CC BY
89
Проблема рака щитовидной железы в России после аварии на Чернобыльской АЭС: оценка радиационных рисков, период наблюдения 1991-2008 гг.
Иванов В.К., Цыб А.Ф., Максютов М.А., Туманов К.А., Чекин С.Ю., Кащеев В.В., Корело А.М., Власов О.К., Щукина Н.В.
ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России, Обнинск
Впервые проведён совместный анализ заболеваемости раком щитовидной железы населения Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей за период 1981-2008 гг. Средняя численность населения указанных областей за рассматриваемый период - 5,1 миллиона человек. В этот же период, по данным Национального радиационно-эпидемиологического регистра, было выявлено 9l 20 случаев рака щитовидной железы. В работе использованы величины среднерайонных доз облучения щитовидной железы. Районы указанных областей сгруппированы в 4 зоны по величине дозы облучения: менее 10 мГр, [10, 20) мГр, [20, 50) мГр, 50 мГр и более. В качестве инструментов анализа использованы грубый и повозрастной показатели заболеваемости. Установлено, что число ежегодно выявляемых случаев рака щитовидной железы среди населения указанных областей за период наблюдения возросло почти в 6 раз на фоне продолжающегося сокращения численности их населения. Динамика грубого показателя заболеваемости в рассматриваемых областях в период 19812008 гг. характеризуется линейным трендом. Практически во всех возрастных группах наблюдается рост грубого показателя на протяжении всего периода. В 1991-2008 гг. в большинстве возрастных групп значение грубого показателя для лиц, проживающих на территории со среднерайонной дозой облучения щитовидной железы 50 мГр и более, превышает его значение для прочих территорий. По индивидуальным данным Российского государственного медико-дозиметрического регистра установлена статистически значимая дозовая зависимость частоты заболеваемости раком щитовидной железы для детей и подростков (0-17 лет) на момент аварии на Чернобыльской АЭС (ERR/Gy=3,22; 95 % ДИ (1,56; 5,81)). Установлено, что избыточный относительный риск у мальчиков на единицу дозы (ERR/Гр) в 2,9 раза выше, чем у девочек.
Ключевые слова: Чернобыльская АЭС, загрязнённая радионуклидами территория, население, рак щитовидной железы, заболеваемость, грубый показатель, стандартизованное отношение заболеваемости, избыточный относительный риск.
Приближается 25-я годовщина крупнейшей в истории человечества техногенной радиационной катастрофы на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС (ЧАЭС). Вопросы ее медицинских радиологических последствий занимают значимое место в ведущих отечественных и международных научных изданиях. Особое место в оценке радиологических последствий аварии на ЧАЭС отводится изучению динамики заболеваемости раком щитовидной железы (РЩЖ) населения наиболее загрязненных радионуклидами территорий России.
Через 5 лет после аварии на ЧАЭС рост заболеваемости РЩЖ среди лиц из населения загрязненных территорий, бывших детьми на момент облучения, был отмечен в Белоруссии,
Иванов В.К.* - Председатель РНКРЗ, зам. директора по научн. работе, член-корр. РАМН; Цыб А.Ф. - директор, академик РАМН; Максютов М.А. - зав. лаб., к.т.н.; Туманов К.А. - научн. сотр.; Чекин С.Ю. - ст. научн. сотр.; Кащеев В.В. - ст. научн. сотр., к.б.н.; Корело А.М. - вед. программист; Власов О.К. - зав. лаб., д.т.н.; Щукина Н.В. - научн. сотр. ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития России.
* Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королева, 4. Тел.: (495) 956-94-12, (48439) 9-30-79; e-mail: [email protected].
России и Украине [4, 5, 7]. Наибольший рост заболеваемости РЩЖ наблюдался в первые 5 лет после так называемого латентного периода (для радиационно-обусловленных РЩЖ латентный период принимают равным 5 лет). Принято полагать, что дети (на момент облучения) могут быть отнесены к группе повышенного радиационного риска по РЩЖ. Для лиц из населения, взрослых на момент облучения, к настоящему времени не показан радиационный риск по РЩЖ.
В настоящей работе впервые выполнен совместный анализ данных о заболеваемости РЩЖ населения Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей - наиболее загрязнённых после аварии на ЧАЭС областей России. Суммарная численность населения указанных областей - более 5 миллионов человек. Анализируемые данные о заболеваемости РЩЖ сгруппированы по 3 периодам наблюдения примерно равной продолжительности: «доаварийный и латентный» - 1981-1990 гг., «первый постлатентный» - 1991-2000 гг. и «второй постлатентный»
- 2001-2008 гг. В качестве инструментов анализа использованы грубый и повозрастной показатели заболеваемости, стандартизованное отношение заболеваемости (SIR; контроль - Россия), избыточный относительный риск (ERR).
Радиоэкологическая ситуация
Загрязнение радионуклидами территории России в результате аварии на ЧАЭС происходило 28-29 апреля 1986 г. вследствие переноса радиоактивного облака и выпадения осадков. Сформировались 2 пятна радиоактивного загрязнения: первое - на границе Брянской области с Могилёвской и Гомельской областями Белоруссии, второе - на территории ряда районов Калужской, Тульской и Орловской областей (рис. 1).
Рис. 1. Карта плотности загрязнения Cs территории СССР [8].
Данные о загрязнении территории России опубликованы [1]. При этом они могут быть неполными географически или представлены изолиниями вместо точечных значений для конкретных населённых пунктов. Плотность загрязнения 137Сэ населённых пунктов рассматриваемых областей была реконструирована на основе опубликованных данных (рис. 2).
Рис. 2. Карта реконструированной плотности загрязнения 137Сэ населённых пунктов
рассматриваемых областей.
Дозы облучения щитовидной железы радиоизотопами йода для лиц из населения загрязнённых территорий были получены на основе данных о плотности загрязнения 137Сэ (вычисления выполнены на основе официальной методики [3]) и каталога среднерайонных доз [2], реконструированных с использованием данных прямых измерений дозы облучения щитовидной железы лиц из населения и данных по радиометрии молока (рис. 3).
В силу имеющейся неопределённости в оценках доз, а также некоторой неполноты и противоречивости в экспериментальных и реконструированных данных, представляется подходящим использовать в радиационно-эпидемиологических исследованиях величины среднерайонных доз облучения щитовидной железы (рис. 4). Наибольшие значения среднерайонных доз облучения щитовидной железы характерны для юго-западных районов Брянской области: Красногорского, Гордеевского и Злынковского. Высокие значения доз также характерны для Жиздринского, Ульяновского и Хвастовичского районов Калужской области, Болховского, Дмитровского и Троснянского районов Орловской области, а также Арсеньевского, Плавского и Каменского районов Тульской области.
Рис. 3. Карта распределения средних доз облучения щитовидной железы в населённых пунктах рассматриваемых областей.
в районах рассматриваемых областей.
Представляется, что используемый период наблюдения с 1981 по 2008 гг. позволит сравнить заболеваемость РЩЖ до аварии и в длительный период после аварии. Время наблюдения разделено на 3 периода примерно равной продолжительности: «доаварийный и латентный» -1981-1990 гг., «первый постлатентный» - 1991-2000 гг. и «второй постлатентный» -2001-2008 гг.
Демографическая ситуация в рассматриваемых областях в целом близка к таковой в России и характеризуется сокращением численности населения, особенно значительным в последние 10-15 лет. За рассматриваемый период суммарная численность населения рассматриваемых областей сократилась с 5,3 до 4,8 миллионов человек. Средняя численность населения 4 областей за рассматриваемый период - 5,1 миллиона человек. 33,2 % населения рассматриваемых областей проживает в областных центрах. С 1985 по 1989 гг. в Брянской, Калужской и Орловской областях были образованы 9 новых районов. К настоящему времени административное деление рассматриваемых областей представлено 103 муниципальными районами и городскими округами, в том числе 4 областными центрами.
Данные о численности населения районов рассматриваемых областей (по половозрастным группам) базируются на информации областных комитетов статистики за период 19822000 гг. и результатах переписи населения России 2002 г. Данные по состоянию на 20032008 гг. были получены путём экстраполяции порайонных данных за предыдущий период с учётом тенденций в аналогичных половозрастных группах по соответствующим областям в целом (по официальным данным формы 2РН Росстата; рис. 5).
250000 200000 150000
100000
50000 0
0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 39-34 35-39 40-44 45-49 50 54 55-59 60-64 65-69 70-74 75-79 ВО пет
года лет лет лет года лет года лет года лет года лет года лет года лет и
старше
Рис. 5. Половозрастная структура населения рассматриваемых областей
на 1 января 2006 г.
Мужчины составляют 46 % от полной численности населения, женщины - 54 %. В возрастах до 20 лет численность мужчин несколько превышает численность женщин: 51 % и 49 % соответственно. В возрастных группах 20-24 года и 25-29 лет, соотношение мужчин и женщин
примерно 1:1. Начиная с возраста 30-34 года доля женщин возрастает (51 %) и к возрасту 75-79 лет достигает доли 72 %. В возрастной группе 80 лет и старше доля женщин превышает 81 %.
Дети (возраст менее 15 лет) составляют 13 % от полной численности населения, лица так называемого трудоспособного возраста (менее 60 лет для мужчин и менее 55 лет для женщин)
- 62 %, а лица старше трудоспособного возраста - 24 %. Возрастная группа 60-64 года - мала, она включает так называемых детей войны - лиц, рождённых во время или вскоре после второй мировой войны.
После аварии на ЧАЭС регистрации, диагностике и лечению онкологических заболеваний среди населения рассматриваемых областей уделяется особое внимание, что, в частности, может приводить к так называемому эффекту скрининга при рассмотрении абсолютных значений показателей онкологической заболеваемости наблюдаемого населения. В настоящей работе используются данные о случаях заболеваний РЩЖ, собираемые на регулярной основе в рамках ведения подрегистра РЩЖ Национального радиационно-эпидемиологического регистра. Источником данных о случаях заболеваний РЩЖ выступают областные онкологические диспансеры.
В качестве контрольных при вычислении SIR использовались показатели заболеваемости РЩЖ населения России в соответствующих половозрастных группах в соответствующие годы наблюдения.
Дескриптивная эпидемиология
За период 1981-2008 гг. среди населения рассматриваемых областей было выявлено 9120 случаев РЩЖ (рис. 6, 7).
В период 1981-1986 гг. в среднем выявлялось 102 случая РЩЖ в год. Минимальное число случаев за этот период было выявлено в 1984 г. - 78 случаев. В 1987 г. число выявленных случаев значительно возросло - до 169. Далее число выявленных случаев практически не изменялось в период 1987-1990 гг., составляя в среднем 165 случаев в год. В период 1991-1995 гг. наблюдался значительный рост числа случаев: 197 случаев в 1991 г., 396 случаев в 1995 г. В период 1995-2001 гг. наблюдался очередной, но не столь значительный рост числа случаев с максимумом 437 случаев в 1999 г. В период 2002-2008 гг. наблюдался очередной рост числа выявленных случаев. В 2008 г. было выявлено максимальное число случаев за весь период наблюдения - 592.
Таким образом, число ежегодно выявляемых случаев РЩЖ за период наблюдения возросло почти в 6 раз. За «доаварийный и латентный» период (1981-1990 гг.) было выявлено 1272 случая РЩЖ, за «первый постлатентный» период (1991-2000 гг.) - 3585 случаев, а за «второй постлатентный» период (2001-2008 гг.) - 4263 случая.
Среди мужчин было выявлено 1396 случаев РЩЖ, среди женщин - 7724 случая, что составляет 15 % и 85 % соответственно. Годовое соотношение числа случаев у мужчин и у женщин варьировалось за период наблюдения от 1:4 до 1:10. В «доаварийный и латентный» период это соотношение составляет примерно 1:6, в «первый постлатентный» период - 1:5, во «второй постлатентный» период - 1:6.
&ÜÛ 1-----
■ Число случаев среди женщин
■ Число случаев среди мужчин
500 \
400
зоо •
■■■■||||||||...........................................
1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Рис. 6. Распределение числа случаев РЩЖ среди населения рассматриваемых
областей по годам.
1981 1932 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Рис. 7. Распределение отношения числа случаев РЩЖ среди женщин к числу случаев среди мужчин для населения рассматриваемых областей по годам.
Динамика грубого показателя заболеваемости РЩЖ по рассматриваемой территории в целом (рис. 8: на 1 миллион жителей для женщин, на 4 миллиона - для мужчин) характеризуется линейным трендом как для мужчин, так и для женщин (коэффициенты аппроксимации линейной модели - 0,92 и 0,96 соответственно, то есть 92 % и 96 % изменений показателя в динамике соответственно описываются линейной моделью). Ежегодный прирост грубого показа-
теля заболеваемости среди женщин в 4,6 раза выше, чем среди мужчин. В «доаварийный и латентный» период грубый показатель заболеваемости РЩЖ (на 1 миллион жителей) составляет 7,7 для мужчин и 37,8 для женщин, в «первый постлатентный» период - 24,1 и 105,9 соответственно, во «второй постлатентный» период - 36,1 и 170,4 соответственно.
0 -I----------------------------------------------------------------------------------------
1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 199& 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Рис. 8. Распределение грубого показателя заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей по годам.
Районы рассматриваемых областей были сгруппированы в 4 зоны по величине среднерайонной дозы облучения щитовидной железы (рис. 4, таблица 1).
Таблица 1
Зонирование рассматриваемой территории по дозе облучения щитовидной железы
№ Доза щитовидной железы, мГр Население, тыс. чел. (в среднем за 1981-2008 гг.) Число случаев Грубый показатель на 1 млн. человек (в среднем за 1981-2008 гг.)
1 менее 10 1515 1821 42,9
2 [10, 20) 2742 5040 65,6
3 [20, 50) 645 1451 80,3
4 50 и более 248 808 116,5
Всего 5149 9120 63,2
Зоны 1-3 - приблизительно равной площади. При этом отличия в численности населения между ними объясняются прежде всего тем, что 1-я зона включает один областной центр, а вторая - три. Во 2-ю и 3-ю зоны входят районы из всех 4 областей. Районы Брянской области не входят в 1-ю зону. При этом 4-я зона состоит из 7 юго-западных районов Брянской области.
Грубый показатель возрастает с ростом номера зоны (таблица 1). Отличия в величине показателя для мужчин и женщин, вычисленного для разных зон, становятся всё более заметны в последние годы (рис. 9 и 10).
Рис. 9. Распределение грубого показателя заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей по среднерайонной дозе на щитовидную железу (мГр)
и по годам. Мужчины.
Рис. 10. Распределение грубого показателя заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей по среднерайонной дозе на щитовидную железу (мГр)
и по годам. Женщины.
Практически во всех возрастных группах наблюдается рост грубого показателя заболеваемости РЩЖ на протяжении периода наблюдения (рис. 11 и 12). Наивысшее значение показателя наблюдается в возрастных группах 50-54 года и 55-59 лет, как для мужчин, так и для женщин.
Рис. 11. Распределение значений повозрастных показателей заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей по годам. Мужчины.
Рис. 12. Распределение значений повозрастных показателей заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей по годам. Женщины.
На протяжении периода 1991-2008 гг. в большинстве возрастных групп значение грубого показателя для мужчин, проживающих на территории 4-й зоны, превышает его значение для прочих зон (рис. 13). Для женщин показатель в 4-й зоне максимален во всех возрастных группах, кроме 2 крайних групп: 0-4 года, 70 и более лет. Показатели для женщин в остальных зонах тем выше, чем выше номер зоны, в диапазоне возрастов 20-69 лет (рис. 14).
Рис. 13. Значения повозрастных показателей заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей за 1991-2008 гг. для 4 зон по величине среднерайонной дозы на щитовидную железу (мГр). Мужчины.
Рис. 14. Значения повозрастных показателей заболеваемости РЩЖ населения рассматриваемых областей за 1991-2008 гг. для 4 зон по величине среднерайонной дозы на щитовидную железу (мГр). Женщины.
На рисунке 15 показана частота заболеваемости РЩЖ для различных возрастных групп в зависимости от времени их регистрации. Как видно из этого рисунка, пик регистрации рака в возрастной группе 0-14 лет имел место в 1995 г. После 2000 г. дети в возрасте 0-14 лет уже не были подвержены облучению щитовидной железы 1311 и частота этой патологии резко сократилась.
Время наблюдения (годы)
Рис. 15. Заболеваемость раком щитовидной железы в различных возрастных группах в Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях с 1986 по 2006 гг.
Оценка SIR выполнена за период 1991-2008 гг. Рассмотрена динамика SIR для населения всей рассматриваемой территории и отдельно для всей рассматриваемой территории, за исключением областных центров (в предположении, что областные центры характеризуются более высоким уровнем здравоохранения по сравнению с остальными населёнными пунктами, а, следовательно, повышенным уровнем регистрации заболеваний).
При исключении из анализа областных центров величины SIR для детей (на момент облучения) статистически незначимо увеличиваются (таблицы 2 и 3), а для взрослых (на момент облучения) - остаются практически неизменными.
Таблица 2
Величина SIR за периоды 1991-2000 и 2001-2008 гг. Включая областные центры
Возраст на момент облучения Пол Период, годы Число случаев Численность населения SIR Нижняя дов. граница SIR Верхняя дов. граница SIR
1991-2000 73 545880 5,2 4,0 6,5
п 2001-2008 88 506536 3,2 2,5 3,9
Дети женский 1991-2000 180 527007 2,9 2,5 3,4
2001-2008 407 522659 2,5 2,3 2,8
1991-2000 504 1586693 1,6 1,4 1,7
Подростки и 2001-2008 518 1202742 1,7 1,5 1,8
взрослые женский 1991-2000 2822 2042046 1,7 1,6 1,8
2001-2008 3162 1678359 1,7 1,6 1,7
Таблица 3
Величина SIR за периоды 1991-2000 и 2001-2008 гг. Исключая областные центры
Возраст на момент облучения Пол Период, годы Число случаев Численность населения SIR Нижняя дов. граница SIR Верхняя дов. граница SIR
1991-2000 57 359101 6,2 4,7 8,0
п мужской 2001-2008 62 325740 3,5 2,6 4,4
Дети женский 1991-2000 123 343498 3,1 2,6 3,7
2001-2008 269 328111 2,6 2,3 3,0
1991-2000 309 1051999 1,4 1,3 1,6
Подростки и мужской 2001-2008 347 814570 1,7 1,5 1,8
взрослые женский 1991-2000 1694 1363953 1,5 1,4 1,6
2001-2008 2046 1119157 1,7 1,6 1,7
Величина SIR для мальчиков (на момент облучения) статистически значимо сократилась с 6,2 за период 1991-2000 гг. до 3,5 за период 2001-2008 гг. (таблица 3; исключая областные центры). Величина SIR для девочек статистически незначимо сократилась соответственно с 3,1 до 2,6. Для подростков, а также взрослых мужчин и женщин величина SIR от периода к периоду статистически незначимо увеличилась соответственно с 1,4 до 1,7 и с 1,5 до 1,7.
Для всех 8 рассматриваемых половозрастных групп (возраст на момент облучения) SIR статистически значимо превышал 1 за оба указанных периода времени. Особенно высоким является значение SIR для мальчиков в период 1991-2000 гг. В отдельные годы значение SIR для мальчиков достигало 9,0. Значение SIR для девочек за период 1991-2000 гг. также высоко и достигает в отдельные годы величины 5,7. Для подростков и взрослых значение SIR за рассматриваемый период находилось в интервале от 0,9 до 1,9.
Для мальчиков (на момент облучения) SIR статистически значимо превышал 1 в период 1994-2000 гг., в период 2003-2005 гг., а также в 2007-2008 гг. (рис. 17; исключая областные центры). Для девочек SIR статистически значимо превышал 1 с 1994 г. до конца периода наблюдения, за исключением только 1998 г. (рис. 19).
Для подростков и взрослых мужчин SIR статистически значимо превышал 1 с 1998 г. до конца периода наблюдения, за исключением 2003 и 2007 г. Такое же превышение имело место в 1995 г. (рис. 21).
Для подростков и взрослых женщин SIR статистически значимо превышал 1 в течение всего периода наблюдения (рис. 23).
Рис. 16. Распределение SIR по РЩЖ населения рассматриваемых областей по году. Включая областные центры. Дети на 1986 г. Мужской пол.
1990 1991 1992 199В 1994 199S 1996 1997 1998 1999 2000 20012002 200} 2004 2005 2006 20072008 2009
Год
Рис. 18. Распределение SIR по РЩЖ населения рассматриваемых областей по году. Включая областные центры. Дети на 1986 г. Женский пол.
1990 19911992 199J 1994 1995 19961997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
ГпА
Рис. 20. Распределение SIR по РЩЖ населения рассматриваемых областей по году. Включая областные центры. Подростки и взрослые на 1986 г. Мужской пол.
1990 19911992 1993 1994 1995 19961997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
ГпА
Рис. 22. Распределение SIR по РЩЖ населения рассматриваемых областей по году. Включая областные центры. Подростки и взрослые на 1986 г. Женский пол.
Оценка радиационных рисков
Оценка радиационных рисков индукции РЩЖ проведена с использованием индивидуальных данных Российского государственного медико-дозиметрического регистра (РГМДР) за период наблюдения с 1.01.1991 по 31.12.2008 гг. База данных РГМДР содержит информацию на 309130 человек, являющихся жителями Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей. Поскольку для этой когорты в Регистре имеется индивидуальная информация об их месте жительства в 1986 г. и возрасте, были получены индивидуальные оценки доз облучения щитовидной железы от инкорпорированных радионуклидов 1311.
За период наблюдения с 1991 по 2008 гг. в рассмотренной когорте было выявлено 993 случая РЩЖ (из них 247 случаев среди детей и подростков в возрасте 0-17 лет на момент аварии и 746 случаев среди взрослых 18 лет и старше на момент аварии). Гистологическое подтверждение получили 98,5 % всех диагнозов.
На рис. 24, 25 показаны функции распределения случаев заболевания и здоровых членов когорты в зависимости от дозы облучения щитовидной железы. Как видно из рис. 24, средняя доза для случаев заболевания в группе 0-17 лет больше средней дозы для здоровых лиц, что может быть определенным индикатором существования радиационного риска.
Для исследования зависимости заболеваемости РЩЖ от дозы радиационного облучения был использован когортный метод. При этом использовались индивидуальные данные о населении представленной когорты, которые были стратифицированы по полу, достигнутому возрасту - пятилетние интервалы и календарному времени - годовые интервалы. Стратификация по полу, возрасту и календарному времени проводилась с целью описания фоновой (не связанной с облучением) заболеваемостью РЩЖ в когорте при помощи внешней контрольной группы. В качестве внешнего контроля использовалась спонтанная заболеваемость РЩЖ населения России в целом. Время нахождения каждого человека под риском заболеть РЩЖ вычисляется как разница дат Т1 и ТО, где ТО - время облучения и Т1 - дата последнего медицинского осмотра, дата соответствующего исследуемого заболевания или дата смерти.
Рис. 24. Функция распределения случаев заболеваний и здоровых членов когорты в зависимости от дозы облучения для детей и подростков в возрасте 0-17 лет.
Доза, мГ р
Рис. 25. Функция распределения случаев заболеваний и здоровых членов когорты в зависимости от дозы облучения для взрослых в возрасте 18 лет и старше.
Оценка зависимости заболеваемости РЩЖ от дозы инкорпорированного облучения щитовидной железы радионуклидами 131I проводилась с использованием Пуассоновской регрессии. Использовалась модель избыточного относительного риска (Excess Relative Risk - ERR) следующего вида:
Л = Лвр [1 + p(d)], (1)
где Asp - фоновая заболеваемость РЩЖ в когорте, не зависящая от облучения; p(d) - функция, характеризующая зависимость заболеваемости от дозы инкорпорированного облучения щитовидной железы.
Фоновая заболеваемость определялась с использованием внешней контрольной группы: %sp = SIR • ¿rus(s,a,t), (2)
где Arus(s,a,t) - годовые половозрастные показатели заболеваемости РЩЖ населения России; SIR = exp( во ) - стандартизованное отношение заболеваемостей (коэффициент, учитывающий различие спонтанных заболеваемостей в изучаемой и российской популяции в рассматриваемый период времени), во - неизвестная константа.
Рассматривалась линейная модель зависимости заболеваемости РЩЖ от дозы инкорпорированного облучения щитовидной железы:
p(d) = ERRirp • d, (3)
где ERRirp - избыточный относительный риск на единицу доза 1 Гр; d - индивидуализированная доза инкорпорированного облучения щитовидной железы радионуклидами 131I в Гр.
Подбор неизвестных констант ERRirp, в осуществлялся с помощью максимизации функции правдоподобия. Так же оценивалась статистическая значимость (p-value) исследуемых параметров. Статистическим тестом для этих целей служит тест отношения правдоподобий. Под-
бор неизвестных констант ERR1rp, в оценки значимости и 95 % доверительные интервалы (95 % ДИ) проводились с помощью программного пакета Epicure [6].
Для оценки отличий в интенсивности заболеваемости РЩЖ в различных дозовых группах использовалась модель относительного риска (Relative Risk - RR). В качестве контрольной группы (внутренний контроль) в исследовании относительного риска использовались люди с дозой инкорпорированного облучения щитовидной железы в диапазоне от 0 до 50 мГр.
Модель относительного риска имеет следующий вид:
Х = Х0 • exp(• DGR), (4)
где DGR - дозовые группы, RR = exp(fin • DGR) - относительный риск для n-й облученной дозовой группы (n=1 для дозовой группы 50-100 мГр, n=2 для дозовой группы 100-150 мГр, n=3 для дозовой группы 150-200 мГр, n=4 для дозовой группы 200-250 мГр, n=5 для дозовой группы 250-300 мГр, n=6 для дозовой группы 300-350 мГр, n=7 для дозовой группы 350-500 мГр, n=8 для населения с дозой больше 500 мГр, n=0 и RRo=1 для дозовой группы 0-50 мГр - контрольная группа).
Максимизация функции правдоподобия для RR и вычисление 95 % доверительного интервала в модели (4) проводились также с помощью программного пакета Epicure.
Результаты оценки радиационных рисков представлены в таблицах 4, 5 и на рис. 26. Как видно из таблицы 4, значимый радиационный риск индукции РЩЖ установлен только для детей и подростков (0-17 лет) на момент аварии. Высокое значение величины SIR (8,13 для группы 0-17 лет, 3,7 для группы 18 лет и старше) подтверждает выраженный скрининговый эффект в процессе регистрации заболеваний РЩЖ.
Таблица 4
Значения ERR и SIR для заболеваний РЩЖ в когорте лиц из Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей, зарегистрированных в РГМДР, за период с 1991 по 2008 гг.
0-17 лет 18 лет и старше
Всего человек Число случаев Средняя доза для когорты, мГр Средняя доза среди случаев, мГр SIR (95 % ДИ) ERR/Гр (95 % ДИ) 97191 247 188 225 8,13 (6,31; 10,23) 3,22 (1,56; 5,81) 211939 746 37 32 3,71 (3,43; 4,01) -1,47 (-1,64; 0,10)
Таблица 5
Значения RR для заболеваний РЩЖ в когорте лиц из Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей, зарегистрированных в РГМДР, за период с 1991 по 2008 гг.
Дозовая группа Средняя доза, мГр Число случаев PYR RR (95 % ДИ)
0-50 26,9 49 288218 1
50-100 71,5 53 318536 1,01 (0,68; 1,49)
100-150 123,6 37 212491 1,18 (0,77; 1,81)
150-200 172,9 18 131218 0,91 (0,52; 1,53)
200-250 222,2 18 97500 1,64 (0,93; 2,76)
250-300 273,3 16 75420 2,15 (1,18; 3,69)
300-350 324,1 17 44432 3,12 (1,75; 5,30)
350-500 418,0 20 94791 2,31 (1,35; 3,83)
> 500 859,5 18 107150 2,40 (1,36; 4,03)
0.3 0.4 0.Б 0.6
Доза на щитовидную железу, Гр
Рис. 26. Относительный риск заболеваемости РЩЖ детей и подростков в возрасте 0-17 лет в различных дозовых группах. Пунктирной линией нанесена величина RR=1+ERR, где значение ERR определено по формуле (1).
Ранее, при изучении заболеваемости РЩЖ населения Брянской области, нами было установлено, что радиационный риск у мальчиков на единицу дозы (ERR/Гр) выше, чем у девочек [4]. В данной работе мы также провели оценку рисков отдельно у мальчиков и девочек (0-17 лет на момент аварии на Чернобыльской АЭС).
Среди 247 случаев РЩЖ по данным РГМДР у мальчиков был выявлен 61 случай, а у девочек - 186 случаев.
Рис. 27. Функция распределения случаев заболеваний и здоровых членов когорты в зависимости от дозы облучения для мальчиков в возрасте 0-17 лет.
Рис. 28. Функция распределения случаев заболеваний и здоровых членов когорты в зависимости от дозы облучения для девочек в возрасте 0-17 лет.
Таблица 6
Значения ERR и SIR для заболеваний РЩЖ детей и подростков в когорте лиц из Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей, зарегистрированных в РГМДР, за период с 1991 по 2008 гг.
0-17 лет (мальчики) 0-17 лет (девочки)
Всего человек Число случаев Средняя доза среди здоровых, мГр Средняя доза среди случаев, мГр SIR (95 % ДИ) ERR/Гр (95 % ДИ) 44598 61 178 250 11,23 (5,30; 18,41) 6,54 (2,01; 20,3) 52593 186 196 218 7,83 (6,07; 10,08) 2,24 (0,69; 4,77)
На рис. 27, 28 приведены функции распределения случаев заболевания и здоровых для мальчиков и девочек. Как видно их этих рисунков, случаи РЩЖ и здоровые значительно отличаются по дозе облучения только для мальчиков. Действительно (таблица 6), средняя доза среди случаев РЩЖ у мальчиков существенно превышает среднюю дозу среди здоровых (250 мГр и 178 мГ р). Для девочек среди случаев РЩЖ средняя доза облучения (218 мГ р) выше, чем в контроле (196 мГр). Как видно из таблицы 6, величина избыточного относительного риска (ЕЯЯ/Гр) для мальчиков почти в три раза больше, чем для девочек (6,54 и 2,24).
Как видно из таблиц 7, 8, а также рис. 29, 30, величина относительного риска (ЯЯ) становится статистически значимой при дозах облучения щитовидной железы более 250 мГр.
Таблица 7
Значения RR для заболеваний РЩЖ мальчиков (0-17 лет) в когорте лиц из Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей, зарегистрированных в РГМДР,
за период с 1991 по 2008 гг.
Дозовая группа Средняя доза, мГр Число случаев PYR RR (95 % ДИ)
0-50 29,8 9 139438 1
50-100 70,2 14 154152 1,46 (0,64; 3,51)
100-150 121,7 8 98137 1,47 (0,55; 3,86)
150-250 191,1 5 99557 1,00 (0,31; 2,90)
250-350 289,6 9 49541 4,20 (1,64; 10,75)
> 350 606,4 15 84059 4,53 (2,02; 10,77)
т
I
0,2
0,4 0,6 0,8
Доза на щитовидную железу, Г р
Рис. 29. Относительный риск заболеваемости РЩЖ мальчиков (0-17 лет) в различных дозовых группах. Пунктирной линией приведена величина 1414=1 фЕЯЯ.
Таблица 8
Значения RR для заболеваний РЩЖ девочек (0-17 лет) в когорте лиц из Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей, зарегистрированных в РГМДР,
за период с 1991 по 2008 гг.
Дозовая группа Средняя доза, мГр Число случаев РУЯ ЯЯ (95 % ДИ)
0-50 30,4 40 148780 1
50-100 70,3 39 164384 0,91 (0,58; 1,42)
100-150 121,3 29 114354 1,12 (0,69; 1,81)
150-250 190,7 31 129161 1,21 (0,75; 1,93)
250-350 292,2 24 70311 2,25 (1,34; 3,69)
> 350 600,3 23 117882 1,78 (1,05; 2,94)
4 3 СП 2 СП 1 0 о -1 г""~~ —
*1 I
) 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Доза на щитовидную железу, Г р
Рис. 30. Относительный риск заболеваемости РЩЖ девочек (0-17 лет) в различных дозовых группах. Пунктирной линией приведена величина 1414=1 фЕЯЯ.
Таким образом, можно сделать основные выводы проведенных крупномасштабных эпидемиологических исследований:
1. На территориях Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей, в наибольшей степени подвергшихся радиационному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, выявлено значительное (шестикратное) увеличение частоты заболеваемости РЩЖ среди населения.
2. По данным РГМДР к группе риска заболеваемости РЩЖ следует отнести только детей и подростков (0-17 лет на момент аварии). До 40 % выявленных РЩЖ в этой группе следует отнести к радиационно-обусловленным.
3. Величина избыточного относительного риска на единицу дозы (ЕЯЯ/Гр) у мальчиков в 2,9 раза выше, чем у девочек (0-17 лет на момент аварии на Чернобыльской АЭС).
4. Результаты проведенных крупномасштабных радиационно-эпидемиологических исследований являются научной основой оказания адресной медицинской помощи практическим здравоохранением при минимизации отдаленных радиологических последствий Чернобыля.
Полученные заключения находятся в хорошем согласии с основными выводами проведенных ранее радиационно-эпидемиологических исследований по проблеме РЩЖ после аварии на Чернобыльской АЭС [8].
Литература
1. Атлас радиоактивного загрязнения европейской части России, Белоруссии и Украины. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 1998. 143 с.
2. Балонов М.И., Звонова И.Ф., Братилова А.А., Жеско Т.Б., Власов О.К., Шишканов Н.Г., Щукина Н.В. Средние дозы облучения щитовидной железы жителей разного возраста, проживавших в 1986 г. в населенных пунктах Брянской, Тульской, Орловской и Калужской областей, загрязненных радионуклидами вследствие аварии на Чернобыльской АЭС //Радиация и риск. 2002. Спецвыпуск. 96 с.
3. Рамзаев П.В., Балонов М.И., Звонова И.А., Братилова А.А., Цыб А.Ф., Питкевич В.А., Степаненко В.Ф., Шишканов Н.Г., Ильин Л.А., Гаврилин Ю.И. Реконструкция дозы излучения радиоизотопов йода в щитовидной железе жителей населенных пунктов Российской Федерации, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году: Методические указания МУ2.6.1.1000-00, Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование Российской Федерации, Минздрав России. М., 2001.
4. Ivanov V.K., Tsyb A.F., Ivanov S.I., Pokrovsky V.I. Medical radiological consequences of the Chernobyl catastrophe in Russia: estimation of radiation risks. St. Petersburg: Nauka, 2004. 388 p.
5. Kazakov V.S., Demidchik E.P., Astakhova L.N. Thyroid cancer after Chernobyl //Nature. 1992. V. 359. P. 21.
6. Preston D.L., Lubin J.H., Pierce D.A. EPICURE User's Guide. Seattle: Hirosoft International Corp., 1993.
7. Tronko M.D., Howe G.R., Bogdanova T.I. et al. A cohort study of thyroid cancer and other thyroid diseases after the Chornobyl accident: thyroid cancer in Ukraine detected during first screening //J. Natl. Cancer Inst. 2006. V. 98, N 13. P. 897-903.
8. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and Effects of Ionizing Radiation, UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes, Vol. II: Effects. New York: United Nations, 2000. 566 p.
Problem of thyroid cancer incidence in Russia after the Chernobyl accident: assessment of radiation risks, 1991-2008 follow-up period
Ivanov V.K., Tsyb A.F., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Chekin S.Yu., Kashcheev V.V., Korelo A.M., Vlasov O.K., Shchukina N.V.
Medical Radiological Research Center of the Russian Ministry of Health and Social Development, Obninsk
Joint analysis of thyroid cancer incidence in Bryansk, Kaluga, Oryol and Tula oblasts from 1981 through 2008 was made for the first time. The average size of population of the oblasts in those years was 5.1 million people. According to data of the National Radiation and Epidemiological Registry 9120 thyroid cancer cases were detected for that period. Mean-rayon thyroid doses were used for the analysis. Affected rayons of Bryansk, Kaluga, Oryol and Tula oblasts were arranged into 4 groups in accordance with radiation dose: <10 mGy; [10, 20) mGy, [20, 50) mGy; 50 mGy and above. Crude and age-adjusted incidence rates, as well as standardized incidence ratio (SIR) were used for the analysis. For the follow-up period the number of annually detected new thyroid cancer cases in the affected oblasts increased by about 6 times, despite the reduction of the size of population. Dynamic of changes in a crude incidence rate in the oblasts within the follow-up period showed linear character. Increase in a crude incidence rate for the whole period of follow-up was shown in nearly all age groups. In most age groups resided in territories with mean-rayon thyroid doses of >50 mGy the crude incidence rate was higher than that in age groups in other territories. In all groups arranged in relation to sex and age at the time of the accident the SIR value from 1991 through 2008 was statistically significant and exceeded 1, population of Russia was considered as control. The SIR was 6.2 in groups of boys and 3.1 in girls groups in the period of 1991-2000. In adolescent and adult groups SIRs ranged between 0.9 and 1.9 in the same period. With the use of individual data of the Russian National Medical and Dosimetric Registry statistically significant relationship between dose and thyroid cancer incidence in those exposed as children and adolescents (0-17 years of age) was showed (ERR/Gy=3.22; 95% CI (1.56; 5.81)). It was established that the excess relative risk per unit dose (ERR/Gy) for boys is 2.9 times higher than for girls.
Key words: Chernobyl accident, territory contaminated with radionuclides, population, thyroid cancer, incidence of disease, crude incidence rate, standardized incidence ratio, excess relative risk.
Ivanov V.K.* - Chairman of RSCRP, Deputy Director, Corr. Member of RAMS; Tsyb A.F. - Director, Academician of RAMS; Maksioutov M.A. -Head of Laboratory, Cand. Sc., Tech.; Tumanov K.A. - Research Assistant; Chekin S.Yu. - Senior Researcher; Kashcheev V.V. - Senior Researcher, Cand. Sc., Biol.; Korelo A.M. - Lead. Programmer; Vlasov O.K. - Head of Laboratory, D. Sc., Tech.; Shchukina N.V. - Research Assistant. MRRC.
* Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: (495) 956-94-12, (48439) 9-33-90; e-mail: [email protected].
