CC BY
5
товидной железы у жителей Маршалловых островов, подвергшихся воздействию радиоактивных осадков, рака легких у работников урановых рудников и изучению рака различной локализации при гамма-рентгеновском облучении с целью диагностики и лечения неопухолевых заболеваний, а также применении I131 с терапевтической целью. Речь идет о правильном выборе контрольных популяций, установлении основных параметров наблюдения за возникновением опухоли, длительности наблюдения за человеком. Особое внимание уделено вопросам объективного сопоставления полученных данных. Можно полагать, что все эти сведения окажутся полезными и для специалистов, занимающихся изучением эпидемиологии других заболеваний.
На заседаниях Комитета проходила полезная дискуссия о будущих направлениях исследований, о все возрастающей роли радиационной гигиены и противорадиационной защиты в связи с неуклонным расширением масштабов и сферы использования атомной энергии в мирных целях. Нами был поставлен вопрос о необходимости комплексной гигиенической оценки действия на население ионизирующих излучений и других вредных факторов антропогенной природы. Комитет поддержал это предложение, однако констатировал, что в настоящее время, к сожалению, еще не разработаны критерии оценки, адекватные используемым в радиационной гигиене.
Доклад НКДАР Генеральной Ассамблее ООН и все документы, подготовленные им, будут опубликованы в 1977 г. на русском и иностранном языках.
Поступила 14/ХП 1976 г.
Дискуссии и отклики читателей
УДК 614.7-07:615.277.4
Проф. Н. Н. Литвинов, Т. А. Титова
НЕКОТОРЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ОБ УНИФИКАЦИИ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПДК ХИМИЧЕСКИХ
КАНЦЕРОГЕНОВ
Как отмечалось многими исследователями (С. В. Миллер и соавт.; Н. Я. Янышева; Л. М. Шабад, 1970, 1973; Albert и Altshuler, и др.), гигиеническое нормирование канцерогенов должно исходить из результатов экспериментов на животных с экстраполяцией данных на человека. Практически именно так и осуществлено в последние годы нормирование содержания бенз(а)пирена в атмосферном воздухе (Н. Я. Янышева, 1972), воде водоемов (А. П. Ильницкий) и воздухе рабочей зоны производственных помещений (Л. М. Шабад и соавт., 1973). Кроме того, Н. Я. Янышевой и соавт. (1975) предложены методические рекомендации по нормированию ПАУ на примере бенз(а)пирена.
Однако следует обратить внимание на следующее. Во-первых, даже при нормировании одного и того же вещества применялись различные методические подходы, а во-вторых, кроме ПАУ, канцерогенной активностью обладают вещества, относящиеся к самым различным классам химических соединений. Поэтому в настоящее время для гигиенистов и токсикологов существует настоятельная необходимость разработки унифицированных рекомендаций по подходам к экспериментальному обоснованию ПДК химических соединений с канцерогенными свойствами.
Настоящее сообщение содержит сокращенное описание попытки разработки указанных рекомендаций на основании анализа литературных данных и собственного опыта авторов в этой области.
В настоящее время, по-видимому, не вызывает возражений, что эк-■ спериментальное обоснование ПДК канцерогенов следует проводить в о специальных хронических онкотоксикологических опытах, в которых выявляется и количественно учитывается бластомогенная эффективность изучаемого вещества в плане задач нормирования. Однако принимая во внимание длительность и трудоемкость хронического эксперимента, данное исследование должно осуществляться только для веществ, канцерогенная активность которых достоверно доказана для млекопитающих. В связи с этим работа по нормированию канцерогена представляет собой двух-этапное исследование: первый этап — качественное изучение новых химических веществ на канцерогенность, второй — определение безопасных уровней канцерогенов.
Учитывая, что первый этап исследований касается только веществ, не изученных в плане возможной бластомогенной активности, мы не будем на нем останавливаться. Отметим только, что изучение этих веществ на данном этапе рекомендуется проводить в две стадии: сначала первичных скрининг с применением тест-систем и тест-объектов, а затем в случае получения положительных результатов по скрининговым тестам — предварительные опыты на млекопитающих (с использованием молодых животных и метода трансплацентарного бластомогенеза), так как только наличие опухолей у животных является бесспорным подтверждением канцерогенных свойств изучаемого соединения.
Второй этап работы — определение безопасных уровней канцерогенов с целью установления ПДК изучаемого бластомогена на основании экспериментальных данных. Второй этап осуществляется также в две стадии. Задача первой стадии (хронический онкотоксикологический эксперимент) — изучение на животных воздействия нескольких малых доз канцерогена в условиях длительного поступления его в организм. Результатом указанного эксперимента должно быть выяснение для каждой из испытанных доз минимального латентного периода появления опухолей и количественной характеристики неопластических изменений. На второй стадии исследований проводится расчет недействующих уровней канцерогена и обоснование ПДК.
При постановке хронического онкотоксикологического эксперимента, по-видимому, следует руководствоваться следующими положениями. Эксперимент выполняется на беспородных животных в возрасте 1—2 мес того вида и пола, которые оказались наиболее чувствительными по результатам предварительных исследований (см. выше). Для получения статистически достоверных результатов в каждую группу (различные дозы или концентрации) необходимо включать не менее 100 животных. В зависимости от задач нормирования канцерогенное вещество применяют перораль-но или ингаляционно, по специальным заданиям возможно изучение пер-кутанного поступления вещества. В эксперименте рекомендуется проводить ежедневную затравку животных (при ингаляционном воздействии круглосуточно) и осуществлять ее в дозе, равной порогу хронического действия по общетоксикологическим показателям, а также в дозах ниже ее на 1 и 2 порядка. Если исследуемое соединение не изучено в токсикологическом плане, дозы для хронической затравки следует выбирать на основании данных предварительных опытов с учетом реального содержания этого вещества во внешней среде и с привлечением имеющихся данных о токсичности и канцерогенное™ аналогичных химических соединении. Количество испытуемых доз не должно быть менее трех. Продолжительность курса затравки животных — естественная продолжительность их жизни (для крыс примерно 30 мес).
Наблюдение за животными в хроническом эксперименте следует проводить до конца их жизни с последующим тщательным патоморфологическим и гистологическим изучением внутренних органов. Кроме того, необходимо фиксировать точные сроки гибели животных от интеркуррентных заболеваний и других случайных причин, чтобы при математической обработке правильно вычислить процент выхода неоплазм. Минимальный эффект действия бластомогена в хроническом опыте нужно оценивать с появления самых ранних тканевых изменений, специфичных для канцерогенеза (начальные этапы неопластического роста и предопухолевые процессы). Кроме того, необходимо учитывать количество и тип доброкачественных и злокачественных бластом, а также время их возникновения.
В результате проведения хронического опыта с обработкой полученных материалов устанавливают количественные характеристики действия изучавшихся доз канцерогена. Для дальнейшего математического моделирования наибольшую информацию обеспечивают установленные экспериментально зависимости доза — время и доза — эффект. Для получения количественной характеристики зависимости доза — время необходимо для каждой изученной в опыте дозы установить минимальный латентный период появления опухолей и выразить его в единицах времени.
Количественную характеристику зависимости доза — эффект рекомендуется определять путем вычисления.для каждой дозы процента возникновения опухолей (злокачественные и доброкачественные), а также предопу-холевых изменений. Появление неоплазм и предопухолей следует рассчитывать с применением основ теории вероятности, учесть возможность развития опухолей, у животных погибших в течение эксперимента от интеркуррентных заболеваний или случайных причин. Общепринятый до настоящего времени метод расчета процента выхода опухолей в соотношении к животным, пережившим появление первой опухоли, по нашему мнению, недостоверен, так как при его использовании завышается или занижается (в зависимости от длительности латентного периода) истинный показатель.
После получения количественных характеристик бластомогенного эффекта действия изученных в эксперименте доз можно непосредственно перейти к математическому моделированию процесса (останавливаться подробно на необходимости математического моделирования не считаем целесообразным, так как этот вопрос достаточно полно освещен в работе Н. Я- Янышевой и соавт.).
• Как отмечалось выше, рекомендуемый подход к обоснованию ПДК канцерогена основывается на определении дозы, при действии которой латентный период появления новообразований превысит по длительности естественную продолжительность жизни организма. В связи с этим целью первого этапа математического моделирования взаимодействия организма с изучаемым канцерогеном является установление дозы онкогена, эффект которой проявится за пределами жизни подопытного животного. Для установления этой дозы на основании экспериментальных данных, представляющих собой ряд зависимых величин (дозе соответствует минимальный латентный период выхода опухолей дозе с12 — период и т. д.), выводится формула функциональной зависимости, где время появления первой опухоли является функцией от суточной дозы канцерогена. В общем виде это может быть представлено формулой:
t, = / Ш-
Необходимо отметить, что в данной формуле учитывается суточная доза, так как именно она, по мнению многих авторов (бгискгеу; Г. Б. Плисс; Л. М. Шабад, 1973, и др.), определяет время, необходимое лля проявле-ния действия.
Таким образом, на основании указанной зависимости можно рассчитать теоретическую дозу канцерогена действие которой проявится за пределами естественной жизни организма. Для расчета О0 рационально
использовать оценку кривой доза — время. Для этого на оси абсцисс откладывают значения доз, испытанных в эксперименте и т. д.), а на оси ординат — промежутки времени. По экспериментальным данным строится кривая, проходящая через точки, соответствующие времени появления первой опухоли у животных при воздействии изученных доз. Далее по методу наименьших квадратов подбирают коэффициенты уравнения, описывающего экспериментальную кривую и позволяющего проводить экстраполяцию в область минимальных доз канцерогена, не испытанных в эксперименте.
Следовательно, первый этап математического моделирования процесса заканчивается вычислением дозы £)0, канцерогенный эффект которой проявится за пределами жизни животного.
Вторым этапом математического моделирования являются определение степени риска (теоретически возможный процент выхода опухолей) при ежедневном воздействии О 0 и в соответствии с этим расчет коэффициента запаса. Учитывая, что количественная реализация канцерогенного эффекта зависит от суммарной дозы (Г. Б. Плисс; Л. М. Шабад, 1973), введенной в организм, прежде всего необходимо рассчитать суммарную дозу (Од), которую получит животное в течение всей жизни при ежедневном поступлении дозы О0:
О0=О0Х Т,
где О о — математически рассчитанная доза, вызывающая опухоли за пределами жизни животного; Т — средняя продолжительность жизни животного (в днях). Для определения степени риска при воздействии на организм дозы канцерогена, равной О'0, по экспериментальным данным (где каждой суммарной дозе и[, сГ2 и т. д. соответствует определенный процент выхода опухолей — Ри Р2 и т. д.) выводится функциональная зависимость процента выхода опухолей от суммарной дозы канцерогена:
Л = №).
По данной формуле при помощи оценки кривой доза — эффект можно определить теоретический процент выхода опухолей (Р 0) для О'0, т. е. степень риска при действии дозы, теоретически принятой за неэффективную. Полученная величина Р 0 покажет теоретическую вероятность появления опухолей в пределах естественной продолжительности жизни организма при ежедневном воздействии теоретически неэффективной дозы (О о)-
Для устранения возможного риска (Р0) при действии £>„ предлагается установить коэффициент запаса, введя в него величину Р0, так как уровень ПДК должен обеспечивать максимальную безопасность для организма. Следовательно, исходной величиной для расчета коэффициента запаса должна служить величина Р0. Однако в настоящее время известно, что в реальных условиях жизни организм может подвергаться воздействию двух и более канцерогенов, а также комбинированному действию канцерогенов и токсических агентов; существует также опасность действия бластомогенов на потомство. Поэтому в практической работе при переходе от теоретически недействующей дозы к ПДК необходимо учитывать риск коканцеро-генеза, синканцерогенеза и влияния на потомство. В связи с отсутствием реальной возможности экспериментального изучения воздействия всех этих факторов при нормировании каждого бластомогена величину риска, обусловленную их действием, мы предлагаем включить в коэффициент запаса и принять ее за постоянную величину (константу) для всех канцерогенов, приравняв к 10 (/С0=Ю). Тогда коэффициент запаса (Кх) для изучаемого вещества будет следующий:
Г 10 для Р< 1
*, = Р0ХК„(пр„Р>1)„ли/С* = (10Ро дляр^ь
Принятие для всех канцерогенов одной константы безусловно является паллиативом, но накопленный экспериментальный материал еще не дает возможности осуществить дифференцированный подход к оценке риска коканцерогенеза, синканцерогенеза и др. для отдельных канцерогенов. По-видимому, по мере накопления новых экспериментальных данных подходы к расчетам коэффициента запаса для различных канцерогенов будут уточняться.
Окончательный расчет уровней ПДК рекомендуется проводить по следующим формулам.
Для атмосферного воздуха
DqXP
ПДК= Р.хК.хК мг/м3- <»>
где D'0 — расчетная суммарная доза, не вызвающая опухолей у животных в пределах средней продолжительности жизни при длительном ингаляционном поступлении; Р — средний вес человека (в кг); Рг — средний вес подопытного животного (в кг); Кх — коэффициент запаса; V — объем воздуха, вдыхаемого человеком за жизнь.
Для воздуха рабочей зоны производственных помещений
DqXP
ПДК= P.X/GXK, М1>3' <2>
где D о, Кх, Pi — то же, что в формуле (1); — объем воздуха, вдыхаемого человеком в течение производственной деятельности (8 часов работы, 220 рабочих дней в году, максимальный стаж 30 лет).
* Для воды водоемов
d'0xp
пдк= PtxKxXV мг/д' <3>
где D'0 — расчетная суммарная доза, не вызывающая опухолей у животных в пределах средней продолжительности жизни при длительном пероральном поступлении; Р, Ри Кх—то же, что в формуле (1); V — объем воды, потребляемой человеком за жизнь.
« В случае установления экспериментальным путем суммарной дозы канцерогена, не вызывающей специфического эффекта в пределах естественной продолжительности жизни животных, необходимость математического моделирования отпадает и ПДК рассчитывается на основании определенной этим путем Dq.
Таковы, по нашему представлению, методические подходы к экспериментальному обоснованию гигиенических нормативов канцерогенов.
ЛИТЕРАТУРА. Ильницкий А. П. — «Гиг. и сан.», 1975, № 3, с. 100— 104. — Миллер С. В., К а ц н е л ь с о и Б. А., В с л и ч к о в с к и й Б. Т. — Там же, 1969, № 3, с. 84—87. — Плисс Г. Б. — В кн.: Вопросы гигиенического нормирования при изучении отдаленных последствий воздействия промышленных веществ. Под ред. И. В. Саноцкого. M., 1972, с. 141 —146. —Сидоренко Г. И., Кра-с о в с к и й Г. Н., П и н и г и н М. А. — «Гиг. и сан»., 1974, № 12, с. 75—77. — 111а-б а д Л. М. — «Вопр. онкол.», 1970, № 8, с. 41—47. — Он же. О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. М., 1973. — Ш а б а д Л. М., Ильницкий А. П. — «Гиг. и сан.», 1976, № 6, с. 91—93. — Янышева Н. Я. — Там же, 1972, № I.e. 90— 93. — Янышева Н. Я., Костовецкий Я. И., Федоренко 3. П. — Там же, 1974, № 7, с. 71—75. — Альберт Р., Альтшуллер Б. — В кн.: Материалы 1-го итогового Советско-американского симпозиума по проблеме «Гигиена окружающей среды». Под ред. Г. И. Сидоренко, М., 1975, с. 132—138. — Druckrey H. — In: Т г u h a u t R. (Ed. Potential Carcinogenic Hazards from Drugs, Berlin, 1967, p. 60.
Поступила 18/1 1977 Г-
