Способ биологической индикации внутреннего альфа-облучения Российский патент 2020 года по МПК G01N33/49 

Способ может быть использован в медицинской радиобиологии и найти применение для выявления случаев поступления альфа-излучающих радионуклидов в организм человека.

Известны способы биологической индикации воздействия ионизирующего излучения, позволяющие подтверждать факт облучения и степень тяжести последствий. В таблице представлено краткое описание способов, используемых для определения биологических маркеров (биодозиметров) при различных сценариях облучения согласно исследованию [1].

Наиболее близким способом установления факта облучения является цитогенетический метод, основанный на определении частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Некоторые цитогенетические изменения (в частности, дицентрические хромосомы) являются высокочувствительными и специфичными к ионизирующему излучению и используются в качестве биологических маркеров острого облучения. Другие хромосомные аномалии, такие как, например, транслокации, используются в качестве биомаркеров хронического облучения [2].

Недостатками способа являются:

- в связи с быстрой элиминацией дицентрики являются биомаркером недавнего облучения;

- особенностью транслокаций у необлученных субъектов является большая межиндивидуальная вариация их числа и возраст - наиболее важный мешающий фактор [3];

- данные виды хромосомных нарушений являются маркерами внешнего гамма-облучения.

Задачей предлагаемого изобретения является установление факта внутреннего альфа-облучения.

Задача решается за счет того, что способ биоиндикации внутреннего альфа-облучения при регистрации внутрихромосомных аберраций и сложных хромосомных перестроек в лимфоцитах периферической крови выявляет лиц с повышенным содержанием данных типов хромосомных аберраций и устанавливает факт наличия воздействия альфа-излучающих радионуклидов на организм человека.

На фиг 1. и 2 представлены биомаркеры внутреннего альфа-облучения. На фиг. 1 - внутрихромосомная аберрация (инверсия в хромосоме 5). Левая хромосома является нормальной, правая абаррантной. Стрелки указывают на точки разрыва в хромосоме.

На фиг 2 показана сложная хромосомная перестройка, включающая хромосомы 2, 7, 11, 17, 22.

Способ реализуется следующим образом.

Цитогенетическому обследованию подлежат лица, подвергшиеся или предположительно подвергшиеся внутреннему альфа-облучению. На момент взятия образцов крови пациент должен быть осмотрен врачом онкологом и терапевтом для исключения злокачественных новообразований и соматической патологии, которая может вызывать повышенный уровень хромосомных аберраций.

Забор венозной крови из локтевой вены проводить в утренние часы натощак моноветом с литий-гепарином. Культивировать лимфоциты периферической крови в соответствии с утвержденным в лаборатории протоколом. Нанести полученную клеточную суспензию на предметные стекла. Клеточную суспензию и готовые хромосомные препараты допустимо хранить в морозильной камере при температуре -20°С для дальнейшего анализа.

Для исследования биологических маркеров внутреннего альфа-облучения (внутрихромосомных аберраций и сложных хромосомных перестроек) рекомендуется использовать метод многоцветного полосного окрашивания хромосом (mBAND) и многоцветной флуоресцентной in situ гибридизации (mFISH).

Окрашивание хромосомных препаратов проводить в соответствии с протоколом, поставляемым с ДНК-пробами.

Оценить частоту внутрихромосомных аберраций и/или сложных хромосомных перестроек у лиц, подвергшихся или предположительно подвергшихся внутреннему альфа-облучению. Определить фоновую частоту биологических маркеров в конкретной популяции на основании измерения их количества у лиц, не подвергавшихся профессиональному облучению, не принимавших участие в ликвидации радиационных аварий, не проживавших на радиационно-загрязненных территориях и не подвергавшихся радиотерапии (контрольная группа). Сравнить полученное значение частоты биологического маркера у обследованного индивидуума с фоновой частотой. Если частота биологического маркера в лимфоцитах периферической крови превышает фоновую частоту, можно сделать вывод о том, что обследованный подвергался и/или подвергается внутреннему альфа-облучению.

Сущность способа поясняется примерами

Пример 1

Во время планового биофизического обследования у Работника Б. в суточной пробе мочи была обнаружена повышенная альфа-активность. Измерения, проведенные на установке СИЧ, позволили выявить участок ладонной поверхности левой кисти, загрязненной актинидами, где альфа-активность америция-241 составила 1,3 кБк, плутония-239 - 10 кБк. Было установлено, что два месяца назад во время ремонта оборудования работник Б. уколол ладонную поверхность левой кисти проволокой. По окончании смены работник Б. не обнаружил видимых повреждений на ладони, но провел дезактивацию кожных покровов. Дозиметрический контроль с помощью альфа-радиометра не установил превышения контрольных уровней загрязнения. Учитывая указанные обстоятельства, работник Б. о полученной травме не сообщил никому.

Работник Б. был госпитализирован для обследования в ЦПРП ФГБУЗ КБ №71 ФМБА России и оказания специализированной медицинской помощи. Во время обследования у работника Б. были получены образцы периферической крови для проведения цитогенетического анализа. Цитогенетическое исследование было выполнено с помощью метода mBAND. В результате проведенного исследования с помощью метода mBAND у работника Б. были выявлены внутрихромосомные аберрации - перицентрическая инверсия (1 на 250 проанализированных метафазных клеток) и сложная хромосомная перестройка (1 на 250 клеток).

Пример 2

Изучали хромосомные препараты 60 работников ПО «Маяк», подвергшихся преимущественно сочетанному облучению (суммарная поглощенная доза внутреннего альфа-излучения в ККМ от инкорпорированного плутония-239 находилась в диапазоне от 0 до 0,8 Гр; суммарная поглощенная доза внешнего гамма-излучения в ККМ составила 0-2,7 Гр). Хромосомные препараты окрашивали с помощью метода mFISH. В результате исследования было установлено, что частота всех стабильных хромосомных аберраций и транслокаций, в частности, статистически значимо зависела от суммарной поглощенной дозы внешнего гамма-излучения и поглощенной дозы внешнего гамма-излучения в ККМ. В тоже время, частота сложных хромосомных перестроек имела статистически значимую зависимость от поглощенной дозы внутреннего альфа-излучения в ККМ и содержания плутония-239 в организме.

Способ биологической индикации внутреннего альфа-облучения воспроизводим в клинико-диагностических лабораториях не только научно-исследовательских институтов и центров, но и в лабораториях лечебно-профилактических учреждений, оснащенных оборудованием для проведения цитогенетических исследований. Преимуществом способа является использование не только свежеприготовленных хромосомных препаратов, но и архивных биологических образцов для установления факта радиационного воздействия альфа-излучающих радионуклидов. Предложенный способ позволяет устанавливать факт внутреннего альфа-облучения как при аварийных или нештатных ситуациях, так и при профессиональном контакте с альфа-излучающими радионуклидами.

Источники информации

1. Rao B.S. Biological indicators of absorbed radiation and biological dosimetry // Bhabha Atomic Research Centre (BARC) News Letter, 224, 2002.

2. IAEA, Cytogenetic Dosimetry: applications in preparedness for and response to radiation emergences. IAEA, Vienna, 2011.

3. A. Sigurdson, M. Ha, M. Hauptmann et al. International study of factors affecting human chromosome translocations // Mutation research. - 2008. - Vol. 652. - P. 112-121.

Изобретение относится к области медицины. Предложен способ биологической индикации радиационного воздействия альфа-излучающих радионуклидов путем определения хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Определяют частоту внутрихромосомных аберраций и сложных хромосомных перестроек в контрольной группе, сформированной из лиц, не подвергавшихся профессиональному облучению, не принимавших участие в ликвидации радиационных аварий, не проживавших на радиационно-загрязненных территориях и не подвергавшихся радиотерапии, и у лиц, предположительно подвергшихся внутреннему альфа-облучению. При выявлении частоты внутрихромосомных аберраций и сложных хромосомных перестроек выше фоновой делают заключение о факте внутреннего альфа-облучения. Изобретение обеспечивает биологическую индикацию радиационного воздействия альфа-излучающих радионуклидов. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Способ биологической индикации радиационного воздействия альфа-излучающих радионуклидов путем определения хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови, отличающийся тем, что определяют частоту внутрихромосомных аберраций и сложных хромосомных перестроек в контрольной группе, сформированной из лиц, не подвергавшихся профессиональному облучению, не принимавших участие в ликвидации радиационных аварий, не проживавших на радиационно-загрязненных территориях и не подвергавшихся радиотерапии, и у лиц, предположительно подвергшихся внутреннему альфа-облучению, и при выявлении у них частоты внутрихромосомных аберраций и сложных хромосомных перестроек выше фоновой делают заключение о факте внутреннего альфа-облучения.