CC BY
54
Технология формирования групп радиационного риска среди лиц, подвергшихся радиационному воздействию вследствие аварии
на Чернобыльской АЭС
Иванов В.К., Меняйло А.Н., Кащеев В.В., Чекин С.Ю., Максютов М.А., Туманов К.А., Корело А.М., Кочергина Е.В., Власов О.К., Щукина Н.В., Карпенко С.В., Ловачев С.С.
МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, Обнинск
Формирование групп повышенного радиационного риска среди облучённых лиц является одним из приоритетных направлений работ Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НрЭР), осуществляющихся в обеспечение требований Федерального закона от 30 декабря 2012 г. № 329-Ф3. В настоящее время в НРЭР включены первичные медико-дозиметрические данные о более чем 700 тыс. человек, облучённых в результате аварии 1986 г. на Чернобыльской АЭС. Наибольшими дозами облучения характеризуется когорта участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (ликвидаторов). В данной работе получены прогнозные пожизненные оценки радиационных рисков заболеваемости злокачественными новообразованиями и цереброваскулярными заболеваниями для ликвидаторов, начавших работу в чернобыльской зоне в 1986-1987 гг. Общая численность исследованной когорты составила 74 тыс. человек, со средней дозой внешнего гамма-облучения всего тела 132 мГр. Оценки радиационных рисков проведены с использованием моделей, рекомендованных Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) для обоснования международных норм радиационной безопасности, а также с использованием моделей, разработанных в НРЭР для прогноза ожидаемых радиационных рисков в когорте российских ликвидаторов. Для исследованной когорты российских ликвидаторов предложена методика формирования групп радиационного риска на основе одной из количественных оценок радиационного риска - пожизненной атрибутивной доли радиации (LARF). С учётом международной правоприменительной практики, в группу повышенного радиационного риска включались ликвидаторы, для которых индивидуальные оценки LARF, по модели МКРЗ или НРЭР, превышали 10%. Показано, что в этом случае группа повышенного радиационного риска по заболеваемости злокачественными новообразованиями составляет не более 6,5%, а группа повышенного радиационного риска по це-реброваскулярным заболеваниям составляет не более 4,5% от численности исследованной когорты ликвидаторов, состоявших на учёте в НРЭР в 2015 г. Полученные результаты могут указать способ эффективного оказания первоочередной адресной медицинской помощи для кон-тингентов лиц, подвергшихся радиационному воздействию.
Ключевые слова: Чернобыльская АЭС, радиационный риск, группы повышенного риска, когорта ликвидаторов, онкологические заболевания, цереброваскулярные заболевания, фоновая заболеваемость, избыточный абсолютный риск (EAR), избыточный относительный риск (ERR), пожизненная атрибутивная доля (LARF).
Прошло 30 лет после аварии на Чернобыльской АЭС. Её радиологические последствия приводят к отдалённым стохастическим эффектам, таким как повышение онкологической и це-реброваскулярной заболеваемости среди облучённых контингентов лиц. Формирование групп повышенного радиационного риска среди облучённых лиц является одним из приоритетных направлений работ Национального радиационно-эпидемиологического регистра (НРЭР), осуществляющихся в целях оказания своевременной и эффективной адресной медицинской помощи облучённым лицам.
В 2012 г. Президент Российской Федерации В.В. Путин подписал Федеральный закон от 30.12.2012 г. № 329-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части обеспечения учёта изменений состояния здоровья отдельных категорий
Иванов В.К. - Председатель РНКРЗ, зам. директора по научн. работе, чл.-корр. РАН; Меняйло А.Н.* - ст. научн. сотр,, к.б.н.; Кащеев В.В. - зав. лаб., к.б.н.; Чекин С.Ю. - зав. лаб.; Максютов М.А. - зав. лаб., к.т.н.; Туманов К.А. - зав. лаб., к.б.н.; Корело А.М. - ст. научн. сотр.; Кочергина Е.В. - зав. лаб., к.м.н.; Власов О.К. - зав. лаб., д.т.н.; Щукина Н.В. - ст. научн. сотр.; Карпенко С.В. - инженер; Ловачев С.С. - мл. научн. сотр. МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России. •Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королева, 4. Тел.: (484) 399-32-81; e-mail: [email protected].
граждан, подвергшихся радиационному воздействию» (далее - Закон), который внёс изменения в Закон Российской Федерации от 15.05.1991 г. № 1244-1 «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС», а также в другие законодательные акты Российской Федерации, относящиеся к категориям граждан, подвергшихся радиационному воздействию.
С момента выхода Закона НРЭР стал представлять собой «государственную информационную систему персональных данных граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС, других радиационных аварий, ядерных испытаний и иных радиационных катастроф и инцидентов, которая создаётся в целях обеспечения учёта изменений состояния здоровья таких граждан в течение их жизни».
Законом также определено, что формирование и ведение НРЭР осуществляются в целях «использования результатов обязательного специального медицинского наблюдения (диспансеризации) за состоянием здоровья зарегистрированных в нём граждан для оказания им адресной медицинской помощи, а также прогнозирования медицинских радиологических последствий, в том числе отдаленных последствий».
В 2013 г. во исполнение Закона вышли Постановление Правительства Российской Федерации от 23 июля 2013 г. № 625 «О порядке формирования и ведения Национального радиаци-онно-эпидемиологического регистра» (далее - Постановление), а в 2015 г. приказ Минздрава России от 23 марта 2015 г. № 134н «О формах Национального радиационно-эпидемиологичес-кого регистра, порядке верификации информации, включённой в единую федеральную базу данных Национального радиационно-эпидемиологического регистра, а также доступа к ней», которые утвердили актуальные правила формирования и ведения регистра, в рамках которых органы исполнительной власти всех субъектов Российской Федерации и федеральные министерства, в которых созданы ведомственные подрегистры, обеспечивают сбор и передачу всей необходимой медико-дозиметрической информации в МРНЦ для формирования единой федеральной базы данных НРЭР.
В настоящее время в НРЭР включены первичные медико-дозиметрические данные о более чем 700 тыс. человек по чернобыльскому контингенту, получивших в большинстве малые и средние дозы. Наибольшими дозами облучения характеризуется когорта участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (ликвидаторов).
Решение проблемы создания технологии по формированию групп повышенного радиационного риска имеет важное экономическое значение. Современные медицинские технологии ранней диагностики патологических состояний достаточно затратны. Поэтому в случае ограничения финансовых и других ресурсов, затрачиваемых на минимизацию отдалённых стохастических эффектов среди облучённых контингентов, выделение групп лиц для оказания им первоочередной адресной медицинской помощи является актуальной задачей.
Модели абсолютного и относительного радиационных рисков
Воздействие радиации на здоровье человека проявляется как увеличение вероятности или риска возникновения какого-либо заболевания. В данной работе рассматривается риск онкологических и цереброваскулярных заболеваний. В отсутствие облучения основным показателем риска является показатель фоновой или спонтанной заболеваемости Х0. Воздействие радиации приводит к увеличению X0 на дополнительную величину, называемую избыточным абсолютным риском (EAR). Таким образом, полный показатель заболеваемости X будет суммой фонового и радиационного показателей:
X = X0 + EAR
(1)
где EAR - избыточный абсолютный риск (Excess Absolute Risk), обусловленный только радиационным облучением.
Кроме того, изменение уровня заболеваемости вследствие облучения может быть записано в мультипликативной форме:
X = X0 (1 + ERR ) , (2)
где безразмерная величина ERR есть избыточный относительный риск (Excess Relative Risk). Из (2) и (3) вытекает следующее соотношение:
EAR
ERR ■ X
о
(3)
После облучения радиационный риск, как EAR, так и ERR, может реализовываться только через определённое время - латентный период TLS.
Для вычисления радиационных рисков онкологических заболеваний существуют математические модели, разработанные различными международными организациями. Одна из таких моделей была предложена Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) в Публикации 103 [1], где приводятся модели как в виде ERR (мультипликативная модель), так и в виде EAR (аддитивная модель). Для переноса моделей рисков на разные популяции в МКРЗ предлагают использовать взвешенное среднее аддитивной и мультипликативной моделей.
Модель онкологических радиационных рисков МКРЗ
Модель МКРЗ для оценки рисков заболеваемости и смертности солидными раками является моделью D.L. Preston [2]. В публикации 103 МКРЗ [1] даётся описание моделей рисков ERR и EAR, включая значения параметров этих моделей и весов, с которыми происходит усреднение мультипликативной и аддитивной части отдельно для каждой солидной локализации опухоли.
В данной работе нас интересуют вычисления рисков для всех солидных раков в целом и лейкозов. После усреднения мультипликативной и аддитивной частей, подстановки нужных коэффициентов получим формулу (4), позволяющую вычислить EAR для всех солидных раков в целом по модели МКРЗ. Так как в нашей работе рассматриваются только мужчины-ликвидаторы, то далее будем рассматривать модели риска только применительно к мужчинам.
EAR сол . (,9 ,а ) =
4,32 ■10
■( -1 I 70 J
2,38
■ 0,76
| 9 - 30 Ч I 10 J
0,35 ■ X П (a )■(— 1 I 70 J
- 1,65
0,83
| g - 30 Ч I 10 J
(4)
где g - возраст при облучении, a - возраст, на который рассчитывается риск (возраст дожития), d- доза однократного облучения в Гр, X'¡¡c - фоновый показатель заболеваемости солидными типами рака, зависящий от возраста.
Латентный период для солидных раков в модели МКРЗ TLS равен 10-ти годам. То есть, в течение 10 лет после облучения избыточные риски, как по мультипликативной, так и по аддитивной моделям, принимаются равными нулю. Другими словами: ear сол (g,a,d )= 0 , если a < g + TLS .
Для оценки рисков заболеваемости лейкозами МКРЗ предлагает использовать модель D.L. Preston [3]. Особенностью данной модели является линейно-квадратичная дозовая зависимость, а также используется только аддитивный способ вычисления риска. Окончательная
d
3
+
2
/
формула для вычисления избыточного абсолютного риска заболеваемости лейкозами после однократного облучения мужчины выглядит так:
EAR лейк . (g,a,d )= p(g )• d • (1 + 0,79 • D )■ exp [a(g )(a - g - 25 )] . (5)
Здесь, так же как и в случае с риском для солидных типов рака, g - возраст при облучении, a - возраст, на который рассчитывается риск, d - доза однократного облучения в Гр, р и а - параметры модели избыточного абсолютно риска заболеваемости лейкозами. Их значения, зависящие от возраста на момент облучения, приведены в табл. 1.
Латентный период для заболеваемости лейкозами TLL равен 2 годам, и: EAR лейк _ (g,a,D ) = 0 , если a < g + TLL .
Таблица 1
Параметры модели для вычисления избыточного абсолютного риска заболеваемости лейкозами после однократного облучения мужчины
Возраст при облучении Р km а lkm
0-19 лет 20-39 лет > 40 лет 3,3х10-5 4,8х10"5 13,1 х 10-5 -0,17 -0,13 -0,07
Модель онкологических радиационных рисков НРЭР
Кроме зарубежных международных организаций вопросами создания моделей радиационных рисков занимается НРЭР. Модели НРЭР основаны на данных, полученных по когорте ликвидаторов чернобыльской аварии. Так, в публикации [4] было показано, что для солидных раков величина избыточного относительного радиационного риска на единицу дозы (ERR на Гр) равна 0,47.
Иными словами, избыточный абсолютный риск EAR заболеваемости солидными типами рака согласно модели НРЭР можно записать следующим образом:
EAR СОл _(a,d )= 0,47 • d •Xf (a) . (6)
Здесь также a - возраст, на который рассчитывается риск (возраст дожития), d - доза однократного облучения в Гр, X'¡¡c - фоновый показатель заболеваемости солидными типами рака, зависящий от возраста.
Модель НРЭР оценивалась только для солидных раков. Однако для прогноза радиацион-но-обусловленных онкологических заболеваний количеством возможных радиационно-обуслов-ленных лейкозов в предстоящей жизни ликвидаторов можно пренебречь, т.к. ранее в [5] нами было показано, что в целом случаи радиационно-обусловленной заболеваемости лейкозами уже в основном произошли.
Модель радиационных рисков цереброваскулярных заболеваний НРЭР
Кроме онкологических рисков в НРЭР были получены также риски цереброваскулярных заболеваний. В настоящее время готовится публикация [6], в которой указаны оценки величины ERR на Гр для этих рисков. Однако значимые оценки получены только для ликвидаторов первого года въезда, которые при этом пробыли в зоне аварии менее 6 недель. Поэтому в данной работе прогноз радиационных рисков цереброваскулярной заболеваемости будем проводить
только для этой подгруппы ликвидаторов. Коэффициент риска ERR на Гр для этих ликвидаторов равен 0,64. Формула (7) показывает, как вычислить EAR, используя этот коэффициент.
EAR цереб .(a'd ) = 0,64 ■ d ■ XT (a) . (7)
Методика прогнозирования радиационных рисков
На сегодняшний день в международной практике для прогноза радиационного риска используется величина пожизненного атрибутивного риска (lifetime attributable risk - LAR) или величина пожизненной атрибутивной доли (lifetime attributable risk fraction - LARF). Пожизненный атрибутивный риск характеризует количество избыточных над фоновым числом раковых заболеваний, которые могут произойти в течение всей последующий жизни после облучения группы лиц, у которых одинаковы модифицирующие риск факторы (пол, возраст при облучении и др.). Величина LAR рассчитывается суммированием значений избыточного абсолютного риска по всем последующим возрастам, начиная от текущего с весом так называемой функции здорового дожития. Эта функция показывает вероятность для человека дожить до заданного возраста, не заболев при этом раком (в случае вычисления онкологических рисков) или цереброваску-лярным заболеванием (для рисков цереброваскулярных заболеваний). Эту вероятность обозначим как S. Вероятность S зависит от нескольких параметров: s = s(e,a,l). Здесь е - текущий возраст человека, в котором он жив и не болен исследуемым заболеванием, a - возраст, на который вычисляется риск, l - тип заболевания. При этом в возрасте е и ранее, естественно, функция здорового дожития по определению принимается равным единице, то есть S(e,a,l) = 1 , a < e .
При вычислении функции здорового дожития должны учитываться показатели смертности от всех причин плюс показатели заболеваемости для исследуемого заболевания, за вычетом показателя смертности от этого заболевания (случаи смерти учитываются в заболеваемости). В этом случае s (e,a,l) можно определить следующим образом:
Г a -1 1
S (e,a,l ) = exp |- £ (k)+ x'? (k,l )-Х"Г (k,l )|
L k = e J , (8)
a > e
где x'0tmort (k) - показатель общей фоновой смертности от всех причин в возрасте к, хc (a,l) - показатель заболеваемости болезни l в возрасте к; xm0ort (a,l) - показатель смертности от заболевания l в возрасте к.
Из (8) видно, что величина s (e,a,l) может быть найдена, используя следующую формулу:
/ ч s (o,a,l)
S (e,a,l) = —--
s(0,e,l) , (9)
a > e
Таким образом, итоговая формула для вычисления пожизненного атрибутивного риска (LAR) записывается следующим образом:
a
max
LAR (g,e,l,d )= £ [s (e,a,l )• EAR (g,a,l,d )] . (10)
a = e
Здесь g - возраст на момент облучения, d - однократная доза, полученная в этом возрасте, amax - максимальный возраст дожития, равный 100 годам, EAR (g,a,l,d) - избыточный
абсолютный риск заболеваемости исследуемой болезнью. Он вычисляется по одной из формул (4), (5), (6) или (7).
Зная пожизненный атрибутивный риск, можно определить пожизненную атрибутивную долю (LARF). Эта величина показывает долю (или %) радиационно-обусловленной заболеваемости раком в течение всей оставшейся жизни после облучения. Формула (11) показывает вычисление LARF для заболевания l.
, ч LAR (g,e,l,d)
LARF (g,e,l,d )= ---i—---- 100 % . (11)
LAR (g,e,l,d )+ LBR (e,l)
Здесь LBR - величина пожизненного фонового риска заболеваемости типа l, рассчитанного от возраста е. Эта величина показывает ожидаемое число заболеваний заданного типа, которые могут произойти в течение всей оставшейся жизни у группы лиц, начиная с возраста е, в случае отсутствия облучения этой группы, у членов которой одинаковые факторы (пол, возраст е и др.). Этот риск вычисляется по следующей формуле:
a
max
LBR (e,l) = 2 ^Г (a,l )• S (e, a, l) . (12)
a = e
Формулы (10-12) определяют современные величины пожизненного радиационного риска.
Подготовка данных по когорте ликвидаторов на основании информации,
накопленной в НРЭР
Информационной основой НРЭР являются формы регистра, утверждённые приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 23.03.2015 г. № 134н. Используются следующие формы регистра (рис. 1).
• «Сведения о лице, зарегистрированном в НРЭР, и состоянии его здоровья». Форма заполняется при постановке лица на учёт в регистр. Форма включает паспортные и регистрационные данные лица, сведения о заболеваниях, имевшихся у лица до облучения, информацию о периоде пребывания в зоне облучения и о дозе облучения, а также другую информацию.
• «Сведения об изменениях в состоянии здоровья лица, зарегистрированного в НРЭР». Форма включает информацию об изменениях в состоянии здоровья зарегистрированного лица в течение отчётного года, в том числе, информацию о выявленных заболеваниях, информацию об инвалидности, данные о смерти, другую информацию.
• «Сведения об онкологическом заболевании лица, зарегистрированного в НРЭР». Форма заполняется в случае выявления у зарегистрированного лица диагноза злокачественного новообразования. Форма включает информацию о стадии заболевания, обстоятельствах его выявления, методах подтверждения диагноза, результатах лечения и т.д.
• «Сведения о причинах смерти лица, зарегистрированного в НРЭР». Форма включает информацию из заключения судебно-медицинской экспертизы, данные из акта о смерти ЗАГС, информацию из медицинского свидетельства о смерти, данные об обстоятельствах смерти, имевшихся патологических состояниях и т.д.
Для ведения НРЭР используется программное обеспечение (ПО), которое разработано и сопровождается специалистами Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба. ПО включает в себя, в том числе, базу данных, содержащую всю необходимую служебную информацию, информацию из кодификаторов первичных и нормативных документов, информацию из справочников административно-территориальных образований и международного классификатора болезней.
Рис. 1. Формы НРЭР. Формирование когорты ликвидаторов
Для прогнозирования радиационных рисков на основе имеющихся моделей МКРЗ и НРЭР и для будущих исследований нами была выбрана когорта ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС, удовлетворяющая следующим критериям.
1. Дата постановки на учёт в НРЭР в любой медицинской организации, за исключением ведомственных медицинских организаций, - до 01.01.1993 г.
2. Мужской пол.
3. Дата въезда в зону аварии на Чернобыльской АЭС: с 26.04.1986 г. по 31.12.1987 г.
4. Дата выезда из зоны аварии на Чернобыльской АЭС: известна и превышает дату въезда.
5. Возраст на год въезда в зону аварии на Чернобыльской АЭС: от 18 до 65 лет.
6. Известна документированная доза облучения в результате работы в зоне аварии на Чернобыльской АЭС.
7. Наличие данных о результатах медицинского наблюдения не менее чем за 1 отчётный год в период 1986-2011 гг.
Основные характеристики сформированной когорты ликвидаторов
Полное число членов когорты: 74 200.
Число членов когорты, состоявших на учёте в НРЭР на 01.01.2012 г.: 45 762.
На рис. 2-6 представлены основные характеристики исследуемой когорты, включая распределения численности ликвидаторов по возрасту, дозе облучения, датам въезда и др.
7 000
6 000
5 000
= 4 000 о
5
= 3 000
2 000
1 000
д |1111 111 111^1111 11 1111 рм--|___
17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87
Возраст, лет
Т
т
Т
I I I I г
Средний возраст: 33 года.
Медиана возрастного распределения: 34 года.
Средний возраст: 58 лет. Медиана возрастного распределения: 58 лет.
Рис. 2. Возрастное распределение членов когорты.
Рис. 4. Распределение числа членов когорты по месяцу въезда в зону ЧАЭС.
В ООО
7 000
| 6 000 о
Ч 5 000
о
с
§ 4 000
х
О)
Р 3 000
о
| 2 000 гг
1 000 о
Доза, мГр
Средняя доза: 132,50 мГр. Медиана дозового распределения: 102,05 мГр. Минимальная доза: 0,10 мГр. Максимальная доза: 1400,00 мГр.
гг о гч 1 1П ип п о ип гр ЕЕ ш 1 1 о 00 ип СГ)
ип о п ип о ш ип Г-- о ш
ип о
1 1 п
1— 1 ■ г-| 1.П Г-1 1-Г1
лп г-1 Т— П-1
гч гч гч ГЧ
г-1 ЬП г-1 ЬП г-1
II1 1 и Т— | ч
14 кЧ 14
ьл о ю
Рис. 5. Распределение числа членов когорты по дозе облучения (мГр).
100
Средняя доля охваченных медицинским наблюдением в отчётном году - 78 %
Отчётный год
Рис. 6. Динамика охвата членов когорты медицинским наблюдением.
Рассматриваемая в данной статье технология прогноза радиационных рисков может применяться как для всей когорты ликвидаторов, так и на уровне субъектов РФ. В качестве примера применения технологии на уровне субъекта РФ ниже использовались данные по когорте ликвидаторов, проживающих в Калужской области.
Для прогноза онкологических радиационных рисков из исследуемой когорты были отобраны только те ликвидаторы, которые являются живыми в 2015 г. и ещё никогда ранее не болевшие онкологическими заболеваниями. Таких ликвидаторов 40418 человек. В это число входит 613 ликвидаторов, проживающих в Калужской области.
Для вычисления онкологических рисков в качестве фоновых показателей заболеваемости и смертности от солидных раков и лейкозов использовались российские данные [7].
Для прогноза радиационных рисков цереброваскулярной заболеваемости из исследуемой когорты были отобраны только ликвидаторы первого года въезда, проработавшие в зоне аварии менее 6 недель, которые при этом являются живыми в 2015 г. и ещё никогда ранее не болевшие цереброваскулярными заболеваниями. Ограничение на время работы и год въезда в зону связаны с тем, что значимые оценки радиационных рисков цереброваскулярной заболеваемости получены только для этой группы ликвидаторов. Всего в прогнозное исследование по цереброваскулярным заболеваниям попали 3434 человека. В это число входит 26 ликвидаторов, проживающих в Калужской области.
Для вычисления рисков цереброваскулярной заболеваемости в качестве фоновых показателей заболеваемости использовались модельные данные, полученные по полной когорте ликвидаторов, зарегистрированных в НРЭР, а в качестве показателей смертности - данные ВОЗ [8].
Прогноз онкозаболеваемости по модели МКРЗ
На рис. 7 представлен график распределения величины риска LARF (пожизненная атрибутивная доля) для исследуемой когорты ликвидаторов. Из этого рисунка видно, что большинство ликвидаторов имеют риск LARF от 1 до 3% (14897 человек). Следующая по численности группа - это ликвидаторы с риском от 5 до 10% (11305 человек). Риск от 3 до 5% имеют 8955 человек, а свыше 10% - 274 человека. Максимальная пожизненная атрибутивная доля у ликвидатора, получившего дозу 1330 мГр. Она равна 33,0%.
Всего согласно модели МКРЗ в исследуемой когорте ожидается в будущем 394 случая ра-диационно-обусловленных раков и 10134 случая - не связанных с радиацией. Эти числа были получены путём суммирования прогнозных величин LAR и LBR соответственно для каждого исследуемого ликвидатора. Таким образом, средняя пожизненная атрибутивная доля составляет 3,7%.
На рис. 8 представлена диаграмма рассеяния, где каждая точка графика соответствует одному из исследуемых ликвидаторов. По оси абсцисс отложена доза, полученная ликвидатором, а по оси ординат - пожизненная атрибутивная доля.
Рис. 7. Распределение пожизненной атрибутивной доли (LARF) заболеваемости раком в исследуемой когорте ликвидаторов (модель МКРЗ).
Рис. 8. Диаграмма рассеяния величины LARF для заболеваемости раком в зависимости от дозы облучения для каждого исследуемого ликвидатора (модель МКРЗ).
Проводя вычисления для ликвидаторов из Калужского областного регистра получим практически такой же вид распределения величины LARF, как и на рис. 7 (рис. 9). Здесь 217 человек имеют риск от 1 до 3%, 131 - от 3 до 5% и 265 - выше 5%.
Всего в исследуемой когорте ликвидаторов Калужской области ожидается согласно модели МКРЗ примерно 8 радиационно-обусловленных случая онкозаболевания и 173 - фоновых случая. Таким образом, средняя пожизненная атрибутивная доля составляет 4,2%.
На рис. 10 представлена диаграмма рассеяния величины LARF среди этих ликвидаторов в зависимости от дозы облучения, аналогичная диаграмме на рис. 8. Как видно из этого рисунка, среди 673 ликвидаторов только двое имеют сравнительно высокую дозу облучения - 630 и 521,1 мГр. У этих же ликвидаторов и наблюдается наибольший риск (LARF равно 16,5% и 13,3% соответственно). Остальные ликвидаторы имеют дозу менее 250 мГр.
60
к Б
£ 50 г- °
1 и 40 <и щ
5 а.
= I
£ 5 20
т =
5 "
я §
39.08
30
10 О
8.92
32.24
■ |
0.15
0.15
0.00
О V
1-АИР в '
Рис. 9. Распределение пожизненной атрибутивной доли (LARF) заболеваемости раком в исследуемой когорте ликвидаторов Калужской области (модель МКРЗ).
35 30
25
О 200 400 600 800 1000 1200 1400
Доза в ллГр
Рис. 10. Диаграмма рассеяния величины LARF для заболеваемости раком в зависимости от дозы облучения для каждого исследуемого ликвидатора Калужской области (модель МКРЗ).
Прогноз онкозаболеваемости по модели НРЭР
Модель НРЭР является более консервативной по сравнению с моделью МКРЗ, т.е. значения радиационных рисков, полученных по модели НРЭР, в целом выше, чем по модели МКРЗ.
Как было сказано ранее, модель НРЭР оценивалась только для солидных раков, однако количеством возможных радиационно-обусловленных лейкозов в предстоящей жизни ликвидаторов можно пренебречь.
На рис. 11 представлен график распределения величины риска LARF для исследуемой когорты ликвидаторов, полученный по модели НРЭР.
В отличие от результатов, полученных на основе модели МКРЗ, в случае с НРЭР большинство ликвидаторов имеют величину пожизненной атрибутивной доли от 5 до 10%. Таких ликвидаторов 16202. Также много ликвидаторов, имеющих значение величины LARF от 3 до 5% - 13128 человек. Кроме того, есть 19 ликвидаторов с риском LARF, превышающим 25%, и даже 2 из них имеют риск более 35%.
Максимальный LARF наблюдается у того же ликвидатора, у которого наблюдался максимальный риск при расчёте по модели МКРЗ. Доза облучения этого ликвидатора 1330 мГр, а LARF равен 38,0%.
Всего, согласно модели НРЭР, в исследуемой когорте ожидается в будущем 618 случаев радиационно-обусловленных раков и 10134 случая - не связанных с радиацией. Таким образом, средняя пожизненная атрибутивная доля составляет 5,7%.
На рис. 12 представлена диаграмма рассеяния, аналогичная рис. 8, но для модели НРЭР. Как видно из этого рисунка, возраст ликвидаторов незначительно влияет на величину LARF, поэтому диаграмма рис. 12 выстраивается практически на одну кривую. Небольшая зависимость от возраста всё же присутствует. Она обусловлена зависимостью от возраста величины LBR для лейкозов, которая входит в расчёт суммарной LBR и затем LARF.
Рис. 11. Распределение пожизненной атрибутивной доли (LARF) заболеваемости раком в исследуемой когорте ликвидаторов (модель НРЭР).
Рис. 12. Диаграмма рассеяния величины LARF для заболеваемости раком в зависимости от дозы облучения для каждого ликвидатора (модель НРЭР).
Рассмотрим теперь подкогорту ликвидаторов Калужской области. График распределения ЬАРР заболеваемости раком по модели НРЭР для них представлен на рис. 13. Из этого графика видно, что есть два ликвидатора с риском ЬАРР выше 15% и 38 ликвидаторов с ЬАРР от 10 до 15%. Но, как и в случае с полной когортой, большинство ликвидаторов имеют величину пожизненной атрибутивной доли от 5 до 10%. Таких ликвидаторов 292. Также много ликвидаторов, имеющих значение величины ЬАРР от 3 до 5%, - 219 человек.
Максимальный ЬАРР в данной подкогорте равен согласно модели НРЭР 22,5%. Напомним, что по модели МКРЗ у этого ликвидатора ЬАРР был равен 9,0%.
Всего, согласно модели НРЭР, в исследуемой когорте ликвидаторов Калужской области ожидается в будущем 11 случаев радиационно-обусловленных раков и 173 случая - не связанных с радиацией. Таким образом, средняя пожизненная атрибутивная доля составляет 6,1%.
Рис. 14 содержит диаграмму рассеяния, аналогичную рис. 12, но для подкогорты ликвидаторов Калужской области.
Рис. 13. Распределение пожизненной атрибутивной доли (LARF) заболеваемости раком в исследуемой когорте ликвидаторов Калужской области (модель НРЭР).
Рис. 14. Диаграмма рассеяния величины LARF для заболеваемости раком в зависимости от дозы облучения для каждого исследуемого ликвидатора Калужской области (модель НРЭР).
Прогноз цереброваскулярной заболеваемости по модели НРЭР
На рис. 15 представлен график распределения величины риска LARF для цереброваскулярной заболеваемости в исследуемой когорте ликвидаторов, полученный по модели НРЭР. Из графика хорошо видно, что большинство ликвидаторов имеют риск LARF от 10 до 15% (1824 человека). Следующая большая группа (709 человек) имеет риск от 5 до 10%. У 106 ликвидаторов величина LARF превышает 15%.
Максимальный LARF, равный 33,0%, наблюдается у ликвидатора, доза облучения которого равна 771 мГр. Это ликвидатор, который пробыл в зоне аварии чуть более двух недель.
Всего в исследуемой когорте 3434 ликвидатора ожидается 271 радиационно-обусловлен-ный случай цереброваскулярных заболеваний и 2606 случаев, никак не связанных с облучением. Поэтому средняя пожизненная атрибутивная доля составляет 9,4%. Следует отметить, что эта средняя величина пожизненной атрибутивной доли соответствует только ограниченной по численности группе ликвидаторов первого года въезда, пробывших в зоне аварии менее 6 недель, и не может быть распространена на всех остальных ликвидаторов. В пересчёте на всю когорту, для которой делается прогноз (это 20596 живых в 2015 г. ликвидаторов из исследуемой когорты, у которых никогда не было цереброваскулярных заболеваний), средняя пожизненная атрибутивная доля составляет 1,7%.
На рис. 16 представлена диаграмма рассеяния величины LARF цереброваскулярной заболеваемости в зависимости от дозы облучения, аналогичная рис. 8, 10, 12 и 14. Из этого рисунка видно, что большинство исследуемых ликвидаторов получили дозы до 300 мГр и потому имеют LARF менее 15%. Так же, как и в случае с рисками онкологических заболеваний по модели НРЭР, возраст ликвидаторов незначительно влияет на величину риска LARF для цереб-роваскулярных заболеваний.
60
63.12
ЬАРЗР, %
Рис. 15. Распределение пожизненной атрибутивной доли (LARF) цереброваскулярной заболеваемости в исследуемой когорте ликвидаторов (модель НРЭР).
35
0 100 200 300 400 500 600 700 300 900
Доза, мГр
Рис. 16. Диаграмма рассеяния величины LARF для цереброваскулярной заболеваемости в зависимости от дозы облучения для каждого исследуемого ликвидатора (модель НРЭР).
Как было сказано ранее, подкогорта ликвидаторов Калужской области, для которой прогнозируются пожизненные риски цереброваскулярных заболеваний, состоит из 26 человек. У 14 из них величина ЬАРР колеблется от 5 до 10% и ещё у 6 - от 1 до 3% (рис. 17). В эти две группы попадают большинство ликвидаторов Калужской области.
Максимальный ЬАРР (28,7%) наблюдается у ликвидатора, который пробыл в зоне аварии 12 дней и получил дозу 630 мГр.
Всего в исследуемой когорте ликвидаторов из Калужского областного регистра ожидается 2 радиационно-обусловленных случая цереброваскулярных заболеваний и около 20 случаев, не связанных с облучением. В итоге средняя пожизненная атрибутивная доля для этой группы ликвидаторов равна 10,3%.
На рис. 18 представлена диаграмма рассеяния, аналогичная той, что приведена на рис. 16. Из этого рисунка видно, что все исследуемые ликвидаторы, кроме одного, имеют дозу менее 300 мГр. Ликвидатор с максимальным риском ЬАРР далеко отстоит по величине риска от других ликвидаторов исследуемой подкогорты. У следующего за ним по величине риска ликвидатора ЬАРР равен 15,7% и доза 291 мГр.
1_АР!Р, %
Рис. 17. Распределение пожизненной атрибутивной доли (LARF) цереброваскулярной заболеваемости в исследуемой когорте ликвидаторов Калужской области (модель НРЭР).
Рис. 18. Диаграмма рассеяния величины LARF для цереброваскулярной заболеваемости в зависимости от дозы облучения для каждого исследуемого ликвидатора Калужской области
(модель НРЭР).
Обсуждение
Предложенная методика формирования групп радиационного риска основана на величине пожизненной атрибутивной доли (LARF). Так как это величина пожизненного риска, то подразумевается, что сформированные группы риска должны наблюдаться в течение всей оставшейся жизни.
Слабая зависимость от возраста величины LARF для консервативной модели НРЭР (рис. 12, 14, 16 и 18) может определять в группу радиационного риска более молодых ликвидаторов, для которых радиационный риск может реализоваться в отдалённом будущем. Таким образом, предложенная методика приводит к избыточному наблюдению таких ликвидаторов. Но в данной работе рассматриваются ликвидаторы последствий аварии на Чернобыльской АЭС, средний возраст которых в исследуемой когорте на 2015 год равен 62 годам. Среднее остаточное время дожития у этих людей, согласно Российской статистике - 14 лет. Для такого периода наблюдения предложенная методика может быть целесообразной.
Для ликвидаторов старших возрастов радиационный риск может вообще не успеть реализоваться. Но если заболевание всё-таки реализуется, то оно с высокой вероятностью будет обусловлено радиационным облучением.
Возможным решением указанных проблем может являться использование в качестве критерия отбора в группы радиационного риска не пожизненных, а годовых величин риска, например, EAR. В настоящий момент ведутся работы в данном направлении.
Заключение
Результатом проведённого исследования является формирование группы радиационного риска (LARF от 5 до 10%) и группы повышенного радиационного риска (LARF выше 10%). Численность ликвидаторов, попавших в эти группы согласно моделям расчёта МКРЗ и НРЭР, представлена в табл.2.
Граничное значение LARF=10% выбрано с учётом международной правоприменительной практики. В настоящее время Министерство здравоохранения, труда и благополучия Японии ограничивает атрибутивную радиационную долю для населения этой величиной [9]. Граничное значение LARF=5% для группы радиационного риска может быть изменено в большую сторону, если численность этой группы окажется слишком большой при ограниченных ресурсах, имеющихся для её дальнейшего углублённого наблюдения.
Таблица 2
Численность групп радиационного риска для ликвидаторов исследуемой когорты и ликвидаторов подкогорты Калужского областного регистра, на 2015 г. В скобках указан процент от общей численности исследуемых ликвидаторов, доживших до 2015 г.
Группа радиационного риска Модель Онкологические заболевания Цереброваскулярные заболевания
Всего Калужский областной регистр Всего Калужский областной регистр
LARF от 5 до 10% МКРЗ НРЭР 11305 (26,6%) 16202 (38,2%) 263 (37,5%) 292 (41,7%) 709 (1,7%) 2 (0,3%)
LARF > 10% МКРЗ НРЭР 274 (0,6%) 2763 (6,5%) 2 (0,3%) 40 (5,7%) 1930 (4,5%) 17 (2,4%)
Всего МКРЗ НРЭР 11579 (27,3%) 18965 (44,7%) 265 (37,8%) 332 (47,4%) 2639 (6,2 %) 19 (2,7%)
В соответствии с более консервативной моделью НРЭР, группу радиационного риска по онкологическим заболеваниям составляют 16202 человека (292 из Калужской области). Это соответствует 38,2% (41,7% для ликвидаторов Калужской области) от общей численности исследуемых ликвидаторов, доживших до 2015 г.
В аналогичную группу радиационного риска по цереброваскулярным заболеваниям входят 709 человек (2 из Калужской области). Это соответствует 1,7% (0,3% для ликвидаторов Калужской области) от общей численности исследуемых ликвидаторов, доживших до 2015 г.
При этом в объединённую группу риска по онкозаболеваемости и по цереброваскулярным болезням входят 410 человек (2 из Калужской области). Т.е. около 58% ликвидаторов (100% для ликвидаторов Калужской области) из группы радиационного риска по цереброваскулярным болезням входят одновременно и в состав группы радиационного риска по онкологическим заболеваниям.
Группу повышенного радиационного риска по онкологическим заболеваниям по модели НРЭР составляют 2763 человека (40 из Калужской области). Это соответствует 6,5% (5,7% для ликвидаторов Калужской области) от общей численности исследуемых ликвидаторов, доживших до 2015 г.
В группу повышенного радиационного риска цереброваскулярных заболеваний входит 1930 человек (17 из Калужской области). Это соответствует 4,5% (2,4% для ликвидаторов Калужской области) от общей численности исследуемых ликвидаторов, доживших до 2015 г.
При этом в объединённую группу повышенного радиационного риска по онкозаболевае-мости и по цереброваскулярным болезням входят 428 человек (4 из Калужской области). Т.е. около 22% ликвидаторов (24% для ликвидаторов Калужской области) из группы повышенного
радиационного риска по цереброваскулярным болезням входят одновременно и в состав группы повышенного радиационного риска по онкологическим заболеваниям.
Таким образом, в данной работе предложена методика формирования групп радиационного риска. На основе этой методики в когорте ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС сформированы группы радиационного риска и группы повышенного радиационного риска: для заболеваемости раком и цереброваскулярными болезнями.
В группу повышенного радиационного риска онкозаболеваемости входит не более 6,5%, а в группу повышенного радиационного риска цереброваскулярных заболеваний - не более 4,5% от всех доживших до 2015 г. ликвидаторов исследованной когорты. Полученные результаты могут указать способ эффективного использования ограниченных финансовых и других ресурсов, доступных для углублённой диагностики и наблюдения облучённых контингентов.
Литература
1. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 //Annals of the ICRP. 2007. V. 37, N 2-4 /Ed. J Valentin. Elsevier, 2007. 332 p.
2. Preston D.L., Ron E., Tokuoka S., Funamoto S., Nishi N., Soda M., Mabuchi K., Kodama K. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998 //Radiat. Res. 2007. V. 168, N 1. P. 1-64.
3. Preston D.L., Kusumi S., Tomonaga M., Izumi S., Ron E., Kuramoto A., Kamada N., Dohy H., Matsuo T., Nonaka H., Thompson D.E., Soda M., Mabuchi K. Cancer incidence in atomic bomb survivors. Part III: Leukemia, lymphoma and multiple myeloma, 1950-1987 //Radiat. Res. 1994. V. 137. P. 68-97.
4. Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Kochergina E.V., Kashcheeva P.V., Shchukina N.V., Ivanov V.K. Incidence and mortality of solid cancer among emergency workers of the Chernobyl accident: assessment of radiation risks for the follow-up period of 1992-2009 //Radiat. Environ. Biophys. 2015. V. 54, N 1. P. 13-23. doi: 10.1007/s00411-014-0572-3.
5. Ivanov V.K., Tsyb A.F., Khait S.E., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A. Leukemia incidence in the Russian cohort of Chernobyl emergency workers //Radiat. Environ. Biophys. 2012. V. 51, N 2. P. 143-9. doi: 10.1007/s00411-011-0400-y.
6. Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Menyaylo A.N., Kochergina E.V., Kashcheeva P.V., Gorsky A.I., Shchukina N.V., Karpenko S.M., Ivanov V.K. Radiation-epidemiological study of cerebrovascular diseases in the cohort of Russian recovery operation workers of the Chernobyl accident //Health Physics. 2016 (in press).
7. Злокачественные новообразования в России в 2013 г. (заболеваемость и смертность): справочник /Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М., 2015.
8. WHO. Health statistics and information systems. [Электронный ресурс] URL: http://www.who.int/healthinfo/statistics/mortality_rawdata/en/ (дата обращения: 15.04.2015).
9. Approaches to attribution of detrimental health effects to occupational ionizing radiation exposure and their application in compensation programmes for cancer: A practical guide. Eds. S. Niu, P. Deboodt, H. Zeeb; jointly prepared by the International Atomic Energy Agency, the International Labour Organization and the World Health Organization. Geneva, ILO, 2010 (Occupational Safety and Health Series, No. 73). ISBN (print) 978-92-2-122413-6. ISBN (web pdf) 978-92-2-122414-3.
Method for identification of high-risk groups among people exposed to radiation as a consequences of the Chernobyl accident
Ivanov V.K., Meniailo A.N., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Korelo A.M., Kochergina E.V., Vlasov O.K., Shchukina N.V., Karpenko S.V., Lovachev S.S.
A. Tsyb MRRC, Obninsk
Identifying group of radiation risk of people exposed to radiation is the key area of focus for the National Radiation Epidemiological Registry (NRER) to be undertaken for execution of the Federal Law No 329-FZ of December 30, 2012. At present time initial medical and dosimetry information on more than 700 thousand people exposed to radiation as a consequence of the Chernobyl accident is stored in the Registry. The cohort composed of Chernobyl clean-up workers received the highest radiation doses. In the present study life-time risk of cancer and cerebrovascular diseases to cleanup workers operated in the Chernobyl exclusion zone in 1986 and 1987 were calculated. The size of the cohort under study was 74 thousand people, the average dose of y-radiation - 132 mGy. For estimating radiation risks models recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) to justify international standards of radiation safety and those designed at the NRER to estimate radiation risks to the cohort of Russian cleanup workers were used. The method for identifying groups of radiation risk based on life-time attributable risk fraction was designed. In compliance with international standards and regulations a group of high risk was composed of clean-up workers with individual life-time attributable risk fraction (LARF) estimates calculated with ICRP recommended and NRER-designed models exceeded 10%. The groups of high risk of cancer and cerebrovascular diseases identified with the use of the designed method consisted 6.5% and no more than 4.5% of the cohort members respectively. Presented results illustrate the applicability of the designed method for identification the groups of people exposed to radiation who should get appropriate health care in the first turn.
Key words: Chernobyl NPP, radiation risk, high-risk groups, cohort of liquidators, cancer diseases, cerebrovascular diseases, baseline incidence, excess absolute risk (EAR), excess relative risk (ERR), life-time attributable risk fraction (LARF).
References
1. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Annals of the ICRP, 2007, vol. 37, no. 2-4. Ed.: Valentin J. Elsevier, 2007. 332 p.
2. Preston D.L., Ron E., Tokuoka S., Funamoto S., Nishi N., Soda M., Mabuchi K., Kodama K. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998. Radiat. Res., 2007, vol. 168, no. 1, pp. 1-64.
3. Preston D.L., Kusumi S., Tomonaga M., Izumi S., Ron E., Kuramoto A., Kamada N., Dohy H., Matsuo T., Nonaka H., Thompson D.E., Soda M., Mabuchi K. Cancer incidence in atomic bomb survivors. Part III: Leukemia, lymphoma and multiple myeloma, 1950-1987. Radiat. Res., 1994, vol. 137, pp. 68-97.
4. Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Kochergina E.V., Kashcheeva P.V., Shchukina N.V., Ivanov V.K. Incidence and mortality of solid cancer among emergency workers of the Chernobyl accident: assessment of radiation risks for the follow-up period of 1992-2009. Radiat. Environ. Biophys., 2015, vol. 54, no. 1, pp. 13-23. doi: 10.1007/s00411-014-0572-3.
5. Ivanov V.K., Tsyb A.F., Khait S.E., Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A. Leukemia incidence in the Russian cohort of Chernobyl emergency workers. Radiat. Environ. Biophys., 2012, vol. 51, no. 2, pp. 143-9. doi: 10.1007/s00411-011-0400-y.
Ivanov V.K. - Deputy Director, Chairman of RSCRP, Corresponding Member of RAS; Meniailo A.N.* - Senior Researcher, C. Sc., Biol.; Kashcheev V.V. - Head of Lab., C. Sc., Biol.; Chekin S.Yu. - Head of Lab.; Maksioutov M.A. - Head of Lab., C. Sc., Tech.; Tumanov K.A. -Head of Lab., C. Sc., Biol.; Korelo A.M. - Senior Researcher; Kochergina E.V. - Head of Lab., C. Sc., Med.; Vlasov O.K. - Head of Lab., D.Sc., Tech.; Shchukina N.V. - Senior Researcher; Karpenko S.V. - Engineer; Lovachev S.S. - Research Assistant. A. Tsyb MRRC. •Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: (484) 399-32-81; e-mail: [email protected].
6. Kashcheev V.V., Chekin S.Yu., Maksioutov M.A., Tumanov K.A., Menyaylo A.N., Kochergina E.V., Kashcheeva P.V., Gorsky A.I., Shchukina N.V., Karpenko S.М., Ivanov V.K. Radiation-epidemiological study of cerebrovascular diseases in the cohort of Russian recovery operation workers of the Chernobyl accident. Health Physics, 2016 (in press).
7. Malignant neoplasms in Russia in 2013 (morbidity and mortality). Reference book. Eds.: Kaprin A.D., Starinskiy V.V., Petrova G.V. Moscow, 2015. (In Russian).
8. WHO. Health statistics and information systems. Available at: URL: http://www.who.int/healthinfo/statistics/mortality_rawdata/en/ (accessed 15.04.2015).
9. Approaches to attribution of detrimental health effects to occupational ionizing radiation exposure and their application in compensation programmes for cancer: A practical guide. Eds.: S. Niu, P. Deboodt, H. Zeeb; jointly prepared by the International Atomic Energy Agency, the International Labour Organization and the World Health Organization. Geneva, ILO, 2010 (Occupational Safety and Health Series, No. 73). ISBN (print) 978-92-2-122413-6. ISBN (web pdf) 978-92-2-122414-3.
