репродуктивного здоровья различен. Для оценки степени выраженности влияния факторов на состояние репродуктивного здоровья в поколениях введена балльная система, для расчета которой использована методика математического моделирования. К основным факторам, обуславливающим нарушение репродуктивного здоровья в поколениях, отнесена линия наследования. Так, в 3,0 раза был более высоким риск (4,8 б.) нарушения репродуктивного здоровья у женщин второго поколения потомков, если праматерь находилась в зоне радиационного воздействия, меньший риск (1,6 б.) имеется для потомков, у которых праотец подвергся воздействию радиации (таблица 1). Более весомыми факторами, оказывающими воздействие на репродуктивное здоровье потомков, являются показатели, характеризующие состояние иммунной системы и системы гемостаза, такие как иммунорегуляторный индекс (32,1 б.) и Т-кил-леры/супрессоры (11,3 б.), а также интерлейкин 6 (5,9 б.), гомозиготная форма полиморфизма РА1-1 (4,7 б.), еще раз доказавшие влияние иммунной дисфункции и нарушений в системе гемостаза на состояние репродуктивного здоровья женщин второго поколения потомков. Балльная оценка каждого из предикторов с рассчитанным поправочным коэффициентом приведена в таблице 1.
Факторы риска Баллы
Анамнестические данные
Линия наследования 4,820 (праматерь) 3,213 (праматерь и праотец) 1,607(праотец)
Отягощенный репродуктивный анамнез у матерей и праматерей 7,114
Менархе (14 лет и старше) 0,793
Хронический эндометрит 7,380
Нарушения менструального цикла 6,258
Самопроизвольное прерывание беременности в 1-м триместре в анамнезе 3,001
Отсутствие осложненного течения предыдущих беременностей -0,662
Отсутствие преждевременных родов в анамнезе -0,356
Лабораторные критерии
Иммунорегуляторнный индекс 32,062
Т-киллеры/ супрессоры (%) 11,257
Интерлейкин 6 5,884
Отношение ЛГ/ФСГ 7,223
Фолликулостимулирующий гормон в крови соответствует норме -4,848
Тиреотропный гормон 5,290
Гомозигота РА1 4,657
Поправочный коэффициент 4,26
Таблица 1
Прогностическая шкала риска нарушения репродуктивного здоровья женщин второго поколения потомков, прародители которых находились в зоне радиационного воздействия
Для определения групп риска проведен расчет границы разделения баллов на низкий и высокий риски. С этой целью предварительно проводился тестовый расчет степени риска у женщин основной группы. На диаграмме рассеяния (рисунок 1), построенной на основании рассчитанной степени риска женщин второго
На основании градации рисков среди женщин второго поколения потомков к группе высокого риска нарушения репродуктивного здоровья отнесены более половины (53,7±1,5%) женщин второго поколения потомков, прародители которых находились в зоне радиационного воздействия, группе низкого риска - 46,3±1,5%. В контрольной группе ни одна женщина не соответствовала высокой степени риска (р=0,0001) нарушения репродуктивного здоровья, все отнесены к группе низкого риска (100%; р=0,0001).
Для оценки эффективности предложенной шкалы риска определена чувствительность и специфичность. Первоначально оценка точности прогностической шкалы проводилась на имеющихся данных женщин основной группы (п=67). Далее выполнена внешняя валидиза-ция шкалы на тестовой группе женщин второго поколения потомков (п=30), не входящих в основную группу, что позволило снизить вероят-
поколения потомков, визуально можно определить разделение внутри данной группы на две подгруппы, поэтому за границу раздела взята медиана баллов, равная 29,4 [У025 16,2; V075 62,0]. Таким образом, установлен предел низкого риска от 0 до 29 баллов и высокого риска при сумме баллов 29 и выше.
ность завышения точности из-за применения выборки, на которой эти данные получены. Диагностическая оценка прогностической шкалы показала ее высокую чувствительность - 83,9%, при этом прогностическая ценность положительной оценки риска (ПЦП) составила 86,7%, т.е. нарушение репродуктивной функции прогнозируется практически в 87% случаев при оценке риска 29 баллов и более.
Прогностическая ценность отрицательного результата теста (ПЦО) также высока - 84,8%. Специфичность прогностической шкалы -90,3%, т.е. практически на 90,0% можно спрогнозировать отсутствие нарушения репродуктивной функции при рассчитанном риске менее 29 баллов.
Как показано в таблице 2, эффективность разработанной программы, проверенная на тестовой выборке, практически не отличается от полученной при первоначальной оценке.
Показатели Основная группа (п=67) Тестовая группа (п=30) р
Чувствительность ^е), % 83,9 83,3 >0,05
Специфичность ^ ), % 90,3 91,7 >0,05
ПЦО, % 86,7 93,6 >0,05
ПЦП, % 84,8 78,6 >0,05
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
+
Высокий рк ск
1
+
Низкий р ИСК
10 20 30 40 50 60 70 80
Баллы
90
Рисунок 1.
Диаграмма рассеяния баллов женщин второго поколения потомков
0
Таблица 2
Оценка эффективности прогностической шкалы риска нарушения репродуктивного здоровья женщин второго поколения потомков, прародители которых находились в зоне радиационного воздействия
С целью визуальной оценки зависимости истинно положительных результатов оценки риска от ложноотрицательных построена ROC-кривая (Receive Operative Curve). Для экспертной оценки прогностической шкалы использован показатель площади под кривой AUC (Area Under Curve), который в нашем случае равен 0,84 (ДИ 95%: 0,74; 0,94), что говорит об очень хорошем качестве шкалы, согласно экспертной шкале для значений AUC [4]. Следовательно, расчет риска, согласно данной шкале, позволяет практически в 86,7% случаев прогнозировать нарушения репродуктивного здоровья.
На базе приведенной «Прогностической шкалы риска нарушения репродуктивного здоровья» разработана программа для ЭВМ.
Заключение
Принцип формирования групп риска отдаленных последствий радиационного воздействия, согласно выявленным факторам воздействия после соответствующего обследования, основывается на расчете баллов, по которым выявляется высокий и низкий риск репродуктивных нарушений. При сумме баллов более 29 женщина второго поколения потомков относится к высокой группе риска, менее 29 -к низкой. В случае принадлежности женщины к группе высокого риска проводится персонифицированная реабилитационная программа, направленная на коррекцию выявленных нарушений. При низком риске через определенный период времени требуется переоценка степени риска при появлении дополнительных неблагоприятных факторов воздействия.
Данная модель прогноза отдаленных радиационных последствий на состояние репродуктивного здоровья и принцип формирования групп риска может быть использована в том
числе для определения риска последствий и других факторов экологического неблагополучия.
Список литературы
1. Шойхет Я.Н., Козлов В.А., Коненков В.И., Киселев В.И., Труфакин В.А., Сенников С.В., Колядо И.Б., Алгазин А.И. Иммунная система неселения, облученного на следе ядерного взрыва. Барнаул:, 2002.
2. Гурьева В.А. Состояние здоровья женщин в двух поколениях, проживающих на территории, подвергшейся радиационному воздействию при испытаниях ядерного устройства на Семипалатинском полигоне : автореф. дис. д-ра мед. наук. СПб., 1996.
3. Дударева Ю.А., Гурьева В.А. Отдаленные последствия радиационного воздействия на женское население, проживающее на территории, прилегающей к Семипалатинскому полигону. Практическая медицина. 2013; 7 (76): 97-102.
4. Дронов С.В. Многомерный статистический анализ. Барнаул, 2006.
5. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. Москва, 2006.
Контактные данные
Автор, ответственный за переписку: Дударева Юлия Алексеевна, д.м.н., доцент кафедры акушерства и гинекологии с курсом ДПО Алтайского государственного медцинского университета, г. Барнаул. 656038 г. Барнаул, пр. Ленина, 40. Тел.: (3852) 689622. E-mail: julia.dudareva@mail.ru
