Цитогенетические эффекты

Мутагенный эффект, индуцированный ИИ в половых и соматических клетках человека, может лежать в основе возникновения таких патологических состояний как спонтанные аборты, мертворождения, рождение детей с аномалиями развития, наследственные и онкологические заболевания, ускорение процессов старения. Биоиндикатором мутагенного воздействия радиации на человека являются первичные повреждения генома – хромосомные и генные мутации в различных клетках-мишенях.

Наиболее распространенными, апробированными и корректными из генетических маркеров облучения человека по-прежнему остаются специфические для действия радиации цитогенетические нарушения – стабильные и нестабильные аберрации хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови, оценка частоты которых используется также для ориентировочной дозиметрии радиационного воздействия. Цитогенетические исследования являются необходимым компонентом в системе контроля за контингентами, подвергшимися неконтролируемому действию ионизирующей радиации в аварийных ситуациях.

За годы, прошедшие после аварии на ЧАЭС, в ряде генетических лабораторий проводился селективный цитогенетический мониторинг среди различных категорий пострадавших от Чернобыльской катастрофы – лиц с подозрением на ОЛБ, участников ЛПА , работников ЧАЭС, эвакуированных, детского и взрослого населения, проживающего в районах выпадения радиоактивных осадков. Из-за трудоемкости и длительности цитогенетических исследований изучались структура и стабильность генома соматических клеток человека в основном в приоритетных группах пострадавших – у участников ЛПА преимущественно 1986 – 1987 гг., в том числе у лиц с ОЛБ, являющихся критическими по интенсивности лучевого поражения, и у населения, проживающего на территориях усиленного радиологического контроля.

В группе пациентов с первичным диагнозом ОЛБ и в группе участников ЛПА с известными дозами облучения обнаружена значительная межиндивидуальная вариабельность цитогенетического эффекта у лиц с идентичной (по степени тяжести заболевания либо по суммарной дозе) радиационной нагрузкой, обследованных в сопоставимые после облучения сроки. Результаты цитогенетического анализа указывали, как правило, на менее интенсивное воздействие, что могло быть связано с рядом факторов: элиминацией аберрантных клеток и нестабильных хромосомных аберраций со временем, спецификой характера облучения, индивидуальной радиочувствительностью, а в ряде случаев с некорректным определением дозы радиации физическими методами. Вместе с тем у реконвалесцентов после ОЛБ, обследованных в более поздние сроки (1990 – 1993), степень выраженности цитогенетического эффекта положительно коррелировала с тяжестью лучевого поражения, что, вероятнее всего, связано с верификацией диагнозов. Так, в группах пациентов с верифицированным диагнозом ОЛБ даже через 5–7 лет после аварии сохранялись нестабильные маркеры облучения (дицентрические и кольцевые хромосомы) и с повышенной частотой выявлялись стабильные индикаторы лучевого воздействия (симметричные хромосомные транслокации и инверсии). При повторном цитогенетическом контроле за лицами с верифицированным диагнозом ОЛБ установлено, что у большинства обследованных период первичного значительного снижения уровня нестабильных аберраций (приблизительно в течение первых 3 лет после острого облучения) сменялся замедлением элиминации и относительной стабилизацией этих показателей с межиндивидуальными колебаниями в пределах каждой из групп. В то же время частота стабильных аберраций хромосом проявляла тенденцию к росту, очевидно, за счет повреждения стволовых клеток, свидетельством чего, в частности, являлось появление у нескольких реконвалесцентов клонов аберрантных клеток, несущих реципрокные транслокации, что имеет неблагоприятное прогностическое значение.

В результате селективного цитогенетического мониторинга групп детского населения, подвергающегося длительному радиационному воздействию малой интенсивности из-за проживания на загрязненных радионуклидами территориях, выявлен ряд особенностей радиоиндуцированного мутагенного эффекта. Так, практически во всех обследованных группах обнаружено не только достоверное повышение частоты хромосомных аберраций разного типа, но и статистически значимое возрастание цитогенетического эффекта со временем (накопление нестабильных и появление стабильных маркеров облучения), что свидетельствует о преобладании процессов индукции над процессами элиминации повреждений хромосом при хроническом облучении в малых дозах. В ряде случаев выявлены мультиаберрантные клетки, содержащие 3 – 11 различных маркеров радиационного воздействия, что отражает не только интенсивность, но и характер мутагенного воздействия и может быть показателем постоянного локального облучения стволовых клеток лимфоцитпродуцирующих органов за счет внутреннего поступления радионуклидов. Появление "нагруженных" клеток, независимо от вызвавшей их причины, считается неблагоприятным прогностическим признаком из-за их возможной этиологической роли в индукции канцерогенеза через активацию протоонкогенов. Результаты групповой цитогенетической дозиметрии несколько превышали таковые, полученные физическими и расчетными методами, что наряду с условностью расчета может быть обусловлено вкладом химической мутационной компоненты. Вместе с тем обнаруженный при обследовании детей цитогенетический эффект, отражающий интенсивность общей мутагенной нагрузки (радиационной и химической), положительно коррелировал как с продолжительностью действия факторов Чернобыльской катастрофы, так и со сложившейся после нее неблагоприятной экологической обстановкой, в частности с плотностью загрязнения территорий ¹³⁷Cs и содержанием пестицидов в объектах окружающей среды. Результаты цитогенетических исследований использовались: для определения суммарной мутагенной нагрузки на обследованные контингенты, экспертной оценки ориентировочного уровня радиационного воздействия, верификации клинических диагнозов (по отношению к ОЛБ); установления причинной связи между наблюдаемой патологией и действием факторов Чернобыльской катастрофы, выделения групп повышенного риска, включенных в клинико-эпидемиологический регистр. В настоящее время в ряде отечественных и зарубежных лабораторий, занимающихся проблемами генетических последствий аварии на ЧАЭС, разрабатываются и апробируются новые методы оценки повреждающего действия ИИ на геном человека, позволяющие не только расширить возожности биологической индикации и дозиметрии радиационного воздействия, но и повысить надежность прогнозирования неблагоприятных отдаленных стохастических эффектов облучения для здоровья человека. Наиболее перспективными из них являются метод флюоресцентной гибридизации метафазных хромосом человека in situ c ДНК-зондами к отдельным хромосомам или их участкам (FISH) и гликофориновый (ГФА) тест.