Дети Чернобыля: прошлое и будущее

Последствия радиации, которой подвергся человек, не всегда очевидны. Малые дозы облучения способны «запустить» не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к генетическим поломкам. Онкологические заболевания, врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, могут проявиться лишь в следующем или в последующих поколениях: детей, внуков, более отдаленных потомков.

Радиационное загрязнение части территорий России после аварии на Чернобыльской атомной электростанции привело к существенному росту частоты онкологических заболеваний. В результате особенно пострадали дети, причем не только те, кто непосредственно подвергся воздействию радиации, но и родившиеся позже. Возникающие при этом генетические нарушения становятся причиной высокого риска развития у детей как врожденных аномалий (пороков) развития, хромосомных и генных заболеваний, так и новообразований, в том числе злокачественных. 

Авария на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС), произошедшая в 1986 году, привела к загрязнению ряда территорий России радионуклидами. Это поставило под угрозу здоровье, рост и развитие детского населения. Ликвидация последствий аварии потребовала внести изменения в процессы государственного регулирования и законодательной базы гарантий населению, подвергшегося воздействию радиации. Возникла необходимость проведения технических, биологических, медико-социальных, санитарно-гигиенических мер защиты от воздействия радиации на окружающую среду. Началась разработка нового направления научных исследований, связанных с изучением биосоциальных процессов адаптации ребенка к условиям радиационно загрязненной среды, — радиационной экопатологии детского возраста. 

Научные исследования стали проводиться в 1986–1987 гг. в Московском НИИ педиатрии и детской хирургии Минздрава России специалистами во главе с выдающимся ученым — академиком Ю. Е. Вельтищевым. Тогда была отработана система отбора детей, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в референтные когорты для длительного диспансерного наблюдения (мониторинг состояния здоровья). 

При формировании референтных когорт наблюдения детей специалисты исходили из возможностей формирования патологии в ближайший и отдаленный периоды после аварии на Чернобыльской АЭС. 

Подтверждение факта радиационного воздействия на организм ребенка, обеспечение соответствующей медико- социальной защиты и реабилитации основаны на современных представлениях о действии ионизирующего излучения на организм человека и на базовых принципах радиационной защиты, изложенных в публикациях Национального комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР), Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), результатах научных исследований. 

Учитывая особенности радионуклидного спектра, выход короткоживущих радиоизотопов ¹³¹I и долгоживущих радиоизотопов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, разнообразные пути поступления изотопов (алиментарный, ингаляционный, трансплацентарный, контактный), длительность их воздействия (острое и хроническое облучение), в референтные когорты были включены: 

• дети, проживающие на территориях с уровнем загрязнения почв по ¹³⁷Cs от 556 до 1665 кБк / м²;
• дети, эвакуированные из зон отчуждения и отселения;
• дети, подвергшиеся воздействию ионизирующей радиации в период внутриутробного развития;
• дети участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС (1986–1987 гг.);
• дети, непосредственно подвергшиеся облучению (1969– 1987 годов рождения — первое поколение);
• дети второго поколения (рожденные детьми первого поколения) и третьего поколения (внуки детей первого поколения). 

В результате аварии, помимо короткоживущих радиоизотопов йода, произошел также выход в биосферу долгоживущих радиоизотопов цезия и стронция с периодом полураспада до 30 лет. Радиоизотопы йода влияют непосредственно на тиреоидную ткань щитовидной железы вследствие его тропности (тем более, что территории, загрязненные радионуклидами, эндемичны по йододефициту). Избыточное поступление ¹³¹I, ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr может повлечь микроэлементный дисбаланс, активацию перекисного окисления липидов, угнетение антиоксидантной защиты. 

За 33-летний опыт работы по клинической радиобиологии специалистам Детского научно-практического центра противорадиационной защиты НИКИ педиатрии им. акад. Ю. Е. Вельтищева удалось не только определить контингенты лиц, подвергшихся воздействию радиации в результате аварии на ЧАЭС, и организовать систему длительного мониторинга за эпидемиологическими процессами и состоянием здоровья детского населения, но и провести широкий комплекс научных исследований по биологическим механизмам влияния малых доз радиации на детский организм. До аварии на Чернобыльской АЭС подобных исследований практически не существовало. 

В июле 2014 года в Вене состоялась 61-я сессия Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР), к которой было приурочено обнародование отчета НКДАР ООН «Научные основы действия ионизирующих излучений на детей». В числе общих выводов указано, что «проблема влияния ионизирующих излучений на человека в период детства и юношества достаточно сложна и в целом мало изучена». 

Распространено мнение, что дети в два-три раза более радиочувствительны, чем взрослые, и что относительный риск канцерогенеза у детей выше. Поэтому важнейшими вопросами, возникшими после аварии на ЧАЭС, были следующие: насколько она отразится на генетическом аппарате человека, насколько высок риск увеличения онкологической заболеваемости, появления новых заболеваний и изменений характера течения уже известных. 

ИЗМЕНЕНИЯ, ВЫЗВАННЫЕ РАДИАЦИЕЙ 

Проводившийся в течение 33 лет мониторинг состояния здоровья детей, подвергшихся воздействию малых доз радиации, показал, что радиационно-индуцированные изменения в организме имеют фазный характер течения, что отражает активацию или угнетение адаптационных, компенсаторно-восстановительных и, самое главное, репаративных процессов на разных временных этапах. 

Система репарации относится к одним из самых мощных механизмов защиты генома организма. Регистрация ослабления репаративных процессов как спонтанных, так и индуцированных свидетельствует о сниженном защитном потенциале и, следовательно, повышенной индивидуальной чувствительности к воздействию радиации. Процессы репарации обеспечивают восстановление нарушенных и / или утраченных цепочек ДНК, таким образом, сохраняя стабильность генетического аппарата ребенка. Ослабление репарационных процессов указывает на неадекватность адаптивных и компенсаторно- восстановительных механизмов. 

Специалисты, пытаясь найти объяснение феномена сниженной репарации ДНК по изменению активности Са2+ / Mg2+- зависимой эндонуклеазы — основного фермента первого этапа эксцизионной репарации ДНК, обнаружили у части детей как повышение, так и понижение активности фермента. 

Вариабельность активности фермента может свидетельствовать как о разнонаправленности действия малых доз радиации на организм, так и об особенностях реакции организма: 

• вследствие истощения возможностей репарации — деградация хроматина и повышение активности Са2+ / Mg2+ -зависимой эндонуклеазы;
• или (при снижении активности исследуемого фермента) к недостаточной репарации повреждений ДНК. 

Параллельно с этими феноменами выявлено достоверное повышение уровня хромосомных аберраций, выявляемых в лимфоцитах периферической крови у детей и родителей, проживающих на территориях, загрязненных радионуклидами. В обоих поколениях наблюдаются отклонения в репарации ДНК. Повышение уровня хромосомных аберраций — одно из проявлений геномной нестабильности. По данным литературы и результатам исследований специалистов Детского центра оно предшествует многим клиническим проявлениям, репродуктивной дисфункции, малигнизации, аутоиммунизации. 

ГЕНОМНАЯ НЕСТАБИЛЬНОСТЬ 

Проведенные специалистами нашего Центра исследования доказали реальность феномена геномной нестабильности в детском организме, подвергающемуся низкоинтенсивному воздействию радиации в малых дозах. В обследуемых когортах детей, которые подверглись низкоинтенсивному воздействию радиационного фактора и в период внутриутробного развития, и в постнатальный период, встречаются в той или иной комбинации все типы хромосомных нарушений, характерные как для прямого мутагенного действия радиации, так и пострадиационной индукции геномной нестабильности. Так как состояние генома — фундаментальное свойство клетки, которое определяет ее нормальное функционирование, то его дестабилизация приводит к физиологической недостаточности развивающегося организма. 

Аналогичные нарушения хромосомного аппарата выявляются и у детей — потомков облученных родителей, которые проживают на загрязненных радионуклидами территориях. Такие дисгеномные эффекты сопровождаются наличием вторичных иммунодефицитных состояний, повышенной соматической заболеваемостью, хронизацией болезней, аутоиммунизацией, возникновением злокачественных новообразований. 

Дальнейшее изучение феномена геномной нестабильности в клетках организма детей, которые проживают на территориях, загрязненных радионуклидами, дало возможность, с одной стороны, выяснить фундаментальные радиобиологические особенности низкоинтенсивного действия малых доз ионизирующих излучений, а с другой — оценить роль геномной нестабильности и процессов мутагенеза в патогенезе различных заболеваний, включая онкологические, для снижения риска развития радиационно-индуцированных заболеваний у настоящего и будущих поколений. 

Действие радиации вызывает структурно-функциональные нарушения генома иммунокомпетентных клеток, ведущее к мембранорецепторным дисфункциям, апоптозу, дисбалансу иммунорегуляции с развитием иммунодефицита. 

При действии радиации происходит накопление разрывов ДНК, которые не устраняются системой репарации, лимфоидные клетки становятся дефектны по ДНК и не способны участвовать в реакциях иммунитета. Внутриядерные изменения могут привести к нарушению иммуногенеза и развитию иммунологической недостаточности. 

ИММУННЫЙ СТАТУС ПОСЛЕ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 

Проведенные в нашем Центре исследования показали, какие нарушения и особенности иммунного статуса развиваются в различных когортах радиационного наблюдения в отдаленные сроки после аварии на ЧАЭС, как они связаны с характером радиационного воздействия и какую роль могли сыграть в возникновении у детей хронической соматической патологии. 

Лимфопения, нарушения Т-клеточного звена иммунитета в виде снижения числа клеток с маркерами CD3, CD4, CD8 и В-клеточного звена иммунитета в виде снижения числа клеток с маркерами CD10, CD23 зарегистрированы у детей, подвергшихся хроническому комбинированному облучению радиоизотопами 131I, 137Cs, 90Sr. У потомков облученных родителей (первое поколение детей ликвидаторов последствий аварии на ЧАЭС, детей родителей, проживающих на радиационно загрязненных территориях с различным уровнем загрязнения 137Cs) нарушения иммунитета носили иной характер. Изменение абсолютного количества NK-клеток (CD16 Т-лимфоцитов) — общий признак для всех групп радиационного риска. Однако у лиц, подвергшихся непосредственному облучению, зарегистрировано снижение, а у потомков облученных — активация факторов противоопухолевой защиты с характерным увеличением числа СD16 Т-лимфоцитов. Во всех когортах радиационного риска зарегистрирована тенденция к снижению количества клеток, вовлеченных в лейкоцитарную активацию с маркером полипотентной активации (клеток с маркером CD38), пролиферирующих клеток (клеток с маркером CD71) и увеличение относительного количества клеток с маркером готовности к апоптозу (СD95 Т-лимфоцитов). 

Тенденции к увеличению количества СD95Т-лимфоцитов у представителей всех когорт радиационного риска позволяет рассматривать этот показатель в качестве наиболее информативного маркера как прямого, так и опосредованного радиационного воздействия. 

Полагаясь на собственные исследования и данные литературы, мы вправе предположить, что в дальнейшем вслед за повреждением ДНК происходит включение защитного механизма, который предусматривает активацию белка р53, контролирующего целостность геномной ДНК, арест аномальных клеток (с цитогенетическими нарушениями) в G-фазе е с последующей индукцией апоптоза. Такой механизм, с точки зрения специалистов-исследователей Детского центра, позволяет сохранить клеточный гомеостаз и избежать формирования клона клеток с опухолевой трансформацией, то есть предупредить развитие онкогенного эффекта как у населения, подвергшегося хроническому облучению в малых дозах, так и у потомков облученных (второе поколение). 

Ранее проведенные исследования (в 1987–1996 гг.) свидетельствовали, что отклонения иммунологических показателей часто не достигали больших величин, но «были достаточно закономерны с традиционной точки зрения». При этом наряду с ингибирующими выявлялись и стимулирующие эффекты, то есть воздействие радиации не было однонаправленным. По мнению проф. А. А. Ярилина и по данным, полученным в ходе наших исследований, выявленные изменения затрагивали в основном популяцию Т-лимфоцитов. 

В настоящее время, спустя 33 года после аварии, видимо, следует говорить о полипотентности оказываемого воздействия, поскольку обнаруженные нами изменения касаются не только и не столько Т-лимфоцитов (CD3⁺, CD4⁺, CD8⁺, СD25⁺-клеток), сколько «незрелых» клеток, пролиферирующих клеток (CD71⁺-клеток), предшественников В-лимфоцитов (CD10⁺-клеток), клеток «полипотентной активации» (CD38⁺-клеток), а также клеток с маркерами готовности к апоптозу (CD95⁺-клеток). Кажущиеся противоречия, вероятно, связаны с многообразием причин радиационного и нерадиационного генеза. Этот факт необходимо учитывать в первую очередь при назначении иммунокорригирующей терапии. 

Неоднородность характера изменений иммунограмм детей различных групп радиационного риска, по нашему мнению, обусловлена принципиальными различиями радиационных характеристик каждой из когорт радиационного риска (разнообразие радионуклидного спектра, длительность радиационного воздействия, различия величины и мощности дозы и пр.). 

У детей, подвергшихся радиационному воздействию, повышена вероятность развития опухолевого процесса. Это важный момент, на который следует обратить особое внимание и который не всегда учитывается педиатрами и клиническими иммунологами, наблюдающими таких детей. Известно, что нарушения различных звеньев иммунитета относятся к патогенетическим механизмам формирования злокачественных новообразований. Особая роль в развитии опухолей отводится дефициту естественных киллеров (NK-клеток) и различным нарушениям фагоцитарной функции. Таким образом, иммунные нарушения, вызванные воздействием радиации, могут оказаться триггерным механизмом развития опухолей и аутоиммунных заболеваний, прежде всего щитовидной железы. 

РАДИАЦИЯ И ДЕТИ 

Авария на ЧАЭС поставила перед радиобиологией человека и современной радиационной генетикой и радиобиологией человека целый ряд задач, ранее не обсуждавшихся мировым сообществом. Среди них: особенности реакции детского организма на длительное радиационное облучение в малых дозах, реальная оценка генетического риска в виде не только гаметических (генных / хромосомных) мутаций, но и отдаленных эффектах радиации — индукции геномной нестабильности в соматических клетках организма детей, постоянно проживающих на территориях, зараженных радионуклидами, а также детей — потомков облученных на различных стадиях онтогенеза родителей. 

В связи со значительным «повзрослением» первой группы детей (1969–1987 гг. рождения) основная часть ее представителей в наши дни перешла в группу молодого взрослого возраста. Потенциальные радиационные риски этой когорты — высокий риск канцерогенеза (рак щитовидной железы), детерминированная патология щитовидной железы аутоиммунного генеза. 

Повышенный риск развития онкопатологии остается одним из важнейших стохастических эффектов и является наиболее серьезным отдаленным последствием действия радиации. Вызывает тревогу высокий уровень онкологической заболеваемости и в первом, и особенно во втором поколении детей, который почти в два раза превышает показатели по России. 

Если в первом поколении рост радиационно-индуцированной патологии произошел за счет рака щитовидной железы (63 % от всех случаев злокачественных образований у детей до 18 лет), то во втором поколении — за счет злокачественных новообразований лимфоидной, кроветворной и родственных им тканей (43 % соответственно), а распространенность рака щитовидной железы во втором поколении не выходит за популяционную частоту. 

Следует отметить, что в структуре причин злокачественных новообразований у детей второго поколения появились злокачественные новообразования ЦНС, поджелудочной железы. На загрязненных радионуклидами территориях, относящихся к зонам отселения (свыше 1660 кБк / м2 по 137Cs), злокачественных новообразований почти в два раза больше, чем в зонах с правом на отселение. 

Существенным моментом в поисках ответов на возникновение радиационно-индуцированных (онкологических, наследственных), а также мультифакторных заболеваний, имеющих свои особенности в условиях малых доз радиации, становится необходимая интеграция знаний в области радиобиологии, иммунологии, клинической генетики и педиатрии. 

Список литературы находится в редакции.